太空互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展及應(yīng)用

王亞 朱立東 （電子科技大學(xué)通信抗干擾技術(shù)國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

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太空互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展及應(yīng)用

王亞 朱立東 （電子科技大學(xué)通信抗干擾技術(shù)國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

Development and Application of Space Internet

對當(dāng)今大眾來說，互聯(lián)網(wǎng)不只是一個耳熟能詳?shù)拿~，更是一個不可缺少的工具。然而，越來越多的人投身互聯(lián)網(wǎng)的同時，還有大約40億人口無法連上互聯(lián)網(wǎng)。這些人大部分處于地面互聯(lián)網(wǎng)無法覆蓋的偏遠(yuǎn)地區(qū)、山區(qū)、沿海島嶼等眾多地方。于是，人們將視線伸向天空，從新的視角尋找新的方法，也就是太空互聯(lián)網(wǎng)。從20世紀(jì)90年代開始，人們就提出了建立太空互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想，21世紀(jì)初期，太空探索和航天應(yīng)用又加速了太空互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域研究與工程實(shí)踐的步伐。近年來，以谷歌公司（Google）、臉譜公司（Facebook）、太空探索技術(shù)公司（SpaceX）和一網(wǎng)公司（OneWeb）等為代表的科技巨頭開始計(jì)劃借助熱氣球、無人機(jī)和衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球互聯(lián)網(wǎng)覆蓋，期望為全球偏遠(yuǎn)地區(qū)的數(shù)十億人提供可靠的互聯(lián)網(wǎng)連接。

1　揭開太空互聯(lián)網(wǎng)的神秘面紗

基本概念

早在20世紀(jì)90年代，人們就勾畫出了太空互聯(lián)網(wǎng)的藍(lán)圖，但至今為止，業(yè)界還沒有給太空互聯(lián)網(wǎng)一個統(tǒng)一、權(quán)威的定義。一般認(rèn)為，太空互聯(lián)網(wǎng)是將地面互聯(lián)網(wǎng)概念向空間的延伸。通過衛(wèi)星、氣球、無人機(jī)等在天空中飛行的設(shè)備作為傳輸媒介，按照高效利用、綜合集成的原則，將太空中不同軌道的各種衛(wèi)星、星座及高空飛行器進(jìn)行有機(jī)連接，形成一個與地面具有良好互聯(lián)互通性能的大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，并提供與地面互聯(lián)網(wǎng)類似的應(yīng)用服務(wù)。

簡而言之，太空互聯(lián)網(wǎng)是衛(wèi)星等空間飛行器與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的龐大網(wǎng)絡(luò)，它基于小型衛(wèi)星或近空間飛行器，以因特網(wǎng)協(xié)議為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺，以互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為服務(wù)對象，能夠完成與地面互聯(lián)網(wǎng)類似的功能。地面互聯(lián)網(wǎng)通過電信運(yùn)營商提供的有線或無線寬帶線路進(jìn)行信息聯(lián)網(wǎng)傳輸，而太空互聯(lián)網(wǎng)則是通過高吞吐量的衛(wèi)星或飛行器的鏈路實(shí)現(xiàn)信息聯(lián)網(wǎng)傳輸功能，在全球范圍內(nèi)提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

特點(diǎn)及優(yōu)勢

太空互聯(lián)網(wǎng)利用高空鏈路實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，因此自身具有鮮明的特點(diǎn)。

1）傳輸時延受軌道高度影響。傳統(tǒng)衛(wèi)星通信具有較大的延遲，那是為了增加覆蓋面積，衛(wèi)星運(yùn)行在較高的中軌或高地球軌道上，造成傳輸時延較長，而深空探測則時延更大。若太空互聯(lián)網(wǎng)采用低軌衛(wèi)星或近空間飛行器，將大大減小信號延時，但是同時又減少了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積。

2）受天氣和地理環(huán)境影響。由于太空互聯(lián)網(wǎng)信號的暴露性，有風(fēng)有雨的日子可能會影響網(wǎng)速，而雨雪天氣或電閃雷鳴則幾乎會完全中斷網(wǎng)絡(luò)。地理環(huán)境也可能會左右聯(lián)網(wǎng)的效果，數(shù)目眾多的大山和成片的樹林也有可能會阻礙網(wǎng)絡(luò)的傳播。

3）設(shè)備要求高。太空互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備沒有地面設(shè)備易管理，長距離傳輸?shù)男盘栒`碼率更高，因此，對芯片的處理能力、存儲器的容量以及通信傳輸能力要求更高。

4）鏈路帶寬不對稱。太空互聯(lián)網(wǎng)的空間段與地面段的傳輸帶寬不對稱，地面段速率高，空間段速率低。

5）成本較高。理論上，3顆同步軌道衛(wèi)星就能實(shí)現(xiàn)除兩極地區(qū)以外的全球覆蓋，但太空互聯(lián)網(wǎng)若要提供與地面網(wǎng)絡(luò)類似的網(wǎng)速，就需要部署大型的星座或發(fā)射成百上千的氣球和無人機(jī)，這意味著它的成本較地面網(wǎng)絡(luò)要高得多。

6）規(guī)則與監(jiān)管是需要考慮的問題。衛(wèi)星使用壽命有限，必須在它們超出使用壽命后進(jìn)行銷毀，比如讓它們進(jìn)入大氣層焚毀，無人駕駛飛機(jī)和氣球則有可能墜落，都需要實(shí)施監(jiān)控和管理，而且存在航空安全以及領(lǐng)空申請等問題。

早在20世紀(jì)90年代，當(dāng)人們第一次開始了解這種“互聯(lián)網(wǎng)”時，太空互聯(lián)網(wǎng)就代表著未來的發(fā)展方向。近年來，太空互聯(lián)網(wǎng)更是廣受關(guān)注，它的主要優(yōu)勢有：

1）不受地面條件約束，具有全球覆蓋能力。它通過運(yùn)行在地球上空的衛(wèi)星或飛行器來實(shí)現(xiàn)信息傳輸，只要有足夠數(shù)量，就可以做到全球覆蓋，其服務(wù)區(qū)域可以囊括世界任何一個角落。通信距離遠(yuǎn)，且成本與距離無關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)對海洋、山區(qū)和高原等地區(qū)近乎無縫的覆蓋。

2）大容量。太空互聯(lián)網(wǎng)容量大，能夠提供大范圍多人上網(wǎng)服務(wù)，滿足現(xiàn)代人上網(wǎng)需求。

3）避免重復(fù)建設(shè)。太空互聯(lián)網(wǎng)能夠共享信息資源，減少了空間資源的重復(fù)建設(shè)。

4）適應(yīng)未來發(fā)展。隨著地球資源的枯竭，太空將是一個新的利益增長點(diǎn)，必須利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建統(tǒng)一的太空互聯(lián)網(wǎng)，以適應(yīng)未來更加頻繁和更加復(fù)雜的航天應(yīng)用活動。

2　太空互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展計(jì)劃

銥星計(jì)劃

1987年，摩托羅拉公司最早提出了銥星計(jì)劃，歷時12年，斥資超過50億美元，將66顆近地軌道衛(wèi)星送入太空，組成了覆蓋全球的通信衛(wèi)星系統(tǒng)，讓使用衛(wèi)星話機(jī)的用戶可以在地球上的任何地方撥打和接收移動電話。然而，由于市場定位不當(dāng)、價格過高、管理失控等原因，這個雄偉的計(jì)劃在1998年11月投入使用后，僅僅運(yùn)營了16個月便迅速夭折。直到2000年銥星公司宣布破產(chǎn)時，它只發(fā)展了5.5萬用戶，而如果要實(shí)現(xiàn)收支平衡甚至盈利，它至少需要65萬用戶。

“銥”星星座

最終，私募基金出手接盤了“銥”衛(wèi)星系統(tǒng)，將它變身為“銥”星通信，并以向政府和工業(yè)部門等專業(yè)機(jī)構(gòu)提供服務(wù)的方式蜃伏14年之后，重新回到公眾市場。2014年7月28日，“銥”星通信宣布，其世界首個全球覆蓋衛(wèi)星熱點(diǎn)服務(wù)“銥GO！”（IridiumGO?。┱酵度胧褂?。該服務(wù)可以在沒有網(wǎng)絡(luò)信號的地方，把“銥”星的衛(wèi)星信號轉(zhuǎn)變成WiFi熱點(diǎn)。“銥”星通信進(jìn)行市場轉(zhuǎn)型，不再是爭奪普通用戶，而是為政府、機(jī)構(gòu)提供專業(yè)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的運(yùn)營與盈利。根據(jù)“銥”星通信2013年年報，過去5年，“銥”星通信公司的注冊用戶數(shù)量年復(fù)合增長率達(dá)到了18%，收入年復(fù)合增長率達(dá)到了8%，僅2013年的注冊用戶就達(dá)到了66.4萬人，營業(yè)收入3.83億美元，凈收入達(dá)6250萬美元。

O3b計(jì)劃

O3b 就是其他30億（Other 3 billion）的意思，由于地理、經(jīng)濟(jì)、科技等因素，造成全球還有30億人未能接入互聯(lián)網(wǎng)。在發(fā)達(dá)國家和城市里，光纖接入往往是高速互聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式。但是在一些地形復(fù)雜的地區(qū)，鋪設(shè)光纖十分困難，而衛(wèi)星技術(shù)則可以避開這些障礙。為此，谷歌公司、衛(wèi)星運(yùn)營商歐洲衛(wèi)星公司（SES）、匯豐銀行以及媒體巨頭約翰·馬隆(John Malone)旗下的海外有線電視運(yùn)營商自由全球公司（Liberty Global）投資成立了O3b公司，提出了O3b太空互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃，旨在為無法享受地面互聯(lián)網(wǎng)寬帶服務(wù)的30億人提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

O3b計(jì)劃發(fā)射12顆中地球軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星質(zhì)量約680.4kg，通過載有空間路由器的近地軌道衛(wèi)星向全球發(fā)展中國家或地區(qū)發(fā)射無線上網(wǎng)信號，初步提供10Gbit/s的數(shù)據(jù)服務(wù)。使其他30億人享受到廉價的地面互聯(lián)網(wǎng)寬帶服務(wù)。2013年6月25日，O3b計(jì)劃的首批4顆衛(wèi)星發(fā)射成功。2014年7月10日，第二批4 顆O3b衛(wèi)星進(jìn)入太空，與前4顆衛(wèi)星一起組成一個由8顆衛(wèi)星建立起來的全球互聯(lián)網(wǎng)框架基礎(chǔ)。2014年9月，O3b公司宣布，由8顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星群已全面運(yùn)營，可以提供600Mbit/s的中繼帶寬，而時延不超過150ms，相關(guān)服務(wù)指標(biāo)均達(dá)到或超出了協(xié)議要求。2014年10月18日，最后4顆衛(wèi)星被發(fā)送入軌，形成12顆中地球軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。O3b太空互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃的目的是用該網(wǎng)絡(luò)向全世界近180個國家和地區(qū)的數(shù)十億用戶提供高速、低成本的網(wǎng)絡(luò)和通信服務(wù)。

谷歌公司高空氣球計(jì)劃

谷歌公司要用盤旋在大氣層中的氣球來提供網(wǎng)絡(luò)接入。谷歌公司高空氣球（Project Loon）漂浮于18～25km之間的平流層，該區(qū)域風(fēng)速較低，大氣湍流較小，適合氣球飛行。這些氣球都會隨身攜帶一個太陽能供電的無線發(fā)射器，能夠與其他的氣球進(jìn)行中繼通信。通過釋放數(shù)千個氦氣球，理論上可以提供連續(xù)的、覆蓋全球的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。谷歌公司這一壯志凌云的項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)行了兩三年了，并在2014年2月創(chuàng)下熱氣球持續(xù)飛行50天的記錄，該氣球能夠在空中飛行半年以上。

谷歌公司曾經(jīng)有過衛(wèi)星組網(wǎng)計(jì)劃，還進(jìn)行了泰坦航空航天公司（Titan Aerospace）和天空盒子成像公司（Skybox Imaging）兩筆收購，以推動這方面的努力，但是由于發(fā)射和運(yùn)營這樣的星座困難大、風(fēng)險高，谷歌公司最終還是作罷，轉(zhuǎn)而投資太空探索技術(shù)公司。

實(shí)驗(yàn)中的谷歌熱氣球

臉譜公司無人機(jī)計(jì)劃

臉譜公司一直在研究擴(kuò)大新興市場互聯(lián)網(wǎng)接入以及使用其產(chǎn)品的途徑，無人機(jī)計(jì)劃是互聯(lián)網(wǎng)普及計(jì)劃（Internet.org）項(xiàng)目的延伸。 臉譜公司采用太陽能動力的無人機(jī)，飛行高度約為18km，為地面用戶提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。該無人機(jī)翼展與波音767飛機(jī)相近，通過機(jī)翼上覆蓋的太陽能電池板，能夠?yàn)闊o人機(jī)提供約3個月的續(xù)航能力。

無人駕駛飛機(jī)之間可使用激光進(jìn)行通信，傳輸中繼數(shù)據(jù)，最終將信號傳遞到一個地面站以接入互聯(lián)網(wǎng)。臉譜公司已經(jīng)在英國進(jìn)行了飛行試驗(yàn)，其無人駕駛飛機(jī)由阿森塔公司（Ascenta）提供。該公司在2014年以2000萬美元收購了這家公司。通過太陽能供電，這些無人機(jī)能夠在空中停留數(shù)月，然后進(jìn)行針對性維修和保養(yǎng)。維護(hù)期提供了另一個優(yōu)勢，無人機(jī)將會比衛(wèi)星更容易進(jìn)行升級。衛(wèi)星一旦發(fā)射就無法在太空中進(jìn)行升級。雖然無人機(jī)的覆蓋面比低軌道衛(wèi)星要小得多，但是無人機(jī)可以環(huán)繞缺乏互聯(lián)網(wǎng)接入的特定位置提供服務(wù)。

臉譜公司太陽能無人機(jī)示意圖

太空探索技術(shù)公司

美國太空探索技術(shù)公司的創(chuàng)始人伊隆·馬斯克在2015年1月宣布，其準(zhǔn)備向太空發(fā)射700顆衛(wèi)星自建全球互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的計(jì)劃。6月，馬斯克已向美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）就該計(jì)劃提出測試申請，但計(jì)劃發(fā)射的衛(wèi)星已上升至4000顆，如今該計(jì)劃得到進(jìn)一步落實(shí)。9月，馬斯克正式向美國聯(lián)邦通信委員會提出申請，請求批準(zhǔn)發(fā)射4000顆低地球軌道衛(wèi)星，用于向全球提供免費(fèi)的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。據(jù)了解，如果一切順利，該服務(wù)大約在未來5年內(nèi)可以啟動并運(yùn)行，即可向全球提供免費(fèi)的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

太空探索技術(shù)公司的星座將運(yùn)行在約1100km的高度，避免赤道上空35786km的地球靜止軌道衛(wèi)星信號干擾。該公司的衛(wèi)星預(yù)計(jì)發(fā)射時質(zhì)量將達(dá)幾百千克，并在機(jī)動方面使用霍爾效應(yīng)離子電推進(jìn)器，它是公司的衛(wèi)星工廠自己建立的推進(jìn)器，優(yōu)點(diǎn)是可以相對容易掌握。太空探索技術(shù)公司的網(wǎng)絡(luò)將配備裝有相控陣天線。初始星座大約需要5年時間建造和發(fā)射，將覆蓋除極地以外的地區(qū)。公司創(chuàng)始人馬斯克說：“從長遠(yuǎn)來看，我們真正談?wù)摰臇|西是在太空重建網(wǎng)絡(luò)?！碧仗剿骷夹g(shù)公司并不是唯一一家提供衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃的公司，但作為衛(wèi)星發(fā)射公司，太空探索技術(shù)公司擁有提供該項(xiàng)服務(wù)的硬件設(shè)施。

太空探索技術(shù)公司衛(wèi)星計(jì)劃藍(lán)圖

一網(wǎng)公司

在太空探索技術(shù)公司宣布僅僅兩天后，一網(wǎng)公司宣布，倫敦和圣迭戈的高通公司（Qualcomm）和維珍銀河公司（Virgin）已經(jīng)同意投資一網(wǎng)公司的900顆小衛(wèi)星組成的衛(wèi)星星座（包括648顆運(yùn)行衛(wèi)星和其余備用星）。一網(wǎng)公司是由谷歌公司前員工格雷格·瓦勒建立的一個合資企業(yè)，它計(jì)劃建造、發(fā)射和運(yùn)營低地球軌道衛(wèi)星，一網(wǎng)公司已經(jīng)獲國際電聯(lián)批準(zhǔn)，獲得一個在海拔1200km、服務(wù)期限在2018－2020年的Ku頻段網(wǎng)絡(luò)。衛(wèi)星的質(zhì)量只是當(dāng)前最小的商用通信衛(wèi)星的1/2，初始星座的建設(shè)價格估計(jì)20億美元左右。

2015年6月25日，一網(wǎng)公司再次宣布，空客防務(wù)與航天公司、可口可樂、巴蒂企業(yè)、薩林納斯公司（Salinas）和國際通信衛(wèi)星組織（INTELSAT）也將參與新一輪5億美元的融資。一網(wǎng)公司此前已經(jīng)與歐洲火箭發(fā)射服務(wù)商阿里安空間公司（Arianespace）簽署協(xié)議，在2017～2019年之間進(jìn)行至少21次衛(wèi)星發(fā)射。由于需要發(fā)射大量衛(wèi)星，因此一網(wǎng)公司將利用分散在全球的發(fā)射架。不過，阿里安公司還無法滿足一網(wǎng)公司的全部需求，因此一網(wǎng)公司還與維珍大西洋航空公司（Virgin Atlantic Airways）簽訂協(xié)議，利用后者試驗(yàn)性的“發(fā)射者一號”（LauncherOne）進(jìn)行39次衛(wèi)星發(fā)射。

一網(wǎng)星座

三星公司

2015年8月，韓國三星公司（SAMSUNG）提出發(fā)射4600顆低成本微型衛(wèi)星的太空互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃，將為全球還沒有連接上網(wǎng)的2/3用戶提供低成本的互聯(lián)網(wǎng)接入。三星公司的這些微型衛(wèi)星將在海拔160～2000km之間的軌道運(yùn)行，每月可以最高處理1ZB流量，也就是相當(dāng)于每月為50億用戶每人提供200GB的流量。三星公司提到，人們對數(shù)據(jù)的要求，遵循著每5年增加10倍的規(guī)律。因此，三星公司的衛(wèi)星計(jì)劃能夠滿足未來15年后用戶對數(shù)據(jù)的需求。三星公司的計(jì)劃最接近太空探索技術(shù)公司的版本。不過太空探索技術(shù)公司的創(chuàng)始人伊隆·馬斯克已經(jīng)申請了許可，明年可能就會開始測試。谷歌公司的氣球和臉譜公司的無人機(jī)已經(jīng)進(jìn)入測試階段，反觀三星公司還在紙上談兵。

3　太空互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

谷歌公司和臉譜公司等科技巨頭們的參與讓太空互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目在網(wǎng)絡(luò)上引起了熱議。太空互聯(lián)網(wǎng)是一個大型復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，具有獨(dú)特的三維覆蓋能力：廣域復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)成能力、廣域互聯(lián)網(wǎng)交互連接能力和特有的廣域廣播與多播能力，能夠支持全球聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)洋航行、應(yīng)急救援、航天測控等重大應(yīng)用的同時，向下可支持對地觀測的高動態(tài)、寬帶實(shí)時傳輸，向上可支持深空探測的超遠(yuǎn)程、大時延可靠傳輸，從而將人類科學(xué)、文化、生產(chǎn)活動拓展至空間、遠(yuǎn)洋，乃至深空。因此，盡管太空互聯(lián)網(wǎng)的建成困難重重，但是，一旦其中一個太空互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃獲得成功，將具有非常重要的意義和廣闊的應(yīng)用前景。

實(shí)現(xiàn)全球互聯(lián)互通的基礎(chǔ)支撐

太空互聯(lián)網(wǎng)覆蓋面廣，不受地域限制，具有唯一的三維無縫隙覆蓋普遍服務(wù)能力，成本與距離無關(guān)等優(yōu)勢均被各方看好，能夠覆蓋地面網(wǎng)絡(luò)無法到達(dá)的海洋、沙漠等偏遠(yuǎn)地區(qū)，是實(shí)現(xiàn)全球互聯(lián)互通的有效方法，甚至是唯一的方法。太空互聯(lián)網(wǎng)在大區(qū)域稀路由、無縫隙覆蓋方面有著無法比擬的優(yōu)勢，可以有效解決地面網(wǎng)絡(luò)失效的盲點(diǎn)地區(qū)，實(shí)現(xiàn)用戶在任何時間、任何地點(diǎn)高速地從因特網(wǎng)上獲取信息，真正實(shí)現(xiàn)了“寬帶無處不在”的理想，同時，太空互聯(lián)網(wǎng)與地面網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，對提高網(wǎng)絡(luò)的通信能力和安全性有很大的幫助。太空互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)全球互聯(lián)互通的基礎(chǔ)支撐，是未來互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景。

飛機(jī)上網(wǎng)測試

飛機(jī)、鐵路、遠(yuǎn)洋航行領(lǐng)域的應(yīng)用

除了偏遠(yuǎn)地區(qū)，客機(jī)也是互聯(lián)網(wǎng)的空白之一。盡管飛機(jī)上網(wǎng)在技術(shù)層面上早已不是難題，但如何優(yōu)化和普及，各國都在積極提出解決方案。太空互聯(lián)網(wǎng)是一種可以覆蓋全世界絕大部分區(qū)域、不受航路及地形影響，數(shù)據(jù)帶寬較大，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行較為穩(wěn)定的方式，也是全球航空公司空中上網(wǎng)業(yè)務(wù)的主流技術(shù)模式。在飛機(jī)上實(shí)現(xiàn)無線上網(wǎng)，是未來必然的發(fā)展趨勢，并且將有可能為航空公司帶來巨大的收益。據(jù)西方媒體報道，全世界平均每分鐘都有大約1.1萬架飛機(jī)在空中飛行。據(jù)西班牙《阿貝賽報》2015年3月24日報道， 2014年全世界日均航班數(shù)量首次超過10萬次，為102465次，2013年為99700次。航空運(yùn)輸行動組織的報告顯示，2014年全球總共有3740萬次航班，2013年為3640萬次。按照平均每個航班100個乘客計(jì)算，每年用戶數(shù)約為37億。如果這些用戶都上網(wǎng)，按照每個用戶收費(fèi)10元計(jì)算，每天銷售收入可達(dá)到370億元。

傳統(tǒng)地面網(wǎng)絡(luò)也沒有很好解決用戶在高速運(yùn)行的列車上網(wǎng)問題，因此，太空互聯(lián)網(wǎng)在鐵路領(lǐng)域也有潛在應(yīng)用市場。中國的列車班次數(shù)量多，高鐵及動車發(fā)展迅速，乘客數(shù)量巨大。由于乘車時間較長，為了提高舒適性，如果為乘客提供上網(wǎng)業(yè)務(wù)，很多乘客也愿意支付相應(yīng)費(fèi)用。

我國沿海地區(qū)有很多漁民，他們要長期外出到遠(yuǎn)洋地區(qū)捕魚。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國有漁船數(shù)十萬艘，漁民上百萬，同時還有大型的郵輪出海航行，太空互聯(lián)網(wǎng)是滿足海上用戶上網(wǎng)的一種有效方式。

應(yīng)急救援

在救災(zāi)、處理突發(fā)事件的應(yīng)急救災(zāi)中，太空互聯(lián)網(wǎng)顯示出特有的優(yōu)勢。自然災(zāi)害難以防御，一旦發(fā)生，便會造成不同程度的損失，特別是發(fā)生重大自然災(zāi)害，例如地震發(fā)生后，大部分地面通信設(shè)施遭到破壞，外界與災(zāi)區(qū)通信中斷，無法獲得重災(zāi)區(qū)的災(zāi)情，進(jìn)而直接影響搶險救災(zāi)工作的指揮部署。作為搶險救災(zāi)的總指揮部，必須要全面掌握災(zāi)區(qū)各方面的情況，而太空互聯(lián)網(wǎng)具有不受地面條件限制、覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，可以快速建立通信鏈路，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急救災(zāi)，是人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要保障。

偵察、采集數(shù)據(jù)回傳的平臺

太空互聯(lián)網(wǎng)是一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)平臺，廣域復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)成能力與廣域互聯(lián)網(wǎng)交互連接能力，特有的廣域廣播與多播能力，適合作為偵察、采集數(shù)據(jù)的平臺。通過全球運(yùn)行的太空互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，可以很容易地構(gòu)建起全球性數(shù)據(jù)采集、處理、分發(fā)和應(yīng)用的系統(tǒng)，比其他任何手段都更快捷、更安全和更可靠。基于太空互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集和通信中繼服務(wù)，將會越來越多地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、礦業(yè)、海洋監(jiān)測以及邊境巡邏等國防和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個領(lǐng)域，如河流、交通等突發(fā)情況監(jiān)測；石油、石化、電力等大型企業(yè)巡視油/氣管線；公安、邊防、林業(yè)等部門對大范圍地域?qū)崟r監(jiān)控；海事、漁政等部門進(jìn)行大范圍海域巡查。

太空探索、星際間通信

太空互聯(lián)網(wǎng)一旦實(shí)現(xiàn)，星際間通信將成為可能。過去，人們只能通過把航天員送到太空的方式去探索未知宇宙，通過太空互聯(lián)網(wǎng)直播太空，今后普通公民也可以坐在家里，自由地欣賞外太空的圖像和視頻。同時，太空互聯(lián)網(wǎng)可作為支持太空探索的重要手段，伴隨太空技術(shù)在各個行業(yè)的應(yīng)用，將發(fā)揮重要的運(yùn)營保障作用。隨著社會需求和通信技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星通信將是必不可少的通信手段，具有廣闊的應(yīng)用前景。

4　結(jié)束語

高空氣球和無人機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于部署快，通信延遲和信號衰減小，可以進(jìn)行回收、維修和升級；缺點(diǎn)是氣球和無人機(jī)都需要實(shí)施監(jiān)控和管理，存在航空安全以及領(lǐng)空申請等問題。目前來看，低軌衛(wèi)星星座的實(shí)用性更強(qiáng)，但是氣球和無人機(jī)的發(fā)展?jié)摿茏屓似诖?/p>

盡管太空互聯(lián)網(wǎng)還面臨著許多困難，除了成本問題，還有很多需要解決的技術(shù)問題，但太空互聯(lián)網(wǎng)本身具備的特點(diǎn)，使其成為地面互聯(lián)網(wǎng)向空中、太空的延伸和拓展，是實(shí)現(xiàn)全球互聯(lián)互通的基礎(chǔ)支撐，是未來互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向。

隨著信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，特別是人類對空間應(yīng)用的旺盛需求，將推動太空互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速穩(wěn)步前進(jìn)。各國積極部署的太空互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃中，如果其中任何一個成功，互聯(lián)網(wǎng)作為一個“地球村”的概念將不僅僅只是比喻。太空互聯(lián)網(wǎng)只有把握時代的發(fā)展趨勢，才可以更好地與時代結(jié)合，互利共贏。

王曉宇/本文編輯