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《上海信息化雜志》2014年第十二期

與傳統模式相比，太空路由器提高5倍的信息傳輸量，能消除每一次轉發產生的1/4秒延時誤差。用戶使用網絡瀏覽、VoIP或其他基于IP應用時，可以在衛星之間直接通信，不需要地面站數據雙跳傳輸，從而大幅減少通信延遲。此外，太空路由器能有效減少衛星轉發器成本，通過路由器內建的軟件，以及軟件定義無線電可以增加衛星數據吞吐量、減少延遲、實現地面不同區域用戶間按需靈活分配通信帶寬。目前，在太空互聯網路由計劃的關鍵技術上，美國已開發出太空路由器技術，將IP路由器安裝到地球同步衛星或相關航天器上，使互聯網能力延展到太空。另外，借助太空路由器，建立太空IP網絡，能夠實現融合服務，使人們不再需要為衛星電視、電話服務等獨立的專用硬件。太空互聯網路由計劃資金投入巨大。美國空軍轉型衛星（TSAT）通信系統被淘汰之后，此項計劃的作用被逐漸放大，美國國防部因此成為了該項目最有力的支持者。在軍事運用前景被廣泛看好之外，太空互聯網路由計劃也蘊含了強大的民用技術空間，用戶利用太空路由器不僅可以上傳或下載更大流量的信息，而且在電纜和光纖均難以達到的地區能夠以更低的成本和更便捷的方式接入高速互聯網。

美國非營利性組織媒體發展投資基金（MediaDevelopmentInvestmentFund，MDIF）提出一項名為外聯網（Outernet）的計劃，旨在借助于微型衛星（CubeSat）提供WiFi服務。據統計，世界上只有60%的人能夠通過互聯網獲取信息，在不少農村和偏遠地區，手機信號和互聯網服務很難顧及。外聯網的主要目的就是彌合這種全球不同地區間的信息鴻溝。據MDIF規劃，這個計劃將提供四個方面的服務：一是新聞服務及市場價格信息；二是應用程序及內容服務，如地圖服務、維基百科、電影、音樂、游戲等；三是提供教學課件，比如引入可汗學院（KhanAcademy）和Coursera等開放課程網站；四是應急通信，如當現有移動通信網絡崩潰時，外聯網可以用于救災協調。

外聯網的工作原理為：每顆CubeSats衛星都可以接收來自地面基站網絡的數據流，并將這些數據轉換成無線網絡傳送到地球上的接收方。為了覆蓋盡可能多的受眾，外聯網的整個衛星體系采用全球公認的、基于標準的協議，比如數字視頻廣播（DVB）、數字調幅廣播（DRM）和基于UDP（UserDatagramProtocol）的多任務處理技術。從實施部署方式看，按照MDIF的規劃，將在2015年6月之前向地軌道發射150顆CubeSat微型衛星，并在地面建立多個基站，利用地面站的高增益天線和大功率設備進行通信，地面站將把所接收的信息傳送至CubeSat，這些衛星使用基于UDP的WiFi多播技術，將解析后的數據轉換成無線網絡。

外聯網初期目標僅僅是提供單向的信息廣播，傳統的衛星通信系統的工作原理是從地面基站發出無線電信號，衛星通信天線接收后，首先在通信轉發器中進行放大，變頻和功率放大，最后由衛星的通信天線把放大后的無線電信號重新發向地面基站，再轉接到用戶。以衛星電話為例，它采用的是雙工通信方式，而外聯網則是單工通信方式，單工通信意味著信息只能在一個方向傳送，發送方不能接收，接受方不能發送，信道的全部帶寬都用于由發送方到接收方的數據傳送。電視廣播、收音機都是單工傳送的例子，對應的雙工通信，則可以同時進行雙向信息傳遞，因此，單工通信是最簡單的，也是通信效率最低的。不過，MDIF表示，在募集足夠資金以后，后續計劃向全球用戶提供免費的雙向互聯網接入服務。

對于該計劃，專家分析認為，受制于目前的技術，發送如此多衛星恐怕就比較困難。在為期一年的時間內要密集發射150顆衛星，相當于隔天要發送一顆，如此頻繁的操作，并要調整到其穩定可靠地運行，還是有一定的難度。因此，這項計劃在今后仍需調整和完善。盡管美國參與太空網絡探索的目的更多是從政治、軍事特別是國家安全戰略角度出發實施的，但客觀上卻極大地推動了世界互聯網使用環境的發展。在太空網絡計劃取得進步的同時，相關技術衍生出的民用產品和服務也將影響和改變著人類的生活方式。

作者：陳騫