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数字时代全景窗 2025-02-19 07:07:13 行业最新 1075 0

大话商业化：卫星互联网，未来会诞生太空版“中国铁塔”吗？

前面的商业航天系列都是宏观分析，主要面向顶层战略维度。本篇开始我们进入商业航天中观系列，侧重从产业维度展开探讨落地上的具体问题。
人类认识世界一个很重要的方式是类比法，类比法的应用对我们从全局角度理解商业航天这个新事物来说尤其重要。
前面梳理商业航天全产业链时，我们通过类比传统运输业，分析了商业航天产业链中段——太空运输服务，明确了战略上通过“制度+技术”提升我国在太空治理领域话语权和治理能力的重要性。
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作为当前最重要的“航天+通信”业务，也是我国最需要加速建设的卫星互联网，将会以什么样的方式落地商业化？这对我们完善产业链布局，引导资金、技术、人才向相关领域聚集，有着重要意义。
就跟不是随便一个“外来和尚”都会念经一样，回答这个问题也不可能凭个人意愿胡乱想象。卫星互联网是网络资源的组成部分，我们完全有理由通过解析地面网络服务的体系架构，来探索未来太空网络可能的市场格局。
通信网络的时代变迁
现代通讯手段包括电报、邮递、传真、电话、短信、数据通信等，主流的即时通讯手段主要是电话、短信、数据通信。其中电话和短信由电信网传输，数据通信包括语音、文本以及视频数据的交互，通过互联网传输。还有另外一张网是广电网，目前主要是传输有线电视信号和无线数字电视信号。
这几张网的变迁主要是三个维度：
主流服务场景从固网向移动网络迁移；
服务基础设施从地面向太空延伸；
服务体系从各自独立到逐渐融合，包括基础设施、技术架构、用户终端和业务层面的融合等。
基于此，可以将我国现代通信网络的发展划分为三个时代：固网时代、移动时代、大融合时代。当前处于移动网络的鼎盛时期，也已经一脚踏入了大融合时代的起步阶段。我国三大网的时代演变历程见下图：
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来源：作者基于网络公开资料整理
由上图可以得出如下结论：
互联网自诞生起就与通信网分不开，目前各大通信运营商同时也是宽带及移动互联网入口的提供商。在用户侧，智能手机成为最重要的融合接入终端。
三张网在地面上的传输载体，目前有线传输都统一到入户光纤，无线传输都统一到第五代蜂窝网络（5G）。
通信卫星是地面有线（光纤）、无线（5G）之外的另一种传输模式，在广电领域的应用相对成熟；以手机为直连终端的通信服务则刚刚起步，目前局限于部分特定型号的手机和部分运营商服务系统内；在互联网服务（宽带和移动互联网）领域，还处于建设初期，距离商业化还较远。
通信卫星的应用方向也无非就是这三张网，卫星互联网未来也必将是通信服务、互联网服务、广电服务融于一体的，也许会通过多个星座共同实现。而这三张网的服务落地，都属于运营商的业务范畴。因此，理论上将通信卫星的终端应用并入运营商服务体系是非常合理的。
那么，从运营商角度，未来的大融合时代将同时包含如下主题：
固移融合（FMC，用户在固定网络和移动网络之间可以无缝漫游）
三网融合（通信网、互联网、广电网基础设施共享与业务融通，提高资源利用率和服务效率）
天地融合（用户在地面网络覆盖环境和卫星网络覆盖环境中可无感切换）
通信卫星其实就是将地面服务于三张网的基础设施搬到了太空，所以也绕不开这三个课题。我们不妨先对比地面网络和卫星网络，来看看卫星互联网在服务架构上有什么特征。
卫星互联网更像家庭宽带还是移动网络？
我们前面分析过卫星互联网天然是全球性的，其主要用户是经济落后国家和地区的无互联网人群，或者基础设施较差的农村偏远地区，以及地面设施无法覆盖的海上、冰川等区域。
从用户场景看，卫星互联网可能用于家庭、企业等固定场所，也可能用于移动环境下。前者对带宽需求较高，需要提供类似家庭宽带的体验。
从接入方式看，低轨卫星高速移动，覆盖范围动态变化，用户终端需要在不同卫星之间切换，同时支持多用户接入，这与移动网络的蜂窝覆盖、基站切换和多用户接入类似。
在网络架构上，卫星互联网通过无线接入点进入核心网，这也与移动网络的服务架构类似。只是在传输方式上，卫星互联网的星间（卫星与卫星之间）、星地（卫星与地面终端之间）都是无线传输，而移动网络和家庭宽带一样，网络节点之间主要通过光纤进行连接；星地传输通过星载天线以微波信号（超高频电磁波）进行建联，移动网络的基站与用户终端则以基站天线的射频信号（高频电磁波）建联。
因此，卫星互联网在技术层面更像移动网络，只是目标用户使用场景还包括固定场所的网络需求，以及海上、冰川、沙漠等非人口聚集区，需要考虑更多类型的应用场景。
此外，通信卫星支持手机通话、发短信不是个问题，但要同时支持智能手机打电话、发短信和上网，功能上就更类似地面的基站了。我们进一步来拆解基站的构成，可能有助于理解卫星互联网服务落地需要哪些类型的企业，通信网络及卫星运营行业格局可能发生哪些变化，可能会产生哪些商业机会。
从地面基站发展历程，看卫星“基站”未来方向
以5G基站为例，我们看一下基站资产的构成：
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以天基卫星互联网为例，再看通信卫星的资产构成。其中太空轨道就好比基站站址，卫星平台类似于铁塔及配套设施，通信系统、星间链路、网络管理系统等可以分别对照基站的接入网、传输网、核心网设施设备。
但与基站不同的是，太空轨道所有权属于全人类，一般卫星整星（从卫星平台到有效载荷）的资产所有权都归属一家。比如“天通一号”的星座资产都归中国卫通所有，中国电信享有该星座的经营权（目前还是独家，未来如果要授权多国多地多家运营商，需要进一步标准化通信协议和接口）。
当然也有载荷拼车的情况，比如我国去年5月发射升空的嫦娥六号探测器上，搭载了来自法国、欧空局、意大利和巴基斯坦的科研仪器。至于通信卫星有效载荷拼车的情况，我们从网上找到的资料：
2016年1月法国Eutelsat发射的高轨通信卫星Eutelsat 9B（也称为EDRS-A），不仅为Eutelsat自身提供通信服务，还搭载了欧洲航天局（ESA）的数据中继系统（EDRS）载荷。
当前载荷拼车的情况还不多，但卫星的模块化、标准化、集成化设计已经成为公认趋势。卫星的模块化、标准化、集成化必将带来卫星平台的通用化发展，这也为未来太空基础设施共建共享创造了想象空间。
在不久的将来，会否出现一个太空版的“中国铁塔”？
这方面我们再对照基站的发展历程及中国铁塔出现的背景，看看能有什么启示。
我国公用移动通信基站早期建设呈现分散化的特征，2G时代中国移动、联通分别采用不同制式，设备互操作性差，成本高企。5G时代，在工信部主导的统一技术标准（TDD大规模天线技术）和共建共享政策（电信与联通、移动与广电合建基站等），由中国铁塔统合基站资源建设，成功实现了规模化降本和网络服务效率提升。
这表明了：标准化是规模化应用的必然选择，能够加速产业协同，但需要主管部门推动。
卫星“基站”目前也是多个星座各自独立规划，分散建设、分散经营。并且卫星“基站”涉及国际轨道资源争夺，技术复杂度、标准化难度更高，但紧迫性也更强。这方面国际上值得关注的动态包括：
SpaceX“星链”采用批量生产的标准化平台，包括平板式设计、统一推进系统等，使得单星成本降至50万美元以下，据称成本降幅达30%。
美国DARPA（国防部高级研究计划局）2021年9月发起了“天基自适应通信节点”（Space-BACN）项目，致力于开发一种多协议、可重新配置的光通信终端，通过标准化的接口，使不同公司和机构的卫星能够实现无缝通信。该项目包括三个技术领域：能够发射和接收光的低成本、高性能模块化望远镜；可重构处理；跨星座指挥和控制。
2024年3月，美国卫星通信行业联合云提供商、卫星网络运营商、调制解调器供应商和最终用户等多家企业和机构，共同成立WAVE联盟，首个工作组专注于卫星通信地面基础设施的标准化接口开发，目标通过开放标准确保不同供应商之间的兼容性，从而推动卫星通信系统的虚拟化和自动化。
美空军研究实验室自2019年启动“使用商用太空互联网的国防实验”计划，其中一份授予美国L3哈里斯技术公司的价值近9000万美元的合同，旨在建立多个商用太空互联网星座与军用平台通信的能力。
美国亚马逊的柯伊伯计划（Project Kuiper）和欧洲OneWeb都在探索通过标准化接口实现卫星通信的互操作性。
欧洲航天局（ESA）于2003年提出了一种专门用于空间高速数据传输的点对点串行总线标准SpaceWire，目前已被广泛应用于多个国际航天任务，包括欧洲、美国、日本和俄罗斯的航天项目。
ITU（国际电信联盟）在2024年发布的新版《无线电规则》中，通过引入一系列标准化参数，以提高频谱和轨道资源的管理效率。2022年，美国FCC（联邦通信委员会）通过一项规则，要求卫星企业在设计方案中提交标准化轨道清理方案，以缓解太空垃圾问题。
在星座间通信（包括军用与商用星座之间）以及各类接口、协议的标准化上，目前美国走得较远。从国内看，卫星互联网目前距离实现“三网融合”还很远，相同功能星座之间横向兼容的话题也还少有探讨。当务之急是有效载荷、卫星平台、箭垂直上下游之间的接口标准融合，这是最基本且迫在眉睫的任务。
卫星互联网卫星作为太空“基站”的实体部分和地面基站的重要补充，是未来6G通信网络的关键基础设施。然而，目前面临的相关标准体系尚处于移动基站的1G、2G时代，远远落后于产业发展需要。以资源整体统筹为目标，卫星平台标准化将是一个有力的抓手。
DeepSeek给出的卫星平台标准化路径建议（仅供参考）：
分阶段制定标准层级
-基础层强制标准：包括轨道预留安全距离（如ITU规定至少10km）、星间防撞通信协议、能源系统接口（如电压28V±5%）。
- 应用层推荐标准：如载荷安装尺寸（参考CubeSat的1U/3U模块化设计）、热控系统兼容接口。
建立“试验星座”验证机制
- 参考3GPP的5G测试床模式，由中国星网牵头，联合多家卫星制造企业（如银河航天等）发射小型试验星座（如36颗卫星），实测不同厂商平台在轨协同能力。
政策与市场双轮驱动
- 准入管制：国家航天局可将标准化程度纳入星座建设许可评分（如接口兼容性占30%权重）。
- 财税激励：对采用国标平台的卫星制造商给予增值税减免（如从13%降至6%）。
构建“轨道资源-标准”联动机制
- 在ITU框架下，中国可提议“标准化星座优先分配轨道资源”，例如符合ISO 24113太空碎片标准的星座可获轨道优先使用权。
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本文在网络公开资料研究基础上成文，限于个人认知，可能存在错漏，欢迎帮忙补充指正。
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