卫星互联网发展概况
- 地面系统:正朝着通感算一体、云网融合的6G方向发展。国内电信运营商通过5G网络优势推动云网融合,如联通的CUBE-Net3.0、电信的“网边云用服”服务、移动的“连接+算力+能力”新基建。国外运营商如AT&T与微软合作将网络运营转移至云端,Verizon与AWS合作提供卫星云计算服务,NTT与微软合作构建云网集成体系。
- 卫星系统:发展分为透明转发、星上处理、云网融合三个阶段。国内天通系统为透明转发模式,天智一号为星上处理模式,中国星网在网算资源虚拟化等方面进行探索。美国铱星系统为星上处理模式,星链与微软、谷歌云合作提供云计算服务,星盾卫星网络实现即时遥感服务。
空天地一体化卫星互联网架构展望
- 物理组成:由空间段(不同轨道卫星)、地面段(运控中心、信关站)、用户段(各种型谱用户终端)组成。未来空间段卫星资源虚拟化,地面段实现一体化运维平台,用户段终端向卫星发起服务请求。
- 网络架构:未来架构基于服务的网络功能层,增强控制面和用户面,增加安全面、数据面、计算面、AI面等功能实体。星上和地面采用相同架构设计,便于星地联合管理与编排。
- 关键技术:网算资源虚拟化、卫星互联网网元云化、服务化架构和开放协议设计、网算资源感知与分配、星地协同智能服务技术。
即时智能遥感应用展望
- 即时遥感服务:星盾卫星网络实现即时遥感服务,为用户提供高分辨率对地遥测数据,在军事应用上具有颠覆性变革。实现难点在于遥感侦查感知数据的快速处理,通过云网融合和星上资源虚拟化实现广域高效协同感知。
- 即时遥感服务流程:用户终端APP发出业务请求,卫星云生产产品,接入卫星下发给用户。
- 即时遥感应用的计算面实现:基于微服务的计算面解耦为多个独立功能实体,按需激活和调用,实现定制化的即时遥感应用服务。
- 人工智能增强遥感目标识别的AI面实现:AI面解耦为多个独立功能实体,实现定制化的遥感目标智能识别应用服务。联邦学习、分割学习等方法在空天地一体化卫星互联网中实现智能服务。
- 关键技术:在轨任务智能规划、在轨数据智能处理、星载分布式智能计算卸载、高效智能化的先进算法设计、模型轻量化技术。
结论
我国应加快卫星互联网建设步伐,实现即时遥感等新应用,抢占太空竞赛战略高地,支撑国民经济发展,保障国家信息安全。