11月26日下午，文汇讲堂“数字力量”系列163-5“卫星互联网：让世界一网来到你身边”在上海报业集团成功举办。 中科院微小卫星创新研究院高级研究员、北斗三号卫星总设计师林宝军、文汇讲堂工作室李念作问答讲座; 对话环节，邀请了中国电信上海总工程师助理徐昊就通信这一话题进行探讨。 17位听众参与了互动。
50 位现场听众有幸赢得了这个 NFT 数字收藏。 11月29日晚，作为预热的延伸，汀佑微信群发起语音问答，徐昊回答了汀佑的12个问题。
本次讲座由温蔚宝和上海舒图区块链研究院联合主办。 温 Wei Po **和喜马拉雅同步收听两个频道**直播。 向集团财经媒体运营团队技术支持汇报。
经过整理，现在分四篇文章供读者阅读。 这是主要讲座。
林宝军用通俗易懂的语言讲解，引起了观众的极大兴趣
什么是卫星互联网？
文汇大讲堂：“卫星互联网”是热词，也伴随着一系列新闻。 主持人刚刚表示，马斯克的SpaceX旗下的Starlink于当地时间22日发布了**23颗星，23日，你们中科院微卫星创新研究院成功发射了**互联网卫星技术试验卫星，同名卫星也于7月22日发射升空。
什么是卫星互联网？ 您之前曾收到过任何人、任何地点、任何时间、任何人、任何地点、任何时间的呼叫图像。 您今天能用学术术语给出一个定义吗？
主要特点是覆盖范围广、带宽大、时延低。
林宝军：我还是不想用特别学术化的语言，让人听起来很挣扎。 从大家熟悉的地面光纤网络来看，一言以蔽之，卫星互联网就是用一台强大的计算机和光纤网络连接整个世界。
为了扩大局面，卫星之间通过空间上的无线通信链路相互连接，并与地面站点合作，形成高效的通信网络，将当前地面光纤网络无法覆盖的区域连接起来，如海洋、空中、沙漠等传统光纤网络难以到达的区域， 形成天地一体的网络，这就是我们理想的卫星互联网。例如，在东南亚一些没有光纤的地区，居民可以通过手机连接到通信卫星，卫星可以将信号传输到中国或韩国等地的接收站，从而实现全球互联网连接。
然而，建设卫星互联网不仅仅是连通性，卫星互联网有几个特点。
卫星互联点：广覆盖、大带宽、低时延
广覆盖就是解决泛在性问题，可以连接世界任何地方，包括空域，有效解决传统网络覆盖的局限性。
大宽带意味着用户不仅可以发送消息、通话和观看电影，还可以快速访问大量数据，例如直接从纽约图书馆检索和访问大量图像和资料。
时延低，卫星与卫星之间的通信是真空的，600公里外的卫星之间的通信时延约为2毫秒，上海到纽约的距离约为150,000公里，有大约50毫秒的延迟。 光纤网络通信大约是1.比星际传播慢67次，因为信号是通过地面上的核心网传输的。 例如，如果两个人在纽约通话，使用中国移动，我的话会先传输到北京的核心网，然后发送到北京的中国移动接收器，这需要绕道而行。 相反，在理想的卫星互联网通信过程中，这种通信可以直接在美国上空的卫星上进行处理，包括加密、合法性验证、计费等，从而使通信过程更加高效和快捷。
高轨道卫星覆盖区域广，低轨道卫星时延低。
文汇讲堂：我这里有一个定义：卫星互联网是一种新型的通信方式，以卫星为接入手段的互联网宽带服务模式，是指多次发射数百甚至数千颗小型卫星。 在低轨道上形成卫星星座，将这些卫星用作空中基站，从而达到类似地面移动通信的效果，实现空间互联网。
这里特别指出了由低轨道组成的卫星星座。 一开始，我们谈到了我们引以为豪的华为meta60pro，它可以启用卫星互联网，它与2024年发射的中国自主研发的“天通”1号通信卫星相连，36万公里，怎么理解？
网络中高、中、低轨道卫星的工作示意图。
林宝军：为什么现在低轨卫星互联网这么火？ 因为“小延迟”。 3.从地面60,000 公里需要 120 毫秒，即 012 秒。 但俗话说，“站得高，看远”，地球同步轨道是3在6万公里的轨道上，三颗恒星可以覆盖整个世界。 中轨需要6-7颗卫星才能覆盖，而到5、600公里的轨道，则需要上百颗卫星才能完全覆盖，优点是延迟少。 高地球轨道卫星还有一个特点，因为距离远、带宽小，无法满足上海2500万人口等高密度地区的需求，但有数百颗低轨卫星，能实现大带宽就是大通信，低延迟就是速度快。
文汇大讲堂：高轨道、中轨道、低轨道的具体范围是什么？
林宝军：从卫星的角度来看，离地163公里到1100公里称为低轨道，163公里以下，大气阻力大的卫星容易被击落; 离地1万到2万公里的高度称为中轨道，我制造的北斗三号卫星在2万公里的轨道上。 高轨道特指地球同步轨道，距地面36万公里，这是一个具体的概念，卫星可以与地球的自转速度同步，相当于地球转一圈，卫星跟随一圈。 例如，如果将一颗恒星放在赤道上方，则地心与地面交点处的卫星的交点将不会从地球移动。 从哲学上讲，不可能有不动，而“相对不动”的轨道就是高轨道。 再往上走，比如月球和火星，是深空的概念。
目前，高轨道卫星居多，包括电视卫星和通信卫星。 “嫦娥”号的下一步是载人登月，地球与月球的通信，甚至与火星的通信也在同步研究之中。 深空的概念将不断向外扩展，整个人类的视野将越来越开阔。 有一天去月球和火星，来回走动大约需要一千天，但不远的某一天，一定会完成的。
卫星互联网为什么受欢迎？
文晖大讲堂：小时候，我们都以“东方红”卫星为荣，为什么以小卫星为主的卫星互联网，在近几年突然流行起来？ 请林先生从航天史的角度出发，小卫星是什么时候开始的？
从现在开始，包括低轨卫星在内的航天工业必须向规模化、智能化、网络化发展
2024年，中国发射了第一颗微型卫星。
林宝军：回顾卫星发展的历史，2024年前后，前苏联发射了第一颗人造卫星，我访问俄罗斯的时候也看到了卫星模型，直到2024年代，卫星发展的第一阶段是美苏争夺霸权的结果。 上个世纪访问俄罗斯时，俄罗斯科学家自豪地说，当时世界上40个最大的国家中，俄罗斯占了32个。
第二阶段是从2024年代到2024年代，最早的是在2024年英国商学院发行的**“UOSET-1”小卫星，虽然制作起来不是很容易，但成本特别低，开启了小卫星的概念，它延续到2024年代后期，2024年又有了铱星星座和全球星座。 2024年，我国第一艘载人飞船“神舟五号”飞船发射后，中科院上海小卫星工程部成立，我国研制出第一颗“创新一号”微型卫星，重量仅为100公斤。
从2024年到2024年是第三阶段，马斯克的SpaceX在其中发挥了主导作用。 首先是实现低成本，原来航空航天是一项非常昂贵的业务，马斯克引进了只有通过技术推广和专业团队垄断才能实现的传统技术成果，并引入了商业机制，最终实现了低轨卫星的研发、生产和应用。 通过马斯克的一些改革和概念上的突破，大家都看得出来，卫星的技术还是可以这样玩的。 在国内，除了传统的五院（中国航天科技集团公司第五院，即中国空间技术研究院）、第八院（中国航天科技集团公司第八院，即上海航天技术研究院）、中国科学院微卫星创新研究院、 而中国航天科工集团公司、银河、天翼、微纳星等商业公司如雨后春笋般涌现，推动了国内外技术的整体发展。
从2024年到2024年，将进入一个新的阶段，航天，包括低轨卫星，必须实现大规模、智能化、网络化。 在不久的将来，卫星互联网可能会像互联网一样方便易用。
探索暗物质的“悟空”正在创造未来的需求
为什么它如此受欢迎？ 我认为一个是需求，另一个是技术驱动。 首先，随着技术的进步，每个人的需求也越来越广泛。 例如，你离不开手机和汽车。 二是技术越来越进步，以北斗为例，计算机技术、微电子、材料、结构等部件的进步催生了北斗全球网络，目前在200多个国家使用，年产值达5000亿。
需求驱动技术，技术产生需求。 需求，不仅是眼前的需求，还要基于未来可能的需求，换句话说，我们要创造需求，然后改善需求，无论是任正飞还是马斯克都在创新创造未来需求。 自人类诞生以来，他们一直在寻找未知的答案，目的是改善自己的生活。 有人问我，暗物质探测有什么用？ 我给他举个例子，当他发明二进制，0和1时，看起来很简单，谁能想到它会改变世界？ 如今，包括电脑和手机在内的所有数字技术都是由0和1组成的。 它们推动了人类的过去、现在和未来。 卫星技术的发展，包括空间技术的发展，既是今天的成就，也是对未来的准备。
全球形势：SpaceX、OneWeb、俄罗斯“Sphere”、中国“Star Network”。
SpaceX、OneWeb、“Sphere”和中国的“星际网络”正在竞争和合作
文汇讲座：除了SpaceX，英国的OneWeb和俄罗斯的Sphere项目也有一席之地，你能解释一下吗？
林宝军：英国的oneweb是一个由数百颗卫星组成的卫星通信网络。 它的特点是恒星之间没有交流。 马斯克的“星链”，距离地面300到1100公里，第一代恒星已经发送了5000多颗，但是没有星间链路，第二代恒星计划是3万颗左右，而国际电信联盟（ITU）已经批准了7000颗，加上第三代，这些最终将形成4颗其中20,000个连接起来，形成一个强大的通信卫星网络链。
一般来说，早期的卫星是旋转卫星或存储卫星，其贡献是以非常低的成本制造卫星。 UOSET-1为存储传输卫星，OneWeb为透明**卫星; 俄罗斯的“球体”卫星和中国国内的“星网”早期也是如此。
星网成立于2024年，是一家基于商业模式的全国性互联网公司，协调各机构的探索计划，是中国团结共创的实践。 它指的是现有的红运、红岩等低轨卫星计划，计划发射约130,000件。 私营独角兽公司银河（Galaxy）已成功招标，并计划到2024年推出1000个。 上海也有很多计划。 23日，我部队成功发射了“星网”试验卫星一颗，目前已经发射了几颗卫星，明年后年将加快发射。
我国“星网”处于试验阶段，核心技术已经突破。
中国的商业航天正在蓬勃发展，银河将在2024年从该网络发射1000颗小型卫星。
文汇讲堂：2024年，我国出台政策鼓励民营企业和社会力量参与航天卫星的科研、生产和发射，大量民间资本投资迎来了商业航天的蓬勃发展。
林宝军：目前，我国的“星网”还处于实验阶段。 从发展的角度来看，关键技术和核心技术都解决了，制约我们发展的因素就是承载能力，马斯克的星链公司是一支箭60颗卫星，我们可以击中20颗左右的同类卫星。 因为还处于实验阶段，整个系统还没有完全成熟，多打就浪费了。 实验成功后，很快就会被大量击中。
在思路上，马斯克的Starlink和英国的oneweb还是上下弯曲的，即透明的**，明星之间没有通信，想要连接成网络，就必须做到明星之间通信。 我经常举个例子，说到底，中国的“卫星网”相当于把地面上强大的计算机搬到卫星上，而每一颗卫星都是一个强大的计算机系统，用激光通信把星星与星星连接起来，这个激光相当于地面上的光纤，整个天空都连接成一个网络， 而地天也可以很好地连接起来，形成一个强大的天地互联网络。
有了星际互联的技术，中国和世界都站在了同一个起点上。
林宝军：从这个角度来看，中国与美国和英国的起步相似，我们正在试验星间激光通信。 距离长达数千公里，如北斗网络中恒星之间的距离为7万公里，微弧度为10到负6次方，毫弧度为10到负3次方，卫星要求的控制精度非常高。 天空中有高能粒子，也有太阳风暴产生的宇宙粒子，当它们撞击光纤时，其性能会降低，等等。 只有突破了一系列技术难点，才能真正实现我刚才提到的理想世界和一张网络。
文晖讲座：你能理解一下，卫星互联网至今还是未来互联网的一个概念。 现在各国正在无限接近它，理想的情况是在明星之间建立联系，这是马斯克没有做到的。 我们人类作为一个整体，能否展望未来，让中国和其他国家站在同一个起点上？
林宝军：是的，现在我们都在为人类的共同方便而奔波，从更高的角度来看，每个人的整个方向都是一样的。
文汇讲堂：方向是一样的，但方式不同。 卫星互联网现在相当于半脚在门口，已经看到了前景？
华为Meta60Pro手机从网络直接连接到卫星。
林宝军：不是半尺出门，半尺就已经进门了，比如华为的meta60Pro手机，就是通过“天通”1号通信卫星实现卫星上网的。 这个跨度比较大。 现在各国建立的星际网络，包括马斯克建立的星链网络，都必须由终端接收。 这个终端俗称“锅”，希望半径在30cm、50cm、不超过1米之间，所以不能直接连接手机。 不过，Meta60Pro和“天通”一号卫星已经实现了与手机的直接连接。 手机将信号发送到“天通”一号卫星，“天通”一号将进入地面核心网，核心网将要处理的东西处理好再上天再上天再到达目标通信对象。 目前，核心网络包括充电、安全管理、加密等。
未来互联网一定是高轨道、中轨、低轨卫星，再加上地面上的互联网，如果将来使用亚轨道飞行器，它们将与亚轨道一起形成天地一体化的网络，这个网络几乎是无所不能的。
轨道和频段资源是不可再生的，各国之间存在竞争和创新。
频段和轨道存在竞争，但它也激发了网络的研发潜力。
文汇讲堂：2024年6月，北斗三号网最后一颗卫星成功发射之际，我们做了题为《北斗走出去》的文汇讲座。 专家表示，高轨道轨道资源和频谱资源有限，即不可再生资源，各国之间存在竞争。
林宝军：是的，有这个问题。 轨道分为低、中、高，一定有满的时候。 如果轨道超限，则必须防止碰撞。 在分频方面，由于它们都是电磁波，因此它们之间存在干扰。 例如，北斗、GPS、GLONASS，包括后来的伽利略。 目前，国际电信联盟（ITU）规定，轨道和频率先申请获得，申请后7年内未使用，则交给第二家公司。
从通信的角度来看，有L、S、KA、KU、C等频段。 开头 36万公里的高空轨道大多在C波段，然后KU和C几乎满了，现在KA等频段正在被激活。 从这个角度来看，包括中轨、低轨是一样的，频段和轨道位置自然非常拥挤，一方面频率要以各种形式划分得更广，另一方面要发展更高的频段，比如KA频段是新开发的。
现在的原则是让低让位于高。 例如，如果一颗低轨道卫星在赤道附近飞行，如果它广播的信号与高轨道卫星广播的信号相同，则应关闭低轨道卫星并给予高轨道卫星。
李念整理）卫星互联网的使用和行业挑战，请关注主讲人）。
作者：林宝军李年。
文：林宝军 李念图：活周 **照片部分来自PPT 胡 杨编辑：李念 责任编辑：李念。
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