主頁（http://www.130131.com）：賽迪觀點：衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展研究及建議

一

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述

2020年4月20日，國家發(fā)改委將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)作為通信網(wǎng)絡基礎設施的代表之一，納入新型基礎設施——信息基礎設施的范疇，這是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)首次被官方認定為新型基礎建設的一部分。

作為信息通信產(chǎn)業(yè)的重要組成，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展最早可以追溯到20世紀80年代。在早期發(fā)展階段，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)主要以提供語音、低速數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等服務為主，扮演著對地面通信網(wǎng)絡的補充和延伸的角色。此后，受到應用拓寬、技術進步、成本降低等因素的驅動，加之商業(yè)衛(wèi)星企業(yè)和火箭發(fā)射企業(yè)不斷涌入，目前衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)進入了與地面通信系統(tǒng)互補合作、融合發(fā)展的寬帶互聯(lián)網(wǎng)時期。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)正在朝著低軌化(軌道高度<2000km)、小體量化（重量<1000kg）的方向發(fā)展。

低軌衛(wèi)星具有傳輸時延小、鏈路損耗低、發(fā)射靈活、應用場景豐富等特點，而且可以通過增加衛(wèi)星數(shù)量大幅提升系統(tǒng)容量，非常適合衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的發(fā)展，而采用小型化、輕量化的衛(wèi)星則可以進一步降低制造和發(fā)射成本。

二

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及應用前景

01

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

各國加快部署低軌星座計劃

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)低軌化發(fā)展趨勢明朗，但在星座組網(wǎng)數(shù)量方面，高軌衛(wèi)星單星覆蓋率大，最大可覆蓋42%的地球面積，一般3～4顆即可完成除極地地區(qū)之外的全球覆蓋；而低軌衛(wèi)星單星覆蓋范圍小，加之為了達到更高的系統(tǒng)吞吐量，因此需要更多的衛(wèi)星密集組網(wǎng)從而完成全球覆蓋和提升系統(tǒng)容量，這對衛(wèi)星軌道和頻譜資源提出了新的要求。

衛(wèi)星軌道和頻譜資源是一種有限的使用資源。目前，國際規(guī)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(wèi)星產(chǎn)生不利干擾；申報者還必須在登記之后的七年內發(fā)射衛(wèi)星，啟用所申報的資源，否則預定的資源會失效。所以在低軌星座領域，軌道資源的競爭非常激烈。

頻譜資源方面，較寬的信道頻率帶寬有助于提升通信容量。當前低軌衛(wèi)星所主要采用的Ku及Ka通信頻段資源逐漸趨于飽和狀態(tài)，全球正在積極開拓Q、V頻段，而頻段更高的太赫茲頻段也正處于規(guī)劃階段。

目前已有多個國家和地區(qū)制定產(chǎn)業(yè)政策以扶持先進衛(wèi)星通信建設，爭取先發(fā)優(yōu)勢，搶占資源高地。截至2020Q1，全球低軌通信衛(wèi)星在軌數(shù)量為710顆。以SpaceX、亞馬遜為代表的通信衛(wèi)星企業(yè)制定了以發(fā)展高通量低軌衛(wèi)星通信作為商業(yè)化核心方向的戰(zhàn)略布局，紛紛提出低軌衛(wèi)星“星座計劃”，其中SpaceX公司是全球迄今為止擁有衛(wèi)星數(shù)量最多的商業(yè)衛(wèi)星運營商，星鏈第九批58顆衛(wèi)星已于2020年6月13日成功入軌，目前在軌衛(wèi)星數(shù)目高達540顆（含兩顆測試星）。

我國自2017年以來也相繼啟動多個衛(wèi)星星座計劃，在寬帶衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、窄帶衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)等領域開始積極布局，預計2029年我國低軌衛(wèi)星入軌數(shù)量達到1900顆，低軌衛(wèi)星數(shù)目將位列全球第二。

構建我國空間基礎設施體系

我國空間基礎設施發(fā)展已基本建成完整配套的航天工業(yè)體系，航天技術步入國際先進行列，初步建成了以衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星通信廣播、衛(wèi)星導航定位為代表的空間基礎設施體系系統(tǒng)工程。

衛(wèi)星遙感領域，我國1975年首次發(fā)射可返回式遙感衛(wèi)星，開啟遙感衛(wèi)星紀元。目前我國陸地觀測、海洋觀測、大氣觀測三個系列的衛(wèi)星遙感空間系統(tǒng)正在加快建設。高分衛(wèi)星方面，2013年4月26日，我國高分辨率對地觀測系統(tǒng)的首發(fā)星高分一號衛(wèi)星成功入軌，民用高分辨率遙感數(shù)據(jù)開始應用，2019年底高分十二號也已完成發(fā)射升空。持續(xù)推進建設的遙感衛(wèi)星星座工程將增強我國在資源、海洋、氣象、環(huán)境減災等遙感領域的業(yè)務化服務能力。

衛(wèi)星導航定位領域，北斗三號衛(wèi)星系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星已經(jīng)成功發(fā)射，至此，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)星座部署全面完成。與美國的GPS、俄羅斯的GLONASS，歐盟的Galileo等導航系統(tǒng)以單一軌道衛(wèi)星部署星座不同，我國北斗系統(tǒng)采用三種軌道衛(wèi)星組成混合導航星座，能夠為全球用戶提供全天候、全天時高精度的定位、導航，精確授時，輔助安全駕駛，災難搜救以及短報文通信等服務。隨著組網(wǎng)完成，北斗產(chǎn)業(yè)將進一步加速發(fā)展。

衛(wèi)星通信廣播領域，我國已經(jīng)基本形成完整的通信衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈，固定通信廣播等衛(wèi)星通信基本保障體系初步形成，“天通一號”衛(wèi)星發(fā)射則拉開了我國衛(wèi)星移動通信序幕，隨著中星十六號高通量衛(wèi)星投入業(yè)務運行，我國開始進入寬帶衛(wèi)星通信時代。但是在通信衛(wèi)星總體數(shù)量尤其是在低軌衛(wèi)星數(shù)量方面我國依然有著巨大的增長空間。未來，全面融合的天基信息網(wǎng)和地面移動通信網(wǎng)將構成覆蓋全球、無縫連接的天地一體化信息網(wǎng)絡，對保障國家安全，提高國家綜合競爭力具有重大戰(zhàn)略意義。

02

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)未來應用前景

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)不會與5G等地面網(wǎng)絡構成競爭關系。在時延方面，目前的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)能達到幾十毫秒級別的延時，可以與4G網(wǎng)絡媲美，但是與5G網(wǎng)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(yī)療等低延時場景應用；而在帶寬方面，雖然目前單顆衛(wèi)星帶寬已能達到20Gbps，但與組網(wǎng)衛(wèi)星數(shù)目相比，地面基站數(shù)量更加龐大，系統(tǒng)容量也更大，可滿足大規(guī)模終端產(chǎn)品的高速網(wǎng)絡連接，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)在海量終端接入方面受到限制。地面網(wǎng)絡高速率、低延時、海量連接等特性使得其適合在人口密集的城鎮(zhèn)鋪設，但是在一些偏遠地區(qū)地面網(wǎng)絡的容量成本和覆蓋成本卻顯著提高，且易受到自然地形與氣候條件的影響，而衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)可以突破地表條件限制，在更大時空尺度范圍高速連接，因此它的典型商業(yè)應用場景主要包括偏遠地區(qū)通信、海洋及科考作業(yè)、空域寬帶通信、災備應急通信等。

三

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

01

加快天地網(wǎng)絡融合發(fā)展

加強天基系統(tǒng)與地面網(wǎng)絡系統(tǒng)之間有效傳輸鏈路的建設，形成不同軌道和同型軌道衛(wèi)星之間的星間鏈路。

加快星地融合的標準化設立，設計兼容的星地通信協(xié)議，統(tǒng)一空口技術體制，實現(xiàn)星地網(wǎng)絡之間的互連互通。

推進動態(tài)頻譜共享機制，解決頻率干擾問題，提升頻譜利用效率。

加快衛(wèi)星網(wǎng)絡與地面網(wǎng)絡融合架構建設，實現(xiàn)便捷切換“天地”網(wǎng)絡。

引入MEC技術，避免星地節(jié)點間不必要的通信交互，降低業(yè)務傳輸時延，節(jié)省帶寬資源。

成立專門的天地網(wǎng)絡融合服務運營商，不斷探索天地網(wǎng)絡一體化管理與運營方面的新模式、新方法。

02

推進示范應用基地建設

產(chǎn)業(yè)基礎較好，政策優(yōu)勢顯著的地區(qū)借助已經(jīng)發(fā)布的低軌衛(wèi)星星座計劃，開展綜合應用示范工程，吸引上下游企業(yè)集聚，并不斷完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設。

加強衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、邊緣計算等信息技術的貫通融合，不斷催生新業(yè)態(tài)，提升衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術應用水平。

03

積極尋求產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng)新

積極吸納民間資本不斷完善全產(chǎn)業(yè)鏈，設立相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金，做好資金保障，推進衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程。

產(chǎn)業(yè)運作模式方面，產(chǎn)業(yè)鏈上下游環(huán)節(jié)企業(yè)明確分工，做好各環(huán)節(jié)生產(chǎn)過程的質量把控和成本控制，聯(lián)合開展關鍵領域科技攻關，真正做到互利共贏，共同分享衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)紅利。

04

服務“一帶一路”倡議

構建集衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星通信廣播、衛(wèi)星導航與地理信息技術于一體的全球綜合信息服務平臺，提高與“一帶一路”沿線國家在產(chǎn)業(yè)合作領域的層次和水平，帶動提升我國空間信息產(chǎn)業(yè)市場化、國際化水平；增強衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)在“一帶一路”航運、工程建設、物流管理、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、安全與應急管理等領域的應用滲透，為“一帶一路”沿線國家及區(qū)域提供空間信息服務能力，助力實現(xiàn)信息互聯(lián)互通。

轉載自：中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院