本发明涉及一种支持多速率多协议卫星通信业务的星载多级交换装置，属于星载交换技术领域。
背景技术：
传统通信卫星一般采用“弯管”式转发器，只完成信号放大和频率切换，与信号形式无关，对网络协议透明。这种方式因其结构简单、性能可靠，在卫星有效载荷和电源功率受限的情况下，得到了广泛的应用。但随着卫星通信技术的发展，业务量的增加和对通信质量要求的提高，对卫星通信系统频谱利用率、系统容量、通信质量等方面均提出了严格而紧迫的要求。采用星上处理技术可以使卫星在信息网络中的作用发生深刻变化，从传输转变为网络节点。
然而，随着卫星平台的增大，星上可装载的载荷越来越多，同时考虑轨位频率的紧缺性，单颗卫星实现大容量、多速率、多协议的融合卫星通信应用需求越来越大。可以预见，新一代卫星通信系统将不仅承担大颗粒度空间数据中继，也满足大规模用户宽带接入、窄带接入、骨干传输等应用需求。各类应用在传输需求、服务质量保障方面存在较大的区别，单级的星载交换技术已经无法满足多速率、多协议融合业务的综合应用需求。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述背景技术中的不足之处而提供一种支持多速率多协议卫星通信业务的星载多级交换装置。本发明具有支持多速率多协议融合通信、支持大容量多颗粒度交换及高可扩展性等优点，特别适用于多速率多协议卫星通信融合业务的星载交换装置。
本发明的目的是这样实现的：
一种支持多速率多协议卫星通信业务的星载多级交换装置，其包括宽带接入交换单元1、窄带接入交换单元2、低速分复接及协议转换单元3、宽带骨干交换单元4、高速分复接及协议转换单元5、交链转发单元6以及一体化控制单元7；
多个宽带接入交换单元1接收外部输入的宽带用户数据和低速分复接及协议转换单元3输出的宽带用户数据，根据一体化控制单元7的配置信息对数据进行分类处理和端口交换，将交换到本单元的数据直接转发输出，将交换到其他单元的数据输出给低速分复接及协议转换单元3；
多个窄带接入交换单元2接收外部输入的窄带用户数据和低速分复接及协议转换单元3输出的窄带用户数据，根据一体化控制单元7的配置信息对数据进行分类处理和端口交换，将交换到本单元的数据直接转发输出，将交换到其他单元的数据输出给低速分复接及协议转换单元3；
低速分复接及协议转换单元3接收多个宽带接入交换单元1和多个窄带接入交换单元2的数据，根据一体化控制单元7的配置信息对数据进行复接和协议转换处理，处理后的数据转发给宽带骨干交换单元4；低速分复接及协议转换单元3还接收宽带骨干交换单元4的数据，根据一体化控制单元7的配置信息对数据进行分接、宽窄带用户数据识别以及协议转换处理，处理后的宽带用户数据转发到宽带接入交换单元1，窄带用户数据转发到窄带接入交换单元2；
宽带骨干交换单元4接收外部输入的、低速分复接及协议转换单元3输出的、高速分复接及协议转换单元5输出的，以及一体化控制单元7输出的骨干通信数据，根据一体化控制单元7的配置信息对数据进行分类处理和端口交换，将交换到本单元的数据直接转发输出，将交换到宽带和窄带用户的数据转发到低速分复接及协议转换单元3，将交换到交链转发单元6的数据的转发到高速分复接及协议转换单元5，将控制数据转发到一体化控制单元7；
高速分复接及协议转换单元5接收宽带骨干交换单元4输出的数据，根据一体化控制单元7的配置信息进行复接和协议转换处理，处理后的数据转发给交链转发单元6；高速分复接及协议转换单元5还接收交链转发单元6输出的数据，根据一体化控制单元7的配置信息进行分接和协议转换处理，处理后的数据转发给宽带骨干交换单元4；
交链转发单元6接收外部输入的交链数据和高速分复接及协议转换单元5输出的交链数据，根据一体化控制单元7的配置信息进行交链转发，将交链到本单元的数据直接转发输出，将交换到其他单元的数据转发到高速分复接及协议转换单元5；
一体化控制单元7对宽带骨干交换单元4输入的控制信息进行解析处理，将响应信息返回到宽带骨干交换单元4，将控制信息根据配置类别输出到宽带接入交换单元1、窄带接入交换单元2、低速分复接及协议转换单元3、宽带骨干交换单元4、高速分复接及协议转换单元5和交链转发单元6。
本发明相比背景技术具有如下优点：
1．本发明通过将传统的单一平面交换划分为多级交换架构，可以适应中继交链、骨干传输、宽带接入、窄带接入等融合业务通信需求，可以适应不同的交换模式、满足大容量、不同速率、不同协议一体化交换需求。
2.本发明提供了一种高可扩展的交换架构，多个单元可组合使用满足不同的卫星通信应用场景，因此具有可扩展性强、适应性好等特点。
附图说明
图1是本发明实施例中星载多级交换装置的电原理图。
图2～图8是多单元组合满足不同应用需求的电原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1所示，一种支持多速率多协议卫星通信业务的星载多级交换装置，包括宽带接入交换单元1、窄带接入交换单元2、低速分复接及协议转换单元3、宽带骨干交换单元4、高速分复接及协议转换单元5、交链转发单元6、一体化控制单元7。图1是该装置的电原理图，实施例按照图1连接线路。
该装置中，宽带接入交换单元1的作用是接收外部输入的和低速分复接及协议转换单元3输出的宽带用户数据，根据一体化控制单元7的配置信息对数据进行分类处理和端口交换，对于交换到本单元的数据直接转发输出，对于交换到其他单元的数据输出给低速分复接及协议转换单元3。
窄带接入交换单元2的作用是接收外部输入的和低速分复接及协议转换单元3输出的窄带用户数据，根据一体化控制单元7的配置信息对数据进行分类处理和端口交换，对于交换到本单元的数据直接转发输出，对于交换到其他单元的数据输出给低速分复接及协议转换单元3。
低速分复接及协议转换单元3的作用是接收多个宽带接入交换单元1和多个窄带接入交换单元2的数据，根据一体化控制单元7的配置信息对数据进行复接和协议转换处理，处理后的数据转发给宽带骨干交换单元4。
低速分复接及协议转换单元3的另一个作用是接收宽带骨干交换单元4的数据，根据一体化控制单元7的配置信息对数据进行分接、宽窄带用户数据识别以及协议转换处理，处理后的宽带用户数据转发到宽带接入交换单元1、窄带用户数据转发到窄带接入交换单元2。
宽带骨干交换单元4的作用是接收外部输入的、低速分复接及协议转换单元3输出的、高速分复接及协议转换单元5输出的和一体化控制单元7输出的骨干通信数据，根据一体化控制单元7的配置信息对数据进行分类处理和端口交换，对于交换到本单元的数据直接转发输出，对于交换到宽带和窄带用户的数据转发到低速分复接及协议转换单元3，对于交换到交链数据的转发到高速分复接及协议转换单元5，对于控制数据转发到一体化控制单元7。
高速分复接及协议转换单元5的作用是接收宽带骨干交换单元4输出的数据，根据一体化控制单元7的配置信息进行复接和协议转换处理，处理后的数据转发给交链转发单元6。
高速分复接及协议转换单元5的另一个作用是接收交链转发单元6输出的数据，根据一体化控制单元7的配置信息进行分接和协议转换处理，处理后的数据转发给宽带骨干交换单元4。
交链转发单元6的作用是接收外部输入的和高速分复接及协议转换单元5输出的交链数据，根据一体化控制单元7的配置信息进行交链转发，对于交链到本单元的数据直接转发输出，对于交换到其他单元的数据则转发到高速分复接及协议转换单元5。
一体化控制单元7的作用是对宽带骨干交换单元4输入的控制信息进行解析处理，将响应信息返回到宽带骨干交换单元4，将控制信息根据配置类别输出到宽带接入交换单元1、窄带接入交换单元2、低速分复接及协议转换单元3、宽带骨干交换单元4、高速分复接及协议转换单元5和交链转发单元6。
如图2所示，宽带接入交换单元1、窄带接入交换单元2、低速分复接及协议转换单元3、宽带骨干交换单元4、一体化控制单元7组合使用。这种交换装置适合于宽带用户接入、窄带用户接入、激光星间链路的不同协议不同速率融合的卫星通信系统。
如图3所示，宽带接入交换单元1、低速分复接及协议转换单元3、宽带骨干交换单元4、高速分复接及协议转换单元5、交链转发单元6、一体化控制单元7组合使用。这种交换装置适合于宽带用户接入、激光星间链路、激光数据中继的不同协议不同速率融合的卫星通信系统。
如图4所示，宽带接入交换单元1、宽带骨干交换单元4、高速分复接及协议转换单元5、交链转发单元6、一体化控制单元7组合使用。这种交换装置适合于宽带用户接入、激光星间链路、激光数据中继的不同协议不同速率融合的卫星通信系统。
如图5所示，宽带接入交换单元1、宽带骨干交换单元4、交链转发单元6、一体化控制单元7组合使用。这种交换装置适合于宽带用户接入、激光星间链路、激光数据中继的不同速率融合的卫星通信系统。
如图6所示，宽带骨干交换单元4、高速分复接及协议转换单元5、交链转发单元6、一体化控制单元7组合使用。这种交换装置适合于宽带骨干传输、激光数据中继的不同协议不同速率融合的卫星通信系统。
如图7所示，窄带接入交换单元2、低速分复接及协议转换单元3、宽带骨干交换单元4、一体化控制单元7组合使用。这种交换装置适合于窄带用户接入、激光星间链路的不同协议融合的卫星通信系统。
如图8所示，窄带接入交换单元2、宽带骨干交换单元4、一体化控制单元7组合使用。这种交换装置适合于窄带用户接入、激光星间链路的卫星通信系统。
本发明简要工作原理如下：
多个宽带接入交换单元1接收宽带用户数据对数据进行分类处理和端口交换，对于交换到本单元的数据直接转发输出，对于交换到其他单元的数据输出给低速分复接及协议转换单元3；多个窄带接入交换单元2接收窄带用户数据对数据进行分类处理和端口交换，对于交换到本单元的数据直接转发输出，对于交换到其他单元的数据输出给低速分复接及协议转换单元3；低速分复接及协议转换单元3接收需要进行分复接和协议转换的低速数据，将数据分复接和协议转换处理后转发给多个宽带接入交换单元1、多个窄带接入交换单元2和宽带骨干交换单元4；宽带骨干交换单元4接收骨干通信数据对数据进行分类处理和端口交换，分别转发到低速分复接及协议转换单元3、高速分复接及协议转换单元5和一体化控制单元7；高速分复接及协议转换单元5接收需要进行分复接和协议转换的高速数据，将数据分复接和协议转换处理后转发给宽带骨干交换单元4和交链转发单元6；交链转发单元6接收交链数据进行交链转发对于交链到本单元的数据直接转发输出，对于交换到其他单元的数据则转发到高速分复接及协议转换单元5；一体化控制单元7解析控制配置指令和协议，并将配置信息配置到其他各单元。
本发明中，宽带和窄带接入交换单元分别实现宽带和窄带用户数据交换功能；宽带骨干交换单元和交链转发单元分别实现骨干交换和交链转发功能；低速和高速分复接及协议转换单元实现高低速数据分复接及协议转换功能；一体化控制单元实现控制配置功能。本发明具有支持多速率多协议融合通信、支持大容量多颗粒度交换及高可扩展性等优点，特别适用于支持融合业务的卫星通信系统星载交换装置。
1.一种支持多速率多协议卫星通信业务的星载多级交换装置，其特征在于，包括宽带接入交换单元（1）、窄带接入交换单元（2）、低速分复接及协议转换单元（3）、宽带骨干交换单元（4）、高速分复接及协议转换单元（5）、交链转发单元（6）以及一体化控制单元（7）；
多个宽带接入交换单元（1）接收外部输入的宽带用户数据和低速分复接及协议转换单元（3）输出的宽带用户数据，根据一体化控制单元（7）的配置信息对数据进行分类处理和端口交换，将交换到本单元的数据直接转发输出，将交换到其他单元的数据输出给低速分复接及协议转换单元（3）；
多个窄带接入交换单元（2）接收外部输入的窄带用户数据和低速分复接及协议转换单元（3）输出的窄带用户数据，根据一体化控制单元（7）的配置信息对数据进行分类处理和端口交换，将交换到本单元的数据直接转发输出，将交换到其他单元的数据输出给低速分复接及协议转换单元（3）；
低速分复接及协议转换单元（3）接收多个宽带接入交换单元（1）和多个窄带接入交换单元（2）的数据，根据一体化控制单元（7）的配置信息对数据进行复接和协议转换处理，处理后的数据转发给宽带骨干交换单元（4）；低速分复接及协议转换单元（3）还接收宽带骨干交换单元（4）的数据，根据一体化控制单元（7）的配置信息对数据进行分接、宽窄带用户数据识别以及协议转换处理，处理后的宽带用户数据转发到宽带接入交换单元（1），窄带用户数据转发到窄带接入交换单元（2）；
宽带骨干交换单元（4）接收外部输入的、低速分复接及协议转换单元（3）输出的、高速分复接及协议转换单元（5）输出的，以及一体化控制单元（7）输出的骨干通信数据，根据一体化控制单元（7）的配置信息对数据进行分类处理和端口交换，将交换到本单元的数据直接转发输出，将交换到宽带和窄带用户的数据转发到低速分复接及协议转换单元（3），将交换到交链转发单元（6）的数据的转发到高速分复接及协议转换单元（5），将控制数据转发到一体化控制单元（7）；
高速分复接及协议转换单元（5）接收宽带骨干交换单元（4）输出的数据，根据一体化控制单元（7）的配置信息进行复接和协议转换处理，处理后的数据转发给交链转发单元（6）；高速分复接及协议转换单元（5）还接收交链转发单元（6）输出的数据，根据一体化控制单元（7）的配置信息进行分接和协议转换处理，处理后的数据转发给宽带骨干交换单元（4）；
交链转发单元（6）接收外部输入的交链数据和高速分复接及协议转换单元（5）输出的交链数据，根据一体化控制单元（7）的配置信息进行交链转发，将交链到本单元的数据直接转发输出，将交换到其他单元的数据转发到高速分复接及协议转换单元（5）；
一体化控制单元（7）对宽带骨干交换单元（4）输入的控制信息进行解析处理，将响应信息返回到宽带骨干交换单元（4），将控制信息根据配置类别输出到宽带接入交换单元（1）、窄带接入交换单元（2）、低速分复接及协议转换单元（3）、宽带骨干交换单元（4）、高速分复接及协议转换单元（5）和交链转发单元（6）。
技术总结