我国空间站信息系统的综合技术研究_孔繁青
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
该方案的核心网络采用一个宽带综合业务网络 构成，采用统一网络协议和标准，根据业务需求的不 同，可以采用不同的网络层次，不同的低层网络可以 采用不同的网络协议和标准。该方案的拓扑结构图 参见图 4。
该方案信息系统的核心网络示意图如图 5 所 示，信息系统根据空间站的实际规模和功能舱的数
图 5 方案 2 信息系统核心网络
根据目前的技术和技术的发展，空间站信息系 统可有两种实现方案。 3.3.1 我国空间站信息系统的拓扑方案 1
该方案按照业务功能的不同，核心网络采用若 干相对独立的网络构成。根据业务需求的不同，各核 心网络可以采用不同的网络层次，采用不同的网络 结构、协议和标准。不同的核心网络之间采用网关进 行连接，实现核心网络之间必要的通信联系。图 2 为 该方案的拓扑结构图。
网状拓扑的主要缺点在于所需要的电缆和设备 上输入输出端口的数量过于巨大。因此，网状拓扑通 常只在有限的方式下使用，作为主干来连接主机。而 相对于空间站信息系统的核心网络来讲，由于节点 数量有限一般不大于四个，节点端口数和连接电缆 数都是工程上可接受的。因此网状拓扑的网络结构 作为优选结构应用于空间站信息系统。 3.2 我国空间站信息系统的体系结构选择
按功能可以分为工程管理网、通信网、航天员的操 作控制网、载荷试验网等。对于工程管理网、航天员的 操作控制网可以采用较为成熟的网络和协议，甚至采
46
基础研究
载人航天 2011 年第 2 期
图 2 我国空间站信息系统的拓扑方案 1 体系结构图
用 COS 协议。载荷试验网由于数据量大通信速率高， 因此需要采用高速网络和协议。该方案信息系统的核 心网络示意图如图 3 所示。每个功能网络根据本网络 的功能可以采用分层的网络结构，下层网络根据应用 的不同可以采用不同的网络，如 1553B 总线网络。
按照上述设计准则，并根据我国的实际情况，根 据空间站的发展阶段、规模及任务要求，进行规划和 设计，提高网络的可靠性和通信效率。
空间站信息系统的体系结构的选取要折衷考虑 设计的复杂程度、设计约束，是否可靠、易于裁剪和 扩展。对总线网络和网状网络进行折衷，采用多级网 络是我国空间站信息系统的体系结构的优选结构。 3.3 我国空间站信息系统的构成方案设想
不定长分组交换体制的主要代表技术是 IP 交 换。伴随着 Internet 的高速发展，IP 成为当前计算机 网络应用中的当然标准和开放式系统平台。它是一 种端到端的无连接通信技术，其特点是“尽力传送”， 在全网采用统一 IP 地址，通过 IP 数据报和 IP 地址 屏蔽网络底层的差异，便于互连各种网络，广泛应用 于数据型应用的骨干网上。
虚拟信道允许一条空间物理信道被多个更高层次的传输流共享每个传输流都可能有不同的业务要求这样单一的空间物理信道被分割成几个分开的逻辑数据信道利用虚拟信道的概念对空间站不同类型的数据采用相应的协议进行处理通过虚拟信道的调度就可以实现星上业务综合
基础研究
载人航天 2011 年第 2 期
我国空间站信息系统的综合技术研究
量，确定节点数量，每个节点以交换机为核心构成， 通过交换机的端口利用光纤和相邻的节点相连，组 成了一个网状的拓扑结构，实现了多路由。
下层网络根据应用的不同可以采用不同的网 络，这些子网通过与交换机相连实现不同接口不同 协议之间的互通。
从上述方案中可以看出，该核心网络由单一网 络构成，扩展性好，不存在信息互通的问题，同时对
要同时在上述指标都达到最优是很困难的，我 们只能从系统优化原则出发，选择较好的结构。常见 的局域网络的结构有：总线形，星形，树形，环形和网 状网络等五种。
从可靠性上来讲星形和树形结构存在单点失 效，最不可取。环形的可靠性虽然可以用双向通信来 弥补，但容错能力不高，而且通信时延长。总线型尤 其是 1553B 总线广泛应用于航空和航天领域，它的 模块化程度较高，使其可维修性和可扩展性好。但是 它有两个致命的短处：其一是存在可靠性瓶颈，总线 上有较多的单点失效部位，使之长寿命高可靠难以 实现，同时它的功耗很大，系统复杂；其二，总线上是 主从响应式分时通信，效率较差，每个结点机可用的 通信容量太少，尤其在需要任意两结点之间进行通 信时，必须要有防止总线冲突的仲裁策略，对提高通 信速率是不利的。因此，总线型的方案不太适合作为 空间站信息系统的核心网络。
关键词 信息系统 空间站 局域网 总线 CCSDS 分类号 V423.7 文献标识码 A 文章编号 1674-5825 （2011） 02-0045-05
1前言
空间站是一个远离地球独立、长期在太空中服 务的多功能体，一般由多个功能模块或功能舱构成 的，航天员要在上面工作和生活，要进行舱外活动 等，要对各个功能舱的状态进行监视，要在各个功能 舱间进行信息交互，要完成各种试验，要与地面建立 信息交控链路[1]。空间站信息系统就是为了支持空间 站在轨运行和有效载荷的操作，为各种信息的处理 和传输提供一个高速、宽带综合的局域网络。
47
载人航天 2011 年第 2 期
底层数据单元提出了更高的要求，要求数据单元按 照协议产生数据，或是在中间增加协议转换设备，增 加了网络的实现难度。本方案是空间站信息系统发 展的方向。 3.4 网络体制选择
为了能采用统一的方式对现有各种不同速率的 业务和将来可能出现的业务在网络中进行传输和交 换，空间站信息系统考虑采用分组交换的体制。分组 交换体制包括定长分组和不定长分组两类。
空间站信息系统的发展趋势是将各个独立发展 的若干系统集成为一个统一的系统，构成一个宽带 综合业务网络，这将简化空间站系统的复杂度，提高 系统的可靠性。统一的空间站信息系统是空间站电 子技术的发展方向。
2 发展现状
2.1 国外发展现状 目前国际空间站代表了国际上空间站发展的技
术水平。国际空间站[2]是全面采用 CCSDS-AOS 体制 的复杂星载信息系统，它是由四个局域网通过网关 互联而构成信息系统的，数据经过虚拟信道链路控
基础研究
基于上述分析，同时考虑空间站的网络构成，空 间站信息系统的技术体制可以统一到 IP 上。 3.5 信息系统的业务综合与星地一体化设计
空间站信息系统除接收遥控指令、话音数据外， 还要发射话音、遥测、电视图像和载荷数据等。由于 空 间 站 接 收 的 数 据 速 率 很 低 ， 一 般 为 1kbit/s ～ 100kbit/s；而发射的数据速率很高，一般为 100kbit/s～ 600Mbit/s，未来可能会更高，因此设计的重点是将空 间站生成的数据以及待转发的数据进行处理，经过 时分复接，融合成统一数据流，再经物理信道传输。
成飞船的信息管理。神舟飞船采用了总线结构的分 级分布式计算机系统。全船采用 1553B 总线作为设
来稿日期：2010－11－25；修回日期：2010－12－30。 作者简介：孔繁青（1967.03-），男，硕士，高级工程师，主要从事通信网络设计工作。
45
载人航天 2011 年第 2 期
基础研究
备间的通信介质，总线分为两级，第一级为整船级， 即数管系统的 1553B 总线，它将全船各分系统的设 备连接在一起，实现全船的信息共享；第二级为各分 系统的 1553B 总线，如有效载荷的 1553B 总线，该总 线将分系统内部的设备连接在一起，完成分系统内 部的数据交换，其总线控制器又挂在数管系统的 1553B 总线上，能实现与飞船和地球站的数据传输。
孔繁青 郭永林
（中国电子科技集团公司第五十四研究所）
摘 要 空间站信息系统的统一是空间站电子技术的发展方向。在分析国内外信息 系统发展现状的基础上，论述了空间站信息系统的结构选择原则，提出了两种空间站 信息系统拓扑方案，分析了空间站信息系统网络体制的选择。综述了空间站信息系统 的业务，分析了星地一体化设计的必要性。给出了发展我国空间站信息系统需要研究 的主要内容。
3 我国空间站信息系统的构成方案设计
3.1 空间站信息系统的结构选择原则 空间站信息系统的结构选择原则，重点考虑可靠
性、通信性能、可扩展性、复杂度、体积功耗等问题。 首先是可靠性，因为信息系统是全站信息交换
的命脉，所以对可靠性的要求是极高的。一般认为， 空间站信息系统通信的可靠性应该在设计寿命期不 低于 0.99。其次，通信性能一般以通信链路的频带或 最大数据率（byte/s）来描述。此外，空间站信息系统 的结构选择还要考虑系统软硬件本身的复杂性，以 及系统所需的功耗、重量、体积等。空间站信息系统 的结构选择应特别注重系统的可扩展性，即改变系 统容量时引起软硬件改变的程度。
国际空间数据咨询委员会（CCSDS）在传统的分 包遥测与分包遥控建议书的基础上建立了高级在轨 系统（AOS）建议书。AOS 提供不同的传输方案、不同的 用户数据格式化协议以及不同的差错控制等级，以实 现在一条链路上处理各种类型的数据。AOS 建议书的 一个核心特性就是虚拟信道（VC）的概念。虚拟信道 允许一条空间物理信道被多个更高层次的传输流共 享，每个传输流都可能有不同的业务要求，这样单一的 空间物理信道被分割成几个分开的逻辑数据信道[3]。
定长分组交换技术的代表主要有 ATM 技术和类 ATM 技术。ATM 是被国际电联选定的 B-ISDN 体制， 是面向连接的传输模式，融合了电路交换和分组交换 的优点，即面向连接、保证服务质量和统计复用技术， 高速率、低时延的多路复用交换技术。定长的信元结 构便于用纯硬件来实现高速交换，因为仅需要地址域 中的比特来选择要转送的通道，理论上交换速率只受 硬件的芯片性能影响。ATM 具有相当完善的流量控 制功能和拥塞控制功能，具有完备的服务质量保障机 制，所以，ATM 被广泛的用于骨干交换网。缺点是：由 于任何形式的信息输入 ATM 网络就会转换为信元， 即信息通过适配层分割/组装成固定长度的信元，使 得设备实现复杂、功耗高、价格贵、实现成本高。
在空间通信中直接应用 IP，目前存在一些应用 的限制，特别是同步轨道卫星通信系统，存在时延 长、误码率高和带宽不对称等问题，严重影响了 TCP/ IP 的性能，而在空间站内部则不存在这些限制。空间 站内的环境与地面环境很相似，可以类比为一个办 公大楼或相邻的几个办公大楼。空间站的物理空间 很有限，导致空间站内的信息传输时延很小，同时在 空间站内采用光纤等有线传输介质，可以保证很好 的传输质量，因此在空间站内直接应用 IP 是不存在 技术限制的。而空间站与地面或其他星际网络通信 时存在长时延、误码率高等影响 IP 高效工作限制， 需要考虑改进措施。
制器和合分路器后，进入两个射频信道与地面站进 行通信，国际空间站的网络体系结构如图 1 所示。其 中俄罗斯的服务舱和美国的实验舱的电子系统最复 杂，它们既是空间站自主运行的控制中心，又是信息 系统的控制中心。
图 1ห้องสมุดไป่ตู้国际空间站的网络体系结构框图 AP：用户终端；LAN：局域网；MDM：数据复用。
2.2 国内发展现状 在我国神舟载人飞船上，采用了数管系统来完
图 4 我国空间站信息系统的拓扑方案 2 体系结构图
图 3 方案 1 信息系统核心网络
从上述方案中可以看出，该核心网络由多个网 络构成，每个网络按适应本功能的要求来构造，针对 性强，同时带来信息系统网络复杂、扩展性差，网络 之间需要增加网关来实现互通。该方案适合近期空 间站的应用和建设。 3.3.2 我国空间站信息系统的拓扑方案 2
按照空间站功能舱的布置，或按信息功能的不 同分为若干个相对独立的核心网络，按照每个舱段 或功能的复杂程度选择相应的网络协议，这些网络 之间通过网关实现必要的通信。按功能舱还是按信 息功能划分网络，需根据空间站的规模和任务来确 定。同时，同一核心网络是采用一级网络还是多级网 络，也应按该核心网络的规模和复杂程度来确定。
利用虚拟信道的概念，对空间站不同类型的数 据采用相应的协议进行处理，通过虚拟信道的调度， 就可以实现星上业务综合。综上所述，只要开发出适 于星上数据传输的协议，并建立有效的虚拟信道调 度策略，就能够将星上各种类型的数据融合成统一 的数据流。星上业务综合极大的简化了星上数据的 管理，也便于信道的统一传输。
相对于其他拓扑结构，网状拓扑具有一些优点。 首先，网状拓扑具有很高的可靠性和极强的健壮性。 当一条链路不可用时，并不会使整个网络瘫痪。第
二，使用专用链路使得设备之间的数据负载由专门 的连接承担，避免了共享链路中的通信量问题。最 后，点到点链路使故障识别和故障隔离十分容易。网 络流量可以选择路由，避开有问题的链路。这种便利 使网络管理员能精确定位故障，并帮助找出故障原 因和解决方案。
该方案信息系统的核心网络示意图如图 5 所 示，信息系统根据空间站的实际规模和功能舱的数
图 5 方案 2 信息系统核心网络
根据目前的技术和技术的发展，空间站信息系 统可有两种实现方案。 3.3.1 我国空间站信息系统的拓扑方案 1
该方案按照业务功能的不同，核心网络采用若 干相对独立的网络构成。根据业务需求的不同，各核 心网络可以采用不同的网络层次，采用不同的网络 结构、协议和标准。不同的核心网络之间采用网关进 行连接，实现核心网络之间必要的通信联系。图 2 为 该方案的拓扑结构图。
网状拓扑的主要缺点在于所需要的电缆和设备 上输入输出端口的数量过于巨大。因此，网状拓扑通 常只在有限的方式下使用，作为主干来连接主机。而 相对于空间站信息系统的核心网络来讲，由于节点 数量有限一般不大于四个，节点端口数和连接电缆 数都是工程上可接受的。因此网状拓扑的网络结构 作为优选结构应用于空间站信息系统。 3.2 我国空间站信息系统的体系结构选择
按功能可以分为工程管理网、通信网、航天员的操 作控制网、载荷试验网等。对于工程管理网、航天员的 操作控制网可以采用较为成熟的网络和协议，甚至采
46
基础研究
载人航天 2011 年第 2 期
图 2 我国空间站信息系统的拓扑方案 1 体系结构图
用 COS 协议。载荷试验网由于数据量大通信速率高， 因此需要采用高速网络和协议。该方案信息系统的核 心网络示意图如图 3 所示。每个功能网络根据本网络 的功能可以采用分层的网络结构，下层网络根据应用 的不同可以采用不同的网络，如 1553B 总线网络。
按照上述设计准则，并根据我国的实际情况，根 据空间站的发展阶段、规模及任务要求，进行规划和 设计，提高网络的可靠性和通信效率。
空间站信息系统的体系结构的选取要折衷考虑 设计的复杂程度、设计约束，是否可靠、易于裁剪和 扩展。对总线网络和网状网络进行折衷，采用多级网 络是我国空间站信息系统的体系结构的优选结构。 3.3 我国空间站信息系统的构成方案设想
不定长分组交换体制的主要代表技术是 IP 交 换。伴随着 Internet 的高速发展，IP 成为当前计算机 网络应用中的当然标准和开放式系统平台。它是一 种端到端的无连接通信技术，其特点是“尽力传送”， 在全网采用统一 IP 地址，通过 IP 数据报和 IP 地址 屏蔽网络底层的差异，便于互连各种网络，广泛应用 于数据型应用的骨干网上。
虚拟信道允许一条空间物理信道被多个更高层次的传输流共享每个传输流都可能有不同的业务要求这样单一的空间物理信道被分割成几个分开的逻辑数据信道利用虚拟信道的概念对空间站不同类型的数据采用相应的协议进行处理通过虚拟信道的调度就可以实现星上业务综合
基础研究
载人航天 2011 年第 2 期
我国空间站信息系统的综合技术研究
量，确定节点数量，每个节点以交换机为核心构成， 通过交换机的端口利用光纤和相邻的节点相连，组 成了一个网状的拓扑结构，实现了多路由。
下层网络根据应用的不同可以采用不同的网 络，这些子网通过与交换机相连实现不同接口不同 协议之间的互通。
从上述方案中可以看出，该核心网络由单一网 络构成，扩展性好，不存在信息互通的问题，同时对
要同时在上述指标都达到最优是很困难的，我 们只能从系统优化原则出发，选择较好的结构。常见 的局域网络的结构有：总线形，星形，树形，环形和网 状网络等五种。
从可靠性上来讲星形和树形结构存在单点失 效，最不可取。环形的可靠性虽然可以用双向通信来 弥补，但容错能力不高，而且通信时延长。总线型尤 其是 1553B 总线广泛应用于航空和航天领域，它的 模块化程度较高，使其可维修性和可扩展性好。但是 它有两个致命的短处：其一是存在可靠性瓶颈，总线 上有较多的单点失效部位，使之长寿命高可靠难以 实现，同时它的功耗很大，系统复杂；其二，总线上是 主从响应式分时通信，效率较差，每个结点机可用的 通信容量太少，尤其在需要任意两结点之间进行通 信时，必须要有防止总线冲突的仲裁策略，对提高通 信速率是不利的。因此，总线型的方案不太适合作为 空间站信息系统的核心网络。
关键词 信息系统 空间站 局域网 总线 CCSDS 分类号 V423.7 文献标识码 A 文章编号 1674-5825 （2011） 02-0045-05
1前言
空间站是一个远离地球独立、长期在太空中服 务的多功能体，一般由多个功能模块或功能舱构成 的，航天员要在上面工作和生活，要进行舱外活动 等，要对各个功能舱的状态进行监视，要在各个功能 舱间进行信息交互，要完成各种试验，要与地面建立 信息交控链路[1]。空间站信息系统就是为了支持空间 站在轨运行和有效载荷的操作，为各种信息的处理 和传输提供一个高速、宽带综合的局域网络。
47
载人航天 2011 年第 2 期
底层数据单元提出了更高的要求，要求数据单元按 照协议产生数据，或是在中间增加协议转换设备，增 加了网络的实现难度。本方案是空间站信息系统发 展的方向。 3.4 网络体制选择
为了能采用统一的方式对现有各种不同速率的 业务和将来可能出现的业务在网络中进行传输和交 换，空间站信息系统考虑采用分组交换的体制。分组 交换体制包括定长分组和不定长分组两类。
空间站信息系统的发展趋势是将各个独立发展 的若干系统集成为一个统一的系统，构成一个宽带 综合业务网络，这将简化空间站系统的复杂度，提高 系统的可靠性。统一的空间站信息系统是空间站电 子技术的发展方向。
2 发展现状
2.1 国外发展现状 目前国际空间站代表了国际上空间站发展的技
术水平。国际空间站[2]是全面采用 CCSDS-AOS 体制 的复杂星载信息系统，它是由四个局域网通过网关 互联而构成信息系统的，数据经过虚拟信道链路控
基础研究
基于上述分析，同时考虑空间站的网络构成，空 间站信息系统的技术体制可以统一到 IP 上。 3.5 信息系统的业务综合与星地一体化设计
空间站信息系统除接收遥控指令、话音数据外， 还要发射话音、遥测、电视图像和载荷数据等。由于 空 间 站 接 收 的 数 据 速 率 很 低 ， 一 般 为 1kbit/s ～ 100kbit/s；而发射的数据速率很高，一般为 100kbit/s～ 600Mbit/s，未来可能会更高，因此设计的重点是将空 间站生成的数据以及待转发的数据进行处理，经过 时分复接，融合成统一数据流，再经物理信道传输。
成飞船的信息管理。神舟飞船采用了总线结构的分 级分布式计算机系统。全船采用 1553B 总线作为设
来稿日期：2010－11－25；修回日期：2010－12－30。 作者简介：孔繁青（1967.03-），男，硕士，高级工程师，主要从事通信网络设计工作。
45
载人航天 2011 年第 2 期
基础研究
备间的通信介质，总线分为两级，第一级为整船级， 即数管系统的 1553B 总线，它将全船各分系统的设 备连接在一起，实现全船的信息共享；第二级为各分 系统的 1553B 总线，如有效载荷的 1553B 总线，该总 线将分系统内部的设备连接在一起，完成分系统内 部的数据交换，其总线控制器又挂在数管系统的 1553B 总线上，能实现与飞船和地球站的数据传输。
孔繁青 郭永林
（中国电子科技集团公司第五十四研究所）
摘 要 空间站信息系统的统一是空间站电子技术的发展方向。在分析国内外信息 系统发展现状的基础上，论述了空间站信息系统的结构选择原则，提出了两种空间站 信息系统拓扑方案，分析了空间站信息系统网络体制的选择。综述了空间站信息系统 的业务，分析了星地一体化设计的必要性。给出了发展我国空间站信息系统需要研究 的主要内容。
3 我国空间站信息系统的构成方案设计
3.1 空间站信息系统的结构选择原则 空间站信息系统的结构选择原则，重点考虑可靠
性、通信性能、可扩展性、复杂度、体积功耗等问题。 首先是可靠性，因为信息系统是全站信息交换
的命脉，所以对可靠性的要求是极高的。一般认为， 空间站信息系统通信的可靠性应该在设计寿命期不 低于 0.99。其次，通信性能一般以通信链路的频带或 最大数据率（byte/s）来描述。此外，空间站信息系统 的结构选择还要考虑系统软硬件本身的复杂性，以 及系统所需的功耗、重量、体积等。空间站信息系统 的结构选择应特别注重系统的可扩展性，即改变系 统容量时引起软硬件改变的程度。
国际空间数据咨询委员会（CCSDS）在传统的分 包遥测与分包遥控建议书的基础上建立了高级在轨 系统（AOS）建议书。AOS 提供不同的传输方案、不同的 用户数据格式化协议以及不同的差错控制等级，以实 现在一条链路上处理各种类型的数据。AOS 建议书的 一个核心特性就是虚拟信道（VC）的概念。虚拟信道 允许一条空间物理信道被多个更高层次的传输流共 享，每个传输流都可能有不同的业务要求，这样单一的 空间物理信道被分割成几个分开的逻辑数据信道[3]。
定长分组交换技术的代表主要有 ATM 技术和类 ATM 技术。ATM 是被国际电联选定的 B-ISDN 体制， 是面向连接的传输模式，融合了电路交换和分组交换 的优点，即面向连接、保证服务质量和统计复用技术， 高速率、低时延的多路复用交换技术。定长的信元结 构便于用纯硬件来实现高速交换，因为仅需要地址域 中的比特来选择要转送的通道，理论上交换速率只受 硬件的芯片性能影响。ATM 具有相当完善的流量控 制功能和拥塞控制功能，具有完备的服务质量保障机 制，所以，ATM 被广泛的用于骨干交换网。缺点是：由 于任何形式的信息输入 ATM 网络就会转换为信元， 即信息通过适配层分割/组装成固定长度的信元，使 得设备实现复杂、功耗高、价格贵、实现成本高。
在空间通信中直接应用 IP，目前存在一些应用 的限制，特别是同步轨道卫星通信系统，存在时延 长、误码率高和带宽不对称等问题，严重影响了 TCP/ IP 的性能，而在空间站内部则不存在这些限制。空间 站内的环境与地面环境很相似，可以类比为一个办 公大楼或相邻的几个办公大楼。空间站的物理空间 很有限，导致空间站内的信息传输时延很小，同时在 空间站内采用光纤等有线传输介质，可以保证很好 的传输质量，因此在空间站内直接应用 IP 是不存在 技术限制的。而空间站与地面或其他星际网络通信 时存在长时延、误码率高等影响 IP 高效工作限制， 需要考虑改进措施。
制器和合分路器后，进入两个射频信道与地面站进 行通信，国际空间站的网络体系结构如图 1 所示。其 中俄罗斯的服务舱和美国的实验舱的电子系统最复 杂，它们既是空间站自主运行的控制中心，又是信息 系统的控制中心。
图 1ห้องสมุดไป่ตู้国际空间站的网络体系结构框图 AP：用户终端；LAN：局域网；MDM：数据复用。
2.2 国内发展现状 在我国神舟载人飞船上，采用了数管系统来完
图 4 我国空间站信息系统的拓扑方案 2 体系结构图
图 3 方案 1 信息系统核心网络
从上述方案中可以看出，该核心网络由多个网 络构成，每个网络按适应本功能的要求来构造，针对 性强，同时带来信息系统网络复杂、扩展性差，网络 之间需要增加网关来实现互通。该方案适合近期空 间站的应用和建设。 3.3.2 我国空间站信息系统的拓扑方案 2
按照空间站功能舱的布置，或按信息功能的不 同分为若干个相对独立的核心网络，按照每个舱段 或功能的复杂程度选择相应的网络协议，这些网络 之间通过网关实现必要的通信。按功能舱还是按信 息功能划分网络，需根据空间站的规模和任务来确 定。同时，同一核心网络是采用一级网络还是多级网 络，也应按该核心网络的规模和复杂程度来确定。
利用虚拟信道的概念，对空间站不同类型的数 据采用相应的协议进行处理，通过虚拟信道的调度， 就可以实现星上业务综合。综上所述，只要开发出适 于星上数据传输的协议，并建立有效的虚拟信道调 度策略，就能够将星上各种类型的数据融合成统一 的数据流。星上业务综合极大的简化了星上数据的 管理，也便于信道的统一传输。
相对于其他拓扑结构，网状拓扑具有一些优点。 首先，网状拓扑具有很高的可靠性和极强的健壮性。 当一条链路不可用时，并不会使整个网络瘫痪。第
二，使用专用链路使得设备之间的数据负载由专门 的连接承担，避免了共享链路中的通信量问题。最 后，点到点链路使故障识别和故障隔离十分容易。网 络流量可以选择路由，避开有问题的链路。这种便利 使网络管理员能精确定位故障，并帮助找出故障原 因和解决方案。