中國集群通信網
什么是衛星互聯網、天地融合通信？
近日，神舟十二號可謂賺足了國民眼球。“可上九天攬月，可下五洋捉鱉，談笑凱歌還”，關注之余，我們一起來聊聊衛星互聯網及其衍生概念——天地融合通信。
6月17日9時22分，神舟十二號載人飛船在酒泉發射中心發射升空。神舟十二號載人飛行任務是我國空間站階段的首次載人飛行任務，牽動了國人們的心。在舉國“追”神舟的時候，守候在太平洋預定海域的中國衛星海上測控部遠望6號船也上演了一出“海上追神舟”。據遠望6號船測控系統負責人介紹，“遠望6號船作為唯一的海上測控點，從發現目標到跟蹤結束，累計發送了包括太陽帆板展開在內的多條重要指令，并實時回傳了航天員圖像及語音信息，完成了海上測控任務。”
遠望6號船航拍圖
可見，神舟十二號飛船背后的通信守護者正是衛星通信。早在2020年4月20日，國家發改委首次將衛星互聯網列入“新基建”范疇。
衛星互聯網是指利用衛星星座實現全球互聯網無縫鏈接服務，能夠作為地面通信的補充手段實現用戶接入互聯網。其主要優點是：
一是鏈路速率高，可用頻帶寬，可支持1Gbps以上的數據速率；
二是全球覆蓋，以較低成本實現不受任何地域條件限制的廣域覆蓋；
三是低時延，星地單向傳輸時延是2~30ms，地-星-地全鏈路時延約5~60ms；
四是安全可靠，地面的自然災害等突發事件不會影響通信系統的正常運行。
事實上，在被納入“新基建”范疇之前，衛星互聯網已經走過了近30年的歷程了。我們不妨一起簡單梳理下。
第一階段（20世紀80年代末-2000年）
發展定位：全面替代通信系統
代表：銥星、全球星、泰利迪斯
建設主體：電信設備企業
市場反應：市場定位不明，建設成本太高，研發周期過長，大多以失敗告終。
第二階段（2000年-2014年）
發展定位：地面通信系統的備份
代表：新銥星、全球星
建設主體：電信設備企業
市場反應：投入成本、市場定位更加優化，具有一定競爭力，但規模有限。
第三階段（2014年至今）
發展定位：與地面通信形成互補融合的無縫通信網絡
代表：Starlink，OneWeb，鴻雁星座、虹云星座
建設主體：國外互聯網領域科技巨頭、中國航天科技集團公司
市場反應：成為地面通信系統的無縫補充，前景看好。
不難發現，在衛星互聯網發展的三十年，它的發展定位是不斷跟隨技術發展和市場需求進行調整的。之所以有這樣的定位變化，根本上在于商用網絡需要重點考慮成本收益率。
從這個考慮出發，建維成本、網絡容量、用戶能力、大規模用戶管理能力的重要性自然就在覆蓋能力之上了。因此，為了降低網絡總體成本，人們由最初利用衛星互聯網全面替代地面通信系統的激進想法，轉變為采用“天地融合組網”模式，衛星通信系統作為地面通信的補充。
簡單看看天地融合通信的網絡架構。為達到覆蓋全球的目標，天地融合通信網將由空中互聯的天基骨干網、天地互通的天基接入網、承擔網間交互的地基節點網組成。
天基骨干網由衛星通信網絡組成，在空中組成覆蓋全球以及與近地太空之間的骨干傳輸網絡；天基接入網由通信衛星和空中飛行物共同組成，近可將覆蓋范圍內的地面、空中通信終端組成局部網絡，遠可通過天基骨干網通達全球；地基節點網由地面接入站、地面傳輸網絡共同構成，使得天基信息網與公眾通信網、互聯網融為一體。
天地融合通信網絡架構
但天地融合通信網絡的發展完善不可能一蹴而就，而是遞進式發展的。
導入期：衛星網與地面網相互獨立，各自采用不同的技術體制和網絡架構，并提供不同的業務，業務承載以地面網絡為主，衛星網用于地面通信的補充拓展以及傳輸手段；
發展期：衛星網與地面網仍然獨立組網，但支持使用同一用戶身份提供服務和統一計費，接入統一的業務平臺，用戶可以按需選擇任一網絡提供服務；
進階期：衛星網采用與地面網相似的傳輸技術和空口體系，通信衛星不再是單純的透明轉發，而是具備與地面網元相同的功能，可直接連接用戶終端；
成熟期：星地構成一個整體，采用協同的資源調度機制，提供用戶無感的一致的服務質量以及星地無縫漫游。
當前，受限于成本和市場容納能力，天地融合通信網絡多處于導入期的獨立組網階段。衛星網絡仍處于專網狀態，不能提供面向公眾用戶的普適性服務。
隨著5G網絡向縱深發展以及6G網絡“天空地一體”愿景逐步明確，天地融合通信網絡的發展預計將有所突破。
目前，3GPP R16已經對5G衛星接入進行規范化，業界也已先后開展衛星互聯網+5G融合測試。
以北京聯通和銀河航天的測試為例。在該測試中，低軌衛星（銀河一號）通過用戶波束和饋電波束分別連接用戶端小站和關口站，共同構成了衛星互聯網，5G基站通過用戶終端小站接入衛星互聯網，衛星關口站直接連入5G核心網，從而實現了網絡信號的連通。
測試顯示，衛星鏈路峰值速率超過500Mbps，用戶端5G手機下載均值382Mbps，上傳均值91Mbps，實際衛星鏈路傳輸能力可達1Gbps以上。
這業表明，衛星互聯網可以較好地承載5G基站業務，為基于寬帶接入和萬物互聯的各種業務提供基礎設施保障。
雖說，目前在國內市場我們普通消費者較少有體驗衛星通信的機會，但以后出國或在杳無人煙的沙漠戈壁、野外探險、原始森林，以及廣袤的海洋深處，衛星通信的重要性及保障性還是不可忽略。
總體來看， 衛星互聯網， 未來也將迎來更大的發展空間。
(責任編輯：李俊勇)