星融网探索未来天地一体化的互联网络空间

　　这是一篇关于天地一体化信息网络空间探索的科普小文，引出人类对空间信息网络的探索，介绍了星链、鸿雁、虹云等星基网络，未来天地一体化的星融网，以及我国星融网发展情况。什么是未来天地一体化的信息网络空间，读者们若认真观摩下图，便收到了本文所想表达的主要干货。
　　接此图，笔者详细展开阐述，有兴趣的网友请耐心往下阅读。一、引言
　　仰望星空，脚踏实地。从古至今，人类从未停止过对太空的探索。空间探索不仅仅带来了新的技术发展与生产力的提升，更带来了人类对地球，对自然，对人类自身认识的提升。正如苏格拉底所说：＂人类必须超越地球，到达大气层的顶端或更远的地方。因为只有这样，人类才能充分地理解他所生活的那个世界。＂
　　伴随着空间技术的发展，飞越太空的高度思考人类的发展，许许多多的新模式应运而生。纵览网络技术发展，有线到无线，从光纤到5G，从语音到数据，网络正越来越促进人类的生产生活的变革。通信卫星技术体系与运载火箭可回收技术等的演进，商业化能力的成熟，网络空间从地面飞越到星空。由当前主流的地基网络空间向天地一体化融合的网络空间演进，进入到太空网络时代已然是未来通信的必然。二、太空被视为如一块荒地沃土
　　深邃而充满未知的太空，吸引着无数人类的目光。太空，人类无主权之地，引发太空优势的争夺，建立太空霸权成为众多拥有此能力的主权与商业企业的目标。太空被视为如果美洲一般的荒地沃土。美国钢铁侠马斯克发布了壮志雄心的＂殖民火星＂计划，重型火箭、星舰飞船、火星基地、新能源、星基网络、真空高速列车等。
　　卫星轨道资源与频谱资源是独占性的、全球性的稀缺资源，现已然成为各方争夺的焦点。部分组织野蛮的空间实验，向太空中发射了大量的飞行器、卫星等实体，导致空间站存在着大量的碎片，太空垃圾。有关报道显示，据美国超大相控阵雷达监测网监测，目前太空中飞扬的人类制造物中，91%是太空垃圾。太空垃圾的产生往往伴随着爆炸、碰撞，它们的增长与分布往往是不可控的，并且清理困难。太空垃圾在空间中飞行，一旦与有用的航天器、卫星等发生碰撞，将发生灾难性的后果。三、星基网络
　　星基网络，通俗的说就是通信卫星，从功能层面上，可以包括星基骨干网与星基接入网，就地球周边而言，其中星基骨干网卫星可在地球同步轨道等高轨道区，星基接入网为靠近地球的低轨道卫星。就未来深空探索而言，星基骨干网将分布在各大星系之间，成为星际通讯数据交换转发的核心节点，将各星系、卫星、航天器、空间站等连为一体，成为人类深空探索的重要工具网络。星基接入网提供各卫星地球站、设备终端的接入能力，具备强大的覆盖能力。星基网络具备广阔的应用场景，读者可以查阅笔者的其他文章了解。
　　当前全球范围星基网络均处于实验阶段。当前最知名的星基网络为美国SpaceX公司的星链网络StarLink，计划打造Ku和Ka频段小卫星组成的互联网星座，预计在2020年，提供北美与加拿大地区互联网接入服务，未来共计发射4.2万颗卫星，提供全球服务在全球范围内提供互联网接入服务，其终端成本大约 200 美元。SpaceX公司已具备可回收重型火箭、批量制造通信卫星、一箭60星发射能力，进一步的降低了星基网络建设运维成本。有关报告显示该公司卫星制造成本约50 万美元，发射成本约1500 万美元，完全组建星基网络需卫星成本210 亿美元，发射费用 105 亿美元。
　　另外较知名星基网络为OneWeb一网星座和Telesat公司低轨卫星星座。OneWeb计划2021年建成588颗卫星组成的低轨星座，逐步扩容增加至2000多颗卫星，系统宽带总容量近6Tbps，单星成本约100万美元，终端成本约600美元。Telesat公司低轨星座由117颗卫星以及备份星组成，具备星间链路，预计2021年实现Telesat的网络初始部署。四、鸿雁与虹云星座
　　我国在星基网络建设的探索主要为鸿雁星座与虹云星座，均为国家队建设。
　　鸿雁星座是由中国航天科技集团建设的全球低轨卫星移动通信与空间互联网系统，由300多颗低轨道小卫星，包括窄带系统与宽带系统两大部分，宽带系统由270颗卫星组成，系统宽带总容量近2T。预计在2022年完成初步系统建设，实现全球移动通信服务，2025年完成扩容计划。
　　虹云系统由中国航天科工建设，由156颗小型卫星构成， 系统采用Ka波段通信，每颗卫星有4Gb带宽的吞吐量，计划2020年发射业务试验星，2022年初步建成，基本具备运营条件。五、星融网
　　星融网——天地一体化的未来网络空间，以星基网络为主体，融合空基高空平台飞行器、地面光纤通信网、5G移动网等地基网络的巨大的、复杂的异构网络系统，实现天、地的全时空覆盖能力。星融网是现有通信网络的重要延伸方向。
　　低轨卫星接入网的广泛覆盖能力，可以实现高山、海洋、海岛、荒漠等复杂地质环境，飞机、船舶等海空机动平台以及偏远地区网络拓展。星基骨干网通过无线通信技术建立高容量星间链路、星地链路，近乎直线的高带宽转发能力，实现星间互联，提供覆盖星际空间的高速数据转发通道。
　　地基网络即当前已成熟商用的光纤宽带网，4G、5G移动通信网与卫星地球站节点，最近距离的面向终端用户提供通信网络接入，提供快速的城域网互联网能力，当涉及远距离数据交换时，将数据转发至卫星地球站节点上星际链路转发。同时，地基网络处理星基网络回传数据。
　　六、我国星融网发展
　　卫星互联网建设是当前我国新基建的重要组成部分。星融网在我国发展中具有重要的战略意义，详细部分读者可以参阅主流媒体的相关报道。
　　我国星融网建设，在星基网络方面主要以国家队航天院所、科工集团、中电科为主力。从科技研发、实验验证、产业布局、发展时间线来看，在国际上同处第一梯队。但在制造业整合与成本控制上，与国外头部企业如SpaceX仍存在一定差距。在地基网络方面，5G产业我国处于国际领先地位。星融网的天地一体化融合如何实现时空复杂网络的一体化综合处理和最大有效利用仍在不断的研究探索之中。