空間互聯網技術發展現狀及趨勢*

李紀舟，路 璐，郭利民

0 引言

隨著信息和網絡技術的飛速發展，互聯網已滲透到政治、經濟、社會、科技的各個領域，成為人類第二生存空間。如何將互聯網技術應用到太空，將人類文化、生產、科學等活動拓展到太空空間，為遠洋航行、導航定位、深空探測等空間應用提供基礎支撐，為全球通信欠發達地區提供互聯互通服務，是全球科學家正在研究的熱點問題。

1 空間互聯網

1． 1 概念及內涵

目前，空間互聯網還沒有統一的概念和正式權威的定義，是人類為了充分發揮地面互聯網的技術優勢，為探測太空和拓展地面互聯網服務而構畫的一個藍圖。一般認為［1－2］，空間互聯網是指，將地面互聯網概念引申到空間信息網絡，利用地面互聯網技術優勢，以衛星星際鏈路為物理傳輸媒介，按照高效利用、綜合集成的原則，將太空中不同軌道的各種衛星、星座及航天器等太空信息資源進行有機連接，構建的集成化、智能化、綜合一體的太空信息網絡，具有與地面互聯網類似的應用服務能力，并且與地面互聯網具有良好的互聯互通性能。

空間互聯網的內涵可以從兩個方面來理解［2］:第一，是利用地面互聯網技術對空間信息資源進行的統一規劃和設計，而不是對單一用戶或專項任務進行的單一解決方案;第二，在采用地面互聯網現有技術和協議的同時，要充分考慮太空通信和太空任務的自身特點及特殊需求。

空間互聯網的能力應滿足如下基本要求［3］:一是地面上的任何一個地點，能在任何時刻直接或通過地面網絡關口站，與至少一顆網絡節點星進行星地通信;二是太空中的任何一個航天器，能在任何時刻直接與至少一個網絡節點星進行星間通信;三是任何一個網絡節點星，能在任何時刻能與其他至少兩顆網絡節點星進行雙向星間通信;四是網絡節點星具備動態自動路由功能，即任何一顆網絡節點星的退出或加入，都不會導致網絡癱瘓，并能自動重組網絡;五是能滿足不同業務質量要求(QOS)的通信傳輸;六是能在空域和時域上無縫連接的進行文件操作;七是具備各種網絡高層應用能力(如基于網絡的Web應用等);八是具有網絡數據安全保障能力。

1． 2 組成及結構

空間互聯網由地面段和空間段兩部分組成［4］。地面段主要包括與航天器有關的地面網絡:數據接收網、空間監視網、天文觀測網、陸基航天測控網、業務測控網、用戶業務服務網、在軌服務保障網、空間網絡運維網、中繼衛星地面系統等網絡或系統。空間段主要包括所有航天器:中繼衛星、具有星地和星際鏈路的單顆航天器、只有星地鏈路的單顆航天器、有星間鏈路的飛行器編隊和星座、其他航天器等。

空間互聯網的結構分成三部分，主要包括［4－5］:骨干網、外部網和行星網。

1)骨干網。通過衛星為地球、月球、其他行星、航天器和太空探測器之間的通信提供基礎設施支撐。其中，航天器和各種星體可作為網絡節點進行通信傳輸。

2)外部網。由在行星、軌道空間站和空間探測器之間飛行的航天器節點組成。其中，航天器節點之間可進行遠程和短程通信靈活選擇。在兩個節點相距較遠時，使用遠程通信，相距較近時，使用近程通信，能有效節約耗能。

3)行星網。由行星表面網和行星衛星網兩方面組成。表面網主要為表面節點(如傳感器節點等)提供傳輸鏈路，也可為行星表面不能與衛星進行直接通信的節點提供無線轉發通信服務。衛星網主要包括行星表面結點、軌道衛星和骨干節點之間的通信鏈路，具體負責表面網與骨干網之間或表面網之間的通信中繼。

1． 3 特點及優勢

空間互聯網與傳統地面互聯網相比，具有如下自身鮮明的特點［4，6－7］:

1)網絡拓撲結構動態變化?？臻g互聯網的網絡節點是由各種不斷運動的衛星所擔負，其在空間的位置按照一定的規律動態變化，導致空間互聯網的拓撲結構也隨時間進行有規律的變化。

2)網絡資源及能力受限。太空網絡設備的性能相對于地面網絡較差，比如，計算機芯片的計算能力、存儲器的容量以及通信傳輸能力均受到很大限制，要求空間網絡協議必須簡潔，數據庫容量不能太大。

3)網絡連接時斷時續?？臻g互聯網的數據鏈路會隨著衛星節點的位置變化而動態調整，兩點之間的通信時斷時續。

4)傳輸延時大?？臻g互聯網的傳輸路徑比地面互聯網遠，造成傳輸時延較長，深空探測時時延更大。

5)數據傳輸誤碼率高?？臻g互聯網的微波傳輸或激光鏈路與地面網絡的光纖通信相比，受環境的影響大，鏈路性能不穩定，造成傳輸的誤碼率高，也有可能中斷鏈路。

6)鏈路帶寬不對稱。即空間互聯網的空間段與地面段的傳輸帶寬不對稱，地面段速率高，空間段速率低。

7)可靠性和安全性較低。由于空間互聯網的暴露性，更容易遭受第三方的竊聽、摧毀和網絡攻擊。

8)綜合性強?？臻g互聯網融合了衛星導航、通信、測控、遙感等多種綜合性衛星網絡，能夠實現多種軌道衛星星座優勢互補。

空間互聯網相較于傳統的空間信息網絡，具有如下優勢［4］:

1)減少協議轉換。目前，空間信息網絡的星上、地面和星地三方面的傳輸協議沒有統一，至少需要2次協議轉換才能完成數據傳輸，空間互聯網將采用統一的網絡協議，減少不必要的協議轉換。

2)統一傳輸協議。目前的空間信息網絡由于采用了多種衛星網絡，造成多種傳輸協議并存，地面接入網絡的協議也不盡相同。空間互聯網采用了地面互聯網的統一協議，增加了規范性。

3)促進信息共享。空間互聯網利用互聯網技術優勢，將太空、地面的信息資源互聯互通，極大地促進了信息資源的流動和共享。

4)避免重復建設?？臻g互聯網提供了信息資源的共享能力，減少了空間資源的重復建設。

5)適應未來發展。隨著地球資源的枯竭，太空將是一個新的利益增長點，必須利用互聯網技術構建統一的空間互聯網，來適應未來更加頻繁和更加復雜的航天應用活動。

2 空間互聯網關鍵技術

空間互聯網是一個綜合性的復雜信息網絡，涉及的關鍵技術除了天線技術、高效調制技術、射頻技術、高效編碼技術、信源壓縮技術、光通信技術、軟件無線電技術、星上網絡交換技術、網絡安全技術、網絡管理技術等空間信息領域的共性技術外，最具特色的關鍵技術是空間互聯網路由技術、空間互聯網協議技術。

2． 1 空間互聯網路由技術

空間路由器主要用于連接空間各種異構網絡，屏蔽物理網絡間的細節，在異構網絡之間進行數據報文的轉發、轉換數據協議、保障數據安全、控制網絡流量和提供服務質量保證等功能，是空間互聯網的關鍵設備和空間網絡協議執行的主要部件。目前，研究的空間路由主要分為邊界路由、接入路由和衛星間路由三種［8］。其中，邊界路由主要用于地面網與天基網、空基網與天基網、深空網與天基網之間的網絡連接。接入路由主要用于為地面網、空基網和深空網用戶尋找接口衛星。衛星間路由是為了尋找從源衛星節點到目的衛星節點的路徑，擔負著星間數據的傳輸、分發和業務QoS保證等功能，是空間網絡進行信息交換的關鍵技術，也是空間互聯網技術研究的一個重要的關鍵環節。

目前，研究比較熱門的衛星間路由技術主要是DTN路由技術［5］。容遲網絡或容斷網絡DTN(delay/disruption－tolerantnetwork)泛指，因為節點移動等原因而造成端到端傳輸路徑的不穩定，甚至長時間處于中斷狀態的一類網絡。該技術最早是針對行星際間的深空通信提出來的，其主要思想是，針對深空中節點連接機會少、遠程通信能力弱的情況，設計一個空間路由，讓信息數據先在節點中存儲起來，等待連接時機或是通過中間節點的攜帶轉發，將信息數據傳送到目的節點，即具有“存儲、攜帶、轉發”功能的路由。目前，已提出的DTN路由技術大概分為四類:

1)先驗未知路由:即空間網絡中的節點對于網絡拓撲和其他節點的運動方式及位置等信息完全未知，必須依賴節點自身的內在運動并結合一些必要的編碼方法或復制刪除策略來進行信息數據的傳輸。該類路由的解決方案主要有:洪泛和流行病路由、可控洪泛路由、基于編碼的路由等，但都存在信息傳輸率低和時延長問題，并且能量消耗大。

2)部分先驗已知路由:該類方案主要有基于連接指標的SEPR和MEED路由;基于概率的PreDA，PROPHET、MV路由;基于節點特性的由 Shabbir Ahmed等提出的基于簇的轉發路由;基于資源利用的AODV路由等。

3)完全先驗已知路由:該類方案主要有路徑樹(Greedy Tree)、線性規劃(Linear Program)、空時方案(Space and Time)等路由。

4)利用節點運動輔助路由:該類方案主要有DataMULE路由;信息輪渡方案，包括節點執行MF方案(NIMF)和輪渡執行MF方案(FIMF);Yu等人提出的基于速率的最快MF方案;Guo等人提出的基于家和鴿子傳信的DTN路由等。

2． 2 空間互聯網協議技術

網絡協議是網絡構成與良好運行的關鍵支撐和核心技術。由于空間互聯網存在高鏈路延遲、鏈路誤碼率高、連接時斷時續、節點資源不足等缺點，致使傳統的地面互聯網TCP/IP協議無法完全應用到空間網絡中，為了充分發揮地面互聯網協議在空間網絡中的作用，人們提出了多種空間互聯網傳輸協議，可分為如下三類［4，6，9］:空間 IP 協議、CCSDS 互聯網協議、DTN協議。

2．2．1 空間IP協議

空間IP協議的思路是，地面基礎網絡除了射頻系統外直接使用商用的IP設備，而在太空的物理層使用傳統的天線和射頻設施，在商用路由器和射頻設備之間增加信道糾錯編/譯碼部分，以彌補商用路由器沒有糾錯編/譯碼的功能，鏈路層可直接利用或局部修改后使用地面IP標準協議，其他各層均采用地面TCP/IP標準協議?？臻gIP協議優點是:能直接利用商用網絡設施與地面互聯網互操作，進行端到端通信;組網靈活;支持靜態和動態路由及移動接入;空間與地面執行同一標準協議。存在的主要缺點是:一是IP協議是基于傳輸延遲小環境的，不適合空間網絡，尤其是深空通信;二是IP協議比傳統的空間傳輸協議效率低;三是按照分級方式實現的地面路由協議不適用于空間操作環境。

2．2．2 CCSDS 互聯網協議

空間數據系統咨詢委員會(CCSDS)針對空間網絡環境特點，對地面TCP/IP標準協議進行了改進，開發了一系列CCSDS空間網絡協議，用于空間網絡的信息傳輸［10－11］。在數據鏈路層，使用分包遙控(TC)、分包遙測(TM)和先進軌道系統(AOS)協議。在網絡層到應用層，使用SCPS協議，主要包括網絡協議(SCPS－NP)、安全協議(SCPS－SP)、傳輸協議(SCPS－TP)、文件傳輸協議(SCPS－FTP)。在無線子網使用近空鏈路(proximity space link)協議。在地面網絡，采用TCP/IP協議，但根據太空特點，對其進行了適當改進，并可結合使用CCSDS的空間鏈路擴展(SLE)協議。CCSDS互聯網協議的優點是:專為空間網絡設計，效率高;自身原有的協議比較完善;全球大多數航天機構已采納、應用。存在的主要缺點是:一是需要進行協議轉換，不能與地面互聯網直接互操作;二是靜態路由能力較強，移動接入能力較差，動態路由的開銷大;三是相對于地面TCP/IP協議，開發、測試、維護費用高。

2．2．3 DTN 互聯網協議

DTN協議起源于1998年美國噴氣推進實驗室(JPL)對行星際互聯網(IPN，Interplanetary Internet)的研究，其主要目的是將地面互聯網擴展到整個太陽系，為太陽系中的航天器、空間站和探索其他行星的機器人等提供像地面互聯網一樣的通信服務［12－14］。DTN 協議與前兩種協議的區別是:一是DTN引入了“捆綁層(Bundle Layer)”作為連接不同受限網絡的覆蓋層，采用此覆蓋的節點依靠發送“捆綁”的異步信息進行通信。捆綁層提供與地面互聯網關類似功能，但集中于虛信息的轉發，并不是分組交換。二是DTN協議不假定存在發送端與接收端的端到端路徑，捆綁采用存儲轉發方式進行傳輸。DTN協議的優點是:解決了高延時、高誤碼率、帶寬不對稱和間斷性連接的問題，同時，提高了網絡吞吐量，降低了數據丟失率和不同級別的可靠性。存在的缺點是:只是給出了一個框架，許多關鍵技術仍在開發中，體系結鉤建議還不成熟。

目前，學術界研究的DTN空間傳輸協議主要有:①DS－TP(Deep－Space Transport Protocol)協議，面向深空網絡，特點是:帶寬利用率高，但會造成擁塞;采用雙重自動重傳策略，提升了數據傳輸率;采用混合應答方式，提高了差錯控制有效性。缺點是:傳輸時延大、實施復雜;②BP(Bundle Protocol)協議，支持不同網絡間端到端通信，是一個無會話協議。特點是:傳輸過程中，發生鏈路中斷時，能將數據暫存，等再次連接時進行傳輸;發生數據丟失時，能夠進行快速重傳，提高了傳輸的可靠性。缺點是數據成功傳輸的開銷大;③CFDP(CCSDS File Delivery Protocol)協議，是一個文件傳輸協議，可根據不同任務，選擇不同的傳輸模式，并提供不同級別的可靠性和數據有效性。CFDP的優勢是:有助于間斷性連接的處理，特別適合鏈路錯誤率高的數據傳輸。缺點是:對節點的存儲能力要求高，并且實施的復雜性高;④LTP(Licklider Transmission Protocol)協議，分為 green－part和 red－part兩部分，greenpart支持不可靠傳輸，并對要傳輸的數據設置數個檢查點，提高可靠性;red－part支持可靠傳輸。LTP協議的優勢是:即使鏈路失效，也不會造成數據丟失。缺點是:對節點的存儲和處理能力要求高，實施復雜度高等。

3 空間互聯網發展狀況

從上世紀90年代開始，人們就提出了建立空間互聯網的構想，本世紀初期的深空飛行和航天應用加速了空間互聯網領域研究與工程實踐的步伐，期間，世界各國相繼提出和驗證了多個空間互聯網建設計劃或項目，取得了較大的技術進展。

3． 1 行星際互聯網計劃

1998年，美國國防高級研究計劃局(DARPA)聯合噴氣推進實驗室(JPL)啟動了行星際互聯網(IPN，Interplanetary Internet)計劃，提出將地面互聯網技術延伸到空間信息網絡，在地球、月球、火星等行星之間，建立基于互聯網協議的行星際互聯網［4］。隨后，CCSDS發布了2020年的行星際互聯網構想，提出未來行星際互聯網要完成各類空間信息資源的融合、提升和分發，以行星際骨干網(Interplanetary Backbone)為核心，在各行星航天器網絡基礎上，通過星際關口站(In terp lanetary Gateways)互聯互通［3］。2004年2月，美國NASA宣布，“勇氣號”火星探測器在火星表面接受到了歐洲火星軌道衛星轉發的指令，并把數據回傳到了NASA，數據傳輸過程使用了互聯網協議，沒有丟失數據，也沒有出現冗余數據。證明行星際互聯網項目測試獲得初步成功，為今后建立太陽系行星間的通訊網絡提供了技術可行性。目前，行星際互聯網計劃已完成體系結構和數據格式的定義，進行了系統仿真、地面及飛行試驗，形成了相關協議標準及建議書。

美國的行星際互聯網由主干網、接入網、星座或編隊網、近距網絡構成［4］。其中，主干網(Backbone Networks)是由數據中繼衛星、地面測控網和數據網、深空網等構成的高速寬帶網絡，負責信息傳輸與分發。接入網(Access Networks)是由負責航天器和主干網建立連接和數據交換的設備構成的網絡。星座或編隊飛行網絡(Inter－spacecraft Networks)是由協作飛行的航天器(星座)或衛星編隊內用于交換數據的星間鏈路構成的網絡。近距無線網絡(Pro－ximity Wireless Networks)是指在主航天器與其他航天器之間建立的網絡。

3． 2 空間互聯網路由器計劃

1996年，美國就開啟了空間互聯網路由器的研發歷程［15］。1996年，NASA的JPL為STRV－1b衛星上的一個軟件分配了一個IP地址，開始進行通信測試。2000年，NASA在 UoSAT－12衛星上載TCP/IP堆棧，采用了IP技術。2003年1月，NASA發射了芯片衛星，使用了TCP/IP技術實現了與所有地面站的通信。2003年9月，美國思科公司的CLEO移動路由器搭載“英國－災害監測星座”(UK－DMC進入太空，并首次驗證了DTN技術。2005年9月，思科的CLEO經過兩年的測試，證明了空間IP協議通信的可行性。2007年，美國國防部、思科公司和國際通信衛星公司啟動了空間互聯網路由項目(IRIS，Internet Routing in Space)，旨在利用地面互聯網協議，實現空間路由器的互聯網功能。使用IRIS路由器后，原來的“雙跳”(double－hop)衛星通信數據傳輸方式，變成“單跳”傳輸方式，不必通過地面遠程端口，直接經由衛星提供IP路由，減少了通信帶寬占用率，也降低了傳輸中的數據延遲，提升了數據傳輸量和通信鏈路的效率及靈活性。IRIS支持話音、數據和視頻通信，能使用小型天線。2009年11月，世界上第一臺IRIS進入太空，在進行兩個月的調試及三個月的軍用測試后，開始了為期一年的商用測試。期間，地面人員對IRIS的網絡操作系統(IOS)進行了升級。2010年12月，IRIS路由器實現了在不利用任何地面設施的情況下，完成了首次網絡通話(VoIP)。2011年5月7日，美國空軍的GEO－1衛星發射升空，也搭載了 IRIS路由器，目前，IRIS已基本完成商業化運營準備。

3． 3 空間網絡協議試驗情況

2000年10月，美國JPL啟動下一代空間互聯網(NGSI)項目，開展研究多協議標簽交換協議和移動IP等問題，提出了一系列基于CCSDS的空間互聯網協議［4］。2001年，美國哥達德航天中心啟動了OMNI(Operating Mission as Nodes on the Internet)項目，開展利用地面互聯網協議實現空間通信的研究，論證了將地面IP協議應用到空間的可行性，為在軌航天器接入互聯網提供了技術支撐。2002年，Intel公司的Fall等人提出了DTN網絡概念，用以實現行星際互聯網所需的體系結構和通信協議［9］。2003年9月，美國NASA通過英國的“災害監視星座”(DMC)衛星，利用DTN協議成功傳輸了圖像數據，首次驗證了 DTN星際互聯網傳輸協議。2008年11月，美國JPL利用DTN協議網絡，進行了長達一個月的測試，成功實現地面與距離地球32萬公里的空間探測器之間的圖像往返傳輸，整個試驗網絡設置了10個節點，其中一個節點是位于太空的空間探測器，其他9個節點位于地面，仿真模擬了數據傳輸過程中的各個關鍵環節，這是空間互聯網的首輪成功測試。2009年5月，研究人員從國際空間站向太空發射了第一個基于DTN協議的永久節點，開展了高強度測試，希望一年之內允許宇航員直接訪問互聯網。2010年1月23日，航天員從國際空間站成功發送首條Twitter信息。2012年11月，美國NASA和歐洲航天局(ESA)宣布，已經成功測試DTN協議，國際空間站上的宇航員使用專用計算機，通過DTN協議控制了位于德國的歐洲航天指揮中心的機器人，并稱DTN協議將成為未來行星間互聯網通信的基礎［16］。

3． 4 俄羅斯空間互聯網計劃

2010年12月22日，俄羅斯宣布，正在計劃構建“Kosmonet”空間互聯網［17］?！癒osmonet”網絡是在俄羅斯目前的“信使”多用途通信衛星系統的基礎上研發的，其主要任務是提高空間通信網絡的穩定性和可靠性，保證航天器或飛行器與地面間的通信與控制，為俄羅斯偏遠地區及全球提供語音、寬帶上網、網絡廣播、視頻會議和短信息等互聯網服務功能。俄羅斯計劃在太空部署48顆衛星，所有衛星都位于1 500 km高度的低軌道運行，預計建設投資200億盧布，擬在5年內完成衛星部署，全面實現空間互聯網服務。

3． 5 “O3B”空間互聯網計劃

目前，由于地理、經濟、科技等因素，造成全球還有30億人未能接入互聯網。為此，Google、衛星運營商 SES、匯豐銀行、Liberty Globa和John Malone等公司投資成立了O3B公司，提出了O3B空間互聯網計劃，旨在讓無法享受地面互聯網寬帶服務的“其他30 億人”(Other 3 Billion)接入互聯網［17］。O3B計劃發射16顆MEO衛星，通過載有空間路由器的近地衛星向全球發展中國家或地區發射無線上網信號，初步提供10 Gb/s的數據服務，使其他30億人享受到廉價的地面互聯網寬帶服務。2013年6月25日，O3B計劃的首批4枚衛星發射成功。2014年7月10日，第二批四枚O3B衛星進入太空，與前四枚衛星一起組成一個由八顆衛星建立起來的的全球互聯網框架基礎。2014年9月，O3B公司宣布，由8顆衛星組成的衛星群已開始全面運營，可以提供600 Mb/s的中繼帶寬，而時延不超過150 ms，相關服務指標均達到或超出了協議要求。此外，Facebook和MDIF公司，也計劃與美國NASA合作發射衛星，發展自己的空間互聯網計劃，利用衛星或無人機等技術，讓信息基礎薄弱地區的用戶接入互聯網。

4 空間互聯網技術面臨的問題

空間互聯網技術經歷了近二十多年的研究和實踐，得到了快速的發展，但要實現空間互聯網的完全能力目標還面臨如下幾方面的主要問題［8－9，18］:

1)網絡存在物理環路?？臻g互聯網的結構復雜，動態接入隨意性大，網絡節點密集區域存在物理環路，在進行網絡數據傳輸時，會引起數據惡性循環的發送，導致區域網絡的中斷。

2)傳輸距離遠，時延大，誤碼率高?？臻g互聯網中的各資源相距較遠，如地面設施、空間衛星與其他航天器距離較遠，造成通信時延大，導致數據鏈路易受到空間環境的干擾，增加了數據傳輸的誤碼率，給研發可靠性的傳輸協議帶來了挑戰。

3)空間網絡協議不完善。目前發展的三類空間網絡協議，都存在一定的問題，缺少與地面互聯網協議兼容，并且效率低，花費大，也不能適應通信技術的發展變化，離全面實現互聯網功能的指標要求還有差距。

4)空間網絡帶寬受限。目前，空間互聯網的帶寬和地面互聯網提供的通信帶寬嚴重不對稱，有的只有單向信道，還不能提供類似地面互聯網的寬帶骨干通信網絡，使得擁有海量信息的一方無法與使用方建立足夠的連接，制約了空間資源的互聯互操作。

5)異構網絡的互聯互通問題?？臻g互聯網中的節點類型繁多，不同鏈路組成的子網絡采用不同的網絡技術，如何實現多系統兼容、多平臺互通及異構網絡之間的互聯互操作，是空間互聯網技術發展面臨的主要難題。

6)安全性問題。空間互聯網是一個開放的環境，極易受到來自地面、空中或天基武器的物理攻擊，加之許多技術還不成熟，相對于地面互聯網更易受到網絡攻擊，使得數據傳輸的安全性和完整性面臨著嚴峻問題。

7)網絡擴展問題?？臻g網絡建設是一個逐步完善的過程，建設時間跨度大，期間會不斷出現新的技術和新的業務，要求空間互聯網具有很強的可擴展性，實現所有接入資源的互聯互通。

5 空間互聯網技術發展趨勢

根據地面互聯網技術的發展趨勢和空間應用的未來需求，空間互聯網技術將向如下幾個方面發展［4，6，18，19］:

1)優化體系結構?？臻g互聯網規模龐大、涉及面廣、結構復雜、業務繁多，并且網絡的伸縮性強、拓撲結構動態變化，對網絡體系結構進行科學設計和合理優化，將是未來空間互聯網的發展方向之一。

2)完善網絡協議。目前正在發展的三類空間網絡協議，各有利弊，也都存在一定的缺點，需要不斷完善，以適應未來空間通信的要求，其中，DTN協議最適合于空間通信環境，將是未來的重點發展方向。

3)發展空間網絡路由技術?？臻g路由器是空間互聯網的關鍵設備，是執行空間網絡協議的主要部件，但由于空間環境特殊，數據鏈路誤碼率高、時延大、實時性要求高，給空間路由器的研制帶來很大困難。因此，改進路由和交換協議、提高空間信息處理能力、研發高性能的路由器將是未來空間互聯網的主要發展方向。

4)發展網絡管理技術。網絡管理是空間互聯網的核心，承擔著網絡狀態的監視和預警、空間資源的分配和管理等任務。因此，要使高度復雜、動態和異構的空間互聯網能夠高效、可靠運行，必須研發出有效的網絡管理技術。

5)研發網絡安全防護技術?？臻g互聯網系統龐大、接入方便、環境開放，易受物理和網絡攻擊，其安全性和保密性相對于地面互聯網比較低。因此，在未來的設計中，研發安全防護技術、安全標準協議和保密性能好的網絡設施，提高網絡的生存能力，將是各方關注的重點。

6)發展寬帶通信技術?？臻g互聯網面臨著通信速率低、帶寬小等問題，制約了互聯網技術優勢的發揮。因此，在發展空間互聯網專用技術的同時，全球將繼續發展空間通信技術，以提升空間通信的速率和質量，如天線組陣技術、高效調制技術、寬帶射頻技術、高效編碼技術、信源壓縮技術、激光通信技術等。其中，空間激光通信技術具有良好的抗干擾和抗截獲性、通信帶寬大、數據速率高、天線小、功耗低等優勢，將是空間通信的重點發展方向。

6 結語

空間互聯網是地面互聯網向空中、太空空間的延伸和拓展，是實現全球互聯互通的基礎支撐，是未來互聯網的發展方向，具有廣闊的應用前景。與此同時，空間互聯網在發展中還面臨著許多需要解決的問題，隨著信息技術和互聯網技術的發展，特別是人類對空間應用的旺盛需求，將推動空間互聯網技術快速穩步前進。

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