《電子技術(shù)應(yīng)用》
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太空互聯(lián)網(wǎng)會成為現(xiàn)實嗎?

2017-07-15
關(guān)鍵詞: 太空互聯(lián)網(wǎng)

  日前,特斯拉CEO伊隆·馬斯克提出太空互聯(lián)網(wǎng)項目,并提出未來甚至可以覆蓋至火星。然而,有專家提出,目前看來還不太靠譜。

  太空互聯(lián)網(wǎng)為何物

  據(jù)了解,太空互聯(lián)網(wǎng)由48顆衛(wèi)星組成,每顆衛(wèi)星重200—250公斤,所有的衛(wèi)星都將在高度為1500公里的低軌道運行。

  目前,俄羅斯正計劃構(gòu)建太空互聯(lián)網(wǎng),這一項目已經(jīng)得到俄政府有關(guān)部門的批準(zhǔn)。將來進一步成形后,太空互聯(lián)網(wǎng)有望成為第一個應(yīng)用于太空中的通信網(wǎng)絡(luò)。

  “通俗地說,太空互聯(lián)網(wǎng)是通過衛(wèi)星等實現(xiàn)全球互聯(lián)乃至星際互聯(lián)的通信技術(shù)。”北京航空航天大學(xué)軟件學(xué)院院長孫偉說,太空互聯(lián)網(wǎng)一旦實現(xiàn),互聯(lián)網(wǎng)將無死角覆蓋地球,地球人甚至可以與“火星人”視頻聊天。

  早在1997年,美國正在實施兩個火星探險車登陸火星的計劃,互聯(lián)網(wǎng)之父文森特·塞爾夫就曾提出過太空互聯(lián)網(wǎng)的概念。在北京郵電大學(xué)計算機學(xué)院網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中心副教授魏更宇看來,當(dāng)時太空互聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)就是從地球到火星的太空,用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行空間通信?!八^太空互聯(lián)網(wǎng)主要還是圍繞從地球到衛(wèi)星(衛(wèi)星通信)、從地球到太空飛船的通信。聽起來很大,實際上是相對小眾的研究領(lǐng)域?!?/p>

  此外,OneWeb的CEO懷勒也在探索太空互聯(lián)網(wǎng),這家新的創(chuàng)業(yè)公司希望到2018年發(fā)送數(shù)千顆衛(wèi)星進入軌道,從而為世界最偏遠地區(qū)提供高速光纖互聯(lián)網(wǎng)。

  “這些聽起來非常誘人,現(xiàn)實可行性還需要具體論證。”魏更宇認(rèn)為,這些技術(shù)一般稱作空中通信,受氣象條件影響較大。

  實施起來困難較多

  前不久,馬斯克在接受采訪時表示,SpaceX衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)項目包括兩個目標(biāo):第一,向發(fā)展中國家提供廉價的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù);第二,通過衛(wèi)星通信系統(tǒng),提升現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)絡(luò)速度。

  “這一部分內(nèi)容,我們一般看作是衛(wèi)星通信的范疇。為了SpaceX項目而建立起來的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),能夠提供廉價的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和提升互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)絡(luò)速度?!蔽焊钫f。

  魏更宇表示,從SpaceX項目的角度看,需要有一個基于衛(wèi)星的通信網(wǎng)絡(luò),稱之為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),它既可以提供衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)接入和提升骨干網(wǎng)絡(luò)速度。但其接入是否廉價是一個問題,從目前的技術(shù)現(xiàn)狀和可以預(yù)見的未來看,使用衛(wèi)星通信作為互聯(lián)網(wǎng)的接入,一般都不廉價。

  同時,使用衛(wèi)星通信作為一種網(wǎng)絡(luò)的備份路由,作為最常見的提升互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)速度的手段,如果是針對不發(fā)達或發(fā)展中國家,也要看具體的應(yīng)用場所。

  對此,孫偉持更謹(jǐn)慎的態(tài)度?!坝捎诔杀咎?,現(xiàn)在看來還不太靠譜,但星際網(wǎng)絡(luò)是未來互聯(lián)網(wǎng)一定會拓展的領(lǐng)域?!?/p>

  “太空互聯(lián)網(wǎng)具體實施起來實屬不易。”孫偉認(rèn)為,實現(xiàn)太空互聯(lián)網(wǎng)需要大量高性能衛(wèi)星,衛(wèi)星和發(fā)射都比較昂貴,這將耗費大量的投資。而且較長時間的響應(yīng)延誤、無線傳輸對數(shù)據(jù)帶寬的限制和多變的天文氣象環(huán)境導(dǎo)致的中斷問題等,都是太空互聯(lián)網(wǎng)特有的新困難。

  “另外,火星與地球之間的信息來回,大致需要20到50分鐘的響應(yīng)時間,因此需要一個不同于TCP/IP的新網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?!睂O偉補充說。

  未來在電腦前就能看到太空

  盡管困難重重,但人們對外太空的探索卻從未止步。

  “太空互聯(lián)網(wǎng),可以為地球上互聯(lián)網(wǎng)的通信提供強有力的補充和支持?!蔽焊钫f,有人預(yù)計到2020年,互聯(lián)網(wǎng)的通信節(jié)點數(shù)量將由十幾億發(fā)展到七十幾億個。互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模急劇膨脹,網(wǎng)絡(luò)通信量也會急劇增長。網(wǎng)絡(luò)在短時間內(nèi)超大的增長規(guī)模,對網(wǎng)絡(luò)自身的穩(wěn)定性、可靠性都是極大挑戰(zhàn)。

  從這個意義上看,衛(wèi)星通信系統(tǒng)作為互聯(lián)網(wǎng)的一種補充和備份技術(shù),對提高網(wǎng)絡(luò)的通信能力和安全性有很大的幫助;從通信系統(tǒng)的實踐看,目前衛(wèi)星通信對現(xiàn)有通信系統(tǒng)來講,作為應(yīng)急通信的支持能夠發(fā)揮較大作用。

  “太空互聯(lián)網(wǎng)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)揮重要的運營保障作用?!蔽焊钫f。

  太空互聯(lián)網(wǎng)的概念提出來之后,也受到學(xué)術(shù)界、傳媒等方面的熱捧。

  然而,魏更宇內(nèi)心卻有諸多憂慮。即使實現(xiàn),從通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的規(guī)律上看,沒有規(guī)?;纳虡I(yè)應(yīng)用,就屬于小眾的研究領(lǐng)域?!芭c此類比的是軍工技術(shù),如果沒有轉(zhuǎn)化為民用技術(shù)被大規(guī)模應(yīng)用,其就是小范圍的或者是短命的?!?/p>

  與魏更宇相比,孫偉表現(xiàn)的較為樂觀。在他看來,讓宇航員以外的普通公民坐在電腦前就可以看到外太空世界,是互聯(lián)網(wǎng)的又一次革命。就像發(fā)現(xiàn)新大陸一樣,好奇心足以令全人類對太空互聯(lián)網(wǎng)無比熱衷。

  太空互聯(lián)網(wǎng)一旦實現(xiàn),那么星際間通信將成為可能。過去,人們只能通過把宇航員送到太空的方式去探索未知宇宙,今后普通公民也可坐在家里通過太空互聯(lián)網(wǎng)自由地欣賞外太空的圖像和視頻?!叭f一存在外星人呢?想象一下,有一天你可以與外星人視頻聊天,是不是很興奮呢?”談起未來,孫偉充滿期待。


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