天地一体化仿真网络概述

浅谈天地一体化信息网络作者：薛毅松通信与信息工程学院通信三班 2015010903005摘要：天地一体化网络以其战略性、基础性、带动性和不可替代性的重要意义，成为发达国家国民经济和国家安全的重大基础设施，其所具有的独特位置与地域优势以及特有的信息服务能力，可带动我国新兴产业的发展，形成具有巨大潜力的核心竞争力和民族创造力。

本文着重于大致的介绍天地一体化信息网络的含义与特点、建设天地一体化信息网络的必要性，以及国内外发展现状的对比。

关键字：天地一体化信息网络，卫星1天地一体化信息网络的定义空天地一体化信息网络是由多颗不同轨道上、不同种类、不同性能的卫星形成星座覆盖全球，通过星间、星地链路将地面、海上、空中和深空中的用户、飞行器以及各种通信平台密集联合，以IP为信息承载方式，采用智能高速星上处理、交换和路由技术，面向光学、红外多谱段的信息，按照信息资源的最大有效综合利用原则，进行信息准确获取、快速处理和高效传输的一体化高速宽带大容量信息网络，即天基、空基和陆基一体化综合网络。

2 天地一体化信息网络的特点天地一体化网络的目标是对事件进行全面高效协同的处理。

利用多维信息，协同各个工作模块，增强事件的处理能力；结合空、天、地各类网络和系统各自的优势，实现功能互补，扩大可处理事件的范围；利用空、天、地一体化网络综合信息系统强大的机动性能、广泛的覆盖范围、全局的协作能力和对信息的智能处理能力，实现对事件和任务的高效处理。

天地一体化网络，简称一体化网络，是由通信、侦察、导航、气象等多种功能的异构卫星/卫星网络、深空网络、空间飞行器以及地面有线和无线网络设施组成的，通过星间星地链路将地面、海上、空中和深空中的用户、飞行器以及各种通信平台密集联合。

地面和卫星之间可以根据应用需求建立星间链路，进行数据交换。

它既可以是现有卫星系统的按需集成，也可以是根据需求进行“一体化”设计的结果，具有多功能融合、组成结构动态可变、运行状态复杂、信息交换处理一体化等功能特点。

天地一体化信息网络协议体系与传输性能简析作者：杨冠男李文峰张兴敢来源：《中兴通讯技术》2016年第04期摘要：对于中国天地一体化信息网络（ISTIN）的构建，针对可能采用的两种网络协议体系，即传输控制协议（TCP）/IP和容迟容断网络（DTN），以3颗地球静止轨道（GEO）卫星组成天基骨干网络为例，分析了3种基本传输场景下的主要挑战，通过计算机半实物仿真开展了协议传输性能的测试。

试验结果表明：尽管DTN协议与TCP-Hybla改进协议能够获得较好的传输性能，由于时延与误码率（BER）等参数存在较大的动态范围，没有一种协议能够在所有传输场景下保持传输性能始终最优。

天地一体化信息网络协议体系的性能仍有待进一步提高。

关键词：ISTIN；协议；传输性能中图分类号：TN929.5 文献标志码：A 文章编号：1009-6868 （2016） 04-0039-007天地一体化信息网络是中国国防信息化和信息化社会建设的重要基础设施。

天地一体化信息网络中的“天”是指由卫星等航天器作为主要节点组成的天基网络，而“地”主要指由地面站网络、卫星应用专网、互联网以及各类地面用户等共同组成的地球表面网络。

通过网络架构与协议体系层面的设计，屏蔽天、地各类系统在技术体制层面的差异，为用户提供跨系统的、无需区分天地的各种服务与应用，实现一体化信息获取、共享与利用是未来天地一体化信息网络发展的主要目标[1]。

根据是否采用星间链路，我们可以将天地一体化信息网络分为：（1）天星地网。

典型系统如国际海事卫星（Inmarsat）的宽带全球网络（BGAN）系统，由3颗Inmarsat IV卫星与地面站网络组成，民用数据业务采用星状拓扑，经过卫星中继落地后通过地面站实现区内数据交换，互联网接入或通过地面站网络实现跨区的数据交换。

BGAN 从2012年开始提供航空宽带卫星业务（SB-Sat），通过原航空宽带网络面向低轨道（LEO）卫星提供近实时的IP业务，速率最高可达475 kbit/s[2]，由此实现了以地面网络为骨干的天空地一体化的网络。

空天地一体化网络体系前瞻布局、创新驱动。

坚持定位高端、超前谋划，坚持前瞻性、系统性发展思维，有序推进产业、创新、市场和治理体系建设，构建苏州数字经济和数字化发展生态。

通过模式创新、技术创新、服务创新和管理创新，发挥新一代信息技术的支撑作用，加快培育新模式新业态，推动产业创新集群建设，提升全要素生产率。

、创新驱动，打造全国数字城市标杆（一）打造国内先进的数字基础设施高地不断夯实新型基础设施建设，加快建设以5G网络、一体化数据中心体系、产业互联网等为抓手的高速泛在、天地一体、云网融合、智能敏捷、绿色低碳、安全可控的智能化综合性数字信息基础设施。

加快推动传统基础设施数字化改造，推进新型城市基础设施建设，构建城市信息模型（CIM）基础平台，打造数字城市基础平台，夯实数字经济发展基础。

（二）争创国内领先的数字创新体系围绕国家战略部署，坚持科技自立自强，以实现关键核心技术自主可控为目标，引进建设一批重大科技基础设施、科研机构和重大创新平台，大力提升知识产权创造质量，进一步完善技术标准，推动价值链向高端化延伸，打好数字产业基础高级化、产业链现代化攻坚战,打造“硬科技”集聚地，深化数字产业创新策源能力，加快提升苏州在国内国际“双循环”新格局中的产业竞争力与影响力。

（三）打造国内领先的数据要素市场化示范高地推进数据汇聚，形成政务大数据资源中心，建设政务大数据治理平台，建立数据血缘关系图谱，打造全流程治理闭环。

推进数据共享,建立健全权威高效的数据共享统筹协调机制，实现目录同步、一点申请、跨级审核、便捷共享、全程可溯。

推进数据开放，加快数据开放立法，依托公共数据开放平台，推动重点领域公共数据开放开发和创新应用。

（四）打造具有国际竞争力的数字产业高地推动数字经济和实体经济融合发展，大力推动数字产业化和产业数字化。

把握数字技术发展趋势，坚持锻长板、补短板，推动基础优势产业向价值链中高端迈进，壮大新兴数字产业规模和能级。

促进产业数字化深度融合，利用互联网新技术对传统产业进行全方位、全链条的改造，推进新业态、新模式运用发展，提升全要素生产率，发挥数字技术对经济发展的放大、叠加、倍增作用。

下一代测运控方案——天地一体化无依托测运控方案1 概述随着大规模卫星星座的发展，现有的测控系统测控能力不能满足卫星集群测控的需求，现有的测运控系统趋向定制化设计，通过收集型号任务大包络需求去开发的测控系统，具有测控功能和多星测控能力受限，同时往往受制于任务的通信体制、频点、协议等诸多因素的影响，在任务执行前需要耗费大量的人力、财力资源开展为正式任务的准备工作和后续的测控长管工作。

包括发射前期的（子系统、分系统、大系统）的联试、对接等，发射后期手动遥控在轨指令上注等一系列工作，造成巨大的资源浪费的同时，也给整个系统的任务执行能力的发展和测控系统容量的提升带来了限制。

为提升卫星的在轨测控、运控管理效能, 不依赖原有的测运控资源，无依托测运控系统可实现自动化监控管理、无人值守、任务自动下发、卫星自动跟踪,可完成卫星状态监控、业务数据自动收发、自动处理、自动分发等功能外,无依托测运控的总体目标是去除定制化，去型号化，采用去中心自组网的方式实现不受时间和空间限制的自主测控，同时兼容已有的测控资源，通过技术手段（先进的录制回放技术、统一的射频接口、标准的格式等）最大限度减少人工干预，同时兼容目前的测控资源，提升系统测控容量等目的，满足大规模集群星座测控需求。

2 天地一体化无依托自组网测控系统特点天地一体化无依托自组网测控系统建成后具有以下特点：•采用自组网测控的方式，解决大规模星座集群测控要求，测控容量理论上无上限天地一体化无依托运控系统跟现有的系统相比，采用天基自组网和地面联合自组网的方式，网络中的任何一个本身节点（卫星）同时具备测控和被测控能力，当自组网规划建设完成后，测控网络的测控节点的容量没有限制，网络中的任何一颗卫星可以通过运控中心的调度算法找到与地面用户相匹配的测控路径，完成组网联合测控，卫星测控不再是由一个或者几个地面站去被动测控，而是通过整个网络进行自主测控，网络节点也就是卫星星座的数量越多，测控网络的功能越强大，基于卫星组网建设成功后，所有的测控算法通过地面运控中心进行规划好，可以保证测控网络节点中的任意时间任意位置均能找到最优的测控路径，很好的解决了卫星星座集群测控的问题。

天地一体化信息网络天基宽带骨干互联系统初步考虑作者：张平秦智超陆洲来源：《中兴通讯技术》2016年第04期摘要：认为天基宽带骨干互联系统是天地一体化信息网络（ISTIN）的核心。

在分析全球典型系统架构的基础上，结合中国国情提出了一种新的天基宽带骨干互联系统网络架构——天地双骨干。

同时，综合考虑天地链路信道特征和星上处理能力约束，提出了激光/微波混合传输、电路和分组混合交换等技术体制，为系统建设提供参考。

关键词：ISTIN；骨干互联系统；天地双骨干中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：1009-6868 （2016） 04-0024-005天地一体化信息网络作为国家信息化重要基础设施，对拓展国家利益，维护国家安全，保障国计民生，促进经济发展具有重大意义，是中国信息网络实现信息全球覆盖、宽带传输、军民融合、自由互联的必由之路。

近年来，中国信息网络建设日新月异，取得了可喜的成绩，互联网和移动通信用户数量处于世界领先地位[1]。

相比地面网络，天基网络具有服务覆盖范围广，受地面因素影响小，布设机动灵活等优势，在空间信息传输、应急救援、航空运输、远洋航行、空间探索等领域发挥不可或缺的作用。

但是，中国天基信息网、互联网、移动通信网发展很不平衡，呈现“天弱地强”的特征。

中国航天技术发展取得了巨大成就[2-3]，根据美国忧思科学家联盟（UCS）网站上的统计数据[4]，截至2015年12月底，中国在轨卫星数量已达177颗，预计到2020年在轨卫星数量将超过200颗。

天基方面，中国已经初步建成了通信中继、导航定位、对地观测等系统，但各卫星系统独自建设，条块分割十分明显，卫星数量严重不足，卫星类型比较单一，更为突出的是，卫星没有实现空间组网，无法发挥天基信息系统的网络化综合效能。

天基宽带骨干互联系统作为天地一体化信息网络的核心，一方面起到了互联各类天基信息系统的作用，通过天地双骨干架构实现不同系统在天地两个层面的互联互通和一体化融合；另一方面作为一张全球覆盖的宽带信息网络，为陆、海、空、天等各类重点用户提供宽带接入和数据中继服务。

面向6G的天地一体化网络安全技术目录一、内容简述 (2)1.1 背景与意义 (2)1.2 国内外研究现状 (4)二、6G网络概述 (5)2.1 6G网络的特点 (7)2.2 6G网络架构 (8)三、天地一体化网络安全挑战 (10)3.1 空间安全威胁 (11)3.2 信息传输安全 (12)3.3 设备安全与隐私保护 (13)四、天地一体化网络安全技术框架 (14)4.1 安全基础设施 (15)4.2 安全防护机制 (17)4.3 安全管理体系 (18)五、关键技术研究 (19)5.1 无线通信安全技术 (20)5.2 网络安全协议 (22)5.3 光纤通信安全技术 (23)5.4 隐私保护技术 (24)六、测试与验证 (25)6.1 安全性能评估方法 (26)6.2 安全测试平台 (28)6.3 性能评估与优化策略 (29)七、未来展望 (31)7.1 技术发展趋势 (32)7.2 应用前景分析 (33)八、结论 (35)8.1 主要工作总结 (36)8.2 研究不足与展望 (37)一、内容简述G技术的特点与挑战：分析6G技术在通信速率、连接密度、延迟、功耗等方面的优势，以及在天地一体化网络安全环境下所面临的挑战，如多接入边缘计算、网络切片、无线资源管理等。

天地一体化网络安全架构：介绍面向6G的天地一体化网络安全架构设计原则，包括网络分区、安全策略、安全机制等方面，以实现天地一体化网络安全防护。

天地一体化网络安全技术：详细介绍面向6G的天地一体化网络安全技术，包括加密算法、认证协议、访问控制、数据隔离、漏洞扫描与防御、入侵检测与防御、安全审计等关键技术。

天地一体化网络安全应用场景：分析面向6G的天地一体化网络安全在智慧城市、物联网、工业互联网等领域的应用场景，以及在军事、航空航天等特殊领域的应用需求。

天地一体化网络安全政策与标准：探讨面向6G的天地一体化网络安全相关政策、法规和标准制定，以促进产业健康发展和技术创新。