9-2-w011基于信息中心网络的未来天地一体化信息网络(公开)

基于信息中心网络的未来天地一体化信息网络

赵康僆1孙智立1,2张乃通1,3

1. 南京大学，南京210093

E-mail: zhaokanglian@

2. 萨里大学，英国

E-mail: z.sun@

3. 哈尔滨工业大学，哈尔滨150001

E-mail: ntzhang@

摘要:随着空间信息感知技术的发展，各类空间信息系统在国民经济建设、国家安全等领域正发挥着无可替代的重要作用。建设天基骨干网络并与地面互联网相融合实现天地一体化信息传输对于我国空间信息的实时获取、高效传输、充分利用至关重要。本文从未来天地一体化信息网络发展的需求出发，针对卫星通信固有的广域覆盖与广播优势以及高动态、弱链路等约束，分析卫星组网并实现与地面网络融合的过程中所面临的主要挑战。在简单回顾欧美等空间信息网络强国发展现状的基础上，着重研究新型信息中心网络技术在建设未来天地一体化信息网络中与传统IP网络相比所具备的主要优势和有待突破的关键技术，探索适应卫星通信特殊条件的未来天地一体化信息网络架构。

关键词:未来网络，信息中心网络，天地一体化网络

Information Centric Network (ICN) based Future

Space-Terrestrial Integrated Information Network

ZHAO Kanglian1SUN Zhili1,2ZHANG Naitong1,3

1. Nanjing University, Nanjing 210093

E-mail: zhaokanglian@

2. University of Surrey, United Kingdom

E-mail: z.sun@

3. Harbin Institute of Technology, Harbin 150001

E-mail: ntzhang@

Abstract: With the flourish of the space sensing technology, various space information systems are playing an irreplaceable role in China’s economy, national security, and etc. The implementation of the space-based backhaul and its integration with the terrestrial internet is the key point to achieve real-time information acquisition, efficient transmission and the full utilization of the shared information. In this paper, we study the demand of developing space-terrestrial integrated information network.

Considering the advantages of satellite communications, such as its wide coverage and the inherent broadcast communication, and the disadvantages, such as high mobility and weak link, we analyze the main challenges for the integration of the space and terrestrial network. After a brief review of the state-of-the-art practice in those leading countries in space information network, such as the United States or the European Union, we focus on the advantages of the new information centric network over the traditional IP network and we also propose the key technologies which are expected to be developed. New network architecture are expected for future space-terrestrial integrated information network.

Key Words: Future Internet, Information Centric Networks, Space-Terrestrial Integrated Networks

1引言

在过去半个世纪中，信息网络从最初的若干台计算机互联实现实验数据共享发展到今天已经成为全球社会经济生活不可或缺的重要基础设施，满足人们获取信息、处理信息和分享信息的基本需求。随着信息技术的进步与业务需求的发展，传统地面信息网络也逐渐演化发展出无线自组织网络、移动互联网、物联网、网格、云、未来网络等各种各样不同的形式或分支，网络架构、协议体系与相关关键技术正不断发展演进[1]。

由各类卫星或各类航天器组成的实现信息获取、处理与传输的网络系统称为天基信息网络[2]，是传统地面信息网络的重要补充。从信息网络发展之初，卫星一直发挥着至关重要的作用。由于卫星通信具有覆盖范围广、广播特性等天然的优势，通信卫星始终是通信网络的重要形式，也是实现真正意义全球无缝覆盖的基本保障[3]。其次，各类专用卫星系统，包括测绘、环境、气象、海洋、导航定位等，可以看作是一类特殊的传感

*资助项目：受江苏省未来网络创新研究院未来网络前瞻性研究项目资助支持。（编号：BY2013095-3-10）