S^2：卫星互联网，从“星链计划”说起

溯溪而上

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星链计划

2015 年，马斯克在西雅图宣布推出“星链计划”，一项旨在为世界上任何角落的每一个人提供高速互联网服务太空高速互联网计划。

2018 年，猎鹰九号火箭在一次常规发射任务中搭载了 2 颗小卫星，展开对地通信测试。2019 年 5 月，SpaceX 用猎鹰 9 号火箭首次一次性发射了 60 颗卫星。SpaceX 计划在 2020 年代中期之前，在三个轨道上部署接近 12000 颗卫星：首先在 550 公里轨道部署约 1600 颗卫星，然后是在 1150 公里轨道部署约 2800 颗 Ku 波段和 Ka 波段卫星，最后是在 340 公里轨道部署约 7500 颗 V 波段卫星。“星链计划”目前计划的卫星总规模达 4.2 万颗，超过当前在轨运行卫星总数的20倍。                                            

星链能提供什么样的通讯服务？根据 SpaceX 在 2016 年提交给 FCC 的申请文件显示，“随着首批 800 颗卫星的部署，SpaceX 将能够为美国和国际宽带服务提供广泛的覆盖。一旦通过最终部署得到充分优化，星链将能为美国和全球消费者、企业提供高带宽（每个用户高达 1000Mbps）、低延迟宽带服务，马斯克也曾表示，目标是将延迟时间控制在 20ms 以下。“星链提供的超低延迟的网络服务，足以支撑网络竞技游戏。”

下载速率超过100Mbps，在线卫星数量突破700，这是星链近期的最新成果。3个月前的公测显示，星链实际可以提供的下载速率大概在11Mbps 至 60Mbps之间，而上传速度范围从 5Mbps 到 18Mbps 不等，延迟或 ping 频率范围从 31ms 到 94ms。随着近期的密集发射，星链对外宣称其内测下载速率已超过100Mbps。

02

卫星互联网

现有地面通信网在覆盖70%人口的同时，仅覆盖了20%的陆地，全球覆盖不到6%。近期热议的6G技术，其将实现海陆空的全球覆盖作为6G主要技术需求之一，其实卫星通信网的建设在半个世纪前就已开始。

《“新基建”之中国卫星互联网产业发展研究白皮书》中分析了自20世纪80年代以来，卫星系统经历了与地面通信网间竞争—补充—融合的三个阶段。

与地面通信网络竞争阶段（20世纪80年代～2000年）

以摩托罗拉企业“铱星”星座为代表的多个卫星星座计划提出，“铱星”星座通过66颗低轨卫星构建一个全球覆盖的卫星通信网。这个阶段主要以提供语音、低速数据、物联网等服务为主。随着地面通信系统快速发展，在通信质量、资费价格等方面对卫星通信全面占优，在与地面通信网络的竞争中宣告失败。

对地面通信网络补充阶段（2000~2014年）

以新铱星、全球星和轨道通信企业为代表，定位主要是对地面通信系统的补充和延伸。

与地面通信网络融合阶段（2014年至今）

以一网企业(OneWeb)、太空探索企业(SpaceX)等为代表的企业开始主导新型卫星互联网星座建设。卫星互联网与地面通信系统进行更多的互补合作、融合发展。卫星工作频段进一步提高，向着高通量方向持续发展，卫星互联网建设逐渐步入宽带互联网时期。

随着太空空间探索的逐步深入，国内外就卫星互联网纷纷展开部署，2019年全球卫星产业总收入为2860亿美金，同比增长3.20%。

国外低轨卫星星座计划主要包括OneWeb、O3b、星链等，国内低轨卫星星座计划主要包括鸿雁星座、行云工程、虹云工程、天象星座等。总体来说，我国与美国在近地轨道卫星数量上差距较大。

卫星通信系统不仅涉及经济问题，还涉及军事和政治问题，随着低轨卫星所主要采用的Ku及Ka通信频段资源和轨位可用空间日趋饱和，各大国间空天资源的争夺及各卫星企业间的竞争将日趋激烈。