卫星互联网产业加速发展 开辟万物互联新赛道

卫星互联网发展概况

卫星互联网区别于传统的DSL(数字用户线路)、电缆、光纤等介质传输，是以卫星为中心，利用无线电波建立卫星与地面站网关之间的信息传输通道，再通过用户端的调制解调器连接用户侧网络的方式。受长距离传输限制，卫星互联网无法达到电缆和光纤的传输速率，大多数卫星互联网服务商提供的网络速率在25Mbit/s到150Mbit/s之间，而电缆和光纤可以达到1000Mbit/s以上，卫星互联网也因此被称为“最慢的高速互联网”。但其最显著的优势在于广泛的覆盖能力，卫星互联网在诸多“人迹罕至的区域”创造着通信奇迹，因此被应用于救灾应急、航海运输、军事等领域。

根据轨道部署的不同，卫星又被分为地球同步卫星、高轨道卫星、中轨道卫星、低轨道卫星。地球同步卫星常用于通信和气象，由于其与地面观测站相对保持静止，与之通信的卫星天线不必实时移动跟踪，在匹配使用上也更简单直接，这也是国际知名的卫星互联网服务商休斯网、美国卫讯公司采用这种技术的原因。我国下线的首颗G60商业卫星则属于巨型低轨道卫星，而这也是卫星互联网产业中竞争最激烈的赛道。根据NewSpace网络统计数据，截至2023年10月，全球已申报的卫星互联网星座共52个。其中，低轨道LEO星座占全球卫星互联网星座数量的88%，远远超过其他轨道类型。虽然低轨道卫星通信需要复杂的星座管理系统来实现卫星之间数据传输的切换，同时需要由地面站进行密切跟踪并保持与用户的连接；但由于低轨道卫星具有重量轻、时延低、吞吐量高的传输优势，低轨道卫星互联网成为卫星互联网产业的重点发力方向，目前炙手可热的SpaceX公司推出的星链正是选择了这一技术方向。

我国卫星互联网建设迈上新台阶

1984年4月，我国发射了国内第一颗地球同步通信卫星——东方红二号。放眼全球，我国的卫星互联网产业虽然起步稍晚，却有迎头赶上之势。在整体规划上，2020年4月，我国首次将卫星互联网与5G、工业互联网等一起纳入“新基建”范畴。此后，多部门联合对卫星互联网产业进行规范与管理。2021年7月，中央网络安全和信息化委员会办公室与工业和信息化部（以下简称“工信部”）等十部门联合印发《5G应用“扬帆”行动计划（2021—2023年）》，推动“5G 智慧城市”“5G 智慧水利”“5G 智能油气”等新一代信息基础设施与经济社会各领域深度融合。协调解决“5G基站和卫星地球站等无线电台站的干扰”问题，完善频率资源和频段部署工作。2023年2月，工信部发布《关于电信设备进网许可制度若干改革举措的通告》，将卫星互联网设备正式纳入进网许可管理范围。10月，工信部起草的《关于创新信息通信行业管理优化营商环境的意见（征求意见稿）》指出，要分步骤、分阶段推进卫星互联网业务准入制度改革，不断拓宽民营企业参与电信业务经营的渠道和范围。12月，中央经济工作会议提出，打造商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业。与此同时，各省市也在着力筹谋，上海市印发《上海市促进商业航天发展打造空间信息产业高地行动计划（2023—2025年）》，旨在“建设数智制造新高地，引领长三角区域空间信息一体化发展”。四川省政府也发布《成都市促进卫星互联网与卫星应用产业发展专项政策》，拟按照“卫星星座与城市基建一体融合、卫星产业和城市发展双向赋能”的思路，实施“蓉城星海”计划。

高低轨卫星协同发展成果显著

研发进程快速推进。筑牢基础，我国首先在高轨卫星互联网领域开展探索。随着中星16号、中星19号和中星26号高通量通信卫星相继成功发射，目前我国已初步建成首张完整覆盖国土全境及“一带一路”共建国家沿线重点区域的高轨卫星互联网。2023年12月，我国高轨光学遥感卫星——遥感四十一号卫星搭乘长征五号遥六运载火箭圆满发射升空，加速构建空天信息网络。抢抓机遇，我国在低轨卫星互联网领域不断深耕开拓。2024年2月，伴随着全球首颗可验证5G天地一体演进技术的星上信号处理试验卫星——“中国移动01星”与全球首颗搭载具备在轨业务能力的6G架构验证星——“星核验证星”的成功入轨，我国在推动天地一体融合发展的道路上又迈出重要一步。

关键技术持续攻克。突破量级指数，我国已成功发射首颗超百Gbit/s容量的高通量卫星，预计到“十四五”末期，我国高通量卫星总容量将超过500Gbit/s。丰富实践经验，截至目前，我国已先后通过长征二号丁运载火箭、捷龙三号运载火箭等，成功将一批卫星互联网技术试验卫星发射升空。2023年7月，我国使用长征二号丙运载火箭，成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空，首次实现了远程测试网络系统与卫星发射中心远程辅助测发系统的互联互通。挖掘商业潜力，2023年7月，蓝箭航天自主研制的朱雀二号遥二运载火箭成功完成发射任务，这是我国民营商业航天首款正式量产并商用的液体火箭，也是全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭。11月，北京星际荣耀空间科技股份有限公司自主研发的液氧甲烷可重复使用验证火箭双曲线二号（代号SQX-2Y）第二次飞行试验任务取得圆满成功，标志着我国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得重大突破。

低轨赛道各环节技术水平显著提升

强化卫星制造供应。2021年2月，吉利科技获批投产商业卫星，成为国内首个由商业公司主导的融合航天制造和汽车制造能力的商业卫星生产企业。2022年初，银河航天（北京）科技有限公司首次成批量研制低轨宽带通信卫星，并成功下线6颗低轨宽带通信卫星。据悉，目前银河航天还在加速研制外形酷似“太空飞毯”的卫星，这种设计通过增大天线面积、增强信号接收和发射增益，提高卫星通信质量。

突破卫星发射瓶颈。我国不断深化“一箭多星”搭载技术，2015年9月，我国长征六号成功发射“一箭二十星”，创下当时的亚洲之最。2022年5月，我国使用长征二号丙运载火箭，采取“一箭三星”方式将3颗低轨通信试验卫星发射升空。同年6月，吉利旗下时空道宇自主研发的“吉利未来出行星座”采用“一箭九星”方式成功发射，并已在轨稳定运行超一年。2024年2月，长征二号丙运载火箭以“一箭十一星”的方式，成功将“吉利未来出行星座”第二轨卫星送入预定轨道。

加速成果转化。据统计，我国卫星相关企业的新注册量在2022年首次突破3万家；2023年前3个月，我国新增卫星相关企业已达9200家。数据显示，2023年全年，我国新增经营卫星相关的企业多达4万余家。其中北京国电高科科技有限公司瞄准低轨卫星在覆盖范围、时延、成本等方面的通信优势，布局“天启星座”，这也是我国首个提供低轨卫星数据服务的窄带物联网通信系统，并已应用于电网、智慧农业、石油管道等多个领域。

卫星互联网发展面临四大挑战

尽管我国在卫星技术与产业实践方面已取得很大成就，然而整体来看，我国的卫星互联网仍然处于起步阶段。一方面，受制于卫星通信的局限性，卫星互联网商业转化率较低，成为奢侈且低性价比的接入方式。对于to C端的用户而言，从数据上限、速率、时延和丢包率来考量，卫星互联网都不是理想的通信选择；对于to B端的企业用户而言，目前的卫星互联网虽然有了更广泛的应用场景，但技术的不成熟与连接的不稳定也使得许多企业犹豫不决，不敢轻易采购。另一方面，我国已与“一带一路”沿线多国签署谅解备忘录，开展通信领域的深度合作，然而我国的卫星互联网产业在国际市场上并不具备强有力的竞争优势，除HughesNet、VIASAT、Starlink外，美国亚马逊旗下的“柯伊伯计划”、英国卫星电信网络公司和加拿大通信卫星公司也是卫星互联网产业的主要供应商，且占据着不小的市场份额。截至目前，欧盟、日本、韩国、印度等国家和地区也提出了卫星互联网计划。基于当前的商业航天市场，我国的卫星互联网产业仍然面临着发展桎梏和“卡脖子”难题。

多重技术难题亟待逐一破解

基础仍待加强，核心技术依然是一块难啃的“硬骨头”。从基础研发来看，我国过去的研究重心以大卫星为主，商用的小卫星虽然具有体积小、重量轻、加工快、成本低等优势，但寿命和通量却严重“缩水”，如何在新领域取得突破并保障续航与回收成为研发进程的“拦路虎”。就传输所注重的通量来看，我国目前的整体水平与国际领先企业仍然有较大差距，VIASAT公司的ViaSat 3星座首发星（美洲星），通量达到Tbit/s级别，而我国目前的最高通量仍然停留在Gbit/s级别。

同时在传输质量上，卫星互联网普遍采用的“Ku”和“Ka”波段信号容易受到恶劣环境影响，尤其是湿度和降雨的影响，这也是商业运营中亟待弥补的短板。此外，我国在火箭运载发射上也与SpaceX相差很多，在低轨卫星领域，发射和运行卫星数量是抢占市场的关键，SpaceX所采用的猎鹰9号在2023年的任务执行中不仅复用多次，在运载质量上也表现较好，相较之下，我国商业航天可重复使用的火箭研发才刚刚起步。

卫星互联网产业生态发展不足

国际影响不足，尚未打造出体系化的产业优势。一方面，我国商业卫星互联网的构建成本仍然处于高位。现有的成本开支大量流向研发与设计阶段，尽管有部分企业估计在未来可将成本降至百万元级，然而与市场现有水平相比却暴露出明显短板。早前根据摩根斯丹利估算，“星链”卫星成本为100万美元/颗，而SpaceX公司曾公开透露单颗卫星的成本可降至50万美元。

另一方面，我国商业卫星供应速度也不具有竞争优势，目前我国卫星平均生产速度远低于SpaceX公司的“星链”。随着首颗商业卫星的下线，我国迈向商业卫星供应链的初步探索摸排阶段。同时，在产业链下游，我国缺乏消费端的大力拓展。目前卫星互联网的应用只在灾害事故应急、环境监测等公共服务领域开展，而在商业领域，智能汽车和智能手机仅开展了零星的直连和定位试点，缺乏大体量的支撑性消费，尤其是工业、农业等实业大头，因此下游可循环资金处于长期空白状态，导致结构前重后轻，不能有效吸引民间投资。

良序发展仍需化解根源危机

潜在风险较大，产业推进面临次生阻碍。从卫星系统本身的运行特点来看，普遍具有标准的功能模式、控制系统和软件选项，而这也使得卫星系统抵御风险的能力大大减弱。网络入侵只需要进入地面站控制的小型网络计算机操作系统，即可实现盗窃和劫持卫星的目的。

从行业整体发展特点来看，目前的卫星互联网仍处在起步阶段，相关商用标准、服务要求仍然处于空白状态，缺乏明确的规则与有效的管理。随着更多与卫星相关的新注册企业涌入市场，如何规范行业秩序、引导企业间良性竞争，有待进一步讨论与加强。同时部分企业的应对能力不足，也使得卫星互联网暴露在易受攻击的环境下，尤其在海洋、沙漠等特殊区域，风电设备、电气设备、能源供给等关键基础设施依赖于卫星互联网连接，任一环节出现差错必将带来难以估量的损失。

安全问题还需持续关注

安全问题突出，严重暴露产业发展短板。从连贯性来看，产业链安全需要重点关注。一方面，供应端面临高频次的侵入和盗取威胁，软硬零部件一旦受到致命攻击，即可以通过卫星通信链路和地面基础设施影响到后续环节。另一方面，随着产业下游持续延伸，零星的安全漏洞逐渐形成具有破坏力的威胁，点状的攻击可能从下游薄弱环节切入，逐渐扩散至整条产业链。在商业场景下，数据安全更为重要。为节约成本开支，卫星互联网中的个人和企业信息常常是非加密传输的，这无疑将传输内容暴露在易获取的环境下，也带来了诸多的数据泄露和隐私安全风险。

在开发层面，技术安全是影响防御能力的关键。不少企业为提升研发灵活性和可测试性，选择使用开源代码框架，不仅影响了供应的稳定性，也使得对外的抗击能力更为脆弱。而在应用层面，网络安全需要多维度发力。以往的卫星安全保护主要采用通信加密和接收阀门控制，随着卫星互联网的构建与推广，其组网安全的重要性逐渐凸显，除保障传统的保密性、完整性、可控性等安全控制外，还需保证空天安全防护的完整和协调。

助推卫星互联网产业发展的举措建议

面对激烈的市场竞争和广泛的应用场景，我国应不断开拓，发挥传统实业与数字集群优势，在“数启万物”的时代，借助新质生产力发展动能，提升卫星互联网产业核心竞争力，实现万物智联新业态。

夯实产业基础，发挥数实优势

赋能传统产业智能化改造，按照工业互联网现有布局，鼓励实体企业与卫星互联网商业公司开展试点试验，结合卫星互联网灵活的地形适应优势，逐一打通工业产业链的“最后一公里”。完善新兴产业部署，推动空天技术深度融合，持续推进卫星互联网与5G、6G等通信技术联合研发，助力空中与地面互联网的无缝融合和全面覆盖，通过“与5G互补、与6G融合”，竭力打造智慧产业的通信与应用优势。

强化安全防护，筑牢发展基石

提升安全防护能力，完善卫星链路加密与认证技术，保障上行链路、下行链路和卫星间链路安全；鼓励攻击检测、身份识别、加密防护等核心安全技术的开发、测试和验证，通过供应商与第三方机构的通力合作，弥补防护手段单一的技术劣势。加强产业安全建设，提高企业的行业准入安全门槛，明确安全管理细则和商用规范；划定数据保护范围与职责，严格落实数据安全事件的研判与追责工作；定期检查企业防火墙建设和系统访问权限控制，规避潜在的安全隐患。增进攻防网络智能合作，提高网络攻击识别精度，利用人工智能优势，开展多场景演练以构筑完整的安全防护网。

拓展数字前景，促进体系循环

聚焦产业集群，健全供应链。加快卫星互联网的提质增速工作，使其实现从“替代选择”到“最优选择”的角色转变；建立有效的沟通合作机制，推动企业之间进行联合开发，完善从制造、发射、地面设备到运营服务的综合性产业链。扩展应用场景，发挥“长尾效应”。鼓励智能产业制造商入局，挖掘多领域“卫星 ”研发与增值潜力；结合我国多地形、多地貌的特点，进行能源管理、自动监测、智能控制等多元的场景拓展，着力打造个性化定制服务，定向展现通信优势，扩展“数字便利”。增强用户黏性，扩大市场覆盖。继续关注5G NTN（非地面网络技术）的研发进度与落地反馈，激活手机用户的互联网新体验；开展社区示范合作，改善区域宽带接入和服务能力，推广便利可及的卫星互联网公共服务，使得技术可见可感。

深化国际合作，激发行业潜力

区域互通共制规则，优化营商环境。深化区域产业链生态系统的战略合作，明确各国家和地区的市场准入规则和基础合规要求，打破国际主流供应商的独家话语权，将抽象的技术具象化为实体应用的采购与传输要求，协调共促卫星互联网市场的良序发展。强化技术标准，打造数字经济新亮点。细化各项评估指标，对标国外市场的运营服务能力，提升终端体验，提高企业“出海”的质量。有序推进试点合作，提升空天地一体化信息网便利程度。结合北斗导航、卫星通信、无人设备等技术优势，在跨境自贸区先行探索，利用“一带一路”的沿线便利，与通信基础设施仍然较为薄弱的国家和地区开展合作试点，将现代化的智慧惠及沿线人民。

作者：国家计算机网络应急技术处理协调中心江苏分中心 董宏伟；湖南工业大学地方立法研究中心 孙灼昕

来源：文章转载自通信世界全媒体《卫星互联网产业加速发展 开辟万物互联新赛道》（http://www.cww.net.cn/article?id=589140）