卫星互联网:构建天地一体化网络新时代
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前言

卫星互联网主要依托天基卫星星座网络和地基互联网络,不受地形和地域限制,极大地拓展了地面网络覆盖边界,可实现全球范围的互联网无缝连接,向终端用户直接提供宽带互联网服务,是继有线互联、无线互联之后的第三代互联网基础设施,是新一代通信基础设施发展的必然趋势,将直接影响国家网络发展与应用,直接影响国家战略安全。同时,由于卫星轨道和频谱资源有限,卫星互联网还关乎国家安全和空间主动权,具有重要的战略意义。

2020年4月,卫星互联网成为了国家战略性工程,首次被国家发展和改革委员会(以下简称国家发改委)列入新型基础设施范围,是我国天地一体化信息系统建设的重要组成部分。卫星互联网将与新一代地面通信系统(5G)、人工智能、物联网、工业互联网等深度融合,形成天空地一体化网络体系。目前,国外已进入小卫星密集部署阶段,而中国卫星互联网还处于早期探索阶段,卫星批量化制造、星间组网、星座运营控制、网络协议和星间链路设计等问题还没有完全解决,与国外尚存在一定差距。

卫星互联网面向国家重大战略需求,是未来网络领域的重要发展方向。在国际卫星网络快速发展所带来的激烈竞争情形下,2021年4月28日,中国卫星网络集团有限公司正式成立,这标志着我国要通过中央企业来建设、运营自己的卫星互联网,并以此来牵引整个产业链的整合和发展。本书从全面解读国家相关政策/文件入手,对卫星互联网进行了顶层规划设计,从天基、地基、边缘和安全四个方面深度剖析了卫星互联网所涉及的关键技术,随后给出了对卫星互联网产业发展的思考。

本书由申志伟统筹设计和组织编写,张尼负责总体指导,全书分为4篇,共15章。朱肖曼负责第1篇的编写,申志伟负责第2篇的编写,王翔负责第3篇的主体编写和统稿工作,薛继东负责第3篇的总体指导,许凤凯和吴云峰负责第11章的编写,高松林、郭烁负责第4篇的编写。

第1篇(第1~4章):卫星互联网政策/文件及发展态势解读,分别从中央、部委、省(直辖市)政府三个层面对政策/文件进行详细解读,阐述卫星互联网产业所面临的发展机遇及与创新技术的融合,总结卫星互联网发展现状。

第2篇(第5~7章):卫星互联网顶层规划设计,从顶层设计的角度出发,对卫星互联网体系结构设计、通信协议选取和软件、硬件的技术要求提出规划,给出了卫星互联网技术体系的设计发展思路,为卫星互联网系统硬件、软件、协议、存储控制和拓扑设计形式提供参考标准。

第3篇(第8~11章):卫星互联网关键技术架构剖析,从天基、地基、边缘和安全四个方面,对卫星互联网涉及的关键技术架构进行了详细阐述和方案设计。

第4篇(第12~15章):卫星互联网产业发展思考,全面分析了卫星互联网上、中、下游产业链发展现状,深入剖析了卫星互联网产业模式和应用前景,最后提出了对卫星互联网产业发展的一些思考。

本书的编写得到了国务院政府特殊津贴获得者、载人航天测控通信系统专家祝转民博士的全程指导,在此表示由衷的感谢;参与科技部天地一体化信息网络重大项目的密码专家宋宁宁博士也给本书提出了非常宝贵的建议,在此致以最诚挚的谢意。另外,感谢电子工业出版社李树林编辑的大力支持和极其认真、细致的工作。

卫星互联网属于新兴领域且覆盖面非常广泛,所涉及的一些关键技术仍在研发攻关阶段,产业模式还有待进一步明晰,因此书中难免存在不当之处,敬请读者谅解,并给予宝贵意见。

编著者

2021年9月