星上交換技術主要包括電路交換和分組交換，電路交換主要指按照時隙將基帶信息進行交換；分組交換主要包括異步傳輸模式交換和網際網路協定交換，按照異步傳輸模式信元以及網際網路協定包中的地址信息進行淨荷部分的信息交換。
| 中文名稱 | 星上交換 |
| 英文名稱 | satellite switching |
| 定 義 | 在多波束衛星上利用動態接續矩陣進行的波束交換。 |
| 套用學科 | 通信科技（一級學科），衛星通信（二級學科） |
基本介紹
- 中文名：星上交換
- 外文名：Star exchange technology
發展原因,發展現狀,實現方式,優點,星上交換系統,組成,分類,
發展原因
衛星通信系統同地面電信系統一樣，致力於建立一個系統的網路體系，使更大範圍內的人們分享最大數量的通信資源，實現資源互通和共享，並建立起一個高效率、高質量和低干擾的綜合業務個人通信環境，而提高通信服務質量的重要手段之一就是採用星上交換。將交換功能放到衛星上，可使通信衛星系統的效率大大提高，滿足用戶使用靈活性和便利性的需要。開發星上交換技術、建立基於直接星上交換的衛星系統是未來衛星通信的發展方向。
未來的通信衛星不但具有傳統的中繼功能，還具有強大的星上交換功能，具備直接為大量的終端用戶提供接入鏈路的能力，成為真正面向用戶的“空中交換機”，即由過去僅僅是一個太空中的透明轉發器(Repeater)逐漸轉變成具有星上處理(On—Board Processing)、星上交換/星上路由(On—Board Switching or On—Board Routing)、多點波束(Multiple Spot Beams)、衛星問可以通過星際鏈路(ISL)相互通信等能力的下一代衛星系統(Next—Generation SatelliteSystems)。
“透明”衛星的轉發器對信號僅進行透明傳輸，不涉及對信息本身的處理。近幾年出現的再生衛星系統中，衛星轉發器對信號進行處理，使得信息傳輸質量和系統靈活性大大提高，有些系統還能夠提取出基帶原始信號，利用其中的信息進行路由交換、系統配置，使得系統功能更加強大。透明傳輸的衛星系統和具有星上基帶處理的衛星系統共存發展，前者有2005年8月11日發射升空的IPStar衛星，後者有2002年8月21日發射的熱鳥-6和2005年3月11目發射的Inmarsat-4衛星等。
推動新一代通信衛星研究的動力主要來自三個方面：一是現有的通信衛星不能以費用合理有效的方式支持新的業務需求；二是星上處理是實現衛星與地面寬頻網路綜合的重要方式；三是星上處理功能可極大地增強衛星網路套用的靈活性，為大量分散的中、小業務量地面終端提供廉價的傳輸業務，並能適應不斷出現的新的業務需求。將衛星通信的複雜性從地面轉移到星上，既可彌補光纖通信的不足，又可使衛星通信適應未來通信網路的發展需要。因此，多波束和星上交換處理代表了先進通信衛星技術的發展方向，並且這種類型的通信衛星將成為未來固定業務通信衛星增長的主流。
發展現狀
從衛星通信的發展情況來看，衛星通信系統正悄然進入新的大發展階段，人們將充分利用衛星的廣播、多播及廣域連線能力，加快星上處理技術、星上交換技術、多波束技術等先進技術的工程套用，拓展衛星通信的套用範圍和領域，將衛星網路和地面高速網路融合在一起，形成天地一體的通信網路體系。發展星上交換技術能夠適應人們大容量、大範圍、隨時隨地傳輸信息的要求，因此成為當前衛星通信的研究熱點方向 。
實現方式
星上交換存在兩種實現方式：一種是基於傳統“透明”轉發的射頻微波交換體制，其對多路信號在射頻、微波頻段進行交換，對信號不進行基帶處理；另一種是基於星上處理(OBP)的基帶交換體制，這種方式基於星上基帶處理建立，隨著星上處理技術的迅速發展日益受到業內人士和各衛星製造商的重視，被看做未來衛星通信實現大容景、高性能的關鍵技術之一。
兩種星上交換方式各有優勢和缺陷，各自又依據不同的交換策略細分為不同的交換體制，在具體選取交換體制時，需要從技術角度、實現角度和發展角度綜合考慮與研究。
優點
星上交換的優點主要有以下幾個：
(2)有效載荷上行和下行可以選擇不同的頻段、不同的頻寬，且用戶和用戶之間的信息交換不必經過中心站或關口站進行，從而使頻率的利用率得到了提高。
(3)由於星上交換技術的信息處理在基帶進行，因而有利於對信息進行其他處理，如再生技術的套用可以改善信息傳輸質量，加密技術的套用可以增強信息傳輸的安全，等等。
正因為這樣，星上交換技術引起了人們越來越多的關注。
星上交換系統
組成
一般情況下，現代的大容量寬頻衛星都需要很高的有效全向輻射功率(EIRP)和衛星接收機性能指數(G廠r)值，因而點波束天線的套用非常廣泛。信息的交換不但在同一波束內的用戶之間進行，同時還要在不同波束用戶之間進行。顯然，在星上實現信息交換，就是基本取消了用戶和衛星通信系統中心站的直接聯繫，而將這種聯繫由星上交換設備直接完成，即星上交換設備根據用戶信息的不同種類、目標，完成信息的分類、打包，安排合適的傳輸路徑，從而完成高效的信息傳輸。
此處以基帶交換為例說明星上交換系統的組成。要完成星上基帶信息交換，首先要將射頻信號變成中頻，並且進一步提取出基帶信號。這些基帶信號是帶有目標信息的，根據這些目標信息，星上處理開關將具有同一目標的信息打包，提供給相應的轉發器．經過調製和上變頻後，發往相應的目標。
星上基帶交換系統主要由變頻器、調製/解調器和基帶路由交換開關組成。變頻器先將高頻載波變成中頻，再經過調製/解調後取出基帶部分並送至基帶路由交換開關，路由交換開關根據VPI標識(或分組頭部)所指明的目的地址轉發信息至相應輸出連線埠。
分類
1．根據星上交換的實現方式分類
1)透明轉發(射頻微波交換體制)
採用射頻微波交換的星上交換體制基於透明傳輸方式，不涉及對信息本身的處理，所有的信息處理集中在地面系統中，相當於射頻空分交換。射頻處理直接處理上行的射頻信號，並在射頻上進行轉接。
射頻處理技術使用較少，主要用在星上用微波開關矩陣耦合上下行鏈路，以改進衛星的互連性。對這種處理器的要求是：輕質量，低功耗，高可靠性。其頻率與射頻信號的進出頻率有關，頻寬與被轉接信號的數據率有關，處理速度取決於開關改變狀態的速率。
射頻微波交換體制的優點是地面網路無需太大改造，可相對自由地組織網路形式，缺點是衛星系統缺乏網路靈活性。Intelsat VI衛星、美國的ACTS衛星均採用了這種技術。
2)基於星上處理(OBP)的基帶交換體制
與基於直接轉發的交換相比，星上基帶交換具有較高的通信質量和頻譜利用率。星上基帶交換根據是否對基帶信號進行解調、解碼可劃分為兩類：類是僅對信號進行一定的處理，不進行解調、解碼，不提取解碼後的數據信息，如SS—CDMA交換體制；另一類是對信號進行完全的恢復處理，使用解碼後原始信號中的信息來進行動態路由選擇或相應設定，可以更有效地利用衛星資源，如時隙交換方式、衛星ATM方式等。基帶交換體制由於改雙跳鏈路為單跳鏈路，無線鏈路的數目減少了一半，傳輸延遲也減少了一半，從而大大降低了傳輸誤碼率，提高了通信傳輸質量。
2．根據基帶處理和路由方式分類
根據基帶處理和路由方式的不同，星上交換的實現技術可分為兩種類型：一種基於TST(Time—Space—Time)路交換的結構，另一種基於分組交換的結構。
TST電路交換的工作原理與地面數字交換機的工作原理相似。地面用戶在通信之前，需要通過信令信道向網路控制中心發出建立呼叫請求申請。若該申請被接收，則網路控制中心一方面向星上交換控制部分傳送建立電路連線的指令，另一方面向主叫和被叫雙方傳送控制信令，以保證它們在指定的時隙內進行通信。雙方通信完畢後，發出釋放信令，以便網控中心拆除星上的交換連線。
星上分組交換是基於交換網路原理實現的。該交換網路按照各個分組攜帶的地址信息為它們選擇路由，所以不需要使用指令來控制衛星上下行波束之間的連線。這種交換網路實際上可由ATM交換模組構成。若為衛星網路中的每個地球站分配一個虛通道標識地址(VPI)，則ATM交換網路實質上是一台VP交換機。因此，由星上刪交換衛星通信系統構成的通信網路具有ATM網路的特點：既能支持電路交換業務，也能支持分組交換業務；既可提供面向連線通信，也可提供無連線通信，適用於綜合傳輸從窄帶到寬頻的具有不同速率的各種業務。
3．根據涉及的衛星數目分類
