◎國際宇航科學院院士、中國航天系統(tǒng)科學與工程研究院院長 薛惠鋒

薛惠鋒院長

新一輪信息革命正以摧枯拉朽之勢席卷全球，不斷地刷新著人類的世界觀和發(fā)展觀。它以一種無可阻擋的力量，深刻變革著經(jīng)濟發(fā)展方式、組織管理模式、人類生活方式，成為現(xiàn)代文明的重要象征。信息革命下的網(wǎng)絡空間早已跨越大氣層，邁向太空的無垠空間，繼陸、海、空、天成為深刻影響人類生存與發(fā)展的“第五空間”，并日益顯現(xiàn)出“牽一網(wǎng)而動全身”的核心作用。習近平總書記明確指出，沒有網(wǎng)絡安全就沒有國家安全。推進全球互聯(lián)網(wǎng)治理體系變革是大勢所趨、人心所向。這一要求高瞻遠矚，彰顯了網(wǎng)絡空間命運共同體的價值觀、奏響了邁向新時代網(wǎng)絡強國的最強音。

一、高質量：太空布局悄然拉開天幕

人類對太空的好奇與求索自古有之。早在公元前400 年，哲學家蘇格拉底就曾說過：“人類必須超越地球，到達大氣層的頂端或更遠的地方。因為只有這樣，人類才能充分地理解他所生活的那個世界”。現(xiàn)代航天之父齊奧爾科夫斯基曾說過：“地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠被束縛在搖籃里”。美國前總統(tǒng)肯尼迪也曾預言，誰控制了太空，誰就控制了地球。當前，航天已在各國發(fā)展中占據(jù)越來越重要的戰(zhàn)略地位，太空已成為一種越來越關鍵的戰(zhàn)略性資源。

薛惠鋒院長在第二屆“強網(wǎng)論壇”上作主題報告

世界航天發(fā)展初創(chuàng)于二戰(zhàn)、加速于冷戰(zhàn)、壯大于當今。航天工程具有高技術、高風險、高投入、高回報的典型特征，長期以來，各國均由國家意志組織大批人力、物力、財力推動其發(fā)展。二戰(zhàn)時期，為了贏得戰(zhàn)爭的勝利，軸心國和同盟國紛紛組織大批科學家開展導彈的研究任務。冷戰(zhàn)時期，為了爭奪世界主導權，美蘇兩國展開了曠日持久的“星球大戰(zhàn)”。進入20 世紀90 年代，發(fā)展成為了世界的主旋律，曾經(jīng)的航天工程也就從提升軍事能力轉向了促進經(jīng)濟發(fā)展，從政府主導轉向了市場推動。當前，全球共有12 個國家具備航天發(fā)射能力，共有2100多個航天器（包括衛(wèi)星和探測器）在軌運行，560多名宇航員曾在太空生活、工作，人類已經(jīng)把探索的觸角延伸到了太陽系8 大行星。

錢學森說：“實現(xiàn)宇宙航行，是科學史上的一個大事件。在此以前，人類都是在地球上觀察和研究自然。今后就可以在一個新的立足點上來研究自然和宇宙，這樣必然會出現(xiàn)一個科學上大發(fā)展、大創(chuàng)造的時期”。站在太空的高度思考人類的發(fā)展，許多原有的模式都將被顛覆。把足跡留在更高更遠的太空，是關乎人類高質量發(fā)展的重大戰(zhàn)略問題。

第一，太空布局擴展了高質量發(fā)展的視野。

科技發(fā)展水平是高質量發(fā)展的重要標志。當今世界，重大科學發(fā)現(xiàn)越來越多地誕生于航天領域，人類的生存發(fā)展將越來越大地依賴于空間科學研究成果。隨著探測手段的不斷完善及人類認知能力的不斷提高，空間科學領域的探測與研究在向更深、更廣、更精細化的方向發(fā)展，醞釀著對物理學、生命科學、宇宙科學和地球科學研究的重大突破。人類加深對宇宙的認知、拓展人類的活動空間，將進一步揭示宇宙奧秘與生命起源，以推動人類社會向前發(fā)展。

第二，太空布局奠定了高質量發(fā)展的基礎。

航天科技又被稱為“技術金礦”，航天高技術的“溢出效應”十分顯著。從歐美航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程來看，航天產(chǎn)業(yè)的直接投入產(chǎn)出比約為1：2，但是對相關產(chǎn)業(yè)帶動高達1：7 至1：14。中國近年來開發(fā)使用的1000 多種新材料中，80%是在航天技術的牽引下完成的。中國已有2000 多項航天技術成果移植到國民經(jīng)濟各個部門，它涵蓋通信、金融、醫(yī)療、國防、太空旅游、太空資源開發(fā)和能源利用等諸多領域。又如，1961 年，美國“阿波羅”計劃開始實施，到1972 年結束時花費了240 億美元。但誰都沒想到，240 億美元隨后帶來了高達幾千億美元的市場。來自航天的類似成功案例不勝枚舉。通過航天技術轉移轉化，培育新需求，創(chuàng)造新供給，從而實現(xiàn)新產(chǎn)品、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)的“涌現(xiàn)”，為推動經(jīng)濟社會高質量發(fā)展提供新動能。正如聯(lián)合國和平利用外層空間委員會指出：通過發(fā)展太空經(jīng)濟實現(xiàn)國家的可持續(xù)發(fā)展。

第三，太空布局拓寬了高質量發(fā)展的疆域。

有人說，如果全球70 億人都過上美國人的生活，需要4.5 個地球的資源。宇宙中天體的數(shù)量不計其數(shù)，每個天體都蘊藏著大量金屬或非金屬資源。素有“超黃金”之稱的氦3，在月球上的儲量高達300萬噸，運用核聚變技術，100 噸氦3 提供的能源夠全球用一年。據(jù)美國《科學》雜志介紹，在地球周邊，有700至800 顆小行星比月球更容易到達和登陸，上面具有金、硅、鎳等重要元素。據(jù)預測，在未來的5 至10 年內，太空采礦將興起，數(shù)以千計的行星會被列為開采目標。太空得天獨厚的位置資源、理想潔凈的環(huán)境資源、取之不盡的礦產(chǎn)資源，已為人類高質量發(fā)展開拓了新疆域。

這正是中國特色社會主義建設進入高質量發(fā)展階段后，作出的“航天注解”，貢獻的“航天智慧”。

二、強風險：網(wǎng)絡發(fā)展陷入囚徒困境

縱觀網(wǎng)絡空間發(fā)展，也已經(jīng)從以地面網(wǎng)絡為核心的互聯(lián)網(wǎng)時代，進入到太空網(wǎng)絡時代，打造“天地一體化”網(wǎng)絡已是大勢所趨、人心所向。然而，當前的網(wǎng)絡空間發(fā)展陷入了前所未有的“囚徒困境”，暴露出了諸多“強風險”，已在相當大程度上制約了網(wǎng)絡空間的“高質量”發(fā)展。

第一，地面互聯(lián)網(wǎng)絡管控失衡。

自1969 年美國“阿帕網(wǎng)”建立以來，在整整半個世紀的時間里，美國逐步建立起以體現(xiàn)其國家意志為核心的國際互聯(lián)網(wǎng)體系。正如特朗普任內首份《國家安全戰(zhàn)略》報告指出，“互聯(lián)網(wǎng)作為美國的發(fā)明，應該反映我們的價值觀”。從根本上，各國是讓渡了最為核心的網(wǎng)絡自主權，對網(wǎng)絡通信的安全造成一種巨大的潛在威脅。

眾所周知，根服務器是國際互聯(lián)網(wǎng)最重要的戰(zhàn)略基礎設施，是國際互聯(lián)網(wǎng)的樞紐與核心。世界各國對全球僅有的13 臺根服務器的控制權極度失衡，導致大部分國家網(wǎng)絡自主權在很大程度上受制于人。2003 年，伊拉克戰(zhàn)爭期間，伊拉克國家頂級域名“IQ”從互聯(lián)網(wǎng)消失；2004 年，利比亞與美國發(fā)生分歧，導致頂級域名“LY”突然癱瘓；2010 年，美軍對伊朗實施了“震網(wǎng)”病毒攻擊，造成伊朗核電站崩潰導致核泄漏。這些網(wǎng)絡癱瘓事件無一不體現(xiàn)著網(wǎng)絡自主權受制于人的嚴重后果。

目前的13 臺根服務器都是通過被廣泛使用的IPv4 所提供的IP 地址資源進行解析的，但由于IPv4 的地址空間是有限的，互聯(lián)網(wǎng)號碼分配管理局（IANA）已經(jīng)宣布全球IP 地址分配殆盡。2012 年IPv6 的啟動為新增根服務器提供了機會，也為完善國際互聯(lián)網(wǎng)體系提供了機會。2015 年，互聯(lián)網(wǎng)名稱與數(shù)字地址分配機構（ICANN）正式發(fā)布基于全新技術架構的全球下一代互聯(lián)網(wǎng)（IPv6）根服務器測試和運營實驗項目——“雪人計劃”，面向全球招募圍繞25 個根服務器運營、域名系統(tǒng)安全擴展密鑰簽名和密鑰輪轉等方面進行測試驗證，旨在為實現(xiàn)全球互聯(lián)網(wǎng)的多邊共治提供一種解決方案。但是，“雪人計劃”只是在一個實驗環(huán)境下部署IPv6 根服務器，探索IPv6 環(huán)境下，增加根服務器的可行性?；ヂ?lián)網(wǎng)的國際治理體系依然沒有發(fā)生本質改變，各國面臨的網(wǎng)絡威脅依然存在。

第二，天地一體網(wǎng)絡融合不足。

與地面網(wǎng)絡相比，天基網(wǎng)絡具有高、遠和廣域覆蓋等特點，對于實現(xiàn)海上、空中和地面系統(tǒng)難以覆蓋的邊遠地區(qū)通信有明顯優(yōu)勢。但隨著航天系統(tǒng)種類的不斷增加，整體來看，中國乃至世界范圍的天地一體化網(wǎng)絡建設仍存在著部門化、割裂化、狹隘化的問題，在一定程度上存在天上、地下做加法的簡單邏輯。

“天空地”網(wǎng)絡系統(tǒng)獨立運行。天、空、地網(wǎng)絡存在壁壘，不同的衛(wèi)星采用不同的天地協(xié)議，人力、物力等多方面存在不必要的浪費；星上、星地、地面三部分傳輸協(xié)議尚未進行一體化設計，系統(tǒng)可靠性和操作維護效率很低。

“通導遙”衛(wèi)星系統(tǒng)自成體系。通導遙等衛(wèi)星系統(tǒng)功能單一、結構規(guī)則、運行依賴于地面，相互之間孤立的現(xiàn)有衛(wèi)星體系覆蓋能力有限，體系協(xié)同能力弱，空間信息資源綜合調度、資源共享、分發(fā)服務能力不足，應用產(chǎn)品體系不完善，未形成面向市場的空間信息服務能力，無法滿足實時性、綜合性的網(wǎng)絡服務需求。

“軍民商”星座資源各自為營。各類星座資源紛紛發(fā)布、各自為營，不利于空間基礎資源的統(tǒng)一管理、高效共享和綜合利用。無法實現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的軍民實時共享；衛(wèi)星數(shù)據(jù)分發(fā)銷售不暢，衛(wèi)星用戶仍局限于少數(shù)政府行業(yè)部門，大量用戶不能順暢獲取部分衛(wèi)星數(shù)據(jù)，衛(wèi)星數(shù)據(jù)市場占有率較低。

第三，移動通信網(wǎng)絡競爭加劇。

從移動通信發(fā)展史來看，從1G 到4G 經(jīng)歷了模擬時代、數(shù)字時代、數(shù)據(jù)時代、IP 化時代，正在邁向5G 端到端的生態(tài)系統(tǒng)。每一次大發(fā)展，其背后都是國與國、聯(lián)盟之間的綜合角力。當前，這種競爭有增無減，已經(jīng)在一定程度上制約了新技術的融合發(fā)展與高效利用。

1G 時代美國遙遙領先。摩托羅拉是移動通信的開創(chuàng)者，研發(fā)出第一款無線通信產(chǎn)品SCR-300，開啟了1G 時代。2G 時代歐洲奮起直追。歐盟不甘落后于美國，加強內部聯(lián)盟，推廣GSM（全球移動通信系統(tǒng)）在2G 時代超越了美國。3G 時代歐美中三分天下。這一時期，形成了由歐洲主導的W-CDMA、高通開發(fā)的CDMA-2000、中國開發(fā)的TD-SCDMA 三大通信標準。其中，高通獨占鰲頭。它通過構建CDMA 專利墻，將所有CDMA 的相關專利逐漸籠絡過來，并將專利技術嵌入通信標準，把CDMA 的演算法嵌入集成芯片，使得凡是使用其專利的廠商，必須繳納高額的授權費以取得專利使用權。4G 時代多國尋求合作。以歐洲、中國等多國共同提出的LTE-Advanced 作為4G 技術標準，正好為各大廠商擺脫高通的專利陷阱提供了契機，因此成為了4G 時代的主流通信標準。5G 時代競爭日益加劇。中國從1G 和2G 空白、3G 跟跑、4G 并跑，再到5G 領跑，歷經(jīng)了數(shù)十年的磨礪，然而卻遭到一些國家的圍堵。這使得新一代通信技術的發(fā)展蒙上了濃重的“霸權主義”色彩。

從移動通信發(fā)展趨勢來看，某些國家那種零和博弈、以鄰為壑的思維方式，已經(jīng)難以適應日益復雜的通信變革；各自為營、分裂割據(jù)的發(fā)展模式，已經(jīng)成為移動通信向前發(fā)展的巨大阻力。這種做法不可持續(xù)，但又不可避免，移動通信的發(fā)展仍將面臨諸多變數(shù)。

三、新世界：進入太空6G 新賽道

面對網(wǎng)絡空間發(fā)展的各類風險與挑戰(zhàn)，很多國家紛紛開始在不同程度上采取應對措施。俄羅斯宣布考慮短期內脫離全球互聯(lián)網(wǎng)，印度總理莫迪表示，容納數(shù)百萬用戶數(shù)據(jù)的服務器應該位于印度境內，伊朗擬開發(fā)“清真網(wǎng)絡”，斷開與國際互聯(lián)網(wǎng)接口。這些都是在用修修補補、零敲碎打、簡單拼盤的方法解決網(wǎng)絡空間發(fā)展的問題，都是在過去的互聯(lián)網(wǎng)框架里兜兜轉轉。想要從根本上解決問題，必須要從思想上進行解放，從方法上進行創(chuàng)新，從手段上進行優(yōu)化。

“不謀全局者，不足謀一域；不謀萬世者，不足謀一時”。網(wǎng)絡空間是一個開放的復雜巨系統(tǒng)，面對當前網(wǎng)絡發(fā)展的新發(fā)展、新特點、新趨勢，我們要從更高起點布局網(wǎng)絡空間的未來，必須運用體系化的方法進行頂層設計和整體布局。為此，我們提出了“星融網(wǎng)”構想。

“星融網(wǎng)”是一個以天基網(wǎng)絡為核心，建立的天基、空基、地基多網(wǎng)一體，星間、星地、星船泛在互聯(lián)，天空地多維全域空間覆蓋的自主可控信息網(wǎng)絡系統(tǒng)，實施天空地、通導遙、軍民商等三大統(tǒng)籌，提供“全域無縫覆蓋、全維均衡服務、全元隨遇接入、全時隨心而至”的高智能融合信息服務，最終建立“共建、共享、共管、共治”全球網(wǎng)絡空間命運共同體。

具體而言，“星融網(wǎng)”旨在建立一個網(wǎng)絡空間全球治理體系、一個共通網(wǎng)絡協(xié)議、一個共享數(shù)據(jù)平臺。

建立一個網(wǎng)絡空間全球治理體系。當前，在網(wǎng)絡領域，特別是空間網(wǎng)絡領域，缺少具有公信力的全球領袖，尚未建立起一個集中統(tǒng)一的管理體制機制，各種國際規(guī)則較為分散。在天、空、地網(wǎng)絡“三足鼎立”的時代背景下，各國應該共同參與，在國際層面（如聯(lián)合國框架下）建立起一個促進網(wǎng)絡發(fā)展的治理框架：統(tǒng)籌天空地各層網(wǎng)絡資源，實現(xiàn)時空復雜網(wǎng)絡的一體化綜合處理和最大有效利用；統(tǒng)籌軍民商各類星座資源，實現(xiàn)空間資源的統(tǒng)一高效管理；統(tǒng)籌通導遙各類衛(wèi)星資源，形成高效的一體化衛(wèi)星綜合服務能力。以此實現(xiàn)網(wǎng)絡科學規(guī)劃、設施合理建設、資源高效分配、信息公平利用，為構建全球網(wǎng)絡空間命運共同體建立管控基石。

建立一個共通網(wǎng)絡協(xié)議。不同的網(wǎng)絡有著不同的物理通信環(huán)境。當前，天地一體化信息網(wǎng)絡的網(wǎng)絡協(xié)議體系主要包括地面網(wǎng)絡普遍采用的TCP/IP，以及空間網(wǎng)絡采用的CCSDS 和DTN。但是，TCP/IP 協(xié)議不適應空間鏈路特點，存在大延時、斷續(xù)連接、高誤碼率等問題；CCSDS 無法與地面網(wǎng)絡直接互操作，存在協(xié)議轉換，限制了現(xiàn)有協(xié)議在深空通信環(huán)境中的應用；DTN 仍處在研究階段，尚未開發(fā)出具體的路由算法。因此，必須建立一個天地一體化網(wǎng)絡協(xié)議體系，以解決較長的傳播時延、較高的誤碼率、非對稱的鏈路、動態(tài)的拓撲關系、異構的網(wǎng)絡環(huán)境、高度受限的星上資源、安全性差等諸多特殊挑戰(zhàn)。

建立一個共享數(shù)據(jù)平臺?！靶侨诰W(wǎng)”將面向軍、民領域應用需求，建立天空地海一體化的決策指揮平臺，實現(xiàn)“監(jiān)測、預警、響應、處置、評價”。在軍用領域實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)到處置的無縫對接，贏得先發(fā)優(yōu)勢；在民用領域實現(xiàn)城市民情、政務、交通、環(huán)境、能源、水資源等信息預警監(jiān)測與管理，特別是保障重大突發(fā)事件的應急管理，構建“平戰(zhàn)結合、平災結合”監(jiān)測防控、預測預警、指揮調度、應急保障、模擬演練于一體的應急體系，實現(xiàn)處置突發(fā)事件的敏捷化。

“鑿井者，起于三寸之坎，以就萬仞之深”?！靶侨诰W(wǎng)”構想已經(jīng)得到了國內外的廣泛關注和認可，正在謀劃重大工程立項，為網(wǎng)絡空間命運共同體的建設提供技術支撐。2017 年，首次提出了“星融網(wǎng)”體系架構，“天空地、軍民商、通導遙”大統(tǒng)籌的方案獲工程院10 多位院士、專家的高度認同，“星融網(wǎng)”重點咨詢項目獲得中國工程院立項?！靶侨诰W(wǎng)”工程構想在2018 年不萊梅國際宇航科學院秋季會議提出倡議，2019 年巴黎春季會議初步發(fā)布，將在華盛頓秋季會議正式立項?！靶侨诰W(wǎng)”已得到國際宇航最高端組織的認可，并將從學術層面正式落地實施。在2019 年聯(lián)合國/中國航天助力可持續(xù)發(fā)展大會上正式向全世界提出“星融網(wǎng)”構想，獲得包括美國、泰國、埃塞俄比亞、日本等國政、商、學界等專家的廣泛認可。

“青萍之末風乍起，于無聲處聽驚雷”。美國總統(tǒng)特朗普發(fā)推特說：“我想要5G 甚至6G 的技術能盡快在美國普及。這比當前的標準要更強、更快、更智能。美國公司必須加緊努力，否則就會落后。我們沒有理由落后?！泵绹?lián)邦通信委員會（FCC）已經(jīng)決定開放“太赫茲波”頻率段，為6G 研發(fā)在無線電頻率方面鋪好道路。一直領導著5G 毫米波技術研究的紐約大學教授泰德·拉帕波特指出，現(xiàn)在，聯(lián)邦通信委員會已經(jīng)啟動了6G 的競賽，幫助確保美國在未來幾代無線通信中發(fā)揮主導作用。無獨有偶，SpaceX 公司提出的“星鏈計劃”預計發(fā)射超過一萬顆衛(wèi)星，覆蓋全球，這一數(shù)目是目前所有在軌衛(wèi)星數(shù)量的5 倍。首批60 顆衛(wèi)星已經(jīng)于今年5 月23 日發(fā)射成功并投入使用，這個曾經(jīng)被人認為瘋狂的“星鏈計劃”正式拉開帷幕。據(jù)報道，這一系列計劃將使人類跳過5G，直接過渡到6G時代。

2019 年是中國5G 商用元年。面對5G 應用迅速拉開的大幕，很多人已經(jīng)躍躍欲試、整裝待發(fā)。但是，面向未來，已在悄然醞釀的6G，我們準備好了嗎？“星融網(wǎng)”能夠從三方面為6G 時代進行準備：一是星融網(wǎng)可以為6G 發(fā)展提供總體框架；二是星融網(wǎng)可以為6G 發(fā)展進行技術儲備研究；三是星融網(wǎng)能夠為6G 發(fā)展進行產(chǎn)業(yè)探索實踐。

面對日益復雜的網(wǎng)絡空間，面對百年未有的時代變局，我們要在網(wǎng)絡發(fā)展上下先手棋、打主動戰(zhàn)，為構建人類命運共同體提供重要動力，時刻準備著進入太空6G 新賽道。