近日消息，我國首個天基互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)——“虹云工程”將于明年投入示范應(yīng)用《重磅！我國將在太空建首個天基物聯(lián)網(wǎng)》。今年10月，美國Spacex馬斯克通過星鏈（Starlink）網(wǎng)絡(luò)成功發(fā)送一條推特消息，表明星鏈已經(jīng)可以提供天基互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。今年2月，OneWeb成功發(fā)射首批6顆衛(wèi)星，預(yù)計在2021年實(shí)現(xiàn)天基互聯(lián)網(wǎng)。種種進(jìn)展告訴我們，天基互聯(lián)網(wǎng)正從理想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)...同時，全球科技巨頭們“逐鹿之戰(zhàn)”拉響...

萬物互聯(lián)時代：不止“地基”，更是“天基”

隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來越多的電子設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，形成巨大的萬物互聯(lián)網(wǎng)。而萬物互聯(lián)的實(shí)現(xiàn)，離不開通信基礎(chǔ)設(shè)施——“地基”和“天基”，即地面互聯(lián)網(wǎng)與天基互聯(lián)網(wǎng)。

天基互聯(lián)網(wǎng)，也叫全球移動寬帶衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，指發(fā)射衛(wèi)星上天組網(wǎng)，以衛(wèi)星為基站，形成覆蓋全球的通信系統(tǒng)，為地面用戶提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。簡單點(diǎn)理解就是衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、全球wifi。

天基互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由衛(wèi)星端、地面端、用戶端三部分組成。它是一種微波通信，利用衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器作為中繼站，轉(zhuǎn)發(fā)無線電波，實(shí)現(xiàn)地球上的兩個或多個衛(wèi)星通信站之間的通信。

目前，衛(wèi)星星座主要以C頻段(4-8GHz)和Ku頻段(12-18GHz)為主，少部分衛(wèi)星采用Ka頻段(27-40GHz)。頻率的高低，決定了通信傳輸帶寬的大小，頻率越高，單位時間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量上限也越高。所以高通量衛(wèi)星采用Ka頻段為主。但在發(fā)射功率給定的情況下，頻率越高，傳輸距離則越小。因此，高通量衛(wèi)星運(yùn)行軌道主要以低軌道為主，目前全球計劃衛(wèi)星規(guī)模最大的星鏈，按計劃，其12000顆衛(wèi)星都將部署在低軌道，分別是在340公里、550公里和1150公里這三個低軌道。

而目前真正組網(wǎng)并進(jìn)行運(yùn)營的中低軌道通信衛(wèi)星系統(tǒng)只有三個，分別為：即銥(Iridium)、全球星(Globalstar)和軌道通信(Orbcomm)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的話音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)功能，是遠(yuǎn)程通信的重要手段之一。

通過天基互聯(lián)網(wǎng)，處于地球上任何地點(diǎn)的任何人或者任何物體，都可以在任何時間實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)，因此，天基互聯(lián)網(wǎng)對于推進(jìn)全球上網(wǎng)覆蓋有著非常重要的意義。

目前，全球僅有5%的海洋面積和20%的陸地面積覆蓋了地面通信基站。大部分網(wǎng)絡(luò)的連接來自陸地和海底光纖電纜，但這些基礎(chǔ)設(shè)施的鋪設(shè)受限頗多且成本極其高，這導(dǎo)致有些地區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)接入率非常低。比如，2016年非洲東北部的厄立特里亞國只有1.2%，作為對比，冰島是98.2%。

而天基互聯(lián)網(wǎng)在空中布設(shè)衛(wèi)星，能覆蓋全球每一個角落，解決互聯(lián)網(wǎng)接入低的問題。一個衛(wèi)星基站覆蓋的半徑，大約是4G基站的近五百倍，且可服務(wù)終端的數(shù)量巨大。

日漸龐大的物聯(lián)網(wǎng)也對現(xiàn)代通信系統(tǒng)提出了更高的要求。近年來，全球無人機(jī)數(shù)量迎來井噴式增長，現(xiàn)已超10000架；地面移動測量系統(tǒng)與智能駕駛汽車超過300萬輛；城市的各種智能監(jiān)控傳感器無處不在，據(jù)統(tǒng)計單中國城市視頻頭就已達(dá)到2000多萬個；以智能手機(jī)、智能手表為代表的智能終端數(shù)量已達(dá)數(shù)十億。這些具有通信、導(dǎo)航、定位、攝影、攝像和傳輸功能的應(yīng)用設(shè)備，數(shù)量眾多，對空間信息的獲取—傳輸—處理的響應(yīng)速度趨向?qū)崟r化，需要覆蓋面廣泛、帶寬高、速率快的通信系統(tǒng)來支持。而低軌衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)十個乃至十幾個毫秒的延時，讓各類型應(yīng)用產(chǎn)生更大的價值空間。