近地衛星互聯網發展進入戰略機遇期

美國、加拿大等相繼部署近地衛星互聯網戰略，旨在推動空天地一體化通信網路建設。近地衛星互聯網發展進入戰略機遇期。

近年來，美國、加拿大等相繼部署近地衛星互聯網戰略，旨在推動空天地一體化通信網路建設。以SpaceX、OneWeb為代表的新興衛星企業紛紛發布低軌衛星發射計劃，積極獲取近地軌道、頻譜資源，加速推進全球布局。隨著多國政策的驅動和相關技術的進步，近地衛星互聯網發展已進入重大戰略機遇期。但我國相關產業發展面臨關鍵技術落後、統籌規劃不完善、監管措施滯後等問題，如不能及時解決，將對我通信產業發展、國家安全等領域帶來嚴峻威脅。

資源爭奪日趨激烈

多國積極布局，近地軌道開發受到重視

以美國和加拿大為代表的科技強國，意識到近地軌道和頻譜資源的高價值性和稀缺性，著手布局近地衛星互聯網發展。2018年2月，美國副總統邁克﹒彭斯在訪問佛羅里達肯尼迪航天中心時表示，「美國2019財年預算將支持私營航天企業增加在近地軌道上的活動，美國政府將作為私營企業的合作夥伴或消費者，而非競爭者。」2018年4月，邁克﹒彭斯在會見NASA高層領導時表示，美國政府將改革過時和瑣碎的法規，以鼓勵開創性的太空公司在近地軌道上開展業務。加拿大政府在2018年財政預算中為戰略創新基金提供1億美元，以支持近地軌道（LEO）衛星項目。此外，Telesat還將獲得安大略省2000萬美元的投資，力爭成為首批面世的LEO互聯網服務提供商。

技術創新驅動，天基互聯網路即將實現

是衛星批量製造成本降低，一箭多星技術進一步降低發射成本，導致近地衛星大規模發射成為可能；二是材料與工藝創新使衛星進一步小型化，集成度更高、功能更強大，同時進一步降低衛星製造成本；三是智能衛星技術的進步，使得衛星控制、通訊管理、星地互動、多星聯動更為簡便，極大提高了衛星資源的使用效率；四是毫米波通訊技術發展使得星際通訊能力更加強大，不僅實現了吉比特/秒（Gbps）級別的帶寬，對雲霧雨穿透力也顯著增強，衛星與用戶直連可進行高質量通訊；五是智能手機等民用設備廣泛普及，計算能力不斷提升，呈現小型化、低能耗、智能化等趨勢，使用戶與衛星網路的連接逐步掃除了普及與應用障礙。

商業力量主導，軌道頻譜資源爭奪激烈

面對有限的軌道、頻譜資源，Oneweb、SpaceX等行業巨頭以及谷歌、Facebook等互聯網企業紛紛加強衛星互聯網布局，爭奪近地軌道、頻譜資源，搶佔未來發展先機。截至2018年初，向美國FCC提出許可申請的低軌衛星互聯網企業就有波音、OneWeb、SpaceX、ViaSat、Telesat、Audacy、KarouselLLC、SpaceNorway、TheiaHoldings和LeoSat，其中Oneweb、SpaceX等先後拿到許可。部分已公布的低軌道衛星發射計劃見下表：

部分已公布的低軌道衛星發射計劃

近地衛星互聯網優勢顯著

當前，世界科技巨頭紛紛布局近地衛星互聯網，均為爭奪空天領域網路主導權，旨在利用近地衛星互聯網的優勢獲取發展先機。

覆蓋區域極廣，為海洋及偏遠地區發展帶來可能

以SpaceX「星鏈」為例，其計劃在距地面1150-1325公里的LEO軌道上部署4425顆衛星，傳輸波段介於Ku與Ka；然後將在距地面335-346公里的極低地球軌道（VLEO）上部署7518顆衛星，以V波段傳輸數據。首批800顆衛星部署完成後，該系統可為美國和全球提供寬頻連網服務；全部衛星部署完成後，系統就可進一步增加容量並覆蓋赤道和兩極，達到真正的全球覆蓋。2018年3月，美國聯邦通信委員會（FCC）批准了SpaceX公司利用低軌衛星星座在美國開展網路服務的計劃。FCC主席帕伊曾敦促其他委員支持SpaceX公司的申請，聲稱這有助於讓美國鄉村和欠發達地區也能用上互聯網。「星鏈」計劃部署完成後，將能夠以極低成本在海洋、極地與偏遠欠發達地區實現網路覆蓋，消除發達地區和欠發達地區的數字鴻溝，為上述地區的發展提供新動能。

數據傳輸極快，或可替代海底電纜作為基礎設施

相比於地球同步軌道（GEO）通信衛星200多毫秒的數據延遲，LEO軌道上的通信衛星僅有數十毫秒的數據延遲，大大提升了近地衛星互聯網的服務體驗。此外，衛星互聯網還能跟上更高網速、更高容量的5G建設步伐。根據「星鏈」計劃，SpaceX將為全球4000萬用戶提供每人1吉比特/秒的帶寬。低軌衛星星座與NB-IoT（窄帶蜂窩物聯網）技術的結合，具有低延時、高可靠性和低功耗大連接等特性，還可與地面網路形成有效互補。

目前，海底光纜作為當代國際通信的重要通道，承擔了90%的國際通信業務。但海底光纜非常脆弱，容易遭到地震、海嘯、船隻甚至魚類的破壞，進而導致區域性互聯網和長途電話服務的中斷。近地衛星互聯網可不受海底光纜的制約，為全球用戶提供高速全覆蓋的寬頻服務。未來，近地衛星互聯網或可取代部分海底光纜，成為全球關鍵通信基礎設施。

單星成本極低，或將顛覆衛星製造與發射業務

現有衛星均為小批量定製，一種型號的衛星只生產1個至幾十個，研發成本分攤大，單星成本居高不下。而「星鏈」計劃將製造4425顆低軌道衛星，直接將生產批量提高了2個數量級，而衛星價格將從數億美元下跌至數百萬美元，同樣降低2個數量級。SpaceX通過火箭回收等一系列顛覆性創新，大大降低了火箭的發射成本和發射服務頻率。隨著獵鷹9號block5投入使用，SpaceX將實現單個火箭10次復用。這不但大大降低了發射成本，也大大提高了SpaceX的實際發射能力。「星鏈」衛星星座將填補SpaceX發射載荷不足的問題，降低每顆衛星的平均發射成本。

顛覆傳統，帶來重大挑戰

軍事價值巨大，或將顛覆軍事作戰形式

近地衛星星座具有通量高、覆蓋範圍廣、數據傳輸速率高和延遲短等諸多優勢，在軍事領域應用價值巨大：一是可支持遠程無人機高效工作，近地衛星星座可為高空無人機提供全球數據鏈支持，使「全球鷹」等遠程無人機的應用數量和工作效率得到顯著提升；二是可提供全球實時監控服務，近地衛星星座可實現對同一地點的長時間跟蹤拍攝，大幅消除「戰爭迷霧」，彈道導彈基地、航母艦隊的行蹤將無處遁形。

通信監管困難，給信息安全帶來極大挑戰

資源逐漸稀缺，給產業發展帶來障礙

在衛星通信領域，由於相近頻率上的信號干擾，原則上不同衛星不允許共用頻譜。頻譜資源和軌道資源的重要性、稀缺性正日益凸顯。根據聯合國《外層空間條約》規定，哪個國家優先向國際電信聯盟申報衛星頻率和軌道資源，就可以獲得優先使用權。在經歷過軍事備戰後，美國和俄羅斯幾乎佔據了全世界80%的優質頻段。SpaceX、OneWeb等公司通過發射海量通信衛星，可搶佔大量近地、極低軌道資源和優質的Ku/Ka/V頻譜資源，進而形成資源優勢並建立行業壁壘，對近地通信衛星星座形成制約。

對我啟示

全球展開近地衛星互聯網競賽時，中國的近地衛星領域也迎來了快速發展期，但與發達國家相比，我國近地衛星互聯網發展還存在一定差距：一是軌道、頻率資源申請落後，亟待統籌規劃；二是衛星互聯網發展基礎薄弱，關鍵核心技術亟需突破； 三是產業生態不成熟，融合發展機制有待完善。面對這些差距，我應積極布局，加緊追趕。

制定統籌發展路線，積極獲取軌道資源

制定低軌衛星通信發展路線，規劃空間與地面網路基礎設施建設方案。加強軌道、頻譜資源超前規劃，支持企業通過各種方式獲取全球軌道、頻譜資源，健全軌道、頻譜資源全周期管理機制。

攻關關鍵核心技術，引導產業協同發展

致力於低軌衛星互聯網關鍵核心技術的攻關，完善衛星研製、衛星發射、終端設備和信息服務領域的相關技術標準體系。重點關注低成本衛星發射技術、一箭多星技術、星間鏈路技術和關鍵通信技術等。引導衛星製造、衛星發射、衛星運營、終端設備開發和地面系統建設等產業協同發展。

把握一帶一路機遇，推進基礎設施建設

針對一帶一路沿線國家電信基礎設施薄弱的現狀，推動寬頻衛星網路服務「走出去」，作為「國家名片」打開一帶一路市場。低軌衛星作為空中基礎設施，可跳出具體國家的政策限制，規避地面基礎設施建設投資大、建設周期長的風險。

服務精準扶貧政策，推動偏遠地區發展

在邊遠貧困地區，採用低軌衛星網路服務能夠節省大量的基站和光纖建設經費，性價比極高。通過構建天地信息一體化的網路，使「天網」與地面網路有機結合起來，可以有效地服務邊遠貧困地區，有利於精準扶貧政策的實施。

超前開展衛星互聯網服務監管措施的研究

在加速發展近地衛星網路服務的同時，我應超前考慮衛星網路服務引發的新興問題，提前規劃監管手段，制定監管措施，切實保障我國網路安全與信息安全。

作者丨宮學源

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