淺析Outernet計劃

駱 超，武秀廣

（國家無線電監測中心，北京 100037）

1 引言

近日，美國媒體發展投資基金（MDIF）公司提出Outernet計劃，計劃于2015年6月前通過衛星向全世界提供免費Wi-Fi接入，傳送新聞、信息、教育、娛樂等內容，并實現雙向的互聯網服務。

2 現狀介紹

Outernet計劃尤其針對全球40%不能自由完整地從互聯網獲取信息的地區，包括沒有互聯網基礎設施的邊遠地區，也包括一些限制對獨立媒體進行訪問的國家。另外，在緊急情況下，Outernet也會發布一些人道主義的提醒，并對一小部分人提供雙向的網絡訪問，這項功能為由于自然災害或人為因素對自由信息進行限制的地區的個人或組織保留。

Outernet項目提供的網絡將主要供人們訪問可汗學院、Coursera等開放課程網站，以及維基百科、Open Streetmap地圖、Ubuntu和比特幣數據塊鏈等。如果要成為內容制造者和傳播者，目前能連接互聯網的用戶還可以整合信息內容包傳到CSDS社區，被“頂”最多的內容則會通過Outernet進行廣播。

但是，Outernet目前只是單向的信息傳遞系統，利用現有Wi-Fi設備接收單向的信息廣播，而不是上網，也就是說，Outernet計劃目前提供的網絡是單向的類似廣播的服務。與Google和Facebook聯網項目相比，Outernet目前只是一個發布信息的平臺，是一個僅供少數人發布主觀內容的平臺。MDIF公布的Outernet計劃工作安排表見表1。

表1 Outernet計劃的工作安排表

3 技術手段

根據MDIF的描述，該公司將向近地軌道發射150余顆低成本微型衛星，在地面上建立多個基站（地面站）并向衛星發射數據流，在空間上利用基站的高增益天線和大功率設備與進行通信，在衛星上使用的是基于UDP的Wi-Fi多播，將解析后的數據轉換成無線網絡傳播到全世界的任意角落，并且連續不斷將其傳輸出去，直至收到新的數據流。也就是說，微型衛星類似于一個超大的無線路由器。

傳統意義上的Wi-Fi是一個可雙向通信的網絡技術，但Outernet計劃尚未提及通過何種方式實現用戶終端雙向通信。

3.1 微型衛星

20世紀90年代，隨著新技術、新思路的出現，小衛星概念被提出[1]。

20多年來，全世界共發射小衛星900多顆[2]，占發射總量的30%。利用小衛星編隊組網運行，可以實現單顆衛星難以實現的功能，并且方便添加新的系統和技術，從而使那些需要較長研制周期的儀器可隨時添加到衛星中去。另外，小衛星具有單星測控能力，使系統測控可靠性進一步加強。小衛星有功能模塊集成化、功耗低、體積小、重量輕、成本低等優點。但是小衛星也具有壽命短、單點故障敏感、有效載荷有限等缺點。

Outernet計劃使用立方衛星（Cubesat），屬于皮型衛星，是一個10立方厘米的立方體，重約5千克，造價只需3 000元人民幣左右，發射成本約為6.5萬美元。因此，這項計劃僅衛星一項需要花費上千萬美元，還不包括每年的維護和升級費用。立方衛星的能量來源主要來自于太陽能板或電池轉換來的電能。

3.2 基于UDP的Wi-Fi多播

多播也稱為組播，網上視頻會議、網上視頻點播特別適合采用多播方式。多播可以做到不浪費很多帶寬的一對多通信，但其發送的內容是由源節點來決定。

由于多播的重點是提高網絡效率，將同一數據包發送給盡可能多的計算機，但每個TCP連接可能需要重發不同的丟失的數據包，或者可能存在不同延遲、不同順序的到達和數據包集。因此，一般使用基于UDP的多播方式。

基于UDP的Wi-Fi多播則是通過Wi-Fi網絡向智能手機和平板電腦以最低延遲直接發送視頻、實時消息、圖片等，至于交互行為的支持則沒有提及。

4 存在問題

目前，大部分微型衛星的工作頻段是137～1450MHz，但ITU規則并未對微型衛星的使用頻段等做明確規定。為避免可能造成的同頻干擾，歐洲等國已陸續在WRC12會議上提出相關提議，并將在WRC15會議上繼續進行討論。

Outernet計劃也面臨相同的問題，其計劃使用的頻段與Wi-Fi頻段相同，若實現雙向通信，衛星將極易受到地面無線設備的干擾，衛星網絡數據傳輸的干擾問題仍需解決。

5 結束語

MDIF稱，這個項目的實現不存在技術障礙，并正在通過接受捐款的方式為Outernet計劃募集資金。但是，即使在暫不考慮技術可行性和運轉資金的情況下，Outernet計劃仍然飽受質疑，如傳輸信息的來源、各國政府的支持與否，以及個人信息安全如何保障。

[1] 林來興.分布式小衛星系統的技術發展與應用前景[J].航天器工程，2010.19(1).

[2] 石衛平，潘堅.微小衛星的發展[J].國際太空，2001(09).