專利名稱：移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航天信息領(lǐng)域，尤其涉及一種以移動(dòng)衛(wèi)星為核心，利用衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)全球(或區(qū)域)數(shù)據(jù)、多媒體等綜合業(yè)務(wù)通信的移位衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其操作方法。
背景技術(shù)：
移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)作為下一代移動(dòng)通信(4G)的重要組成部分，需要與陸地上的蜂窩系統(tǒng)合為一體，為不同的用戶提供無(wú)處不在的全球通信網(wǎng)。這需要移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與地面通信網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接并為用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量(Quality of service，簡(jiǎn)稱QoS)服務(wù)，并需要最優(yōu)地利用衛(wèi)星資源。
現(xiàn)有的寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)主要采用衛(wèi)星異步傳輸模式(Asynchronismtransmission mode，簡(jiǎn)稱ATM)技術(shù)和衛(wèi)星IP技術(shù)。
ATM技術(shù)可以為不同的業(yè)務(wù)提供很好的QoS保證，并可利用ATM中面向連接的虛通路以及流量分類等方法為移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)提供有效的流量工程設(shè)計(jì)、支持的業(yè)務(wù)帶寬相對(duì)較大。但ATM技術(shù)的不足之處在于無(wú)法與目前廣泛使用的基于IP的因特網(wǎng)(Internet)有效兼容。
衛(wèi)星IP技術(shù)可以提供與地面因特網(wǎng)(Internet)的無(wú)縫連接，且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、具有很好的應(yīng)用前景，但衛(wèi)星IP技術(shù)的不足之處在于需要解決網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的QoS保證和網(wǎng)絡(luò)流量工程等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)中ATM技術(shù)無(wú)法與IP有效兼容和衛(wèi)星IP技術(shù)需要解決網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的QoS保證和網(wǎng)絡(luò)流量工程等問(wèn)題的缺陷，提供一種移動(dòng)衛(wèi)星多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其操作方法，能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)與地面通信網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接，并為用戶提供QoS和網(wǎng)絡(luò)流量工程服務(wù)，且針對(duì)移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋭?dòng)態(tài)性，將移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)拓?fù)潇o態(tài)化，使多協(xié)議標(biāo)簽交換(Multi-protocol label switching，簡(jiǎn)稱MPLS)技術(shù)應(yīng)用于移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括依次連接的用戶層、接入層和核心層用戶層，用于提供用戶的狀態(tài)信息和業(yè)務(wù)請(qǐng)求等信息；接入層，用于進(jìn)行移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)同其它網(wǎng)絡(luò)及用戶終端的連接，實(shí)現(xiàn)路由發(fā)起和標(biāo)簽分發(fā)以及用戶服務(wù)質(zhì)量管理和相應(yīng)的接入流量工程控制等功能；核心層，用于將業(yè)務(wù)信息按多協(xié)議標(biāo)簽進(jìn)行交換轉(zhuǎn)發(fā)、路徑維護(hù)等功能。
上述技術(shù)方案中，所述接入層包括用戶狀態(tài)模塊、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊、路由計(jì)算模塊、信令管理模塊用戶狀態(tài)模塊用于為路由計(jì)算提供用戶請(qǐng)求信息，所述請(qǐng)求信息包括服務(wù)質(zhì)量需求信息；網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊，與路由計(jì)算模塊連接，用于為路由計(jì)算提供移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)信息；網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊進(jìn)一步可包括拓?fù)錉顟B(tài)信息子模塊與鏈路狀態(tài)信息子模塊；路由計(jì)算模塊，與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊和信令管理模塊連接，用于計(jì)算路由最短路徑和滿足用戶服務(wù)質(zhì)量要求及網(wǎng)絡(luò)流量工程的最優(yōu)路徑；信令管理模塊，與路由計(jì)算模塊連接，用于負(fù)責(zé)移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽的轉(zhuǎn)發(fā)、分配、撤銷、映射和維護(hù)等功能。
所述接入層還可以包括路徑維護(hù)模塊，與路由計(jì)算模塊、信令管理模塊及標(biāo)簽交換路徑(Label Switching Path，簡(jiǎn)稱LSP)管理模塊連接，用于維護(hù)移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有路徑通信的持續(xù)性和有效性，處理突發(fā)故障；LSP管理模塊，與路由計(jì)算模塊、信令管理模塊、路徑維護(hù)模塊及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊連接，用于根據(jù)路由計(jì)算模塊計(jì)算的結(jié)果和信令管理模塊的信令協(xié)議建立相應(yīng)的LSP，并負(fù)責(zé)該LSP的維護(hù)和撤銷，并將LSP建立和撤銷引起的變化反饋到網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊。
所述核心層包括轉(zhuǎn)發(fā)模塊，用于根據(jù)建立的LDP進(jìn)行業(yè)務(wù)信息轉(zhuǎn)發(fā)；路徑維護(hù)模塊，用于節(jié)點(diǎn)間發(fā)生異常時(shí)，負(fù)責(zé)路徑的維護(hù)。
本發(fā)明還提出了一種移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作方法，包括接入層根據(jù)從用戶層獲取的用戶狀態(tài)信息及業(yè)務(wù)信息，生成/維護(hù)移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息及對(duì)業(yè)務(wù)信息傳輸?shù)穆窂?；核心層將按所述路徑進(jìn)行業(yè)務(wù)信息的交換轉(zhuǎn)發(fā)和有效傳輸。
上述生成/維護(hù)移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息及對(duì)業(yè)務(wù)信息傳輸?shù)穆窂桨ㄒ苿?dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通過(guò)初始化生成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息；根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息和已獲取的業(yè)務(wù)請(qǐng)求信息生成和維護(hù)對(duì)該業(yè)務(wù)信息傳輸?shù)穆窂健?br> 生成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息之后還可包括根據(jù)移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓途W(wǎng)絡(luò)資源的情況，對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)。
本發(fā)明將MPLS技術(shù)引入移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)與目前廣泛使用的基于IP的因特網(wǎng)(Internet)有效兼容，并為用戶提供QoS和網(wǎng)絡(luò)流量工程服務(wù)，針對(duì)移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)拓?fù)湫裕瑢⑾到y(tǒng)分為三個(gè)層，并針對(duì)具體的層設(shè)置相應(yīng)的功能模塊，如接入層的路徑維護(hù)模塊，專門針對(duì)衛(wèi)星的拓?fù)鋭?dòng)態(tài)問(wèn)題，可適應(yīng)該環(huán)境下通信的有效性；網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊中將拓?fù)錉顟B(tài)信息子模塊與鏈路狀態(tài)信息子模塊分開(kāi)，可更好的適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)性；路由計(jì)算模塊可有效針對(duì)衛(wèi)星時(shí)延長(zhǎng)的特點(diǎn)，而且還可為各種業(yè)務(wù)提供QOS保證。本發(fā)明還提供了系統(tǒng)的操作方法，將動(dòng)態(tài)拓?fù)潇o態(tài)化，可有效降低拓?fù)鋭?dòng)態(tài)性對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響；對(duì)生成的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行維護(hù)，保持了移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。
本發(fā)明具有如下有益效果1)與目前廣泛使用的基于IP的因特網(wǎng)(Internet)有效兼容，并為針對(duì)不同業(yè)務(wù)提供相應(yīng)QoS和網(wǎng)絡(luò)流量工程服務(wù)；2)可適應(yīng)移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)時(shí)延、拓?fù)鋭?dòng)態(tài)性以及網(wǎng)絡(luò)資源昂貴的特點(diǎn)；3)可支持?jǐn)?shù)據(jù)、多媒體等多種業(yè)務(wù)傳輸。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)施例一示意圖；圖2為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的接入層實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的接入層實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作方法實(shí)施例一流程圖；圖5為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作方法實(shí)施例二流程圖；圖6為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作方法實(shí)施例三流程7為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作方法狀態(tài)解析示意圖；圖8為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作方法中生成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的實(shí)施例一流程圖；圖9為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作方法中生成網(wǎng)絡(luò)初始轉(zhuǎn)發(fā)表的實(shí)施例示意圖；圖10為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作方法中網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息生成和維護(hù)的狀態(tài)解析示意圖。
具體實(shí)施例方式
MPLS技術(shù)雖然可提供與地面因特網(wǎng)(Internet)的無(wú)縫連接，解決網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的QoS保證和網(wǎng)絡(luò)流量工程等問(wèn)題。但是移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)有著本質(zhì)的差別，特別是它的拓?fù)鋾r(shí)變性，使得傳統(tǒng)的基于固定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的MPLS技術(shù)不能直接應(yīng)用于移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明并不是簡(jiǎn)單的將MPLS技術(shù)應(yīng)用于移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，而是針對(duì)移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋭?dòng)態(tài)性的特點(diǎn)，將動(dòng)態(tài)拓?fù)潇o態(tài)化，有效降低拓?fù)鋭?dòng)態(tài)性對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響；對(duì)生成的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行維護(hù)，保持了移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，并在系統(tǒng)分層的基礎(chǔ)上，針對(duì)具體的層設(shè)置不同的功能模塊。下面通過(guò)圖1-圖10對(duì)本發(fā)明的系統(tǒng)及其操作方法作詳細(xì)說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)施例一示意圖。如圖1所示，移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換(Multi-protoco Label Switch，以下簡(jiǎn)稱MPLS)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由依次連接的用戶層、接入層和核心層組成用戶層1，用于提供用戶的狀態(tài)信息和業(yè)務(wù)請(qǐng)求等信息；用戶層1可以包括衛(wèi)星手持移動(dòng)終端11，小型專用局域網(wǎng)12或其它網(wǎng)絡(luò)13中的終端節(jié)點(diǎn)，其它網(wǎng)絡(luò)13如局域網(wǎng)、公共電信網(wǎng)等，用戶通過(guò)衛(wèi)星手持移動(dòng)終端或者用戶層的通信網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點(diǎn)與接入層連接。
接入層2，用于進(jìn)行移動(dòng)衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡(luò)同其它網(wǎng)絡(luò)及用戶層的連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)的分類、建立轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類和多協(xié)議交換標(biāo)簽(即MPLS標(biāo)簽)之間的綁定、約束標(biāo)簽交換路徑(Label Switch Path，以下簡(jiǎn)稱LSP)的計(jì)算、分發(fā)標(biāo)簽、剝?nèi)?biāo)簽以及用戶服務(wù)質(zhì)量管理和相應(yīng)的接入流量工程控制等功能；接入層可以由標(biāo)簽邊緣交換路由器(Label edge Router，簡(jiǎn)稱LER)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。LER具體可以為移動(dòng)衛(wèi)星21，與用戶層中的衛(wèi)星手持移動(dòng)終端11連接，將衛(wèi)星手持移動(dòng)終端11直接接入移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)；LER還可以為小型地面移動(dòng)終端22，將小型專用局域網(wǎng)12接入移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)；LER還可以為地面網(wǎng)關(guān)站23，將其它網(wǎng)絡(luò)13的終端節(jié)點(diǎn)接入移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)。由于LER需要處理的工作量和計(jì)算量較多，所以接入層中的移動(dòng)衛(wèi)星21可以僅處理衛(wèi)星手持移動(dòng)終端11接入時(shí)的MPLS標(biāo)簽分發(fā)和剝?nèi)スδ埽溆喙δ苡傻孛婢W(wǎng)關(guān)站23或小型地面移動(dòng)終端22來(lái)實(shí)現(xiàn)。
核心層3，用于完成業(yè)務(wù)信息按MPLS標(biāo)簽進(jìn)行交換轉(zhuǎn)發(fā)，核心層上主要運(yùn)行MPLS控制協(xié)議和第三層路由協(xié)議。核心層由標(biāo)簽交換路由器(LabelSwitch Router，簡(jiǎn)稱LSR)31組成，LSR位于衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)(與接入層中的移動(dòng)衛(wèi)星為同一含義)，每個(gè)LSR負(fù)責(zé)與其他標(biāo)簽交換路由器交換路由信息，建立路由表、分發(fā)標(biāo)簽綁定信息、建立和維護(hù)標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表等。
本發(fā)明將MPLS技術(shù)引入移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)與目前廣泛使用的基于IP的因特網(wǎng)(Internet)有效兼容，并為用戶提供QoS和網(wǎng)絡(luò)流量工程服務(wù)，針對(duì)移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)拓?fù)湫?，將系統(tǒng)分為三個(gè)層，并針對(duì)具體的層設(shè)置相應(yīng)的功能模塊，結(jié)合MPLS技術(shù)和移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，使MPLS更好的應(yīng)用于移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。圖2-圖3對(duì)各個(gè)層具體的結(jié)構(gòu)功能作詳細(xì)說(shuō)明。
圖2為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的接入層實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，接入層包括以下4個(gè)功能模塊用戶狀態(tài)模塊，與路由計(jì)算模塊連接，用于為路由計(jì)算提供用戶請(qǐng)求信息，所述請(qǐng)求信息包括服務(wù)質(zhì)量需求信息；網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊，與路由計(jì)算模塊連接，用于為路由計(jì)算提供移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)信息，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息包括靜態(tài)的拓?fù)錉顟B(tài)信息和動(dòng)態(tài)的鏈路狀態(tài)信息；路由計(jì)算模塊，與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊和信令管理模塊連接，用于計(jì)算最短路由和滿足用戶服務(wù)質(zhì)量要求及網(wǎng)絡(luò)流量工程的最優(yōu)路徑；路由計(jì)算模塊為移動(dòng)衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量和流量工程控制提供保證；信令管理模塊，與路由計(jì)算模塊連接，用于根據(jù)相關(guān)的信令協(xié)議負(fù)責(zé)移動(dòng)衛(wèi)星MPLS標(biāo)簽的轉(zhuǎn)發(fā)、分配、撤銷、映射和維護(hù)等功能。信令管理模塊可以支持標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議(LDP)、限制路由的標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議(CR_LDP)、基于流量工程擴(kuò)展的資源預(yù)留協(xié)議(RSVP_TE)等。
圖3為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的接入層實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例中移動(dòng)衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的接入層包括6個(gè)功能模塊，并對(duì)每個(gè)模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)化，具體如下1)用戶狀態(tài)模塊，與路由計(jì)算模塊連接，用于為路由計(jì)算提供用戶請(qǐng)求信息，所述請(qǐng)求信息包括服務(wù)質(zhì)量需求信息；2)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊，與路由計(jì)算模塊連接，用于為路由計(jì)算提供移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)信息，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊進(jìn)一步包括拓?fù)錉顟B(tài)信息子模塊，與路由計(jì)算模塊連接，主要是通過(guò)衛(wèi)星軌道運(yùn)行參數(shù)得到拓?fù)涞淖兓瘮?shù)，利用該函數(shù)提供與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎嚓P(guān)的信息，如移動(dòng)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)間的切換情況、節(jié)點(diǎn)間的傳輸時(shí)延信息等；鏈路狀態(tài)信息子模塊，與路由計(jì)算模塊連接，主要利用鏈路狀態(tài)協(xié)議得到移動(dòng)衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡(luò)鏈路的動(dòng)態(tài)信息，如鏈路失效情況、帶寬使用情況等。
3)路由計(jì)算模塊，與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊和信令管理模塊連接，用于計(jì)算最短路由和滿足用戶服務(wù)質(zhì)量要求及網(wǎng)絡(luò)流量工程的最優(yōu)路徑；路由計(jì)算模塊進(jìn)一步包括無(wú)約束路由計(jì)算子模塊，與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊連接，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊提供的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息計(jì)算路由最短路徑；該計(jì)算結(jié)果可為L(zhǎng)DP服務(wù)(根據(jù)最短路徑進(jìn)行標(biāo)簽分發(fā))也可直接給第三層逐跳路由使用(直接按照最短路徑進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間的逐跳選路)；約束路由計(jì)算子模塊，與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊連接，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊提供的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息以及用戶請(qǐng)求信息計(jì)算滿足用戶服務(wù)質(zhì)量要求及網(wǎng)絡(luò)流量工程的最優(yōu)路徑，計(jì)算結(jié)果可為直接限制路由的標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議(CR_LDP)、基于流量工程擴(kuò)展的資源預(yù)留協(xié)議(RSVP_TE)等協(xié)議服務(wù)(這些協(xié)議根據(jù)計(jì)算得到的最優(yōu)路徑進(jìn)行資源請(qǐng)求，并最終建立最優(yōu)路徑)，為移動(dòng)衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量和流量工程控制提供保證；4)信令管理模塊，與路由計(jì)算模塊連接，用于根據(jù)標(biāo)簽協(xié)議負(fù)責(zé)移動(dòng)衛(wèi)星MPLS標(biāo)簽的轉(zhuǎn)發(fā)、分配、撤銷、映射和維護(hù)等功能。
5)路徑維護(hù)模塊，與路由計(jì)算模塊、信令管理模塊及LSP管理模塊連接，用于維護(hù)移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有路徑通信的持續(xù)性和有效性，處理突發(fā)故障；該模塊進(jìn)一步包括星地切換子模塊，與信令管理模塊及LSP管理模塊連接，用于處理移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中地星地切換，降低星地切換對(duì)現(xiàn)有路徑和網(wǎng)絡(luò)通信性能的影響；星間切換子模塊，與信令管理模塊及LSP管理模塊連接，用于處理移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中地星間切換，降低星間切換對(duì)現(xiàn)有路徑和網(wǎng)絡(luò)通信性能的影響；故障恢復(fù)子模塊，與信令管理模塊及LSP管理模塊連接，用于處理各種突發(fā)的故障，降低故障對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信性能的影響；其中，星地切換、星間切換子模塊重點(diǎn)處理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中各種切換，以降低衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中各種切換對(duì)現(xiàn)有路徑和網(wǎng)絡(luò)性能的影響，維護(hù)現(xiàn)有路徑通信的持續(xù)性和有效性；故障恢復(fù)子模塊主要處理各種隨機(jī)和突發(fā)的故障，降低故障對(duì)通信的影響。
路徑維護(hù)模塊針對(duì)移動(dòng)衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)性、時(shí)變性，以保證動(dòng)態(tài)條件下通信的持續(xù)性。
6)LSP管理模塊，與路由計(jì)算模塊、信令管理模塊、路徑維護(hù)模塊及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊連接，用于根據(jù)路由計(jì)算模塊計(jì)算的結(jié)果和信令管理模塊的信令協(xié)議建立相應(yīng)的標(biāo)簽交換路徑(LSP)，并負(fù)責(zé)該LSP的維護(hù)和撤銷，LSP的建立和撤銷將使節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)中的部分參數(shù)發(fā)生變化，可通過(guò)鏈路狀態(tài)協(xié)議反饋到網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊中，為以后的路由計(jì)算提供新的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息。
接入層的路徑維護(hù)模塊，專門針對(duì)衛(wèi)星的拓?fù)鋭?dòng)態(tài)問(wèn)題，可適應(yīng)該環(huán)境下通信的有效性；網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊中將拓?fù)錉顟B(tài)信息子模塊與鏈路狀態(tài)信息子模塊分開(kāi)，可更好的適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)性；路由計(jì)算模塊可有效針對(duì)衛(wèi)星時(shí)延長(zhǎng)的特點(diǎn)，而且還可為各種業(yè)務(wù)提供QOS保證。
本發(fā)明所述系統(tǒng)中核心層可包括轉(zhuǎn)發(fā)模塊，與路徑維護(hù)模塊連接，用于根據(jù)建立的LDP進(jìn)行業(yè)務(wù)信息轉(zhuǎn)發(fā)；路徑維護(hù)模塊，與轉(zhuǎn)發(fā)模塊連接，用于節(jié)點(diǎn)間發(fā)生異常時(shí)，負(fù)責(zé)路徑的維護(hù)。由于核心層結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，在此不再畫(huà)圖進(jìn)行舉例說(shuō)明。
綜上所述，本發(fā)明所述系統(tǒng)具有如下有益效果1)可適應(yīng)移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)時(shí)延、拓?fù)鋭?dòng)態(tài)性以及網(wǎng)絡(luò)資源昂貴的特點(diǎn)；2)可支持?jǐn)?shù)據(jù)、多媒體等多種業(yè)務(wù)傳輸；3)具有針對(duì)不同業(yè)務(wù)提供相應(yīng)QoS的能力；4)能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)與目前廣泛使用的基于IP的因特網(wǎng)有效兼容。
本發(fā)明還提供了一種移動(dòng)衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作方法，如圖4所示，為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作方法實(shí)施例一流程圖，具體包括步驟1接入層根據(jù)從用戶層獲取的用戶狀態(tài)信息及業(yè)務(wù)信息，生成/維護(hù)移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息及對(duì)業(yè)務(wù)信息傳輸?shù)穆窂?；步驟2核心層將按所述路徑進(jìn)行業(yè)務(wù)信息的交換轉(zhuǎn)發(fā)和有效傳輸。
本發(fā)明所述方法將動(dòng)態(tài)拓?fù)潇o態(tài)化，生成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息及有效路徑，可有效降低拓?fù)鋭?dòng)態(tài)性對(duì)移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的影響；對(duì)生成的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行維護(hù)，保持了移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。
圖5為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作方法實(shí)施例二流程圖，包括
步驟11移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通過(guò)初始化生成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息；步驟12根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息和已獲取的業(yè)務(wù)請(qǐng)求信息生成和維護(hù)對(duì)該業(yè)務(wù)信息傳輸?shù)穆窂较?；步驟2根據(jù)所述路徑進(jìn)行業(yè)務(wù)信息的交換轉(zhuǎn)發(fā)和有效傳輸。
在移動(dòng)衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行過(guò)程中，需要通過(guò)初始化為網(wǎng)絡(luò)中主要節(jié)點(diǎn)建立相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，然后根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息和具體的業(yè)務(wù)請(qǐng)求信息生成和維護(hù)對(duì)該業(yè)務(wù)信息傳輸?shù)穆窂?，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種業(yè)務(wù)信息快速、有效傳輸和分發(fā)。
圖6為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作方法實(shí)施例三流程圖。如圖6所示，本實(shí)施例在生成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息之后還包括步驟11’根據(jù)移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓途W(wǎng)絡(luò)資源的情況，對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)。
步驟11和步驟11’共同完成了移動(dòng)衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的產(chǎn)生與維護(hù)功能，對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的維護(hù)使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)處于隨時(shí)更新?tīng)顟B(tài)，在獲得初始的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息后將動(dòng)態(tài)拓?fù)潇o態(tài)化獲得靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓蚂o態(tài)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，降低了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)性對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的影響，并體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)性的特征。
圖7為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作方法狀態(tài)解析示意圖。如圖7所示，為本發(fā)明所述移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)操作方法狀態(tài)示意圖，包括網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的生成、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的維護(hù)、路徑生成、路徑維護(hù)和路徑釋放。
網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的生成通過(guò)初始化為網(wǎng)絡(luò)中主要的節(jié)點(diǎn)建立相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息(該狀態(tài)僅在網(wǎng)絡(luò)初始化以及主要節(jié)點(diǎn)補(bǔ)充或受損的情況下執(zhí)行)，這項(xiàng)功能可由本發(fā)明系統(tǒng)中圖3所示實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊實(shí)現(xiàn)；網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的維護(hù)生成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息后，每個(gè)節(jié)點(diǎn)將維護(hù)各自的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，調(diào)整整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)信息，這項(xiàng)功能可由本發(fā)明系統(tǒng)中圖3所示實(shí)施例的信令管理模塊實(shí)現(xiàn)；當(dāng)移動(dòng)衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡(luò)初始化結(jié)束后，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，這時(shí)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)用戶層開(kāi)始接入用戶業(yè)務(wù)，并進(jìn)行業(yè)務(wù)的有效可靠分發(fā)。用戶接入后進(jìn)行業(yè)務(wù)的分發(fā)可簡(jiǎn)單的描述為路徑生成與傳輸、路徑維護(hù)、路徑釋放三個(gè)部分，如圖7所示。
路徑生成用戶接入移動(dòng)衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)后，根據(jù)用戶接入時(shí)提供的用戶信息和業(yè)務(wù)申請(qǐng)信息建立相應(yīng)的QoS路徑，這項(xiàng)功能可由本發(fā)明系統(tǒng)中圖3所示實(shí)施例的路由計(jì)算模塊實(shí)現(xiàn)；路徑維護(hù)對(duì)已生成的路徑通信的有效性和持續(xù)性維護(hù)，移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最重要的是要保證節(jié)點(diǎn)切換時(shí)通信的持續(xù)性，這項(xiàng)功能可由本發(fā)明系統(tǒng)中圖3所示實(shí)施例的路徑維護(hù)模塊實(shí)現(xiàn)；路徑釋放通信結(jié)束時(shí)，網(wǎng)絡(luò)將路徑所占用的資源釋放掉，這項(xiàng)功能可由本發(fā)明系統(tǒng)中圖3所示實(shí)施例的LSP管理模塊實(shí)現(xiàn)。
下面對(duì)生成和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明，參見(jiàn)圖8，為生成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的實(shí)施例流程圖，如圖8所示，包括步驟111選取離散時(shí)間系列，并根據(jù)所述離散時(shí)間系列計(jì)算靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?；步驟112根據(jù)所述靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒑瞳@取的網(wǎng)絡(luò)鏈路信息，生成各節(jié)點(diǎn)初始的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息。
生成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息主要包括兩部分靜態(tài)拓?fù)淠Ｐ统跏蓟投鄥f(xié)議標(biāo)簽初始化，即步驟111和步驟112。
靜態(tài)拓?fù)淠Ｐ统跏蓟?，主要針?duì)移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞奶攸c(diǎn)(如時(shí)變性、長(zhǎng)時(shí)延以及周期性等)，通過(guò)選取合適的移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)離散時(shí)間系列，從而獲得靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?。選取離散時(shí)間系列及計(jì)算對(duì)應(yīng)的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⑿枰M(jìn)行相對(duì)復(fù)雜的計(jì)算，因此，一般由本系統(tǒng)中接入層的地面運(yùn)行控制中心(或地面網(wǎng)絡(luò)管理中心)完成，具體包括
1)地面運(yùn)行控制中心根據(jù)具體的移動(dòng)衛(wèi)星星座軌道運(yùn)行參數(shù)，得到合適的離散時(shí)間系列S＝{t0，t1，...，tn}，離散時(shí)間系列由n個(gè)離散時(shí)間點(diǎn)組成(所述離散時(shí)間系列中包括各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行切換的時(shí)間點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)的切換時(shí)間)，然后將時(shí)間系列S發(fā)送給移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中主要的節(jié)點(diǎn)(衛(wèi)星、地面網(wǎng)關(guān)站等)，利用該離散時(shí)間系列可以將動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)當(dāng)作n個(gè)瞬時(shí)靜態(tài)的網(wǎng)絡(luò)，從而降低動(dòng)態(tài)拓?fù)鋵?duì)移動(dòng)衛(wèi)星MPLS技術(shù)中各種算法和協(xié)議帶來(lái)計(jì)算復(fù)雜的影響；2)地面運(yùn)行控制中心針對(duì)離散時(shí)間系列S中的各個(gè)離散時(shí)間點(diǎn)計(jì)算出各離散時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?包括節(jié)點(diǎn)信息、鄰居信息、鏈路傳輸時(shí)延信息、切換信息等)，并發(fā)送給各節(jié)點(diǎn)。靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⑹歉鞴?jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的重要組成部分。
圖8所示的步驟112為MPLS的初始化，對(duì)于移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，MPLS網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的來(lái)源有兩個(gè)即靜態(tài)拓?fù)湫畔⒑玩溌沸畔?。在地面運(yùn)行控制中心提供靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒑螅诟鶕?jù)由動(dòng)態(tài)鏈路狀態(tài)協(xié)議獲得的網(wǎng)絡(luò)鏈路信息，可以建立各節(jié)點(diǎn)初始的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息表，然后結(jié)合MPLS會(huì)話初始化和標(biāo)簽初始化，建立最終MPLS網(wǎng)絡(luò)初始轉(zhuǎn)發(fā)表。
參見(jiàn)圖9，為本發(fā)明方法中生成網(wǎng)絡(luò)初始轉(zhuǎn)發(fā)表的實(shí)施例示意圖。下面對(duì)照?qǐng)D9對(duì)MPLS網(wǎng)絡(luò)初始轉(zhuǎn)發(fā)表的生成過(guò)程詳細(xì)說(shuō)明1)節(jié)點(diǎn)收到地面運(yùn)行控制中心提供的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒑?，生成各?jié)點(diǎn)的靜態(tài)拓?fù)湫畔⒈恚?)節(jié)點(diǎn)利用現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)鏈路狀態(tài)協(xié)議，如開(kāi)放最短路徑優(yōu)先協(xié)議(open shortest path first，簡(jiǎn)稱OSPF)等，得到網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)鏈路信息，并生成動(dòng)態(tài)鏈路信息表；3)根據(jù)已生成的靜態(tài)拓?fù)湫畔⒑蛣?dòng)態(tài)鏈路信息表，得到各節(jié)點(diǎn)初始的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息表，生成的初始網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息表中至少包含節(jié)點(diǎn)、鄰居、費(fèi)用以及一些與QoS相關(guān)的信息(如鏈路的傳輸時(shí)延、帶寬等)。
4)根據(jù)最短路徑算法(典型的如Dijkstra算法)，生成節(jié)點(diǎn)的三層路由表，根據(jù)三層路由表，節(jié)點(diǎn)即可進(jìn)行面向無(wú)連接的逐跳路由轉(zhuǎn)發(fā)，并且可在特殊狀況下(如地面網(wǎng)關(guān)站沒(méi)有或被毀時(shí))實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)信息的星上自主路由；5)移動(dòng)衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)還進(jìn)行標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議(Label Distributionprotocol，簡(jiǎn)稱LDP)的初始化，各節(jié)點(diǎn)將通過(guò)LDP初始化消息交換會(huì)話參數(shù)(包括LDP協(xié)議版本、標(biāo)簽分發(fā)方法、時(shí)間值等)，結(jié)合已生成的三層路由表，得到基于目的地址的MPLS網(wǎng)絡(luò)初始轉(zhuǎn)發(fā)表，該初始轉(zhuǎn)發(fā)表可為面向無(wú)連接的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供標(biāo)簽交換。
圖10為本發(fā)明移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作方法中網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息生成和維護(hù)的狀態(tài)解析示意圖。如圖10所示，生成過(guò)程包括靜態(tài)拓?fù)淠Ｐ统跏蓟蚆PLS初始化，移動(dòng)衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡(luò)通過(guò)初始化可在網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)上生成一個(gè)初始的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息表。
初始化狀態(tài)僅在兩種情況下才會(huì)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)初始建立的時(shí)候以及網(wǎng)絡(luò)中永久增加(節(jié)點(diǎn)補(bǔ)充)或取消(節(jié)點(diǎn)受損)某一或某些主要節(jié)點(diǎn)的時(shí)候。在移動(dòng)衛(wèi)星MPLS網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中，節(jié)點(diǎn)需要不斷的維護(hù)自己的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，保證為需要接入的用戶業(yè)務(wù)計(jì)算或分配正確的路徑，并可在切換或故障時(shí)快速有效的進(jìn)行恢復(fù)。在增加或取消主要節(jié)點(diǎn)時(shí)，靜態(tài)拓?fù)湫畔⒒騽?dòng)態(tài)鏈路信息進(jìn)行更新。
系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)刻屬于離散時(shí)間系列中的離散時(shí)間點(diǎn)時(shí)，利用所述時(shí)刻對(duì)應(yīng)的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔ⅲ瑢?duì)原有靜態(tài)拓?fù)湫畔⑦M(jìn)行更新；當(dāng)所述時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)鏈路狀態(tài)信息改變時(shí)，對(duì)原有動(dòng)態(tài)鏈路信息進(jìn)行更新，根據(jù)更新的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)鏈路拓?fù)湫畔?duì)原有的三層路由表進(jìn)行更新；網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，利用動(dòng)態(tài)鏈路協(xié)議和標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議對(duì)原有的標(biāo)簽信息表進(jìn)行更新；根據(jù)更新的標(biāo)簽信息表和三層路由表，獲得更新的初始轉(zhuǎn)發(fā)表。
如圖10所示，根據(jù)新的離散時(shí)間系列對(duì)靜態(tài)拓?fù)湫畔⑦M(jìn)行更新，鏈路動(dòng)態(tài)信息刷新時(shí)間對(duì)動(dòng)態(tài)鏈路信息進(jìn)行更新。當(dāng)用戶的業(yè)務(wù)請(qǐng)求等其他信息變化時(shí)，也需要對(duì)信息進(jìn)行更新，并根據(jù)這些更新的信息對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行維護(hù)。
最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的用戶層、接入層和核心層用戶層，用于提供用戶的狀態(tài)信息和業(yè)務(wù)請(qǐng)求等信息；接入層，用于進(jìn)行移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)同其它網(wǎng)絡(luò)及用戶終端的連接，實(shí)現(xiàn)路由發(fā)起和標(biāo)簽分發(fā)以及用戶服務(wù)質(zhì)量管理和相應(yīng)的接入流量工程控制等功能；核心層，用于將業(yè)務(wù)信息按多協(xié)議標(biāo)簽進(jìn)行交換轉(zhuǎn)發(fā)、路徑維護(hù)等功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶層為移動(dòng)終端和/或通信網(wǎng)絡(luò)中的終端節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接入層包括用戶狀態(tài)模塊、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊、路由計(jì)算模塊、信令管理模塊用戶狀態(tài)模塊，用于為路由計(jì)算提供用戶請(qǐng)求信息，所述請(qǐng)求信息包括服務(wù)質(zhì)量需求信息；網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊，與路由計(jì)算模塊連接，用于為路由計(jì)算提供移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)信息；路由計(jì)算模塊，與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊和信令管理模塊連接，用于計(jì)算路由最短路徑和滿足用戶服務(wù)質(zhì)量要求及網(wǎng)絡(luò)流量工程的最優(yōu)路徑；信令管理模塊，與路由計(jì)算模塊連接，用于負(fù)責(zé)移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽的轉(zhuǎn)發(fā)、分配、撤銷、映射和維護(hù)等功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接入層還包括路徑維護(hù)模塊，與路由計(jì)算模塊、信令管理模塊及標(biāo)簽交換路徑管理模塊連接，用于維護(hù)移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有路徑通信的持續(xù)性和有效性，處理突發(fā)故障；標(biāo)簽交換路徑管理模塊，與路由計(jì)算模塊、信令管理模塊、路徑維護(hù)模塊及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊連接，用于根據(jù)路由計(jì)算模塊計(jì)算的結(jié)果和信令管理模塊的信令協(xié)議建立相應(yīng)的標(biāo)簽交換路徑，并負(fù)責(zé)該標(biāo)簽交換路徑的維護(hù)和撤銷，并將標(biāo)簽交換路徑建立和撤銷引起的變化反饋到網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊包括拓?fù)錉顟B(tài)信息子模塊，與路由計(jì)算模塊連接，用于提供與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎嚓P(guān)的信息；鏈路狀態(tài)信息子模塊，與路由計(jì)算模塊連接，用于提供網(wǎng)絡(luò)鏈路的動(dòng)態(tài)信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述路由計(jì)算模塊包括無(wú)約束路由計(jì)算子模塊，與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊連接，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊提供的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息計(jì)算路由最短路徑；約束路由計(jì)算子模塊，與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊連接，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)模塊提供的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息以及用戶請(qǐng)求信息計(jì)算滿足用戶服務(wù)質(zhì)量要求及網(wǎng)絡(luò)流量工程的最優(yōu)路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述路徑維護(hù)模塊包括星地切換子模塊，與信令管理模塊及標(biāo)簽交換路徑管理模塊連接，用于處理移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中地星地切換，降低星地切換對(duì)現(xiàn)有路徑和網(wǎng)絡(luò)通信性能的影響；星間切換子模塊，與信令管理模塊及標(biāo)簽交換路徑管理模塊連接，用于處理移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中地星間切換，降低星間切換對(duì)現(xiàn)有路徑和網(wǎng)絡(luò)通信性能的影響；故障恢復(fù)子模塊，與信令管理模塊及標(biāo)簽交換路徑管理模塊連接，用于處理各種突發(fā)的故障，降低故障對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信性能的影響。
8.根據(jù)權(quán)利要求3、4或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接入層為標(biāo)簽邊緣交換路由器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)簽邊緣交換路由器位于地面網(wǎng)關(guān)站、小型地面移動(dòng)終端或衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、7或9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述核心層包括轉(zhuǎn)發(fā)模塊，與路徑維護(hù)模塊連接，用于根據(jù)建立的LDP進(jìn)行業(yè)務(wù)信息轉(zhuǎn)發(fā)；路徑維護(hù)模塊，與轉(zhuǎn)發(fā)模塊連接，用于節(jié)點(diǎn)間發(fā)生異常時(shí)，負(fù)責(zé)路徑的維護(hù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、7或9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述核心層為標(biāo)簽交換路由器，所述標(biāo)簽交換路由器位于衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)。
12.一種移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作方法，其特征在于，包括接入層根據(jù)從用戶層獲取的用戶狀態(tài)信息及業(yè)務(wù)信息，生成/維護(hù)移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息及對(duì)業(yè)務(wù)信息傳輸?shù)穆窂?；核心層將按所述路徑進(jìn)行業(yè)務(wù)信息的交換轉(zhuǎn)發(fā)和有效傳輸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述生成/維護(hù)移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息及對(duì)業(yè)務(wù)信息傳輸?shù)穆窂桨ㄒ苿?dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通過(guò)初始化生成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息；根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息和已獲取的業(yè)務(wù)請(qǐng)求信息生成和維護(hù)對(duì)該業(yè)務(wù)信息傳輸?shù)穆窂健?br> 14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述生成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息之后還包括根據(jù)移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓途W(wǎng)絡(luò)資源的情況，對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述生成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息包括選取離散時(shí)間系列，并根據(jù)所述離散時(shí)間系列計(jì)算靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔ⅲ桓鶕?jù)所述靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒑瞳@取的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)鏈路信息，生成各節(jié)點(diǎn)初始的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息表。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述選取離散時(shí)間系列，并根據(jù)所述離散時(shí)間系列計(jì)算靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒕唧w包括根據(jù)移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行參數(shù)，選取包含移動(dòng)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)切換時(shí)間的離散時(shí)間系列并將所述離散時(shí)間系列發(fā)送給移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的主要節(jié)點(diǎn)，所述離散時(shí)間系列由多個(gè)離散時(shí)間點(diǎn)組成；計(jì)算離散時(shí)間系列中的各個(gè)離散時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，并發(fā)送給移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述生成各節(jié)點(diǎn)初始的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息之后還包括根據(jù)節(jié)點(diǎn)初始的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息表和最短路徑算法，生成節(jié)點(diǎn)的三層路由表，所述三層路由表用于為面向無(wú)連接的的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供逐跳路由轉(zhuǎn)發(fā)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述生成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息還包括移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議會(huì)話的初始化，獲得標(biāo)簽信息表；根據(jù)所述標(biāo)簽信息表和三層路由表，獲得移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)的初始轉(zhuǎn)發(fā)表，所述初始轉(zhuǎn)發(fā)表用于為面向無(wú)連接的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供標(biāo)簽交換。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)包括系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)刻屬于離散時(shí)間系列中的離散時(shí)間點(diǎn)時(shí)，利用所述時(shí)刻對(duì)應(yīng)的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔ⅲ瑢?duì)原有靜態(tài)拓?fù)湫畔⑦M(jìn)行更新。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)包括系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)刻屬于離散時(shí)間系列中的離散時(shí)間點(diǎn)時(shí)，利用所述時(shí)刻對(duì)應(yīng)的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，?duì)原有靜態(tài)拓?fù)湫畔⑦M(jìn)行更新；當(dāng)所述時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)鏈路狀態(tài)信息改變時(shí)，對(duì)原有動(dòng)態(tài)鏈路信息進(jìn)行更新，并且更新原有的三層路由表。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)包括系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)刻屬于離散時(shí)間系列中的離散時(shí)間點(diǎn)時(shí)，利用所述時(shí)刻對(duì)應(yīng)的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，?duì)原有靜態(tài)拓?fù)湫畔⑦M(jìn)行更新；當(dāng)所述時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)鏈路狀態(tài)信息改變時(shí)，對(duì)原有動(dòng)態(tài)鏈路信息進(jìn)行更新，根據(jù)更新的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)鏈路拓?fù)湫畔?duì)原有的三層路由表進(jìn)行更新；網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，利用動(dòng)態(tài)鏈路協(xié)議和標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議對(duì)原有的標(biāo)簽信息表進(jìn)行更新；根據(jù)更新的標(biāo)簽信息表和三層路由表，獲得更新的初始轉(zhuǎn)發(fā)表。
22.根據(jù)權(quán)利要求13、14、16、17、18、19、20或21所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息和已獲取的業(yè)務(wù)請(qǐng)求信息生成和維護(hù)對(duì)該業(yè)務(wù)信息傳輸?shù)穆窂桨ǜ鶕?jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息及用戶的業(yè)務(wù)請(qǐng)求信息計(jì)算路由最短路徑和滿足服務(wù)質(zhì)量要求及網(wǎng)絡(luò)流量工程的最優(yōu)路徑；對(duì)已生成路徑的通信有效性和持續(xù)性進(jìn)行維護(hù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息和已獲取的業(yè)務(wù)請(qǐng)求信息生成和維護(hù)對(duì)該業(yè)務(wù)信息傳輸?shù)穆窂街筮€包括通信結(jié)束時(shí)，釋放路徑所占有的網(wǎng)絡(luò)資源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其操作方法，該系統(tǒng)包括用戶層，提供用戶的狀態(tài)信息和業(yè)務(wù)請(qǐng)求等信息；接入層，用于進(jìn)行移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)同其它網(wǎng)絡(luò)及用戶終端的連接，實(shí)現(xiàn)路由發(fā)起和標(biāo)簽分發(fā)以及用戶服務(wù)質(zhì)量管理和接入流量工程控制等功能；核心層，用于將業(yè)務(wù)信息按多協(xié)議標(biāo)簽進(jìn)行交換轉(zhuǎn)發(fā)、路徑維護(hù)等功能。本發(fā)明還提供了移動(dòng)衛(wèi)星多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作方法，將動(dòng)態(tài)拓?fù)潇o態(tài)化，可有效降低拓?fù)鋭?dòng)態(tài)性對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響。本發(fā)明可與基于IP的因特網(wǎng)有效兼容，并為針對(duì)不同業(yè)務(wù)提供服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)流量工程服務(wù)；適應(yīng)移動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)時(shí)延、拓?fù)鋭?dòng)態(tài)性以及網(wǎng)絡(luò)資源昂貴的特點(diǎn)；支持?jǐn)?shù)據(jù)、多媒體等多種業(yè)務(wù)傳輸。
文檔編號(hào)H04L12/54GK101022304SQ200710064510
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月16日
發(fā)明者張濤, 張軍, 郭欣 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)