浅析Outernet计划

骆 超，武秀广

（国家无线电监测中心，北京 100037）

1 引言

近日，美国媒体发展投资基金（MDIF）公司提出Outernet计划，计划于2015年6月前通过卫星向全世界提供免费Wi-Fi接入，传送新闻、信息、教育、娱乐等内容，并实现双向的互联网服务。

2 现状介绍

Outernet计划尤其针对全球40%不能自由完整地从互联网获取信息的地区，包括没有互联网基础设施的边远地区，也包括一些限制对独立媒体进行访问的国家。另外，在紧急情况下，Outernet也会发布一些人道主义的提醒，并对一小部分人提供双向的网络访问，这项功能为由于自然灾害或人为因素对自由信息进行限制的地区的个人或组织保留。

Outernet项目提供的网络将主要供人们访问可汗学院、Coursera等开放课程网站，以及维基百科、Open Streetmap地图、Ubuntu和比特币数据块链等。如果要成为内容制造者和传播者，目前能连接互联网的用户还可以整合信息内容包传到CSDS社区，被“顶”最多的内容则会通过Outernet进行广播。

但是，Outernet目前只是单向的信息传递系统，利用现有Wi-Fi设备接收单向的信息广播，而不是上网，也就是说，Outernet计划目前提供的网络是单向的类似广播的服务。与Google和Facebook联网项目相比，Outernet目前只是一个发布信息的平台，是一个仅供少数人发布主观内容的平台。MDIF公布的Outernet计划工作安排表见表1。

表1 Outernet计划的工作安排表

3 技术手段

根据MDIF的描述，该公司将向近地轨道发射150余颗低成本微型卫星，在地面上建立多个基站（地面站）并向卫星发射数据流，在空间上利用基站的高增益天线和大功率设备与进行通信，在卫星上使用的是基于UDP的Wi-Fi多播，将解析后的数据转换成无线网络传播到全世界的任意角落，并且连续不断将其传输出去，直至收到新的数据流。也就是说，微型卫星类似于一个超大的无线路由器。

传统意义上的Wi-Fi是一个可双向通信的网络技术，但Outernet计划尚未提及通过何种方式实现用户终端双向通信。

3.1 微型卫星

20世纪90年代，随着新技术、新思路的出现，小卫星概念被提出[1]。

20多年来，全世界共发射小卫星900多颗[2]，占发射总量的30%。利用小卫星编队组网运行，可以实现单颗卫星难以实现的功能，并且方便添加新的系统和技术，从而使那些需要较长研制周期的仪器可随时添加到卫星中去。另外，小卫星具有单星测控能力，使系统测控可靠性进一步加强。小卫星有功能模块集成化、功耗低、体积小、重量轻、成本低等优点。但是小卫星也具有寿命短、单点故障敏感、有效载荷有限等缺点。

Outernet计划使用立方卫星（Cubesat），属于皮型卫星，是一个10立方厘米的立方体，重约5千克，造价只需3 000元人民币左右，发射成本约为6.5万美元。因此，这项计划仅卫星一项需要花费上千万美元，还不包括每年的维护和升级费用。立方卫星的能量来源主要来自于太阳能板或电池转换来的电能。

3.2 基于UDP的Wi-Fi多播

多播也称为组播，网上视频会议、网上视频点播特别适合采用多播方式。多播可以做到不浪费很多带宽的一对多通信，但其发送的内容是由源节点来决定。

由于多播的重点是提高网络效率，将同一数据包发送给尽可能多的计算机，但每个TCP连接可能需要重发不同的丢失的数据包，或者可能存在不同延迟、不同顺序的到达和数据包集。因此，一般使用基于UDP的多播方式。

基于UDP的Wi-Fi多播则是通过Wi-Fi网络向智能手机和平板电脑以最低延迟直接发送视频、实时消息、图片等，至于交互行为的支持则没有提及。

4 存在问题

目前，大部分微型卫星的工作频段是137～1450MHz，但ITU规则并未对微型卫星的使用频段等做明确规定。为避免可能造成的同频干扰，欧洲等国已陆续在WRC12会议上提出相关提议，并将在WRC15会议上继续进行讨论。

Outernet计划也面临相同的问题，其计划使用的频段与Wi-Fi频段相同，若实现双向通信，卫星将极易受到地面无线设备的干扰，卫星网络数据传输的干扰问题仍需解决。

5 结束语

MDIF称，这个项目的实现不存在技术障碍，并正在通过接受捐款的方式为Outernet计划募集资金。但是，即使在暂不考虑技术可行性和运转资金的情况下，Outernet计划仍然饱受质疑，如传输信息的来源、各国政府的支持与否，以及个人信息安全如何保障。

[1] 林来兴.分布式小卫星系统的技术发展与应用前景[J].航天器工程，2010.19(1).

[2] 石卫平，潘坚.微小卫星的发展[J].国际太空，2001(09).