SDN在卫星通信应用
SDN应用案例
SDN应用案例SDN（软件定义网络）是一种新兴的网络架构，通过将网络控制层与数据转发层分离，可以实现对网络的灵活、智能的管理和控制。
随着SDN技术的不断发展和普及，各种SDN应用案例也逐渐涌现。
本文将介绍一些典型的SDN应用案例。
1.数据中心网络管理：数据中心是大型互联网企业的核心基础设施，传统的网络管理方式往往面临灵活性不足、管理复杂等问题。
而SDN可以通过集中化的控制器对整个数据中心网络进行集中管理和控制，实现流量工程、故障隔离、带宽调度等功能，极大地提高了数据中心网络的可管理性和可靠性。
2.虚拟化网络：随着云计算和虚拟化技术的普及，虚拟机之间的网络通信成为一个重要问题。
传统的网络设备往往无法支持虚拟机的快速迁移和动态调整。
而SDN可以通过将虚拟网络和物理网络解耦，提供灵活的网络虚拟化解决方案，实现虚拟机的快速迁移、动态调整和资源隔离等功能。
3.网络安全：网络安全一直是企业和组织关注的焦点，传统的网络安全解决方案往往过于依赖于静态的安全策略和设备。
而SDN可以将网络安全策略和应用逻辑从网络设备中解耦，通过集中化的控制器对整个网络进行动态安全策略的制定和调整，提供更灵活、智能的安全防护，并能够实时应对网络攻击和安全威胁。
4.IoT（物联网）应用：随着物联网技术的快速发展，物联网应用面临着庞大的设备连接和数据传输需求。
传统的网络设备往往无法满足物联网应用的高密度连接和大规模数据传输的需求。
而SDN可以通过灵活的网络控制和智能的资源调度，提供高效、可扩展的物联网网络服务，满足物联网应用的需求。
5.无线网络管理和优化：无线网络的管理和优化一直是一个困扰运营商和企业的难题。
传统的无线网络管理往往需要大量的人工干预和复杂的配置操作。
而SDN可以通过集中化的控制器和智能的网络控制算法，实现无线网络的自动化管理和优化，提供更稳定、高效的无线网络服务。
6.网络监控和故障排查：企业和运营商需要对网络进行实时的监控和故障排查，以保证网络的可用性和稳定性。
船舶通信技术的未来发展方向
船舶通信技术的未来发展方向在当今全球化的时代，海洋运输占据着举足轻重的地位，而船舶通信技术则是保障船舶安全航行、提高运营效率以及实现智能化管理的关键因素。
随着科技的飞速发展，船舶通信技术也在不断演进和创新，展现出了令人瞩目的未来发展方向。
一、卫星通信技术的持续优化卫星通信一直以来都是船舶在远洋航行中保持联系的重要手段。
未来，卫星通信技术将朝着更高的带宽、更低的延迟和更强的稳定性发展。
高通量卫星（HTS）的出现已经极大地提升了通信容量，使得船舶能够进行高清视频传输、大数据文件传输等大流量数据业务。
同时，卫星通信的频谱资源将得到更高效的利用，通过频谱复用和波束成形等技术，进一步提高通信效率。
低轨道卫星通信网络的建设也是未来的一个重要趋势。
相比传统的地球同步轨道卫星，低轨道卫星具有更低的信号延迟和更好的覆盖性能，能够为船舶提供更实时、更可靠的通信服务。
此外，卫星通信与地面 5G 网络的融合将成为可能，实现天地一体化的通信架构，为船舶在近海和远洋的通信提供无缝切换的保障。
二、海洋物联网（IoMT）的兴起随着物联网技术的普及，海洋物联网在船舶通信领域也逐渐崭露头角。
通过在船舶上部署大量的传感器和智能设备，实时采集船舶的运行状态、货物信息、环境数据等，并将这些数据通过通信网络传输到岸基控制中心或其他船舶，实现船舶之间、船舶与岸基之间的互联互通。
未来，海洋物联网将实现更广泛的设备互联和数据共享。
不仅是船舶本身的设备，还包括港口设施、海洋监测设备等都将纳入到这个网络中，形成一个庞大的海洋生态系统。
基于大数据和人工智能技术的应用，对这些海量数据进行分析和处理，实现船舶的智能运维、故障预测、航线优化等，提高船舶的运营效率和安全性。
三、软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）的应用传统的船舶通信网络架构相对固定，难以灵活应对不断变化的通信需求。
软件定义网络和网络功能虚拟化技术的引入将改变这一局面。
SDN 通过将网络的控制平面与数据平面分离，实现对网络的集中化管理和灵活配置。
软件定义卫星技术概念及发展
软件定义卫星技术概念及发展软件定义卫星技术概念及发展1. 引言随着信息技术的发展，人类对通信和传输能力的需求越来越高。
卫星通信作为一项重要的通信手段，被广泛应用于电视广播、军事通信、遥感和导航等领域。
然而，传统的卫星通信技术存在一些局限，如通信质量受天气影响、卫星重建成本高等问题。
为了克服这些问题，软件定义卫星技术应运而生。
2. 软件定义卫星的概念软件定义卫星是指通过软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）等技术，将原本由硬件实现的卫星功能转变为通过软件配置的方式实现。
软件定义卫星技术可以灵活地改变卫星的通信协议、覆盖范围和业务功能，提高了卫星系统的可配置性和可扩展性。
3. 软件定义卫星技术的发展历程软件定义卫星技术的发展经历了以下几个阶段：3.1 SDN和NFV的引入软件定义卫星技术最早源于软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）的发展。
SDN和NFV技术的引入使得网络资源的分配和管理更加灵活，奠定了软件定义卫星的技术基础。
3.2 软件定义卫星平台的建立随着SDN和NFV技术的成熟，一些研究机构和企业开始设计和建立软件定义卫星平台。
通过该平台，可以实现对卫星系统的灵活配置和管理，进一步提高卫星的性能和可靠性。
3.3 软件定义卫星应用的拓展在建立了软件定义卫星平台的基础上，软件定义卫星的应用范围逐渐扩大。
除了传统的通信领域，软件定义卫星技术还可以应用于天气预报、地理测绘、环境监测等领域，进一步提升了卫星系统的价值和效益。
4. 软件定义卫星技术的优势和挑战软件定义卫星技术相比传统的卫星通信技术具有如下几个优势： 4.1 灵活性和可配置性软件定义卫星技术可以根据需求灵活配置卫星的通信协议、业务功能和覆盖范围，满足不同用户的需求。
4.2 可扩展性软件定义卫星技术可以通过软件更新的方式进行功能扩展，而无需改变硬件设备，降低了卫星升级的成本和风险。
4.3 技术创新的推动软件定义卫星技术的应用推动了相关技术的创新和发展，如SDN和NFV等技术的进一步完善。
无线通信中的多网融合技术及其应用案例分析
无线通信中的多网融合技术及其应用案例分析随着科技的不断进步和通信需求的不断增长，多网融合技术在无线通信领域逐渐崭露头角。
多网融合技术是指将多个无线通信网络整合为一个统一的、无缝切换的网络，为用户提供更高质量和更可靠的通信服务。
本文将就多网融合技术以及其应用案例进行分析。
多网融合技术的基本原理在于通过软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）的技术手段，将不同的无线通信网络进行整合和管理。
其中，软件定义网络使用集中式的控制器来管理网络流量，提供更好的性能和灵活性；网络功能虚拟化则是将网络功能从传统的专用硬件中解耦，通过软件来实现，提供更高的可扩展性和灵活性。
多网融合技术的应用案例非常广泛，下面将以以下两个案例来进行具体分析：1. 手机网络与Wi-Fi网络的融合传统的无线通信网络中，手机用户通常需要在不同的网络之间进行手动切换，例如从3G到Wi-Fi网络。
而多网融合技术可以实现手机网络与Wi-Fi网络的无缝切换，并自动选择最佳的网络连接，提供更好的用户体验。
一家全球性的通信服务提供商利用多网融合技术，为用户提供无缝切换的手机网络和Wi-Fi网络。
当手机用户处于Wi-Fi网络覆盖范围内时，多网融合技术可以将用户的数据传输从手机网络切换到Wi-Fi网络，提供更快的网速和更稳定的连接质量。
当用户离开Wi-Fi网络覆盖范围时，多网融合技术会自动切换回手机网络，保证用户通信的连续性。
通过多网融合技术，在用户切换网络时不会有明显的延迟和中断，提供更好的通信服务质量。
同时，通过优化网络资源的使用，通信服务提供商可以提高网络的利用率，降低网络运营成本。
2. 卫星网络与地面网络的融合在一些遥远地区和海洋上，传统的地面无线网络覆盖不到的地方，卫星网络成为链接外界的重要手段。
然而，卫星网络的高延迟和高成本限制了其在某些场景下的应用。
多网融合技术可以将卫星网络与地面网络进行融合，克服了各自的限制，提供更好的通信服务。
3C融合的空天地海一体化通信系统设计与实现
T互联网+通信Internet Communication3C融合的空天地海一体化通信系统设计与实现文丨韩笑雪王万龙孙尚毛文梁翟益平【摘要】综合考虑物理环境域、社群交互域以及内容资源域，在空天地海一体化网络中，利用多元化终端设备，例如舰艇、无人机、车辆，结合卫星通信技术，实现多元化业务的安全、高效、低时延的传输、存储及计算的协同优化是当前研究重点。
本文考虑天地海一体化通信需求中通信一计算一缓存（3C）协同优化场景提出了一个高可靠的通信系统架构，并利用SDN、机器学习（ML）、边缘计算技术等技术进行了实现，实验结果表明了该架构的可行性。
【关键字】3C融合空天地海协同通信通信系统分布式架构一、介绍作为5G通信技术发展的一个重要方向，层次化云服务的异构云无线接入网络不仅可以满足无线业务对高速计算或大容量存储等服务的要求，还可以扩展通信覆盖范围，增加传输速率，降低传输时延，提高网络容量和用户服务质量。
欧洲电信标准化协会在5G 标准中提岀了多接入边缘计算（MEC）的解决方案，MEC通过在移动网络边缘部署大量的分布式边缘服务器，对网络边缘侧产生的大量数据进行分析、计算与存储，达到降低回程链路流量、缓解核心网拥堵的目的。
近年来，大计算任务处理问题突出，计算卸载/迁移是一个非常有效的手段，其过程极为复杂，需首先判断是否要进行计算任务的卸载/迁移，然后针对要进行卸载/迁移的计算任务确定需要卸载/迁移的比例。
川对于单个任务请求节点，利用…维搜索算法综合考虑了计算应用的缓存队列状态、用户节点计算资源的可用情况，在不考虑能耗的前提下最小化卸载/迁移机制所产生的时延。
然而在空天地海一体化网络中，由于不同设备、用户节点具有不同的物理特征以及通信一存储一计算（3C）能力，例如卫星、舰艇、车辆等具有强算力，而人员所携带设备所具备的存储和算力较小。
因此，如何面向空天地海一体化网络中的多样化业务需求，结合卫星通信技术，设计高效3C协同一体化方案，以满足海量连接、低时延、高可靠的通信技术.仍然是亟待解决的问题。
多网融合的通信工程技术应用
多网融合的通信工程技术应用多网融合是指将多个不同种类的网络进行融合，通过综合利用各个网络的优势，实现更高效、更智能的通信服务。
随着物联网、云计算等新技术的发展，多网融合的通信工程技术在各个领域得到了广泛应用。
本文将从多网融合的概念、技术及应用等方面进行详细介绍。
一、多网融合的概念多网融合是指将不同的网络进行融合，形成一个统一的网络，以实现更高效、更智能的通信服务。
传统的通信网络主要包括固定电话网络、移动电话网络、有线电视网络和互联网等，每种网络都具有不同的特点和优势。
多网融合将这些网络进行整合，可以充分利用各个网络的优势，提供更多样化的通信服务。
1. SDN技术SDN（软件定义网络）是一种通过对网络的控制和管理进行集中化的方式，实现网络资源的灵活调配和优化的技术。
在多网融合中，SDN技术可以将不同网络的控制平面进行统一管理，通过对网络流量的调度和路由等方式，实现不同网络之间的无缝切换和互联互通。
NFV（网络功能虚拟化）是一种将网络功能从专用硬件中解耦出来，以软件的形式运行在通用服务器上的技术。
在多网融合中，NFV技术可以将不同网络的网络功能抽象出来，以虚拟机的方式运行在同一台服务器上，通过灵活组合和调配不同网络功能，实现网络资源的高效利用和灵活扩展。
3. 5G技术5G技术作为下一代移动通信技术，将能够支持更大容量、更低延迟和更高速率的通信服务。
在多网融合中，5G技术可以实现不同网络之间的融合，通过将不同网络的基站接入同一个核心网，实现网络之间的高速数据传输和互联互通。
1. 高速铁路通信在高速铁路通信中，多网融合可以将移动通信网络、卫星通信网络和光纤通信网络等进行融合，以实现高速铁路上的通信需求。
通过多网融合，可以提供高速稳定的通信服务，支持高清视频传输、实时监控和车载终端等应用。
2. 智能城市通信智能城市是指通过物联网、云计算和大数据等新技术，将城市的各个领域进行智能化和互联互通。
多网融合可以将不同的通信网络进行整合，以实现智能城市中的通信需求。
sdn应用实例
sdn应用实例摘要：1.SDN简介2.SDN应用场景3.SDN的优势4.SDN的发展趋势5.我国SDN产业现状6.总结正文：SDN（软件定义网络）是一种网络架构，它将网络控制功能从传统的硬件设备中分离出来，通过软件化的方式实现网络的配置和管理。
近年来，SDN技术在我国得到了广泛的关注和应用，下面我们将详细介绍SDN的应用实例、优势以及发展趋势。
一、SDN应用场景1.数据中心网络：SDN可以实现数据中心网络的自动化和智能化，提高网络资源的利用率，降低运维成本。
2.无线网络：SDN技术可以实现无线网络的动态调整和优化，提升无线网络的性能和覆盖范围。
3.互联网服务提供商（ISP）：SDN可以帮助ISP实现网络流量的灵活调度和优化，提高服务质量。
4.企业网络：SDN技术可以简化企业网络的配置和管理，提高网络安全性和稳定性。
二、SDN的优势1.灵活性：SDN允许用户根据业务需求快速调整网络配置，满足不断变化的业务需求。
2.可编程性：SDN将网络控制功能从硬件设备中分离出来，使得网络控制变得更加容易和便捷。
3.自动化：SDN可以实现网络设备的自动化配置和优化，降低运维成本。
4.开放性：SDN倡导开放标准，有利于各种网络设备和技术的融合，推动网络技术创新。
三、SDN的发展趋势1.5G网络：SDN技术在5G网络中具有重要作用，可以实现网络资源的灵活调度和优化。
2.边缘计算：随着边缘计算的发展，SDN技术将更好地支持边缘网络的自动化和智能化。
3.容器技术：容器技术的发展为SDN提供了新的部署和运行环境，将进一步推动SDN技术的发展。
四、我国SDN产业现状1.政策支持：我国政府高度重视SDN技术的发展，出台了一系列政策推动SDN产业的发展。
2.技术创新：我国企业在SDN技术研发方面取得了一系列重要成果，部分技术达到国际领先水平。
3.产业链完善：我国SDN产业链日趋成熟，包括设备制造商、系统集成商、应用开发商等多个环节。
软件定义网络技术的发展前景
软件定义网络技术的发展前景随着互联网和各种智能设备的普及，网络规模不断扩大，网络性能也受到越来越高的要求。
而在这种情况之下，软件定义网络技术应运而生，为网络性能的提升提供了一种全新的解决方式。
软件定义网络技术的前景非常广阔，在本文中，我们将从以下几个方面探讨软件定义网络技术的发展前景：一、网络虚拟化技术将为SDN带来更多发展空间网络虚拟化是指将一个物理网络拆分成多个逻辑上独立的虚拟网络，从而使得网络资源可以更加灵活、高效地运用。
这种技术与SDN技术的结合可以让SDN技术更加成熟和完善。
通过网络虚拟化技术，SDN可以更加便捷、精细地对整个网络进行管理和控制，用户也可以根据自己的需要创建自己的虚拟网络。
因此，我们可以看出，网络虚拟化将会是SDN技术的一个非常重要的支撑，未来SDN技术的发展前景也将会非常广阔。
二、软件定义网络技术将有更广泛的应用场景在传统的网络中，路由器、交换机和防火墙等模块都是独立的，需要分别进行配置和管理。
而在软件定义网络中，这些功能都是由软件程序来实现的，可以更加灵活地进行配置和管理。
软件定义网络技术的应用场景因此变得非常广泛。
例如，SDN可以用于为云计算提供更好的网络服务，可以用于数据中心的虚拟化，还可以用于物联网和移动互联网中实现网络自动化管理等。
可以预见，软件定义网络技术将会在很多不同的领域掀起一场革命。
三、SDN和5G之间的关联将更加密切5G技术作为下一代移动通信技术，将有可能带来前所未有的数据传输速度和传输量，因此SDN和5G之间的关系变得非常密切。
在5G时代，SDN技术可以为5G通信提供更好的网络支持和服务，例如为卫星通信、车联网、物联网等提供更好的网络服务。
因此，可以预见，SDN技术和5G技术将会在很多领域形成一种更加紧密的合作关系。
四、SDN将从底层网络转向应用层软件定义网络技术的应用范围将会越来越广泛，甚至会从底层网络转向应用层。
SDN可以通过网络功能虚拟化的技术为应用层提供更好的服务和支持。
5G网络中的SDN应用
5G网络中的SDN应用⅞i≡第一部分引言 (2)第二部分SDN概述 (4)第三部分5G网络特点 (7)第四部分SDN在5G核心网的应用 (9)第五部分SDN在5G接入网的应用 (12)第六部分SDN在5G传输网的应用 (15)第七部分SDN在5G业务创新中的应用 (19)第八部分结论与展望 (21)第一部分引言随着5G网络的快速发展，软件定义网络（SoftWare-DefinedNetworking,简称SDN）作为一种新兴的网络架构技术，为5G网络带来了诸多优势。
本文将探讨SDN在5G网络中的应用及其带来的变革。
首先，我们需要了解什么是SDN。
SDN是一种新型的网络架构理念，它通过将网络设备的控制面与数据面分离，实现了网络流量的灵活调度和控制。
这种架构使得网络设备可以更加高效地处理数据流量，同时也为网络管理带来了便利。
在5G网络中，SDN的应用主要体现在以下几个方面：实现网络切片：5G网络的一个重要特性是支持多种业务类型，如eMBB（增强型移动宽带）、UR11C（超高可靠低时延通信）和mMTC（海量机器类通信）。
这些业务对网络性能的要求各不相同，因此需要一种方法来实现网络资源的灵活分配。
SDN可以通过网络切片技术实现这一目标，即根据不同的业务需求将网络划分为多个虚拟网络，每个虚拟网络具有独立的资源分配和管理策略。
提高网络灵活性：5G网络中的基站数量庞大，且分布广泛。
传统的网络架构难以应对如此大规模的网络管理任务。
而SDN可以将网络的控制功能集中到中央控制器，从而实现对全网设备的统一管理和调度。
这使得网络运营商可以更加灵活地进行网络优化和调整，提高了网络的整体性能。
简化网络设备：SDN可以将复杂的网络控制功能从硬件设备中剥离出来，使得硬件设备只需关注数据面的处理。
这不仅可以降低硬件设备的成本，还可以提高设备的处理能力。
这对于5G网络中的大规模基站部署具有重要意义。
提升网络安全：随着网络攻击手段的不断升级，网络安全问题日益严重。
卫星通信运营数字化转型中的关键要素
图1 跳波束原理示意图图2 5G网络切片管理功能图3 天地一体化软化网络架构图4 基于SDN/NFV的电信运营支撑系统架构其中，基础资源层主要负责网络实体硬件资源的管理和维护，以及虚拟化运营系统（OS）的管理和维护；网络功能层需要针对网络微功能进础，但是，它们的实现和运行还需要得到组织敏捷性和人才复合性的支撑和保障。
卫星灵活性、网络可塑性、运营智能性对原微功能软件管理和编排管理新职能。
其次，为了满足多元的应用场景和差异化的客户需求，运营商借助网络管理编排能力，将传统统一运营的网络服务转变为按需切片的服务模式。
产品的设计、开发和运营人员需要建立起一体化和团队化的工作机制。
第三，市场前端与网络后端的衔接将变得更加频繁和紧密，二者不仅需要对产品现有的质量进行沟通协调，还需要共同参与产品的开发、迭代和优化。
数字化转型是一个长期演进的过程，卫星通信运营商人才转型工作需要提早布局和长远谋划，而数字化转型要求人才素质和人才结构转型同步进行。
在卫星通信运营数字化转型过程中，网络设施的部署和管理方式会发生根本改变，这对网络运维人员提出多元化的技能要求，需要相关人员掌握更高层次的通信技术/信息技术（CT/IT）能力，成为兼具IT和CT能力的复合型人才。
这要求卫星通信运营商从薪酬机制和文化氛围等方面加大人才的外部获取和内部培养力度。
短期来看，外部获取是运营商快速获取新型能力的有效途径，但长期来看，内部培养才是最根本的人才转型模式。
其中，建立内部自研体系、强化复合型人才培养，联合政府、高校、合作伙伴等共同按需培养，推动内部人员合理流动，优化人才结构，是三种重要的人才培养模式。
参考文献[1]朱贵伟. 国外通信卫星灵活有效载荷技术与趋势研究（上）[J].国际太空，2018.（9）: 26-33.[2]党军宏，林敏，周坡，等. 一种基于频域滤波的宽带星载数字信道化器[J]. 宇航学报，2014.35（1）: 91-97.[3]张寒，黄祥岳，孟祥君，等. 基于SDN/NFV的天地一体化网络架构研究[J]. 军事通信技术，2017.38（2）: 33-38.[4]石彦彬，喻琦，谢晓军.SDN/NFV引入后的运营支撑系统实施方案和策略[J]. 电信科学，2018（6）:171-182.[5]朱鹏，白海龙，张超.基于SDN/NFV的新型运维体系架构研究[J]. 邮电设计技术，2017（1）:12-16.[6]王丽娜，等.卫星通信系统（第2版）[M].北京：国防工业出版社，2014年4月.[7]电信业数字化转型白皮书—网络软化下的战略选择[EBOL].中国信息通信研究院. http://www.ca i /kxy j/qwfb/bps/201807/t20180712_180153.htm.[8]NFV和SDN之间到底有什么关系？[EBOL].鲜枣课堂微信公众号. https://b l /qq_38987057/art i c l e/deta i l s/104529104.51卫星应用2020年第12期。
电信基础设施共建共享典型案例
电信基础设施共建共享典型案例电信基础设施共建共享是指不同电信运营商或相关机构共同投资、建设和使用电信基础设施资源，以实现资源共享、成本共担和效益共享的一种合作模式。
下面列举了10 个典型案例，来说明电信基础设施共建共享的应用情况。
1.4G 共建共享：中国移动、中国联通和中国电信联合投资建设了4G 网络，通过共享基站和其他设备资源，提高了网络覆盖和服务质量。
同时，共建共享还能减少资源浪费和建设成本。
2.光缆共享：在城市中，不同电信运营商通过共享光缆资源，避免了重复布设光缆，减少了城市地下管道的开挖和维护成本，提高了光纤网络的覆盖范围。
3.软件定义网络（SDN）共享：SDN 技术可以实现网络资源的虚拟化和集中管理，不同运营商可以共享 SDN 控制器和交换机资源，提高网络的灵活性和可扩展性。
4.共享天线系统（DAS）：在大型场所如商场、体育场馆等，多个运营商可以共享室内分布式天线系统，提供更好的信号覆盖和网络容量，降低了建设和维护成本。
5.共享卫星地面站：在偏远地区，多个电信运营商可以共同投资建设卫星地面站，通过共享资源提供卫星通信服务，解决了网络覆盖困难的问题。
6.共享充电桩基础设施：在城市中，不同电动车充电桩运营商可以共享充电桩基础设施，提高了充电桩的利用率和服务水平，方便了电动车用户。
7.共享数据中心：多个企业或机构可以共同投资建设数据中心，共享机房、网络和服务器资源，降低了数据中心建设和运营成本。
8.共享传感器网络：在智能城市建设中，不同部门可以共享传感器网络，实现数据共享和资源整合，提高城市管理效率和服务水平。
9.共享微基站：在人口密集区域，多个运营商可以共享微基站资源，提供更好的移动通信服务，避免了基站过度密集和资源重复建设。
10.农村电信共建共享：在农村地区，不同电信运营商可以共同投资建设基础设施，提供通信和互联网服务，解决农村地区通信困难的问题，促进农村经济发展。
在以上案例中，电信基础设施共建共享带来了多方面的好处，包括降低建设和运营成本、提高资源利用率、改善服务质量、促进创新和合作等。
我国高通量卫星通信应用发展思考
我国高通量卫星通信应用发展思考文 | 席超1,2 尹贵增1 卢博轩1 杨博1 殷杰1 金世超11.航天恒星科技有限公司2.西北工业大学在互联网技术不断进步和通信业务规模不断扩大的背景下，媒体化、泛在化、宽带化是信息网络高通量卫星采用频率复用和多点波束技术，在同样频率资源的条件下，整颗卫星的通信容量是传统支图1 传统卫星与高通量卫星对比联网协议星”（iPSTAR）发射成功，各国都开始投入研制高通量卫星。
目前，全球范围高、中、低轨道高通量卫星同步发展。
（1）典型高轨高通量卫星卫讯-3（Viasat-3）卫星是迄今为止容量最大的商业高通量卫星，单颗卫星通信容量约为1Tbit/s，拥有1000个Ka频段点波束，载荷应用了数字波束成型复用技术；卫讯-3具有容量资源动态分配，可针对不同区域的用户需求灵活调整容量额度，提高服务质量和效率，具备航空和海事通信服务能力，首颗卫星将覆盖美洲地区，第二颗卫星覆盖欧洲、中东和非洲，最后一颗卫星覆盖亚太地区[2]。
休斯网络系统公司（Hughes Network Systems）的木星-3（Jupiter-3）是迄今为止最重的商业高通量卫星，单颗卫星通信容量可达500Gbit/s，采用软件定义载荷，具有300个点波束，主要工作频段为Ka、Q和V频段，它可以在多个频段实现数据传输和通信，为用户提供更加稳定、高效的服务体验。
这颗强大的通信卫星将支持飞机上的Wi-Fi、海上通信、企业网络、移动网络运营商的远程传输，以及北美和南美地区的卫星互联网连接，为这些地区带来高速、可靠的互联网连接，推动信息化进程[3]。
欧洲卫星通信公司（Eutelsat）的KONNECT VHTS超高通量卫星，通信容量约为500Gbit/s，拥有230个Ka频段点波束，配备第5代数字处理器，可实现灵活的容量分配和最优的频谱使用，主要为欧洲、北非和中东提供高速宽带和移动连接，在覆盖区域内（无论是地面、空中还是海上），用户可随时随地获得高通量卫星服务，其性能和服务可与光纤网络相媲美[4]。
卫星通信与地面5G的融合初探（一）
地面5G的融合初探（一）地面5G的融合初探（一）Array+一、概述相比地面移动通信网络，卫星通信利用高、中、低轨卫星可实现广域甚至全球覆盖，可以为全球用户提供无差别的通信服务。
铱星（Iridium）、海事卫星（Inmarsat）、瑟拉亚（Thuraya）等商用移动卫星通信系统为海上、应急及个人移动通信等应用提供了有效的解决方案；O3b、OneWeb、Starlink等中低轨卫星星座将卫星通信服务与互联网业务相融合，为卫星通信产业注入新的活力。
同时，未来地面第五代移动通信（5G）将具备完善的产业链、巨大的用户群体、灵活高效的应用服务模式等。
卫星通信系统与5G相互融合，取长补短，共同构成全球无缝覆盖的海、陆、空、天一体化综合通信网，满足用户无处不在的多种业务需求，是未来通信发展的重要方向。
卫星与5G的融合将充分发挥各自优势，为用户提供更全面优质的服务，主要体现在：• 在地面5G网络无法覆盖的偏远地区、飞机上或者远洋舰艇上，卫星可以提供经济可靠的网络服务，将网络延伸到地面网络无法到达的地方。
• 卫星可以为物联网设备以及飞机、轮船、火车、汽车等移动载体用户提供连续不间断的网络连接，卫星与5G融合后，可以大幅度增强5G系统在这方面的服务能力。
• 卫星优越的广播/多播能力可以为网络边缘及用户终端提供高效的数据分发服务。
二、发展现状1、第五代移动通信系统（5G）2018年6月，随着5G新空口(NR: New Radio)独立组网功能的冻结，5G已经完成第一阶段的全面标准化工作，进入全面产业化阶段，预计2020年实现全面商用。
与前几代移动通信相比，5G的系统性能大幅提高，峰值速率可达10Gbps～20Gbps，用户体验速率可达100Mbps～1Gbps，连接数密度每平方公里可达100万，每平方米流量密度可达10Mbps，能够支持500km/h运动情况下的通信。
从业务能力来说，5G能够满足更为丰富的业务需求。
过去几代移动通信主要实现“人与人”之间的通信；而在5G时代，还要实现“人与物”、“物与物”之间的高效通信，最终实现“万物互联”。
卫星通信中的网络架构优化与设计
卫星通信中的网络架构优化与设计在当今高度互联的世界中，卫星通信已经成为了不可或缺的一部分。
从广播电视信号的传输，到远程地区的通信覆盖，再到航空航天和航海领域的通信保障，卫星通信发挥着至关重要的作用。
然而，随着用户需求的不断增长和技术的迅速发展，卫星通信中的网络架构面临着诸多挑战，优化与设计成为了亟待解决的问题。
卫星通信系统的基本组成部分包括卫星、地面站和用户终端。
卫星作为通信的中继站，负责接收和转发信号；地面站则负责对卫星的控制、监测以及与地面网络的连接；用户终端则是最终使用通信服务的设备。
在这个复杂的系统中，网络架构的合理性直接影响着通信的质量、效率和成本。
网络架构优化的首要任务是提高频谱利用率。
频谱资源是有限的，而卫星通信需要在广阔的空间中传输信号，因此如何充分利用频谱资源至关重要。
一种常见的方法是采用频率复用技术，通过合理的规划和分配，使相同的频段在不同的区域或不同的时间内重复使用，从而增加系统的容量。
此外，还可以采用更先进的调制解调技术，提高信号传输的效率和可靠性。
卫星轨道的选择也是网络架构设计中的一个关键因素。
目前常见的卫星轨道包括地球静止轨道（GEO）、中地球轨道（MEO）和低地球轨道（LEO）。
GEO 卫星位于赤道上空约 36000 公里处，相对地球静止，覆盖范围广，但信号传输延迟较大。
MEO 卫星轨道高度在 5000至 20000 公里之间，信号延迟有所减小，覆盖范围也较广。
LEO 卫星轨道高度通常在 500 至 2000 公里，信号传输延迟小，但其覆盖范围相对较小，需要更多的卫星来实现全球覆盖。
在网络架构设计中，需要根据具体的应用场景和需求，综合考虑不同轨道卫星的特点，选择合适的组合方式。
多波束技术的应用也是卫星通信网络架构优化的重要手段。
通过卫星天线形成多个指向不同区域的波束，可以同时为多个区域提供服务，提高卫星的空间复用能力。
而且，波束的形状和指向可以根据用户的分布和业务需求进行动态调整，进一步提高系统的灵活性和资源利用率。
未来通信技术的创新与发展方向
未来通信技术的创新与发展方向在当今科技飞速发展的时代，通信技术的变革正以前所未有的速度影响着我们的生活。
从最初的简单书信传递，到如今的高速网络通信，通信技术的进步为人类社会带来了巨大的便利和效率提升。
而展望未来，通信技术的创新和发展更是充满了无限的可能。
随着全球数字化进程的加速，对通信速度、容量和稳定性的需求日益增长。
5G 技术的出现虽然已经带来了显著的改变，但这仅仅是一个开端。
未来的通信技术将朝着更高的频段、更大的带宽和更低的延迟方向发展。
例如，太赫兹通信技术有望成为新一代的核心通信手段。
太赫兹频段具有丰富的频谱资源，可以实现每秒数十吉比特甚至更高的数据传输速率，这将极大地满足诸如高清视频直播、虚拟现实/增强现实（VR/AR）、智能交通等对数据传输要求极高的应用场景。
在通信网络架构方面，软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）的融合将进一步深化。
传统的网络架构往往是硬件与软件紧密耦合，导致网络的灵活性和可扩展性受到限制。
而 SDN 和 NFV 技术能够将网络的控制平面与数据平面分离，实现网络资源的灵活调配和快速部署。
这意味着未来的通信网络可以更加智能地根据业务需求动态调整网络拓扑和资源分配，提高网络的运行效率和服务质量。
同时，量子通信技术的发展也将为通信安全带来革命性的变化。
量子通信基于量子力学的基本原理，具有绝对的安全性和保密性。
通过量子密钥分发，通信双方可以生成只有他们知道的安全密钥，任何第三方的窃听行为都会被察觉。
随着技术的不断成熟，量子通信有望在金融、政务、国防等对信息安全要求极高的领域得到广泛应用，为保障国家安全和个人隐私提供坚实的技术支撑。
此外，空间通信技术的发展也备受关注。
卫星通信作为空间通信的重要组成部分，正在经历从传统的地球同步轨道卫星向低轨道卫星星座的转变。
低轨道卫星星座具有更低的传输延迟、更高的覆盖范围和更强的抗灾能力。
未来，随着卫星发射成本的降低和卫星制造技术的进步，大规模的低轨道卫星星座将能够为全球范围内的用户提供高速、稳定的通信服务，尤其是在偏远地区和海洋等地面网络覆盖不足的区域。
船舶通信技术的创新与应用研究
船舶通信技术的创新与应用研究在广袤无垠的海洋上，船舶作为重要的交通工具和生产工具，其通信技术的发展对于保障航行安全、提高运营效率以及促进海洋经济的繁荣具有至关重要的意义。
随着科技的不断进步，船舶通信技术也在持续创新，并在各个领域得到了广泛的应用。
船舶通信技术的发展历程可以追溯到早期的旗语、灯光信号等简单方式。
这些传统的通信手段虽然在一定历史时期发挥了重要作用，但受限于距离、天气等因素，其通信效果和可靠性都存在很大的局限性。
随着无线电技术的出现，船舶通信迎来了重大变革。
短波通信、超短波通信等技术使得船舶能够在更远的距离上进行实时通信，大大提高了船舶的航行安全性和运营管理效率。
进入 21 世纪，船舶通信技术更是取得了突飞猛进的发展。
卫星通信技术的应用使得船舶无论在世界的哪个角落，都能够与陆地保持稳定、高速的通信连接。
卫星通信不仅能够实现语音通信，还能够支持数据传输、视频会议等多种业务，为船舶的远程监控、调度指挥提供了有力的技术支持。
同时，随着卫星通信技术的不断成熟，其通信成本也在逐渐降低，使得更多的船舶能够享受到这一先进技术带来的便利。
除了卫星通信，船舶通信技术的创新还体现在数字通信技术的应用上。
数字通信技术具有抗干扰能力强、通信质量高、保密性好等优点。
通过数字通信技术，船舶可以实现更加高效、准确的信息传输，提高通信的可靠性和稳定性。
例如，数字甚高频（VHF）通信技术在船舶通信中的应用，使得船舶之间、船舶与岸基之间的通信更加清晰、流畅，减少了通信误码率和信号衰落的影响。
在船舶通信技术的创新过程中，软件定义网络（SDN）技术也逐渐崭露头角。
SDN 技术通过将网络的控制平面与数据平面分离，实现了网络的灵活配置和管理。
在船舶通信网络中应用 SDN 技术，可以根据船舶的航行状态、通信需求等动态调整网络资源分配，提高网络的利用率和服务质量。
例如，当船舶在繁忙的航道上航行时，SDN 技术可以优先保障导航、避碰等关键业务的通信带宽，确保航行安全；而当船舶处于停泊或休息状态时，则可以将更多的网络资源分配给船员的娱乐、学习等业务，提高船员的生活质量。
基于SDN架构的NFV技术在低轨卫星网络中的应用
中国空间科学技术J u n ２５㊀２０２１㊀V o l ４１㊀N o ３㊀８９Ｇ９６C h i n e s eS p a c eS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yI S S N １０００Ｇ７５８X ㊀C N １１Ｇ１８５９/V h t t p :ʊz g k jc a s t c n D O I :１０ １６７０８/jc n k i １０００Ｇ７５８X ２０２１ ００４２基于S D N 架构的N F V 技术在低轨卫星网络中的应用侯筠仪１,赵黎晔２,∗,申景诗１,冯飞２,王韶波２１ 山东航天电子技术研究所,烟台２６４６７０２ 航天东方红卫星有限公司,北京１０００９４摘㊀要:针对当前卫星网络通信业务需求复杂㊁星上设备对多业务兼容性差的问题,提出了一种面向低轨卫星网络的软件定义网络(S D N )架构.该架构设计了以星间链路为基础的虚拟化数据平面和多控制器的分布式控制平面,具有高度灵活和可编程的特性.通过网络功能虚拟化(N F V )技术实现了数据平面虚拟化和集群化控制器的功能分割,给出了架构实现的关键技术方案,使其能够实现数据传递的高效动态分配.最后仿真验证了在快速路由重构方面,该S D N 卫星网络架构相较于传统卫星网络,在反向缝场景下全网平均网络查询时延更为稳定,且平均时延缩短了８２ ４％,进一步验证了其控制器数量选择的科学性,体现了该S D N 卫星网络架构的先进性.关键词:低轨卫星网络;卫星通信;软件定义网络;网络功能虚拟化;控制器集群中图分类号:V １９㊀㊀㊀㊀文献标识码:A收稿日期:２０２０Ｇ０９Ｇ０５;修回日期:２０２０Ｇ１１Ｇ２７;录用日期:２０２０Ｇ１２Ｇ１４;网络出版时间:２０２０Ｇ１２Ｇ２１㊀１０:３９基金项目:高分辨率对地观测系统重大项目基金(G F Z X ０４０６１２０２０３)∗通信作者．E Ｇm a i l :m i e t y＠s o h u ．c o m 引用格式:侯筠仪,赵黎晔,申景诗,等．基于S D N 架构的N F V 技术在低轨卫星网络中的应用[J ]．中国空间科学技术,２０２１,４１(３):８９Ｇ９６．HO UJY ,Z H A OLY ,S H E NJS ,e ta l ．T h ea p pl i c a t i o no fN F V b a s e do nS D Na r c h i t e c t u r e i nL E Os a t e l l i t en e t w o r k [J ]．C h i n e s eS p a c eS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,２０２１,４１(３):８９Ｇ９６(i nC h i n e s e )．T h e a p pl i c a t i o no fN F Vb a s e d o nS D Na r c h i t e c t u r e i nL E O s a t e l l i t e n e t w o r kH O UJ u n y i １,Z H A OL i y e ２,∗,S H E NJ i n gs h i １,F E N GF e i ２,W A N GS h a o b o ２１ S h a n d o n g I n s t i t u t e o f S p a c eE l e c t r o n i cT e c h n o l o g y ,Y a n t a i ２６４６７０,C h i n a ２ D F H S a t e l l i t eC o ．,L t d ．,B e i j i n g １０００９４,C h i n a A b s t r a c t :I nt h ec o n t e x to fs a t e l l i t en e t w o r kc o mm u n i c a t i o ns e r v i c e s w i t hc o m p l e xr e q u i r e m e n t sa n d p o o rs e r v i c e c o m p a t i b i l i t y o fo n Ｇb o a r de q u i p m e n t ,as o f t w a r e Ｇd e f i n e dn e t w o r k (S D N )a r c h i t e c t u r e f o r l o w Ｇo r b i t s a t e l l i t en e t w o r k w a s p r o p o s e d ．A v i r t u a l i z e dd a t a p l a n eb a s e do ni n t e r Ｇs a t e l l i t el i n k sa n dad i s t r i b u t e dc o n t r o l p l a n e w i t h m u l t i pl e c o n t r o l l e r sw e r ed e s i g n e di nt h i sa r c h i t e c t u r e ,w h i c h w a sh i g h l y f l e x i b l ea n d p r o g r a mm a b l e ．T h r o u ght h en e t w o r k f u n c t i o nv i r t u a l i z a t i o n (N F V )t e c h n o l o g y ,t h ed a t a p l a n ev i r t u a l i z a t i o na n dt h ef u n c t i o n a ld i v i s i o no ft h ec l u s t e r e d c o n t r o l l e rw e r e r e a l i z e d ,a n d t h ek e y t e c h n i c a l s o l u t i o n s f o r t h e r e a l i z a t i o no f t h e a r c h i t e c t u r ew e r e g i v e n t oe n a b l e t h e e f f i c i e n ta n d d yn a m i c a l l o c a t i o n o f d a t a t r a n s m i s s i o n ．T h e s i m u l a t i o n v e r i f i e s t h a tt h e S D N s a t e l l i t e n e t w o r k a r c h i t e c t u r e i sm o r es t a b l et h a nt h et r a d i t i o n a l s a t e l l i t en e t w o r ki nt h er e v e r s es e a m s c e n a r i oi nt e r m so f f a s tr o u t er e c o n f i g u r a t i o n ．I n t h e s i m u l a t i o n r e s u l t s ,t h ea v e r a g e r e c o n s t r u c t i o nd e l a y i ss h o r t e n e db y ８２．４％,a n dt h es c i e n t i f i c c h o i c eo f t h en u m b e r o f c o n t r o l l e r s i sv e r i f i e d ．T h e s i m u l a t i o nr e s u l t s r e f l e c t t h e a d v a n c e dn a t u r eo f t h eS D Ns a t e l l i t e n e t w o r ka r c h i t e c t u r e ．K e yw o r d s :L E O ;s a t e l l i t e c o mm u n i c a t i o n ;S D N ;N F V ;c o n t r o l l e r i n t e g r a t i o n９０㊀中国空间科学技术J u n ２５㊀２０２１㊀V o l ４１㊀N o ３在５G生态系统的大背景下,地面用户数量和服务类型呈现爆发增长的趋势,星地网络的集成一体化被视为增强网络功能㊁完善网络部署的一种解决方案.目前,全球已有超过２０个卫星通信系统在轨运行,以新一代的O n e w e b系统㊁S p a c e X系统等为代表的巨型星座网络[１]作为通信网络广域建设的一种补充,有效克服了地面网络基站的布设限制,旨在缓解全球剩余２/３人口的宽带上网问题.在卫星网络领域,传统卫星通常将控制和数据转发功能集中于同一网络设备,卫星节点在进行数据传递前需先完成链路维持㊁状态监控㊁路由计算等多种网络控制功能,占用了大量星上载荷资源.面对未来网络不断增长的用户需求和异构化的应用程序,学术界提出了引入 软件定义网络 的概念进行卫星网络应用方案的研究.软件定义网络(s o f t w a r e d e f i n e d n e t w o r k, S D N)是网络虚拟化的一种实现方式,其核心是分离网络设备的数据平面与控制平面以实现网络流量的灵活控制.F e r rús等[２]在５G背景下在卫星地面段中引入S D N/N F V技术,实现星地间网络资源管理能力和业务敏捷性的提升. T a n g等[３]将路由计算和网络配置任务放在地面站,设计了一种基于O p e n F l o w的软件定义卫星网络架构.X u等[４]设计了S o f t S p a c e架构并讨论了S D N的故障发现机制和移动性管理能力. K a k等[５]研究了低小卫星在S D N网络体系下配置不同载波频率和轨道参数对时延和吞吐量的影响.X u等[６]设计了一种３层分层控制器架构,并进一步提出了一种从控制器选择策略以促进成本降低和稳定性增强.传统S D N方案的共同点是利用全局统一的S D N控制平面实现路由计算,控制策略需要在全网进行刷新.然而卫星自身拓扑动态异构的特征会导致控制器的计算及同步负担很大.可见,低轨卫星空间段的软件定义网络架构设计依然有较大的研究潜力和应用价值.针对上述问题,本文主要关注将S D N设计思想在卫星网络架构中进行扩展,简化卫星节点的工作负担㊁实现大量流量的高效传输,并融合网络功能虚拟化(N F V)技术以使该架构能够面对未来空间信息网络发展中可能遇到的挑战性问题.本文首先从低轨星座设计入手,从物理层面进行优化,使其通信水平的性价比最大化.基于该低轨卫星星座,进一步提出了软件定义卫星网络架构设计方案,设计了以星间链路为基础的虚拟化数据平面和多控制器的分布式控制平面,并给出了架构实现的关键技术方案,使其能够实现数据传递的高效动态分配.１㊀低轨卫星星座设计低轨星座设计是构建卫星通信系统的基础,星座构型的合理优化有助于低轨星座功能的最大化实现.卫星星座设计优化过程首先应根据目标场景选取基础星座构型.本文的设计背景为设计一种有效补充地面网络局限性㊁实现广域补充覆盖且能够搭建S D N架构的卫星星座.极轨道星座属于对称星座,轨道面分布均匀,每个轨道面上卫星数目相同,轨道面经过两极且与赤道面垂直,能够实现对全球的覆盖.极轨道星座中的卫星在运动过程中保持相对静止,可以通过固定的星间链路实现卫星间的切换与通信,且星间链路建设简单,易于维护,能够为S D N架构提供合理的物理基础.因而,本文采用极轨道作为星座基础构型.铱星系统是一种典型的极轨道通信卫星星座.但考虑未来通信系统所面临的高速率传输下,文献[７]基于轨道高度与边缘通信仰角的约束关系指出,低通信仰角的铱星系统无法满足宽带L E O星座卫星通信系统要求,需要通过提高轨道高度来解决这一问题.然而,在地面用户边缘通信相同的情况下,卫星的轨道高度越高则会导致单星所需要的点波束数量越多.考虑到软件定义卫星星座未来发展定位于卫星通信㊁导航㊁遥感等多方面星上功能的实现,本文参考由法国国家空间研究院和美国宇航局合作的第一个全球定位和数据采集系统A r g o s系统的星座设计理念,将星座轨道高度提升至８５０k m,以贴合多功能的星上实现需求.卫星通信仰角的设计需保证星座实现对全球的覆盖,但单颗卫星不应覆盖面积过大而造成功率指标的浪费,故本星座单颗卫星的边缘通信仰角设计为３０ʎ.根据全球覆盖星座原理[８],在已知轨道高度和边远通侯筠仪,等:基于S D N 架构的N F V 技术在低轨卫星网络中的应用９１㊀信仰角的前提下能够计算出最优的卫星总数㊁轨道面数及每个轨道上的卫星数量,最终构建卫星星座.该星座共有９个轨道平面,每个轨道面上分布１１颗低轨卫星,轨道高度８５０k m ,轨道倾角为８６ ４ʎ.通过S T K 软件对星座的对地覆盖性能进行仿真,结果证明该星座对地覆盖率在全时段达到１００％,满足任务所需的通信要求.极轨道卫星星座网络的联通依赖于星间链路的构建.参考铱星星间链路的设计模式,该星座中的每一颗卫星都与其同一轨道的相邻卫星建立２条星间链路,并与相邻轨道上实时临近的卫星建立２条星间链路.第１轨道和第９轨道之间的反向旋转关系是一种例外情况,这两条轨道间的卫星不存在相邻轨道的星间链路.拓扑结构如图１所示.图１㊀数据平面拓扑结构示意F i g １㊀S c h e m a t i c i l l u s t r a t i o no f d a t a p l a n e t o p o l o g y卫星通信网络地面段网络拓扑采用 多点落地 的设计思想.仅依靠单一地面站接收全网卫星的下传数据这一模式在面对海量数据时易发生网络拥塞,而将多地面站引入卫星网络的路由规划能够充分利用地面网路资源.地面设备具有可维护㊁鲁棒性高的特点,通过光纤传输数据更为高效,分担了卫星网络的传输压力,体现了卫星网络与地面网络的互补性,实现了星地传输负载均衡.如图２所示,本文选取三亚㊁佳木斯㊁喀什３处地面站为示例,图中标注了３处地面站的地理位置及当前时刻向对应地面站下传数据的卫星(圆标注).图２给出了一条路由示例:当前时刻喀什地面站上空西侧的卫星(三角标注)作为源点进行数据传输,数据流在喀什地面站上空完成数据下传,经地面光纤网络传递至目的地三亚地面站.这样的传输路径有效减少了数据流在星间的传递跳数,降低了传输延迟与传输损耗.此外,多点落地 结构能够有效解决极轨道星座反向缝两侧卫星无法建立星间链路导致路径规划复杂的问题.图２中佳木斯地面站上空,存在两个间隔反向缝的数据下传卫星(矩形标注).虽然两颗卫星间无法完成东西向数据传输,但是能够通过将数据下传至佳木斯地面站,最终借由地面网络完成服务,避免了星上传输路径过长的问题.图２㊀ 多点落地 结构示例F i g ２㊀ M u l t i p o i n t l a n d i n g s t r u c t u r e e x a m pl e ２㊀基于低轨星座的软件定义网络架构设计与实现S D N 的核心在于控制平面和数据平面的分离,其基本架构如图３所示.图３㊀S D N 基本架构F i g３㊀S D Na r c h i t e c t u r e９２㊀中国空间科学技术J u n ２５㊀２０２１㊀V o l ４１㊀N o ３２ １㊀数据平面在低轨卫星网络中,卫星作为S D N交换机的载体可被视为数据平面的节点.低轨星座中所有卫星以节点形式构成完整的数据平面,依靠星间链路实现数据流的交换传输.数据平面的主要功能是通过一系列的链路操作对到来的数据分组进行处理,这些操作通常包括数据分组的收集和完整性检查.卫星网络这一场景的特点是底层物理资源有限,发射入轨后很难对交换机进行硬件设备的二次更新或功能变更维护,因而缺乏应对多种服务需求的灵活性.本文提出引入N F V技术,在数据平面上搭建虚拟的 环境抽象层 ,用以解决数据平面的灵活性问题,并进一步阐明虚拟化转发功能的实现方式.环境抽象层将设备的物理功能分割为更轻量级的网络虚拟功能,通过映射机制将用户需求的虚拟资源与物理资源相对应,能够有效地节省底层的物理资源,实现卫星平台的长期可用性.如图４所示,I n t e l公司开发的一种数据平面开发套件(d a t a p l a n ed e v e l o p m e n tk i t,D P D K)能够很好地实现网络功能的虚拟化.该套件提供了数据平面库和轮询模式的L i n u x用户空间网卡驱动,通过间接的A P I提供队列管理㊁缓存管理和流量分组功能,使得上层应用和控制平面可以直接调用这些环境抽象层的功能来完成相关计算和转发.通过虚拟化交换机(即环境抽象层),端口在传递流表时不再需要硬件设计提前预留专用的缓存队列存储空间,其缓存空间由C P U管理的内存动态化临时分配.在数据转发图４㊀数据平面I/O结构F i g ４㊀D a t a p l a n e I/Oa r c h i t e c t u r e 过程中,仅通过表头的地址匹配字段送入C P U 进行地址匹配,待完成匹配后才会在需要转发时将完整数据包输出网络端口.卫星网络数据平面的虚拟化计算类功能的实现方式与普通星载计算机运行应用程序的方式完全相同,而虚拟化的转发类功能则有比较大的变化.在S D N网络设备中,网络层功能虚拟化的本质是通过流表抽象数据平面,通过流表可以精确地匹配和识别业务类型,完成对流的操作.数据转发形成的流表由多个基础流表构成,基础流表包含了地址匹配字段㊁计数字段㊁操作字段３项功能,如图５所示.考虑到卫星网络是一种无线网络,其转发和资源分配均基于终端,传统的S D N可能造成１个卫星终端的不同流会使用相同的信道和窗口.本方案在传统S D N协议基础上扩展性地引入I E E E８０２ １１e协议,该协议通过对流量的窗口和帧间间隔区别对待,能够赋予流不同的优先级.图５㊀S D N流表项F i g ５㊀S D Nf l o wt a b l e随着星载载荷处理能力的提高,在支持基础数据包的转发之外,数据平面还需支持流量优先级的分类功能,以便针对不同类型数据实现S L A(服务级别协议).通过采用D P I(深度包检测)[９],应用能够确定转发决策的优先级,进而满足Q o S(服务质量)要求.数据平面的虚拟化处理缓解了C P U的压力,使得这些服务有了实现的可能.２ ２㊀控制平面卫星网络的控制功能由S D N控制器实现,侯筠仪,等:基于S D N 架构的N F V 技术在低轨卫星网络中的应用９３㊀其任务是更新数据平面设备(即星上S D N 交换机)的转发规则.目前,大量的研究成果集中于将控制器放置于地面站或静止轨道卫星上,且数量较少.然而,随着网络流量需求的提升和数据平面的扩大,控制器数量不足将难以满足星地无线网络高动态㊁大跨度的路径配置计算需求,进而使得配置转发规则所需的流建立时间增长,用于改善网络延迟的相关规则下发失效,因而需要增加控制器布设数量来减少流建立时间[１０].此外,控制器放置于地面站或静止轨道卫星上意味着控制平面与数据平面之前存在巨大的数据传输损耗,并需要建立更为庞大的拓扑分析库来处理网络拓扑的动态化问题[１１].基于上述背景问题,本文提出将多控制器直接部署于低轨卫星上构成分布式控制平面.这样的控制器部署方式,一方面保证了控制器数量能够满足功能实现的需求,另一方面控制平面与数据平面的拓扑一致化减少了控制平面的数据处理压力.根据改进的N S G A ＧⅡ的多控制器初始化部署算法[１２]可知,控制器与卫星节点数量比例为０ ３~０ ４时,网络端到端时延将至最低.因此本文的控制器静态放置方案将控制器数量选取为３６,每条轨道可有４个控制器,分别位于该轨道的１号㊁４号㊁７号㊁１０号卫星.如图６所示,被放置S D N 控制器的卫星同时具备数据交换和网络控制的功能,控制器与控制器之间由东西向接口相互连通,形成一个物理上分散㊁逻辑上集中的控制平面.每个控制域内约有２~３颗卫星.这样的部署方式不仅减少了星地间的数据传输损耗,还降低了控制器与交换机之间的数据传播时延.此外,集群式控制器通过虚拟化设计能进一步实现多功能平台的分割,提升卫星平台图６㊀控制平面组网示例F i g ６㊀C o n t r o l p l a n en e t w o r k i n g对载荷的支撑能力,更好地把握全网资源视图,改善通信资源的交付质量.多控制器的部署意味着同时还需解决控制器动态放置问题[１３].控制器动态放置问题即控制域界定问题,该问题可被公式化为I L P 算法,其优化目标是使得配置转发规则所需的平均流建立时间最小化,并通过G u r o b i 优化器进行求解.与控制器放置问题相关的约束表述如下.约束１:用于确保要放置在网络中的控制器总数为K .ðc ɪCyc＝K(１)式中:C 为控制器集合(该集合中元素c 为控制器集合中各控制器的编号);K 为控制器放置数量;y c 为一个二进制变量,指示是否将控制器放置在c ɪC 上,yc 为１表示控制器在控制器集合C 中,yc 为０表示控制器不在控制器集合C 中.约束２:用于确保只有c 号控制器处于活动状态时,s 号卫星才会被c 号控制器控制.x s ,c ɤy c ,∀s ɪS ,∀c ɪC (２)式中:S 为卫星集合(该集合中元素s 为卫星集合中各卫星的编号);x s ,c 为一个二进制变量,指示是否将卫星节点s 分配给c ɪC 上,x s ,c 为１表示将卫星节点s 分配给c ɪC ,x s ,c 为０表示不将节点s 分配给c ɪC .约束３:用于确保每个卫星s 被有且只有一个控制器c 控制.ðc ɪCxs ,c＝１,∀s ɪS (３)约束４:如果两个卫星属于不同的控制器集群,则需要给他们分配给不同的控制器.约束４给出一种辅助的二进制变量z c ,s ,k 用于量化这种情况,将卫星划分为不同的控制域.z c ,s ,k ＝x s ,c x k ,c ,∀s ɪS ,∀k ɪS ,∀c ɪC (４)约束５:为使该约束能被线性优化器运算解决,由约束５的３个公式进行替代.z c ,s ,k ɤx s ,c ,∀s ɪS ,∀k ɪS ,∀c ɪC z c ,s ,k ɤx k ,c ,∀s ɪS ,∀k ɪS ,∀c ɪC z c ,s ,k ＝x s ,c ＋x k ,c －１,∀s ɪS ,∀k ɪS ,∀c ɪC üþýïïïï(５)本文所设计的由多控制器共同构成的控制９４㊀中国空间科学技术J u n ２５㊀２０２１㊀V o l ４１㊀N o ３平面经东西向接口相互连通形成,物理上分离但逻辑上集中.在此基础上,结合N F V 技术进一步提出了对控制平面的软件层面功能切割.经虚拟化处理,控制平面基于卫星通信需求设计为３个平台和２个数据库:请求指令平台㊁负载均衡平台㊁控制器系统平台㊁全网视图库㊁路由算法库.其中,全网视图库包含了拓扑分析库㊁链路分析库㊁网络状态库.为适应卫星拓扑的动态性,引入拓扑快照的方法,每分钟检查一次网络状态变化并形成快照集,每小时计算一次由于卫星移动而产生的所有网络拓扑.通过南向接口,控制平面必须处理３类流量控制信息:流量配置信息㊁流量重新配置信息和迁移信息.如图７所示,数据平面收到新业务请求后向控制平面发送流量配置信息,控制平面的请求指令平台接收该信息,并将任务分发至相关的全部控制器.流量配置信息仅提供源地址及目的地址信息,不包含业务的转发相关内容.当网络中某卫星节点或多卫星节点因数据传输任图７㊀控制平面实现流程F i g ７㊀C o n t r o l p l a n e i m pl e m e n t a t i o n p r o c e s s 务过量而出现拥塞状态时,发生拥塞的卫星节点向控制平面发送流量重新配置信息,请求指令平台收到此类信息后将其转发至负载均衡平台,触发卫星路由重构.该过程中,控制平面将更新全网视图库,负载均衡算法库调用更新后的链路状态和数据平面上传的数据传输任务需求重新计算路由,新的路由规则由控制器下发至数据平面.此外,每一次流量传输过程完成后,起点交换机和目的交换机分别向所属控制器发送第一流量配置信息时间和传输结束时间,由起止时间的差值除以路由传输跳数计算出平均流建立时间.若平均流建立时间超过系统规定阈值,同样视为发生网络拥塞,由目的交换器向控制平面发出流量重新配置信息,降低该路由途径的分配权重.考虑到控制器系统平台内包含数量较多的控制器,本文采用Z o o k e e pe r 系统框架[１４]实现该平台内部的管理.每台搭载控制器的卫星对应于不同的控制域(多颗交换机卫星),同时在多颗控制器的卫星中选举出一个L e a d e r (图中为控制器１,实际通过选举规则设定为地面站过顶卫星所搭载的控制器,以实现更好的星地交互),负责与收集全网的信息并发送给全网视图库进行更新,确保流量传输资源不被复用.其余搭载控制器的卫星作为M e m b e r 负责控制其所属控制域内卫星上的交换机进行数据传递,并通过迁移信息将各控制域内的网络状态信息发送给L e a d e r.由于卫星拓扑的动态性,各控制器卫星所属控制域内所需控制的卫星节点动态变化,需采用一种基于度的均衡控制节点部署算法[１５]实现对控制卫星控制域的自适应动态划分.该算法调用全网视图库,生成星座交换机节点链表并设置链表的遍历方向参数,最终获得每个控制器对应控制域的卫星交换机节点集合.卫星控制器系统平台上的控制器通过调用全网视图库和路由算法库进行路由规划,并负责向其控制域内的交换机下发路由表.２ ３㊀初步验证该验证基于本文第２节设计的低轨星座,对所设计的多控制器架构与传统地面站控制架构,在反向缝区域发生路由重构情况的路由重构查侯筠仪,等:基于S D N 架构的N F V 技术在低轨卫星网络中的应用９５㊀询时延进行仿真验证对比.本文随机选取某时刻卫星拓扑快照对卫星节点查询时延进行计算.假设反向缝位于北京地面站上空,因而地面站选取为北京地面站.在该时刻下,传统地面站控制架构所对应的地面站过顶卫星为第９轨道３号卫星(卫星编号９１,卫星Ｇ地面站跳数记为０).通过S T K 软件仿真可以获得该时刻下卫星网络中各节点位置及其间距,并假设每颗卫星节点数据转发处理时间为１m s .而本文所设计的多控制器架构在该场景下,每颗卫星发送路由重构查询请求仅需１跳或０跳即可将请求发送至控制器.假设数据传输速度为光速,计算得到各节点重构路由所需的查询时延,并以卫星Ｇ过顶卫星间隔跳数作为分组依据计算均值进行对比.如图８所示,传统意义上地面控制器的部署架构受反向缝影响大,间隔跳数越大的卫星所需的路由重构查询时延越大,而低轨部署多控制器的S D N 架构则具有较低且稳定的路由重构查询时延.在传统地面站控制架构,该时刻全网卫星节点通过地面站控制器实现路由重构的查询时延均值为８２ ９７m s .而在本文设计的低轨道多控制器部署架构下,路由重构的单跳查询时延稳定在１４ ５８m s .该仿真结果说明该架构可以较好实现路由的动态调整,快速实现路由收敛重构.图８㊀各节点不同架构下所需路由重构查询时延F i g ８㊀R o u t i n g r e c o n f i g u r a t i o n q u e r y d e l a y fo r d i f f e r e n t a r c h i t e c u t r e s本文进一步对控制器数量对网络端到端时延的影响做出仿真.网络端到端时延为星上交换机Ｇ控制器平均时延及控制器Ｇ控制器平均时延的总和.交换机Ｇ控制器平均时延为所有交换机与其控制器间最短星间链路数据传输时延的平均值.控制器Ｇ控制器平均时延为所有控制器与控制器之间最短控制链路传输时延的平均值.最短路径通过S T K 软件仿真可以得到.如图９所示,可以看出随着控制器数量的增加,网络端到端时延不断降低,在控制器数量为４时达到最低值,继续部署控制器会导致时延呈现上升趋势.这主要是因为当控制器数量较少时,星上交换机与控制器之间所需的最短传输路径较长,导致路由重构请求发送时延较长.随着控制器数量的增加,星上交换机与控制器间所需最短路径减少,网络端到端时延不断下降直至达到最佳的控制器部署比例.随着控制器数量的继续增加,网络端到端时延出现上升趋势的原因是控制器部署数量冗余,此时交换机Ｇ控制器间已达到最短路径,过多的控制器反而增加了网络负担,网络端到端时延主要由控制器间控制链路的传输时延组成.图９㊀控制器数量对网络端到端时延的影响F i g ９㊀I n f l u e n c e o f c o n t r o l l e r n u m b e r o n e n d Ｇt o Ｇe n dd e l a y３㊀结束语从体系结构的角度出发,可以预见S D N 作为一种解决方案能够为未来卫星网络带来可编程的灵活性和控制部署的自适应功能.本文提出了一种基于低轨卫星网络的S D N 架构设计.在低轨卫星网络合理优化设计的背景下,该架构充分结合N F V 技术,实现了在控制平面与数据平面相分离的基础上对各平面功能的二次切分.数据平面基于N F V 技术构建环境抽象层,将计算和转发功能虚拟化,实现了缓存的实时分配,有效提高数据传输效率.控制平面由多控制器共同构成集群,物理上分离但逻辑上集中,经虚拟化处理设计为３个平台和两个数据库用以高效生成流量配置规则并下发,同时进一步实现了控制器系统平台内的自适应动态重构.该S D N 架构设计对未来软件定义卫星网络架构建设具有重要的参考意义.在后续研究中,作者团队将。
空天地一体化网络中网关与SDN控制器的优化部署
空天地一体化网络中网关与SDN控制器的优化部署空天地一体化网络是一种集成了空中、地面和卫星网络的综合通信网络，可以实现全球的无缝覆盖。
在空天地一体化网络中，网关和SDN（软件定义网络）控制器的优化部署对于网络的性能和效率至关重要。
本文将探讨如何优化部署空天地一体化网络中的网关和SDN控制器，以提高网络的性能和效率。
首先，我们来介绍一下空天地一体化网络的特点。
空天地一体化网络将空中、地面和卫星网络集成在一起，通过协同工作来实现全球的通信覆盖。
空中网络包括飞机上的通信设备和无人机，地面网络包括移动通信基站和Wi-Fi热点，卫星网络则提供全球的通信连接。
通过将这些网络集成在一起，可以实现无缝漫游和更高的带宽和延迟性能。
在空天地一体化网络中，网关的作用是连接不同网络之间的数据传输。
网关需要具备快速处理和转发数据的能力，同时需要具备强大的安全性和稳定性。
为了优化网关的部署，可以使用虚拟化技术来提高网关的灵活性和可扩展性。
通过将网关虚拟化，可以将多个网关部署在同一台物理设备上，从而提高资源利用率和降低成本。
此外，还可以使用负载均衡技术来均衡网关之间的负载，提高网络的性能和可靠性。
在空天地一体化网络中，SDN控制器的作用是对网络进行全局的控制和管理。
SDN控制器可以根据网络的实时情况，动态地调整网络的拓扑结构和路由策略，从而提高网络的灵活性和可靠性。
为了优化SDN控制器的部署，可以将其部署在分布式的方式上，以减少单点故障的发生。
此外，还可以使用智能算法来优化SDN控制器的决策策略，以提高网络的性能和效率。
除了网关和SDN控制器的优化部署之外，还需要考虑网络中的安全性和隐私保护。
空天地一体化网络中涉及的数据传输和存储非常庞大，其中可能包含了大量的敏感信息。
因此，必须采取合适的安全措施来保护网络的安全和用户的隐私。
例如，可以使用加密技术来保护数据的传输和存储，同时采取访问控制和权限管理来限制对敏感数据的访问。
总之，在空天地一体化网络中，网关和SDN控制器的优化部署对于网络的性能和效率至关重要。
软件定义网络(SDN)在卫星通信中的应用
软件定义 网络架构
软件 定 义 网络 （ＳＤＮ）是 一种新 型 的 网络 架构 ，如 图 １所示 。
层 Ｉ网络萄 应用卜 －＿一Ｊ
北 向 接 口
控 制 层 制 软 网络 服 务
基 础 设 施 层
南 向 接 口
匝固
图 １ ＳＤＮ 架 构
ＳＤＮ架 构分 为基 础设施 层 、控 制 层 和 应用 层 ，三 个 层 次之 间分 别 通 过北 向接 １５和南 向 接 口进行 通信 。应用 层 中运行 着多种 不 同类 型 的应用 ，根 据 网络 不 同的应 用需求 ，调用 控制 层 的北 向接 口 ，实现 不 同功能 的应 用 程 序 ；控 制层 是 ＳＤＮ架 构 的核 心层 ，负 责收 集 网络 状 态 ，计算路 由等 ，并 通过南 向接 １ ５ （控 制 层 和基 础 设施 层 之 间 接 口） 获 取底 层 基 础设 施 信 息 ，同时为上面的应用层提供可扩展的北向接 口 （控制层 和应用层面接 １５）；基础设施层 主 要是 由网络 设备 ＳＤＮ交换 机构 成 ，负 责数 据 转 发 和处 理 工作 。三 个 层之 间的 接 口中 ．北 向 接 口 目前 尚无统 一标 准 ，而 南 向接 Ｅｌ的接 １ ５协 议 ＯｐｅｎＦＬｏｗ 目前得 到 了业 界广 泛认 可 和支 持 网。另一个层面，ＳＤＮ架构将控制 面与数据面相分离。在 控制面 ，可掌握全 局网络信 息 ； 在数 据面 ，仅提 供简 单 的数 据转 发功 能 。
- 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)。
软件定义网络（SDN）
在卫星组网中的发展与应用
一、摘要
近年来，新技术的引入，推动了通信领域的发展，许多传统通信领域正在引入新技术以提高服务能力，例如，把软件定义网络技术（SDN）、网络虚拟化和网络功能虚拟化技术（NFV）引入卫星通信与地面网络融合领域，可有效提高组网的灵活性、可扩展性，解决与地面网络无缝集成的问题，并进一步降低成本，进而为用户提供更多更好的服务。
本文将重点讲述SDN技术在卫星通信中的应用。
二、简介
近年来，卫星网络在通信领域的潜在优势得到更广泛关注，在网络技术方面，天地一体化网络已经提出并成为发展趋势。
然而，下一代卫星网络技术的发展仍面临许多困难，一方面，分布式路由算法收敛速度慢，网络配置复杂、模糊，缺乏灵活的路由技术支持。
另一方面，卫星网络的特点对网络性能提出了挑战，例如，动态拓扑属性导致路由算法不稳定，星地间的远距离通信导致网络更新更耗时。
此外，卫星系统使用的各种通信技术和协议使跨系统互联难上加难。
SDN技术的应用将有效解决这些问题。
三、背景
SDN起源于2006年斯坦福大学的Clean Slate研究课题。
2009年，Mckeown教授正式提出了SDN概念。
利用分层的思想，SDN将数据与控制相分离。
在控制层，包括具有逻辑中心化和可编程的控制器，可掌握全局网络信息，方便运营商和科研人员管理配置网络和部署新协议等。
在数据层，包括哑的（dumb）交换机（与传统的二层交换机不同，专指用于转发数据的设备）。
交换机仅提供简单的数据转发功能，可以快速处理匹配的数据包，适应流量日益增长的需求。
两层之间采用开放的统一接口（如OpenFlow等）进行交互。
控制器通过标准接口向交换机下发统一标准规则，交换机仅需按照这些规则执行相应的动作即可。
因此，SDN技术能够有效降低设备负载，协助网络运营商更好地控制基础设施，降低整体运营成本，成为最具前途的网络技术之一。
因此，SDN被MIT列为“改变世界的十大创新技术之一”。
SDN相关技术研究迅速开展起来，成为近年来的研究热点。
2013年，SIGCOMM会议收录了多篇相关文章，甚至将SDN列为专题来研讨，带动了SDN相关研究的蓬勃发展。
从广义上讲，SDN指的是可利用上层开放的应用资源接口实现，软件编程控制的各类基础网络；从狭义上讲SDN就是基于标准Open Flow (转发面开放协议)实现的软件定义网络。
SDN的核心思想：通过将网络设备的控制面和数据面分离，实现对网络流量的灵活控制。
与传统网络的最大不同是，SDN中包含两种关键设备：Open—Flow交换机和控制器。
其中控制
器负责汇总各个OpenFlow交换机上的数据，根据规则转发每一条数据流。
OpenFlow交换机除了向控制器提供数据以外，还根据控制器的指令，将数据流转发到相应的端口。
SDN的核心理念是通过将网络设备的控制面和数据面分离，实现对网络流量的灵活控制。
SDN将原有以硬件配置为核心的网络转变软件化的网络，可以实现网络管理的灵活、便捷。
传统的网络以路由器、交换机等硬件设备为主使用TCP／IP协议簇来实现网络的控制和管理。
传统的网络结构是分布式的，每个路由器根据自己所获取的路由信息进行数据包的转发，多个路由器的故障不会对网络产生较大影响。
这种网络模式可以最大限度地保持网络的稳定性，但是网络的利用率较低、扩展性较差、管理难度大。
与之相反的是，SDN网络致力于建立一个集中式的网络管理结构，网络控制器负责网络内所有数据流的管理，每一条数据流都有一条数据通道。
因此这种结构下，网络的利用率较高，网络传输效率也较高，但是同时也导致网络的复杂度巨大。
SDN的另一个重要特点是可以灵活管理互联网应用的部署，网络优化策略更易实现。
传统的网络结构中，不能实现针对某个应用的网络控制策略，对于所有的数据流一视同仁。
而SDN可以通过网络控制器根据业务的优先级，为不同业务的数据流建立数据转发通道。
四、优点
SDN在卫星网络应用的优点：
一是灵活、可控的动态路由算法：目前大多数卫星系统采用
静态路由方法，以保证卫星网络的可靠性和可控性，例如铱系统，而传统的控制结构是不灵活的。
近几年，动态路由算法、分布式链路状态收集和路由计算方法被大量使用。
虽然它们能适应网络流量变化的特点，但是分布式算法降低了卫星网络的可控性。
每颗卫星都很难得到全球网络视野，导致在很多情况下不能够产生最优化的路由和配置策略。
将SDN技术引入控制结构，就可以解决效率问题。
软件定义网络技术分离数据平面和控制平面，并采用集中控制结构与全球网络，以计算全局路由路径和配置策略。
同时，可以根据交通状况和客户的要求调整这些策略，改进传统的灵活性卫星网络的静态路由算法。
二是迅速部署和更新卫星网络配置：随着空间应用的增加，卫星的数量和载荷的复杂性都在增加，相比地面网络，改变整个卫星网络的配置是非常困难的。
SDN的中央控制特性简化和标准化了卫星节点的处理功能，并且所有复杂的网络控制和计算功能都设置在地面站和NOCC。
所有接受新的配置信息的卫星都可以自动更新无需额外的人工干预。
此外，在星间链路或GEO 卫星广播单层间转发新的路由表和配置策略还可以加快全球配置的更新过程。
三是提供灵活的，细致的，可扩展的网络控制：SDN在卫星组网架构中，路由计算和全球网络视图可以更灵活地适应时变网络状态，例如业务量分布平衡，多播路径修改和节点故障管理等。
在传统的卫星网络，低效的控制结构和相对固定的路由策略，
无法支持更细致的管理和不断变化的客户要求。
而在SDN架构中，我们可以为特定客户设计网络管理策略NOCC，不仅关注路由管理同时也对客户访问、通信计费和客户漫游进行控制。
一旦网络需要扩展，SDN可以在一瞬间有效地的修改和更新全局网络配置。
四是卫星协同覆盖和干扰规避：相较于客户的控制策略，卫星之间的合作和资源共享更加值得关注，传统的分布式协作覆盖算法将导致过量的卫星间图，降低了资源利用效率。
而在SDN 架构中，卫星只需要互动NOCC即可在规定的时间内完成全球覆盖调整和干扰回避。
五是卫星系统有更好的相容性：目前，软件定义的无线电（SDR）技术已经发展成为卫星的有效负载。
其硬件可编程为多模式操作，无需改变硬件本身，即可完成无线电重配置、远程升级以及容纳新的应用和服务等功能。
SDR技术主要提供了可编程物理层，与软件定义的网络相结合技术，整个卫星网络系统可以提供可编程性和灵活性，从物理层到互联层。
这将使未来卫星网络系统可以互连更多的异构航天系统和终端，具备了更好的向后兼容性。
六是较低的卫星系统成本：新的架构降低了系统的成本，新卫星的所有控制逻辑将由地面实现，这使得卫星设计更加简单，配置和更新组建更加容易。
使用地面成熟的SDN技术，卫星的设计和实现成本可以在很大程度上降低。
同时，新的控制结构的
ISL转发和GEO广播可以减少地面站，有效降低了总系统的投资。
五、引用
1、Future Space-based Communications Infrastructures based on High Throughput Satellites and Software Defined Networking T. Rossi, M. De Sanctis, E. Cianca, C. Fragale, M. Ruggieri
2、Software Defined Networking andVirtualization for Broadband Satellite Networks
Lionel Bertaux, Samir Medjiah, Pascal Berthou, Slim Abdellatif, Akram Hakiri, Patrick Gelard, Fabrice Planchou, and Marc Bruyere
3、Software Defined Satellite Networks: Benefits andChallenges
Zhu Tang, Baokang Zhao, Wanrong Yu, Zhenqian Feng, Chunqing Wu National University of Defense Technology
4、Performance Evaluation of Software Defined and Cognitive Wireless Network Based Disaster Resilient System
Goshi Sato, Noriki Uchida, Yoshitaka Shibata1g。