衛(wèi)星互聯(lián)網發(fā)展概況

衛(wèi)星互聯(lián)網區(qū)別于傳統(tǒng)的DSL(數(shù)字用戶線路)、電纜、光纖等介質傳輸，是以衛(wèi)星為中心，利用無線電波建立衛(wèi)星與地面站網關之間的信息傳輸通道，再通過用戶端的調制解調器連接用戶側網絡的方式。受長距離傳輸限制，衛(wèi)星互聯(lián)網無法達到電纜和光纖的傳輸速率，大多數(shù)衛(wèi)星互聯(lián)網服務商提供的網絡速率在25Mbit/s到150Mbit/s之間，而電纜和光纖可以達到1000Mbit/s以上，衛(wèi)星互聯(lián)網也因此被稱為“最慢的高速互聯(lián)網”。但其最顯著的優(yōu)勢在于廣泛的覆蓋能力，衛(wèi)星互聯(lián)網在諸多“人跡罕至的區(qū)域”創(chuàng)造著通信奇跡，因此被應用于救災應急、航海運輸、軍事等領域。

根據(jù)軌道部署的不同，衛(wèi)星又被分為地球同步衛(wèi)星、高軌道衛(wèi)星、中軌道衛(wèi)星、低軌道衛(wèi)星。地球同步衛(wèi)星常用于通信和氣象，由于其與地面觀測站相對保持靜止，與之通信的衛(wèi)星天線不必實時移動跟蹤，在匹配使用上也更簡單直接，這也是國際知名的衛(wèi)星互聯(lián)網服務商休斯網、美國衛(wèi)訊公司采用這種技術的原因。我國下線的首顆G60商業(yè)衛(wèi)星則屬于巨型低軌道衛(wèi)星，而這也是衛(wèi)星互聯(lián)網產業(yè)中競爭最激烈的賽道。根據(jù)NewSpace網絡統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2023年10月，全球已申報的衛(wèi)星互聯(lián)網星座共52個。其中，低軌道LEO星座占全球衛(wèi)星互聯(lián)網星座數(shù)量的88%，遠遠超過其他軌道類型。雖然低軌道衛(wèi)星通信需要復雜的星座管理系統(tǒng)來實現(xiàn)衛(wèi)星之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)那袚Q，同時需要由地面站進行密切跟蹤并保持與用戶的連接；但由于低軌道衛(wèi)星具有重量輕、時延低、吞吐量高的傳輸優(yōu)勢，低軌道衛(wèi)星互聯(lián)網成為衛(wèi)星互聯(lián)網產業(yè)的重點發(fā)力方向，目前炙手可熱的SpaceX公司推出的星鏈正是選擇了這一技術方向。

我國衛(wèi)星互聯(lián)網建設邁上新臺階

1984年4月，我國發(fā)射了國內第一顆地球同步通信衛(wèi)星——東方紅二號。放眼全球，我國的衛(wèi)星互聯(lián)網產業(yè)雖然起步稍晚，卻有迎頭趕上之勢。在整體規(guī)劃上，2020年4月，我國首次將衛(wèi)星互聯(lián)網與5G、工業(yè)互聯(lián)網等一起納入“新基建”范疇。此后，多部門聯(lián)合對衛(wèi)星互聯(lián)網產業(yè)進行規(guī)范與管理。2021年7月，中央網絡安全和信息化委員會辦公室與工業(yè)和信息化部（以下簡稱“工信部”）等十部門聯(lián)合印發(fā)《5G應用“揚帆”行動計劃（2021—2023年）》，推動“5G+智慧城市”“5G+智慧水利”“5G+智能油氣”等新一代信息基礎設施與經濟社會各領域深度融合。協(xié)調解決“5G基站和衛(wèi)星地球站等無線電臺站的干擾”問題，完善頻率資源和頻段部署工作。2023年2月，工信部發(fā)布《關于電信設備進網許可制度若干改革舉措的通告》，將衛(wèi)星互聯(lián)網設備正式納入進網許可管理范圍。10月，工信部起草的《關于創(chuàng)新信息通信行業(yè)管理優(yōu)化營商環(huán)境的意見（征求意見稿）》指出，要分步驟、分階段推進衛(wèi)星互聯(lián)網業(yè)務準入制度改革，不斷拓寬民營企業(yè)參與電信業(yè)務經營的渠道和范圍。12月，中央經濟工作會議提出，打造商業(yè)航天、低空經濟等若干戰(zhàn)略性新興產業(yè)。與此同時，各省市也在著力籌謀，上海市印發(fā)《上海市促進商業(yè)航天發(fā)展打造空間信息產業(yè)高地行動計劃（2023—2025年）》，旨在“建設數(shù)智制造新高地，引領長三角區(qū)域空間信息一體化發(fā)展”。四川省政府也發(fā)布《成都市促進衛(wèi)星互聯(lián)網與衛(wèi)星應用產業(yè)發(fā)展專項政策》，擬按照“衛(wèi)星星座與城市基建一體融合、衛(wèi)星產業(yè)和城市發(fā)展雙向賦能”的思路，實施“蓉城星?！庇媱?。

高低軌衛(wèi)星協(xié)同發(fā)展成果顯著

研發(fā)進程快速推進。筑牢基礎，我國首先在高軌衛(wèi)星互聯(lián)網領域開展探索。隨著中星16號、中星19號和中星26號高通量通信衛(wèi)星相繼成功發(fā)射，目前我國已初步建成首張完整覆蓋國土全境及“一帶一路”共建國家沿線重點區(qū)域的高軌衛(wèi)星互聯(lián)網。2023年12月，我國高軌光學遙感衛(wèi)星——遙感四十一號衛(wèi)星搭乘長征五號遙六運載火箭圓滿發(fā)射升空，加速構建空天信息網絡。搶抓機遇，我國在低軌衛(wèi)星互聯(lián)網領域不斷深耕開拓。2024年2月，伴隨著全球首顆可驗證5G天地一體演進技術的星上信號處理試驗衛(wèi)星——“中國移動01星”與全球首顆搭載具備在軌業(yè)務能力的6G架構驗證星——“星核驗證星”的成功入軌，我國在推動天地一體融合發(fā)展的道路上又邁出重要一步。

關鍵技術持續(xù)攻克。突破量級指數(shù)，我國已成功發(fā)射首顆超百Gbit/s容量的高通量衛(wèi)星，預計到“十四五”末期，我國高通量衛(wèi)星總容量將超過500Gbit/s。豐富實踐經驗，截至目前，我國已先后通過長征二號丁運載火箭、捷龍三號運載火箭等，成功將一批衛(wèi)星互聯(lián)網技術試驗衛(wèi)星發(fā)射升空。2023年7月，我國使用長征二號丙運載火箭，成功將衛(wèi)星互聯(lián)網技術試驗衛(wèi)星發(fā)射升空，首次實現(xiàn)了遠程測試網絡系統(tǒng)與衛(wèi)星發(fā)射中心遠程輔助測發(fā)系統(tǒng)的互聯(lián)互通。挖掘商業(yè)潛力，2023年7月，藍箭航天自主研制的朱雀二號遙二運載火箭成功完成發(fā)射任務，這是我國民營商業(yè)航天首款正式量產并商用的液體火箭，也是全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭。11月，北京星際榮耀空間科技股份有限公司自主研發(fā)的液氧甲烷可重復使用驗證火箭雙曲線二號（代號SQX-2Y）第二次飛行試驗任務取得圓滿成功，標志著我國商業(yè)航天在可重復使用運載火箭技術上取得重大突破。

低軌賽道各環(huán)節(jié)技術水平顯著提升

強化衛(wèi)星制造供應。2021年2月，吉利科技獲批投產商業(yè)衛(wèi)星，成為國內首個由商業(yè)公司主導的融合航天制造和汽車制造能力的商業(yè)衛(wèi)星生產企業(yè)。2022年初，銀河航天（北京）科技有限公司首次成批量研制低軌寬帶通信衛(wèi)星，并成功下線6顆低軌寬帶通信衛(wèi)星。據(jù)悉，目前銀河航天還在加速研制外形酷似“太空飛毯”的衛(wèi)星，這種設計通過增大天線面積、增強信號接收和發(fā)射增益，提高衛(wèi)星通信質量。

突破衛(wèi)星發(fā)射瓶頸。我國不斷深化“一箭多星”搭載技術，2015年9月，我國長征六號成功發(fā)射“一箭二十星”，創(chuàng)下當時的亞洲之最。2022年5月，我國使用長征二號丙運載火箭，采取“一箭三星”方式將3顆低軌通信試驗衛(wèi)星發(fā)射升空。同年6月，吉利旗下時空道宇自主研發(fā)的“吉利未來出行星座”采用“一箭九星”方式成功發(fā)射，并已在軌穩(wěn)定運行超一年。2024年2月，長征二號丙運載火箭以“一箭十一星”的方式，成功將“吉利未來出行星座”第二軌衛(wèi)星送入預定軌道。

加速成果轉化。據(jù)統(tǒng)計，我國衛(wèi)星相關企業(yè)的新注冊量在2022年首次突破3萬家；2023年前3個月，我國新增衛(wèi)星相關企業(yè)已達9200家。數(shù)據(jù)顯示，2023年全年，我國新增經營衛(wèi)星相關的企業(yè)多達4萬余家。其中北京國電高科科技有限公司瞄準低軌衛(wèi)星在覆蓋范圍、時延、成本等方面的通信優(yōu)勢，布局“天啟星座”，這也是我國首個提供低軌衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務的窄帶物聯(lián)網通信系統(tǒng)，并已應用于電網、智慧農業(yè)、石油管道等多個領域。

衛(wèi)星互聯(lián)網發(fā)展面臨四大挑戰(zhàn)

盡管我國在衛(wèi)星技術與產業(yè)實踐方面已取得很大成就，然而整體來看，我國的衛(wèi)星互聯(lián)網仍然處于起步階段。一方面，受制于衛(wèi)星通信的局限性，衛(wèi)星互聯(lián)網商業(yè)轉化率較低，成為奢侈且低性價比的接入方式。對于to C端的用戶而言，從數(shù)據(jù)上限、速率、時延和丟包率來考量，衛(wèi)星互聯(lián)網都不是理想的通信選擇；對于to B端的企業(yè)用戶而言，目前的衛(wèi)星互聯(lián)網雖然有了更廣泛的應用場景，但技術的不成熟與連接的不穩(wěn)定也使得許多企業(yè)猶豫不決，不敢輕易采購。另一方面，我國已與“一帶一路”沿線多國簽署諒解備忘錄，開展通信領域的深度合作，然而我國的衛(wèi)星互聯(lián)網產業(yè)在國際市場上并不具備強有力的競爭優(yōu)勢，除HughesNet、VIASAT、Starlink外，美國亞馬遜旗下的“柯伊伯計劃”、英國衛(wèi)星電信網絡公司和加拿大通信衛(wèi)星公司也是衛(wèi)星互聯(lián)網產業(yè)的主要供應商，且占據(jù)著不小的市場份額。截至目前，歐盟、日本、韓國、印度等國家和地區(qū)也提出了衛(wèi)星互聯(lián)網計劃?；诋斍暗纳虡I(yè)航天市場，我國的衛(wèi)星互聯(lián)網產業(yè)仍然面臨著發(fā)展桎梏和“卡脖子”難題。

多重技術難題亟待逐一破解

基礎仍待加強，核心技術依然是一塊難啃的“硬骨頭”。從基礎研發(fā)來看，我國過去的研究重心以大衛(wèi)星為主，商用的小衛(wèi)星雖然具有體積小、重量輕、加工快、成本低等優(yōu)勢，但壽命和通量卻嚴重“縮水”，如何在新領域取得突破并保障續(xù)航與回收成為研發(fā)進程的“攔路虎”。就傳輸所注重的通量來看，我國目前的整體水平與國際領先企業(yè)仍然有較大差距，VIASAT公司的ViaSat 3星座首發(fā)星（美洲星），通量達到Tbit/s級別，而我國目前的最高通量仍然停留在Gbit/s級別。

同時在傳輸質量上，衛(wèi)星互聯(lián)網普遍采用的“Ku”和“Ka”波段信號容易受到惡劣環(huán)境影響，尤其是濕度和降雨的影響，這也是商業(yè)運營中亟待彌補的短板。此外，我國在火箭運載發(fā)射上也與SpaceX相差很多，在低軌衛(wèi)星領域，發(fā)射和運行衛(wèi)星數(shù)量是搶占市場的關鍵，SpaceX所采用的獵鷹9號在2023年的任務執(zhí)行中不僅復用多次，在運載質量上也表現(xiàn)較好，相較之下，我國商業(yè)航天可重復使用的火箭研發(fā)才剛剛起步。

衛(wèi)星互聯(lián)網產業(yè)生態(tài)發(fā)展不足

國際影響不足，尚未打造出體系化的產業(yè)優(yōu)勢。一方面，我國商業(yè)衛(wèi)星互聯(lián)網的構建成本仍然處于高位。現(xiàn)有的成本開支大量流向研發(fā)與設計階段，盡管有部分企業(yè)估計在未來可將成本降至百萬元級，然而與市場現(xiàn)有水平相比卻暴露出明顯短板。早前根據(jù)摩根斯丹利估算，“星鏈”衛(wèi)星成本為100萬美元/顆，而SpaceX公司曾公開透露單顆衛(wèi)星的成本可降至50萬美元。

另一方面，我國商業(yè)衛(wèi)星供應速度也不具有競爭優(yōu)勢，目前我國衛(wèi)星平均生產速度遠低于SpaceX公司的“星鏈”。隨著首顆商業(yè)衛(wèi)星的下線，我國邁向商業(yè)衛(wèi)星供應鏈的初步探索摸排階段。同時，在產業(yè)鏈下游，我國缺乏消費端的大力拓展。目前衛(wèi)星互聯(lián)網的應用只在災害事故應急、環(huán)境監(jiān)測等公共服務領域開展，而在商業(yè)領域，智能汽車和智能手機僅開展了零星的直連和定位試點，缺乏大體量的支撐性消費，尤其是工業(yè)、農業(yè)等實業(yè)大頭，因此下游可循環(huán)資金處于長期空白狀態(tài)，導致結構前重后輕，不能有效吸引民間投資。

良序發(fā)展仍需化解根源危機

潛在風險較大，產業(yè)推進面臨次生阻礙。從衛(wèi)星系統(tǒng)本身的運行特點來看，普遍具有標準的功能模式、控制系統(tǒng)和軟件選項，而這也使得衛(wèi)星系統(tǒng)抵御風險的能力大大減弱。網絡入侵只需要進入地面站控制的小型網絡計算機操作系統(tǒng)，即可實現(xiàn)盜竊和劫持衛(wèi)星的目的。

從行業(yè)整體發(fā)展特點來看，目前的衛(wèi)星互聯(lián)網仍處在起步階段，相關商用標準、服務要求仍然處于空白狀態(tài)，缺乏明確的規(guī)則與有效的管理。隨著更多與衛(wèi)星相關的新注冊企業(yè)涌入市場，如何規(guī)范行業(yè)秩序、引導企業(yè)間良性競爭，有待進一步討論與加強。同時部分企業(yè)的應對能力不足，也使得衛(wèi)星互聯(lián)網暴露在易受攻擊的環(huán)境下，尤其在海洋、沙漠等特殊區(qū)域，風電設備、電氣設備、能源供給等關鍵基礎設施依賴于衛(wèi)星互聯(lián)網連接，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯必將帶來難以估量的損失。

安全問題還需持續(xù)關注

安全問題突出，嚴重暴露產業(yè)發(fā)展短板。從連貫性來看，產業(yè)鏈安全需要重點關注。一方面，供應端面臨高頻次的侵入和盜取威脅，軟硬零部件一旦受到致命攻擊，即可以通過衛(wèi)星通信鏈路和地面基礎設施影響到后續(xù)環(huán)節(jié)。另一方面，隨著產業(yè)下游持續(xù)延伸，零星的安全漏洞逐漸形成具有破壞力的威脅，點狀的攻擊可能從下游薄弱環(huán)節(jié)切入，逐漸擴散至整條產業(yè)鏈。在商業(yè)場景下，數(shù)據(jù)安全更為重要。為節(jié)約成本開支，衛(wèi)星互聯(lián)網中的個人和企業(yè)信息常常是非加密傳輸?shù)模@無疑將傳輸內容暴露在易獲取的環(huán)境下，也帶來了諸多的數(shù)據(jù)泄露和隱私安全風險。

在開發(fā)層面，技術安全是影響防御能力的關鍵。不少企業(yè)為提升研發(fā)靈活性和可測試性，選擇使用開源代碼框架，不僅影響了供應的穩(wěn)定性，也使得對外的抗擊能力更為脆弱。而在應用層面，網絡安全需要多維度發(fā)力。以往的衛(wèi)星安全保護主要采用通信加密和接收閥門控制，隨著衛(wèi)星互聯(lián)網的構建與推廣，其組網安全的重要性逐漸凸顯，除保障傳統(tǒng)的保密性、完整性、可控性等安全控制外，還需保證空天安全防護的完整和協(xié)調。

助推衛(wèi)星互聯(lián)網產業(yè)發(fā)展的舉措建議

面對激烈的市場競爭和廣泛的應用場景，我國應不斷開拓，發(fā)揮傳統(tǒng)實業(yè)與數(shù)字集群優(yōu)勢，在“數(shù)啟萬物”的時代，借助新質生產力發(fā)展動能，提升衛(wèi)星互聯(lián)網產業(yè)核心競爭力，實現(xiàn)萬物智聯(lián)新業(yè)態(tài)。

夯實產業(yè)基礎，發(fā)揮數(shù)實優(yōu)勢

賦能傳統(tǒng)產業(yè)智能化改造，按照工業(yè)互聯(lián)網現(xiàn)有布局，鼓勵實體企業(yè)與衛(wèi)星互聯(lián)網商業(yè)公司開展試點試驗，結合衛(wèi)星互聯(lián)網靈活的地形適應優(yōu)勢，逐一打通工業(yè)產業(yè)鏈的“最后一公里”。完善新興產業(yè)部署，推動空天技術深度融合，持續(xù)推進衛(wèi)星互聯(lián)網與5G、6G等通信技術聯(lián)合研發(fā)，助力空中與地面互聯(lián)網的無縫融合和全面覆蓋，通過“與5G互補、與6G融合”，竭力打造智慧產業(yè)的通信與應用優(yōu)勢。

強化安全防護，筑牢發(fā)展基石

提升安全防護能力，完善衛(wèi)星鏈路加密與認證技術，保障上行鏈路、下行鏈路和衛(wèi)星間鏈路安全；鼓勵攻擊檢測、身份識別、加密防護等核心安全技術的開發(fā)、測試和驗證，通過供應商與第三方機構的通力合作，彌補防護手段單一的技術劣勢。加強產業(yè)安全建設，提高企業(yè)的行業(yè)準入安全門檻，明確安全管理細則和商用規(guī)范；劃定數(shù)據(jù)保護范圍與職責，嚴格落實數(shù)據(jù)安全事件的研判與追責工作；定期檢查企業(yè)防火墻建設和系統(tǒng)訪問權限控制，規(guī)避潛在的安全隱患。增進攻防網絡智能合作，提高網絡攻擊識別精度，利用人工智能優(yōu)勢，開展多場景演練以構筑完整的安全防護網。

拓展數(shù)字前景，促進體系循環(huán)

聚焦產業(yè)集群，健全供應鏈。加快衛(wèi)星互聯(lián)網的提質增速工作，使其實現(xiàn)從“替代選擇”到“最優(yōu)選擇”的角色轉變；建立有效的溝通合作機制，推動企業(yè)之間進行聯(lián)合開發(fā)，完善從制造、發(fā)射、地面設備到運營服務的綜合性產業(yè)鏈。擴展應用場景，發(fā)揮“長尾效應”。鼓勵智能產業(yè)制造商入局，挖掘多領域“衛(wèi)星+”研發(fā)與增值潛力；結合我國多地形、多地貌的特點，進行能源管理、自動監(jiān)測、智能控制等多元的場景拓展，著力打造個性化定制服務，定向展現(xiàn)通信優(yōu)勢，擴展“數(shù)字便利”。增強用戶黏性，擴大市場覆蓋。繼續(xù)關注5G NTN（非地面網絡技術）的研發(fā)進度與落地反饋，激活手機用戶的互聯(lián)網新體驗；開展社區(qū)示范合作，改善區(qū)域寬帶接入和服務能力，推廣便利可及的衛(wèi)星互聯(lián)網公共服務，使得技術可見可感。

深化國際合作，激發(fā)行業(yè)潛力

區(qū)域互通共制規(guī)則，優(yōu)化營商環(huán)境。深化區(qū)域產業(yè)鏈生態(tài)系統(tǒng)的戰(zhàn)略合作，明確各國家和地區(qū)的市場準入規(guī)則和基礎合規(guī)要求，打破國際主流供應商的獨家話語權，將抽象的技術具象化為實體應用的采購與傳輸要求，協(xié)調共促衛(wèi)星互聯(lián)網市場的良序發(fā)展。強化技術標準，打造數(shù)字經濟新亮點。細化各項評估指標，對標國外市場的運營服務能力，提升終端體驗，提高企業(yè)“出?！钡馁|量。有序推進試點合作，提升空天地一體化信息網便利程度。結合北斗導航、衛(wèi)星通信、無人設備等技術優(yōu)勢，在跨境自貿區(qū)先行探索，利用“一帶一路”的沿線便利，與通信基礎設施仍然較為薄弱的國家和地區(qū)開展合作試點，將現(xiàn)代化的智慧惠及沿線人民。

作者：國家計算機網絡應急技術處理協(xié)調中心江蘇分中心 董宏偉；湖南工業(yè)大學地方立法研究中心 孫灼昕

來源：文章轉載自通信世界全媒體《衛(wèi)星互聯(lián)網產業(yè)加速發(fā)展 開辟萬物互聯(lián)新賽道》（http://www.cww.net.cn/article?id=589140）