衛星互聯網+5G 構建天地一體化信息網絡

劉暾

新基建是以新發展理念為引領，以技術創新為驅動，以信息網絡為基礎，面向高質量發展需要，提供數字轉型、智能升級、融合創新等服務的基礎設施體系，主要包括信息基礎設施、融合基礎設施和創新基礎設施三大方面的內容。2020年4月20日，國家發改委將衛星互聯網作為通信網絡基礎設施的代表之一，納入新基建信息基礎設施的范疇。作為我國信息通信發展的新抓手之一，衛星互聯網的集中性布局即將拉開序幕，面對稀缺的軌道空間，我國應從哪方面精準發力？

步入寬帶互聯網時期

衛星互聯網的發展初期可以追溯到上世紀80年代，在早期發展階段中，衛星互聯網主要以提供語音、低速數據和物聯網等服務為主，主要扮演著對地面通信網絡的補充和延伸的角色。

經過二十余年的發展，目前衛星互聯網進入了與地面通信系統互補合作、融合發展的寬帶互聯網時期。

衛星互聯網是基于衛星通信的互聯網，通過衛星規模組網，構建具備實時處理信息能力的大衛星系統，主要用來提供寬帶互聯網接人等通信服務。其覆蓋范圍廣，傳輸時延達幾十毫秒級別，與4G網絡相當。同時，在建設周期相近的情況下，衛星互聯網相比5G基站部署具有一定的成本優勢。

按照軌道高度劃分，衛星星座主要分為低軌、中軌、高軌三類，其中低軌衛星由于傳輸時延小、鏈路損耗低、發射靈活、應用場景豐富、整體制造成本低，非常適合發展衛星互聯網業務。

空間資源爭奪加劇

衛星軌道是一種有限的使用資源，衛星公司需要采取申報的方式向相關機構申請使用資格。目前，國際規則中的軌道資源主要以“先占先得”的方式進行分配，后申報方不能對先申報國家的衛星產生不利干擾;申報者還必須在申報資源后的一段時間內發射衛星，啟用所申報的資源，否則預定的資源會失效。

低軌衛星星座由眾多小衛星組成，當一部分衛星無法工作時，可以發射新的衛星進行補網，不會將整個資源讓出。所以在低軌星座領域，資源的競爭非常激烈。

截至目前，包括OneWeb、O3b、SpaceX、Telesat等多家國外企業已推出衛星互聯網計劃。其中SpaceX公司擁有目前最多的商業衛星數量，重點打造的Starlink（星鏈）計劃將在LEO、極低軌分別發射4425、7518顆衛星進行組網，目前已經在軌的衛星數達到482顆。

自2017年以來，我國也相繼啟動了多個衛星星座計劃，包括航天科技的鴻雁星座、航天科工的虹云工程、國電高科的天啟星座的“天啟一號”等。

預計到2029年全球近地軌道將部署約5.7萬顆低軌衛星，其中美國預計占據80%以上的衛星數量，而我國低軌衛星數目將位列第二。

加速天地一體化信息覆蓋

衛星互聯網產業鏈主要包含了衛星制造、衛星發射、地面設備、衛星運營及服務四大環節。隨著國內低軌衛星星座部署加快，衛星制造、衛星發射和地面設備環節率先迎來發展機遇。

如何進一步降低衛星制造和發射成本、開發高通量衛星、加快地面關口站建設將是未來工作部署的重點。而伴隨著組網的形成，衛星運營及服務領域也將得到廣闊的發展空間，未來衛星通信將與地面5G逐步融合，構建天地一體化信息網絡。

衛星互聯網的出現不會與5G等地面網絡構成競爭關系。在時延方面，目前的衛星互聯網能達到幾十毫秒級別的延時，可以與4G網絡媲美，但是與5G網絡10毫秒以內的延時相比差距仍然巨大，無法滿足自動駕駛、遠程醫療等低延時場景應用。

而在帶寬方面，雖然目前單顆衛星帶寬已能達到20Gbps，但與組網衛星數目相比，地面基站數量更加龐大，可滿足大規模終端產品的高速網絡連接，衛星互聯網在海量終端接入方面受到限制。

未來衛星互聯網的核心應用場景將主要包括偏遠地區互聯通信、海洋作業、科考寬帶、航空寬帶和災難應急通信等，這些地方地面網路架設難度大成本高，而衛星互聯網將可以很好地解決這方面的問題，對地面網絡形成重要補充，極大地拓展網絡的覆蓋范圍。

注重產業生態建設

衛星互聯網產業鏈環節眾多，因此發展衛星互聯網產業需要從全盤考慮，在衛星制造、衛星組網、衛星發射到衛星運營服務等方面建立上下游產業鏈的合作伙伴關系，打造良好的產業生態，不斷突破產業鏈核心環節，形成關鍵技術的自主，知識產權。

衛星互聯網產業建設首先要完成規模組網，前期資本投人較高，后期組網完成才會通過應用服務帶來收益;加之目前以SpaceX為代表的衛星互聯網企業布局進程加快，未來衛星互聯網市場競爭必然更加激烈。

因此，政府需要從宏觀層面持續予以政策扶持，相關企業要創新商業模式，組網建設工程要循序漸進，逐步拓展市場空間，形成良性發展。與此同時，還要進一步推進相關標準的制定工作，加快天地信息網絡融合建設，使衛星互聯網與地面網絡真正有效地結合起來。