CN106453579A - 一种面向天地一体化信息网络的地面信息港架构 - Google Patents

一种面向天地一体化信息网络的地面信息港架构 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种面向天地一体化信息网络的地面信息港架构，包括：基础设施、能源设施、硬件设备、天线设备；其中，通过网络操作系统分布式部署于地面信息港内的服务器、控制器相关设备，实现逻辑集中控制，实时获取地面信息港的基础设施、能源设施、硬件设备、天线设施组成元素的状态信息，实现对地面信息港的计算、存储、网络、天线资源的虚拟化，形成虚拟资源池；通过网络管理系统、运营支撑系统、网络安全系统，实现对地面信息港的综合管理和统一调度。采用本发明的技术方案，满足天地一体化信息网络的天地互联、地面互联、数据融合和信息服务需要。

Description

一种面向天地一体化信息网络的地面信息港架构
技术领域
本发明属于网络系统技术领域，尤其涉及一种面向天地一体化信息网络的地面信息港架构。
背景技术
信息技术日新月异，已经成为创新驱动发展的先导力量，对国际政治、经济、文化、社会、军事等领域发展产生了深刻影响。近年我国信息化建设取得了长足进步，但面对经济发展及国防建设战略对全球信息网络能力的新要求，我国信息网络还存在覆盖能力严重不足、应急保障响应较慢、体系架构较不合理、安全通信极端缺乏等现实问题。例如，我国通信卫星数量有限，仅能覆盖国土及周边地区，全球可达区域不到40％，军用常态化服务区域不足8％；而地面网络易受自然灾害及战争影响，关键时刻难以确保通联，但各卫星通信系统多为专网专用、互联互通能力弱。
天地一体化信息网络是以地面网络为依托、天基网络为拓展，采用统一的技术架构、统一的技术体制、统一的标准规范，由天基信息网、地面互联网和移动通信网互联互通而成。天地一体化信息网络是科技强国的重要技术标志，是信息时代的战略性公共基础设施，是国家“制信息权”的重要利器。为从根本上解决我国现有信息网络全域覆盖能力有限、网络扩展和协同应用能力弱的问题，亟需开展天地一体化信息网络体系架构与关键技术研究，通过新架构、新方法探索，有力支持信息网络服务能力的大幅提升。
地面网络是天地一体化信息网络的重要依托，而地面信息港是天地一体化信息网络中的地面网络的重要支撑节点。传统网络体系架构支撑了各种类型的网络数据中心，作为实现网络协作的特定网络节点，基于网络基础设施进行数据信息的传递、计算、存储等。随着新型网络应用及业务需求的不断发展，传统网络体系架构及数据中心无法适应天地一体化信息网络的发展需要。结合虚拟化、云计算、数据中心网络等关键技术，研究新型的地面信息港体系架构，满足天地一体化信息网络的网络建设和业务发展的需求。
发明内容
本发明结合地面信息港的组成元素及可具备的功能、可提供的服务，提出一种面向天地一体化信息网络的地面信息港架构，满足天地一体化信息网络的天地互联、地面互联、数据融合和信息服务等需要。该地面信息港架构的提出可以为国家建立完善的天地一体化信息网络提供良好的借鉴，也可应用于新型地面信息港的设计。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种面向天地一体化信息网络的地面信息港架构，包括：基础设施、能源设施、硬件设备、天线设备；基础设施为空间场所物理实体，以提供基本的物理环境保障；能源设施为与电力能源相关的设施设备，提供基本能源保障；硬件设备为通用服务器、路由器、交换机、磁盘阵列、制冷设备等硬件设施设备；天线设备为实现天地无线互联所需的天线设备，满足天地互联的无线链路需求；其中，通过网络操作系统分布式部署于地面信息港内的服务器、控制器相关设备，实现逻辑集中控制，实时获取地面信息港的基础设施、能源设施、硬件设备、天线设施组成元素的状态信息，实现对地面信息港的计算、存储、网络、天线资源的虚拟化，形成虚拟资源池；通过网络管理系统、运营支撑系统、网络安全系统，实现对地面信息港的综合管理和统一调度。
附图说明
图1为本发明所提出的面向天地一体化信息网络的地面信息港架构图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
本发明所涉及的架构图如图1所示。
本发明设计的架构逻辑关系是：最底层的是地面信息港的基础设施等组成元素；基础设施等组成元素提供的物理环境中，在相关硬件设备中部署和运行网络操作系统；网络操作系统统一管理和协调地面信息港的资源，支撑虚拟资源池、网管系统、运营系统、网络安全等系统功能；各功能系统在网络操作系统的协调管理下相互配合，通过各种北向接口提供应用服务的平台支撑；在应用服务支撑平台之上，地面信息港可提供天地互联、地面互联、数据融合、信息服务等多种应用服务。
地面信息港架构中每一部份包含的设备设施和功能模块如下：
(1)基础设施等组成元素，包括能源、计算、网络、存储、路由器、交换机、磁盘阵列、天线等设备设施。
(2)网络操作系统作为地面信息港的重要组成部分，在统一的技术架构、技术体制、标准规范下，提供统一的系统运行支撑环境，分布式部署于相关的服务器和控制器中。
(3)地面信息港运行的相关功能系统：
●虚拟资源池，包括网络资源、计算资源、存储资源、频率资源、轨位资源、天线资源等；
●网管系统，包括拓扑监控、流量监控、节点监控、路由规划、控制转发、天地互联等功能模块；
●运营系统，包括客户管理、运营控制、计费管理、用户鉴权、客服中心等功能模块；
●网络安全，包括访问控制、攻击监控、备份恢复、数据加密等功能模块。
(4)地面信息港提供的信息服务：
●宽带服务，是指构建基于天地一体化信息网络的大容量移动宽带网络，提供移动通信、信息传输和网络接入等服务，实现全球无缝接入和广域通联；
●热点区域，是指针对热点区域信息需求并综合导航、测绘、通信等功能，提供时间信息、区域监测、协同指控等服务；
●防灾减灾，是指面向国家防灾减灾需求，融合卫星遥感、通信等功能，提供全天时、全天候、高精度的信息支援等服务；
●反恐维稳，是指通过天地一体的信息互联互通，支撑感知、分析、预警、指挥、打击联合一体化的反恐维稳信息化；
●航空信息，是指为航空用户提供驾驶舱及客舱话音、宽带数据通信、飞机全球跟踪、航空数据链路、北斗导航增强等服务；
●海洋信息，是指提供全天时、全天候的海洋管理信息等服务；
●信息共享，是指提供专业化、综合化的信息服务平台，涵盖通信、旅游、教育、医疗等方面，信息服务覆盖范围更广、质量更好。
考虑到可实现性，本发明的架构中还需要增加一些必要的机制设计：可根据实际需求，从信息港架构的复杂性、功能完备性等方面，分为不同等级的战略信息港、商业信息港、备份港等，拥有不同的优先级、安全级等特性。

Claims (1)

1.一种面向天地一体化信息网络的地面信息港架构，其特征在于，包括：基础设施、能源设施、硬件设备、天线设备；基础设施为空间场所物理实体，以提供基本的物理环境保障；能源设施为与电力能源相关的设施设备，提供基本能源保障；硬件设备为通用服务器、路由器、交换机、磁盘阵列、制冷设备等硬件设施设备；天线设备为实现天地无线互联所需的天线设备，满足天地互联的无线链路需求；
其中，通过网络操作系统分布式部署于地面信息港内的服务器、控制器相关设备，实现逻辑集中控制，实时获取地面信息港的基础设施、能源设施、硬件设备、天线设施组成元素的状态信息，实现对地面信息港的计算、存储、网络、天线资源的虚拟化，形成虚拟资源池；通过网络管理系统、运营支撑系统、网络安全系统，实现对地面信息港的综合管理和统一调度。
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