一种中继宽带融合通信的星载光电混合交换装置的制作方法

本发明涉及一种适合中继宽带融合通信的星载光电混合交换装置，属于卫星通信系统技术的星上交换领域。

背景技术：

近年来，卫星通信传输距离远、部署快速灵活、全球无缝覆盖、高传输带宽、良好的广播能力和不受各种地域条件限制等优点使卫星通信发挥越来越重要的作用。卫星通信系统又可细分为中继卫星通信系统和宽带卫星通信系统，国内外目前两种通信系统都是独立运行，独立发展，但由于轨位频率等资源有限性以及激光通信技术的发展，考虑到成本应用等因素，中继和宽带卫星通信系统的融合发展越来越受重视。

卫星由过去仅仅用作转发器进行“弯管”通信,逐渐发展为星上电路交换、星上atm交换、星上ip交换、星上子带交换以及星上光交换等的卫星通信系统。而目前在轨的卫星通信系统星上多数都为独立单一体制，虽然有些支持多种体制但没有从设计上实现一体化交换，实现各种体制的互联互通。可以预见，新一代卫星通信系统将不仅承担大容量空间数据中继传输，也满足大规模用户宽带接入、媒体传送、信息分发等应用需求。各类应用在传输需求、服务质量保障方面存在较大的区别，单一的星上交换技术体制无法满足多业务、多类型综合应用需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于上述背景技术中的不足之处而提供适合中继宽带融合通信的星载光电混合交换架构。本发明具有支持中继和宽带融合通信业务、支持大容量多颗粒度一体化交换以及可扩展性强等优点，特别适用于中继宽带融合通信的星上光电混合交换装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种中继宽带融合通信的星载光电混合交换装置，包括接口适配单元1、光交换单元2、分组交换单元3、子带交换单元4以及管理控制单元5；

所述的接口适配单元1用于接收外部输入的通信数据和分组与子带互通数据，将通信数据根据管理控制单元5输出的配置信息进行输出接口选择和数据区分处理，并进行分接和速率适配，得到中继通信数据、宽带通信数据帧和宽带通信子带数据；将分组与子带互通数据根据管理控制单元5输出的配置信息进行区分处理，得到宽带通信数据帧和宽带通信子带数据；将中继通信数据输出至光交换单元2，将宽带通信数据帧输出至分组交换单元3，将宽带通信子带数据输出至子带交换单元4；

还用于接收交换后的中继通信数据、交换后的宽带通信数据和交换后的宽带通信子带数据，根据管理控制单元5输出的配置信息进行数据复接和速率适配处理，并进行接口选择，将交换后的通信数据按照端口选择规则从各个端口发送出去；并根据管理控制单元5输出的配置信息进行分组与子带互联处理，将分组与子带互通数据发送出去；

光交换单元2用于根据管理控制单元5配置的光交换信息通过电光转换、波长变换、光交换矩阵、噪声抑制以及光电变换实现光域内的端口间交换，将交换后的中继通信数据输出至接口适配单元1；

分组交换单元3用于根据管理控制单元5配置的分组交换信息及数据帧自带的交换信息通过接口处理、流分类处理、队列管理和交换矩阵进行宽带通信数帧交换；还用于在宽带通信数据流中提取管理控制信息输出至管理控制单元5，并将管理控制单元5输出的响应状态信息插入到交换后的宽带通信数据流中输出至接口适配单元1；

子带交换单元4用于根据管理控制单元5配置的子带交换信息通过分析、电交换矩阵和综合进行宽带通信子带数据交换和增益调增，将交换后的宽带通信子带数据输出至接口适配单元1；

管理控制单元5用于输出配置信息至接口适配单元1，输出光交换信息至光交换单元2，输出分组交换信息至分组交换单元3，输出子带交换信息至子带交换单元4。

其中，所述的接口适配单元1包括接口选择模块1-1、速率适配模块1-2、协议适配模块1-3、光与分组交换互联模块1-4、分组与子带交换互联模块1-5以及管理配置模块1-6；

输入方向：

管理配置模块1-6接收管理控制单元5输出的配置信息，分别将配置信息中的接口选择信息、速率适配信息、协议适配信息、端口缓存信息及分组与子带互联信息一一对应输出至接口选择模块1-1、速率适配模块1-2、协议适配模块1-3、分组交换互联模块1-4和分组与子带交换互联模块1-5；

接口选择模块1-1用于接收外部输入的通信数据，并根据管理配置模块1-6配置的接口选择信息进行输出接口选择和数据区分处理，将中继通信数据输出至光交换单元2，将宽带通信数据帧输出至分组交换单元3，将宽带通信子带数据输出至子带交换单元4，将中继和宽带融合通信数据输出至速率适配模块1-2；

速率适配模块1-2用于根据管理配置模块1-6配置的速率适配信息对中继和宽带融合通信数据进行分接和速率适配，得到中继通信数据、宽带通信数据以及中继和宽带互通通信数据，将中继通信数据输出至光交换单元2，将宽带通信数据输出至光与分组交换互联模块1-4，将中继和宽带互通通信数据输出至协议适配模块1-3；还用于将协议适配模块1-3输入的协议适配后的通信数据根据管理配置模块1-6配置的速率适配信息进行分接和速率适配，得到中继通信数据和宽带通信数据，将中继通信数据输出至光交换单元2，将宽带通信数据输出至光与分组交换互联模块1-4；

协议适配模块1-3用于根据管理配置模块1-6配置的协议适配信息对中继和宽带互通通信数据进行协议适配，将协议适配后的通信数据输出至速率适配模块1-2；

光与分组交换互联模块1-4用于对收到的宽带通信数据根据管理配置模块1-6配置的端口缓存信息和速率情况，将宽带通信数据帧选择发送到分组交换单元3的固定端口；

分组与子带交换互联模块1-5用于接收外部输入的分组子带互通数据，并根据管理配置模块1-6配置的分组与子带互联信息将分组子带互通数据进行区分处理，将宽带数据帧输出至分组交换单元3，将宽带通信子带数据输出至子带交换单元4；

输出方向：

所述光与分组交换互联模块1-4用于接收分组交换单元3输入的需融合的交换后的宽带通信数据，并进行处理后输出至速率适配模块1-2；

速率适配模块1-2用于根据管理配置模块1-6配置的速率适配信息，对输入的需融合的交换后的中继通信数据和处理后的宽带通信数据进行数据复接和速率适配处理，形成中继和宽带融合通信数据，并输出至接口选择模块1-1；

接口选择模块1-1用于分别接收光交换单元2、分组交换单元3和子带交换单元4交换后的不需要进一步处理的中继通信数据、宽带通信数据和宽带通信子带数据以及速率适配模块1-2输出的中继和宽带融合通信数据，并根据管理配置模块1-6配置的接口选择信息按照端口选择规则从各个端口发送出去；

分组与子带交换互联模块1-5用于接收分组交换单元3输入的交换后的宽带通信数据及子带交换单元4输入的交换后的宽带通信子带数据，即分组与子带互通数据，根据管理配置模块1-6配置的分组与子带互联信息将宽带通信数据和宽带通信子带数据输出。

本发明相比背景技术具有如下优点：

1.本发明通过一体化多体制交换可以实现不同颗粒度的数据传输与交换，可以适应中继业务、宽带业务以及中继宽带融合业务，可以适应不同的交换模式，可以适应不同的传输模式，可以适应不同的业务速率，可以实现多种传输交换的一体化管理控制。

2.本发明提供中继宽带融合通信的一体化光电混合交换架构，对于架构内的光交换单元、分组交换单元及子带交换单元的具体指标和实现技术并没有阐述，因此具有可扩展性强、适应性好等特点。

附图说明

图1是本发明星载光电混合交换装置实施电原理图。

图2是本发明接口适配单元的实施电原理图。

具体实施方式

参照图1，本发明一种适合中继宽带融合通信的星载光电混合交换装置，包括接口适配单元1、光交换单元2、分组交换单元3、子带交换单元4以及管理控制单元5。图1是本发明一种适合中继宽带融合通信的星载光电混合交换装置实施例电原理图，实施例按照图1连接线路。

所述一种适合中继宽带融合通信的星载光电混合交换装置的接口适配单元1的作用是接收外部输入的通信数据和分组与子带互通数据，将通信数据根据管理控制单元5输出的配置信息进行输出接口选择和数据区分处理，并进行分接和速率适配，得到中继通信数据、宽带通信数据帧和宽带通信子带数据；将分组与子带互通数据根据管理控制单元5输出的配置信息进行区分处理，得到宽带通信数据帧和宽带通信子带数据；将中继通信数据输出至光交换单元2，将宽带通信数据帧输出至分组交换单元3，将宽带通信子带数据输出至子带交换单元4；接口适配单元1的另一个作用是用于接收交换后的中继通信数据、交换后的宽带通信数据和交换后的宽带通信子带数据，根据管理控制单元5输出的配置信息进行数据复接和速率适配处理，并进行接口选择，将交换后的通信数据按照端口选择规则从各个端口发送出去；并根据管理控制单元5输出的配置信息进行分组与子带互联处理，将分组与子带互通数据发送出去；

光交换单元2用于根据管理控制单元5配置的光交换信息通过电光转换、波长变换、光交换矩阵、噪声抑制以及光电变换实现光域内的端口间交换，将交换后的中继通信数据输出至接口适配单元1；

分组交换单元3用于根据管理控制单元5配置的分组交换信息及数据帧自带的交换信息通过接口处理、流分类处理、队列管理和交换矩阵进行宽带通信数帧交换；还用于在宽带通信数据流中提取管理控制信息输出至管理控制单元5，并将管理控制单元5输出的响应状态信息插入到交换后的宽带通信数据流中输出至接口适配单元1；

子带交换单元4用于根据管理控制单元5配置的子带交换信息通过分析、电交换矩阵和综合进行宽带通信子带数据交换和增益调增，将交换后的宽带通信子带数据输出至接口适配单元1；

管理控制单元5用于输出配置信息至接口适配单元1，输出光交换信息至光交换单元2，输出分组交换信息至分组交换单元3，输出子带交换信息至子带交换单元4。

所述的接口适配单元1由接口选择模块1-1、速率适配模块1-2、协议适配模块1-3、光与分组交换互联模块1-4、分组与子带交换互联模块1-5以及管理配置模块1-6组成；实施例按照图2连接线路。

输入方向：

管理配置模块1-6接收管理控制单元5输出的配置信息，分别将配置信息中的接口选择信息、速率适配信息、协议适配信息、端口缓存信息及分组与子带互联信息一一对应输出至接口选择模块1-1、速率适配模块1-2、协议适配模块1-3、分组交换互联模块1-4和分组与子带交换互联模块1-5；

接口选择模块1-1用于接收外部输入的通信数据，并根据管理配置模块1-6配置的接口选择信息进行输出接口选择和数据区分处理，将中继通信数据输出至光交换单元2，将宽带通信数据帧输出至分组交换单元3，将宽带通信子带数据输出至子带交换单元4，将中继和宽带融合通信数据输出至速率适配模块1-2；

速率适配模块1-2用于根据管理配置模块1-6配置的速率适配信息对中继和宽带融合通信数据进行分接和速率适配，得到中继通信数据、宽带通信数据以及中继和宽带互通通信数据，将中继通信数据输出至光交换单元2，将宽带通信数据输出至光与分组交换互联模块1-4，将中继和宽带互通通信数据输出至协议适配模块1-3；还用于将协议适配模块1-3输入的协议适配后的通信数据根据管理配置模块1-6配置的速率适配信息进行分接和速率适配，得到中继通信数据和宽带通信数据，将中继通信数据输出至光交换单元2，将宽带通信数据输出至光与分组交换互联模块1-4；

协议适配模块1-3用于根据管理配置模块1-6配置的协议适配信息对中继和宽带互通通信数据进行协议适配，将协议适配后的通信数据输出至速率适配模块1-2；

光与分组交换互联模块1-4用于对收到的宽带通信数据根据管理配置模块1-6配置的端口缓存信息和速率情况，将宽带通信数据帧选择发送到分组交换单元3的固定端口；

分组与子带交换互联模块1-5用于接收外部输入的分组子带互通数据，并根据管理配置模块1-6配置的分组与子带互联信息将分组子带互通数据进行区分处理，将宽带数据帧输出至分组交换单元3，将宽带通信子带数据输出至子带交换单元4；

输出方向：

所述光与分组交换互联模块1-4用于接收分组交换单元3输入的需融合的交换后的宽带通信数据，并进行处理后输出至速率适配模块1-2；

速率适配模块1-2用于根据管理配置模块1-6配置的速率适配信息，对输入的需融合的交换后的中继通信数据和处理后的宽带通信数据进行数据复接和速率适配处理，形成中继和宽带融合通信数据，并输出至接口选择模块1-1；

接口选择模块1-1用于分别接收光交换单元2、分组交换单元3和子带交换单元4交换后的不需要进一步处理的中继通信数据、宽带通信数据和宽带通信子带数据以及速率适配模块1-2输出的中继和宽带融合通信数据，并根据管理配置模块1-6配置的接口选择信息按照端口选择规则从各个端口发送出去；

分组与子带交换互联模块1-5用于接收分组交换单元3输入的交换后的宽带通信数据及子带交换单元4输入的交换后的宽带通信子带数据，即分组与子带互通数据，根据管理配置模块1-6配置的分组与子带互联信息将宽带通信数据和宽带通信子带数据输出。

本发明简要工作原理如下：

接口适配单元1接收两个方向的数据，一个为输入方向，一个为输出方向，根据管理控制单元5配置的接口适配信息对两个方向的数据进行输出接口选择和数据区分处理，针对中继和宽带融合通信数据分接同时进行速率适配，针对中继和宽带互通数据进行协议适配，并提供一体化交换互联互通通道；光交换单元2根据管理控制单元5配置的光交换信息通过电光转换、波长变换、光交换矩阵、噪声抑制以及光电变换等途径实现光域内的端口间交换，交换后的数据输出到接口适配单元1；分组交换单元3根据管理控制单元5配置的分组交换信息及数据帧自带的交换信息通过接口处理、流分类处理、队列管理、交换矩阵等实现数据帧交换，交换后的数据输出到接口适配单元1；同时，分组交换单元3在数据流中提取管理控制信息捕获到管理控制单元5，并将管理控制单元5输出的响应状态信息插入到数据流中输出到接口适配单元1；子带交换单元4根据管理控制单元5配置的子带交换信息通过分析、电交换矩阵、综合等途径实现子带数据交换和增益调增，交换后的数据输出到接口适配单元1。