星链计划：未来网络技术是什么模样

随着全球5G商用化大幕的展开，我们的生活也将跨入5G时代。5G当然是未来网络技术的实现形式之一，与之相关的介绍在本书中也多次出现。因此，这篇文章将主要讨论5G之外的未来网络技术，特别是基于卫星星座的太空互联网技术。

我们通常用到的网络连接方式，基本上是手机无线网络和家庭（办公室）有线网络两种，后者就是我们常说的宽带网，而宽带网本身又可以分为ADSL和光纤宽带等多个类型。我们经常会将宽带信号接入路由器，这样就能获得Wi-Fi信号，在家里也能实现无线上网。手机无线网和宽带是两种基于不同通信方式的网络技术，前者主要依靠无线通信基站发射无线电波来传递数据信号，而后者则主要是利用固定线路，比如光纤电缆进行数据传输。

下一代的网络技术中，5G就是无线网络的代表。而宽带网络也有自己的下一代技术，只是本质上信号还是会通过光纤进行传输，升级的不过是速率和能耗等具体参数。与这两种技术路线都不相同的，便是利用卫星进行网络信号传输的太空互联网技术，这项技术也已在美国的一些地区实现了商用。

推进太空互联网技术的主要势力，就是SpaceX旗下的星链计划（Starlink）。

2021年3月至6月，星链计划再次启动发射计划，5月15日发射52颗星链卫星，目前入轨卫星数量已达到420颗。由于卫星们身处太空，因此信号将几乎不受地球表面的地貌以及基站建设情况的影响，人迹罕至的地方也有希望覆盖到高速网络信号。理论上，星链计划将能提供1Gbps每秒的宽带服务，这个速度相当于我们日常所用宽带的30多倍。

星链卫星体积不大，质量只有几百千克，一次发射就会有数十颗同时入轨，但显然几百颗这样的规模是不足以实现大范围互联网覆盖的。为了实现全球互联，SpaceX在2027年之前将向太空发射1.2万颗通信卫星，未来还将再发射3万颗，使卫星总数达到4.2万颗，这样地球上大部分地区就都能被太空互联网信号所覆盖。

星链卫星示意图（图片来源视觉中国）

星链计划颠覆了目前的全球互联网模式，它直接从轨道上向地面提供网络信号，虽然需要发射海量卫星，但大大降低了基站建设的成本。太空互联网如今已经是不少公司眼里的“肥肉”，即便SpaceX不做先行者，也有其他公司会积极推进。比如总部位于英国的0neweb通信公司，在2020年3月21日将34颗卫星送入轨道，与SpaceX形成竞争关系。截至2020年5月28日，SpaceX和Oneweb—共向美国联邦通信委员会提出了近8万颗通信卫星的轨道需求，太空互联网大战一触即发。除了这两大巨头，还有其他较小的太空互联网公司。由此可见，太空互联网已然成为一种趋势，而且有可能对5G网络形成冲击。

现有的4G网络时延为20毫秒左右，星链网络的预计时延为20~35毫秒之间，而5G网络时延在10毫秒左右。一旦星链卫星数量增加到远期规划中的4.2万颗，网络信号时延就会降低到10毫秒。因此，星链网络有望对5G网络形成竞争态势。

星链计划虽然看起来前景十分光明，只要采取增加卫星的方式就能获得更好的网络体验，但星链计划从实施初期就遭到了不少天文学家的反对。这是因为星链计划在轨道部署的卫星太多，而且卫星外表通常用反光材料覆盖，数万个类似的卫星很可能导致天文学家在观测深空天体时受到干扰，形成新的“光污染”。同时，退役和失控报废的星链卫星也将逐步出现，届时它们又将是成百上千这样 的庞大规模，最终形成太空垃圾的可能性同样不小。

我国的太空互联网计划是怎样的

我国的太空互联网计划称为“鸿雁”，2018年12月29日，鸿雁星座首发星在酒泉卫星发射中心升空。鸿雁星座预计在2022年建成由60颗卫星组成的一期形态，二期预计2025年完成建设，卫星数量突破100颗，实现全球任意地点的互联网接入。鸿雁星座主要面向机构、企业群体。与中国民航局的合作协议显示，鸿雁星座可提供航空数据业务，支持飞机前舱的安全通信，可以为追踪航空器、应急通信建立保障机制，同时也可以提供后舱宽带互联网接入服务。除了为飞行中的飞机提供服务，鸿雁星座还可应用在物联网、导航增强、航空监视以及野外通信和救援等领域。鸿雁星座虽然可以辐射全球，但主要面向国内市场。这主要是由于鸿雁星座卫星数量只有上百颗，与星链计划所需的数万颗有较大的差异。卫星数量偏少将限制鸿雁星座的传输速度和用户规模。