我國(guó)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的問(wèn)題與對(duì)策建議*

李 鋒 韓燕妮 馬曉玲 王 婷

近兩年，美國(guó)太空探索技術(shù)公司(SpaceX)的衛(wèi)星制造技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，火箭發(fā)射成本不斷下降，其低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃——星鏈(Starlink)系統(tǒng)加速實(shí)施，現(xiàn)已在北美地區(qū)實(shí)現(xiàn)部分商用，計(jì)劃發(fā)射共4.2萬(wàn)顆衛(wèi)星為全球提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)，(1)余南平、嚴(yán)佳杰：《國(guó)際和國(guó)家安全視角下的美國(guó)“星鏈”計(jì)劃及其影響》，《國(guó)際安全研究》，2021年第5期，第71頁(yè)。欲形成“一網(wǎng)通天下”的優(yōu)勢(shì)地位。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)盡管短期內(nèi)無(wú)法與第五代移動(dòng)通信技術(shù)(5G)網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)，但能滿足航海、航空、軍事等特殊場(chǎng)景需求，具有重要的戰(zhàn)略價(jià)值，還能與地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)形成互補(bǔ)，構(gòu)建天地一體的新型互聯(lián)網(wǎng)。本文在研究低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)未來(lái)發(fā)展前景，以及與5G網(wǎng)絡(luò)相互演進(jìn)關(guān)系的基礎(chǔ)上，分析制約我國(guó)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要問(wèn)題，提出我國(guó)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的對(duì)策建議。

一、低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的基本內(nèi)涵、發(fā)展前景及態(tài)勢(shì)

(一)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的基本內(nèi)涵

低軌衛(wèi)星一般指高度在500公里至1500公里，重量在100公斤至1000公斤的現(xiàn)代衛(wèi)星，具備通信、導(dǎo)航、遙感等多種功能，具有造價(jià)低、研制周期短、生產(chǎn)可批量化的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)組網(wǎng)的方式能夠?qū)崿F(xiàn)甚至超越傳統(tǒng)大衛(wèi)星的功能。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是指利用低軌衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)局部或全球互聯(lián)網(wǎng)鏈接服務(wù)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。隨著國(guó)際貿(mào)易投資的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)接入需求越來(lái)越多?，F(xiàn)有衛(wèi)星通信主要通過(guò)地球靜止軌道衛(wèi)星(GEO)進(jìn)行傳輸，頻率軌道資源非常有限，且衛(wèi)星造價(jià)昂貴。低軌衛(wèi)星離地表近，信號(hào)強(qiáng)度、可使用頻率、數(shù)據(jù)帶寬、應(yīng)用領(lǐng)域等都遠(yuǎn)勝GEO。采用低軌衛(wèi)星組成的星座進(jìn)行通信，可實(shí)現(xiàn)真正的全球覆蓋?？傊c中軌和高軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)相比，低軌衛(wèi)星傳輸時(shí)延更短、路徑損耗更小；與地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相比，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)成本更低、覆蓋區(qū)域更廣。

(二)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)具有廣闊發(fā)展前景

首先，航天技術(shù)的迭代升級(jí)使衛(wèi)星制造和發(fā)射成本大幅降低。衛(wèi)星研制引入工業(yè)化技術(shù)，可批量制造的標(biāo)準(zhǔn)模塊化接口、3D打印技術(shù)、機(jī)器人生產(chǎn)線以及飛機(jī)批量制造經(jīng)驗(yàn)被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星制造，推動(dòng)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)和商業(yè)化應(yīng)用。英國(guó)一網(wǎng)(OneWeb)公司將衛(wèi)星制造速度從每顆12～18個(gè)月，提升到了每天2顆；SpaceX更是借助成熟的汽車(chē)工業(yè)體系將衛(wèi)星制造能力提升到每月產(chǎn)出120顆，平均每天4顆。(2)呂棟：《SpaceX平均日產(chǎn)衛(wèi)星4顆，中國(guó)企業(yè)加速追趕》，觀察者網(wǎng)，2022年3月25日， https：//www.guancha.cn/economy/2022_03_25_631826.shtml。商業(yè)化的一箭多星發(fā)射和可重復(fù)利用技術(shù)，也大幅降低了低軌衛(wèi)星的發(fā)射成本。這些因素都賦予了低軌衛(wèi)星大規(guī)模部署的可能性，也增強(qiáng)了其商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。其次，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的快速發(fā)展催生衛(wèi)星通信服務(wù)的新商機(jī)。智能手機(jī)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及，催生了一大批基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用，當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景向飛機(jī)、游輪、汽車(chē)、野外等特殊環(huán)境拓展時(shí)，亟需提高數(shù)據(jù)服務(wù)的廣度與深度，創(chuàng)造新的商業(yè)模式。最后，科技巨頭的跨界加盟推動(dòng)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈加速成熟。當(dāng)前，在眾多科技巨頭的推動(dòng)下，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)探索出更多商業(yè)模式，直接帶動(dòng)了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展?；ヂ?lián)網(wǎng)行業(yè)跨界到商業(yè)航天領(lǐng)域最具有典型性，亞馬遜、臉書(shū)、谷歌等互聯(lián)網(wǎng)巨頭現(xiàn)都在研究低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。

(三)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)加速發(fā)展態(tài)勢(shì)

近20年以來(lái)，“星鏈”“一網(wǎng)”“鴻雁”“虹云”等為代表的數(shù)十個(gè)星座計(jì)劃掀起了發(fā)展低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的高潮。SpaceX的Starlink系統(tǒng)不斷拓展近地軌道空間，截至2022年8月，已發(fā)射衛(wèi)星3108顆，并將低軌衛(wèi)星廣泛應(yīng)用于北美等全球多個(gè)地區(qū)的通信網(wǎng)絡(luò)接入。(3)佚名：《SpaceX再發(fā)射53顆“星鏈”衛(wèi)星，目前總計(jì)3108顆》，新浪財(cái)經(jīng)，2022年8月20日，https：//cj.sina.com.cn/articles/view/1698823241/6541fc49020016jpp?sudaref=www.baidu.com&display=0&retcode=0。2021年4月22日，中國(guó)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)正式成立，整合相關(guān)資源，大力發(fā)展低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。

二、低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)可與5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)

受信號(hào)傳輸距離長(zhǎng)、鏈路損耗大、信號(hào)易被干擾以及軌道和頻率資源有限等因素影響，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)目前還無(wú)法達(dá)到5G網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。同時(shí)，地面移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更迭速度更快、應(yīng)用范圍更廣，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)很難在短時(shí)間內(nèi)替代5G網(wǎng)絡(luò)，兩者將形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、相互支撐的發(fā)展格局。

(一)具有廣覆蓋優(yōu)勢(shì)，但通信質(zhì)量遠(yuǎn)低于5G網(wǎng)絡(luò)

低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)能夠低成本覆蓋沙漠、海洋等地廣人稀地區(qū)，但網(wǎng)絡(luò)傳輸鏈路損耗較大，頻譜效率較低，容量較小，與5G網(wǎng)絡(luò)有較大差距，不能有效滿足人口密集地區(qū)用戶的高速率、低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)需求。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)SpaceX的Starlink時(shí)延最快為20毫秒(ms)，峰值速率最快可達(dá)每秒600兆比特(600Mbps)；5G時(shí)延最快為1ms，是Starlink的1/20，峰值速率可達(dá)每秒10～20千兆比特(10～20Gbps)，是Starlink的15～30倍。Starlink單星容量約為9Gbps，全球總?cè)萘款A(yù)計(jì)為每秒370百萬(wàn)兆字節(jié)(370Tbps)；5G每平方公里就能達(dá)到10Tbps。(4)ITU.Setting the Scene for 5G：Opportunities & Challenges， 2018， p.5.此外，在每平方公里連接數(shù)、頻譜效率等方面，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)也明顯落后于5G網(wǎng)絡(luò)。

(二)具有特殊場(chǎng)景應(yīng)用價(jià)值，可彌補(bǔ)5G網(wǎng)絡(luò)的短板

面向不同應(yīng)用場(chǎng)景，低軌衛(wèi)星通信和5G各有優(yōu)勢(shì)。一方面，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)以其廣覆蓋和低功耗特性，可以服務(wù)未接入寬帶的飛機(jī)、郵輪以及野外科考、環(huán)境監(jiān)測(cè)等特殊應(yīng)用場(chǎng)景，還能對(duì)遠(yuǎn)郊農(nóng)村、高山峻嶺、沙漠和森林等局部熱點(diǎn)地區(qū)提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，擴(kuò)大地面移動(dòng)通信服務(wù)的地理范圍。另一方面，由于覆蓋能力廣、安全和私密性較強(qiáng)以及不受地面障礙物和災(zāi)害等影響，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)常用于政府和軍隊(duì)的特需服務(wù)，在應(yīng)用場(chǎng)景上能與5G實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)性能雖比中高軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)有所提升，但仍無(wú)法充分滿足高密度人群、行業(yè)和區(qū)域的高流量需求。而5G網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)用戶高速率網(wǎng)絡(luò)接入，滿足超高清視頻、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧物流、智慧城市等復(fù)雜場(chǎng)景的需求。

(三)具有低成本優(yōu)勢(shì)，但短期內(nèi)不可能對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成重大挑戰(zhàn)

美國(guó)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)及運(yùn)維成本較5G網(wǎng)絡(luò)低，資費(fèi)水平與4G持平。如Starlink的衛(wèi)星制造成本和發(fā)射費(fèi)用約為300億美元，后期衛(wèi)星置換費(fèi)用每年約為50億美元。我國(guó)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)用約為2000多億美元，雖然明顯高于美國(guó)的低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，但5G單位流量成本較低，在滿足用戶高流量需求方面，擁有明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。Starlink目前推出的流量資費(fèi)為每月99美元，相當(dāng)于美國(guó)主流運(yùn)營(yíng)商的4G資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，但需額外支付499美元購(gòu)買(mǎi)地面信號(hào)接收設(shè)備。Starlink最新推出的高級(jí)套餐包括終端機(jī)每套售價(jià)2500美元，預(yù)定押金500美元，每月資費(fèi)500美元，但其下載網(wǎng)速僅為150～500Mbps，延遲20～40ms，網(wǎng)絡(luò)性能和整體費(fèi)用遠(yuǎn)不及我國(guó)5G具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

(四)擁有廣闊發(fā)展前景，可與地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展

國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)、第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)等機(jī)構(gòu)均提出了多種星地融合的應(yīng)用場(chǎng)景。我國(guó)“十四五”規(guī)劃綱要提出，建設(shè)高速泛在、天地一體、集成互聯(lián)、安全高效的信息基礎(chǔ)設(shè)施，打造全球覆蓋、高效運(yùn)行的通信、導(dǎo)航、遙感空間基礎(chǔ)設(shè)施體系。一方面，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)融合能夠?qū)⑾冗M(jìn)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入衛(wèi)星通信，有效解決衛(wèi)星通信面臨的容量、工程部署和移動(dòng)性等問(wèn)題。另一方面，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)能夠利用衛(wèi)星鏈路，大力拓展5G基站的部署空間范圍，在地面網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本高的區(qū)域快速推進(jìn)5G基站部署，助力5G基站按需布站，節(jié)約建站成本和空間。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)還能夠與5G共同承載相關(guān)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)切片等技術(shù)，提高總體網(wǎng)絡(luò)效能和安全性。同時(shí)，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與5G網(wǎng)絡(luò)的融合，也是發(fā)展6G天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的必然發(fā)展趨勢(shì)。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與陸地?zé)o線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、中高軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)融合，可以建立空、天、地、海泛在覆蓋的網(wǎng)絡(luò)連接，助力6G實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫覆蓋的空天地一體化網(wǎng)絡(luò)。

表1 低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與5G網(wǎng)絡(luò)性能比較

三、我國(guó)發(fā)展低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)面臨的主要問(wèn)題

我國(guó)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)存在衛(wèi)星發(fā)射緩慢，商業(yè)模式不清晰，以及與地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)不夠等問(wèn)題。

(一)美國(guó)加速搶占軌道和頻率資源，我國(guó)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)

美國(guó)利用ITU頻軌同時(shí)申請(qǐng)、先申先得、先發(fā)先得的規(guī)則，加速搶占總量有限的低軌衛(wèi)星頻率和軌道資源。據(jù)中國(guó)信通院2021年6月發(fā)布的《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)白皮書(shū)》估算，地球近地軌道共可容納約10萬(wàn)顆衛(wèi)星。截至2022年4月10日，美國(guó)已申請(qǐng)低軌衛(wèi)星50626顆，是我國(guó)申請(qǐng)數(shù)量(14220顆)的3.6倍。同時(shí)，美國(guó)借助SpaceX等民營(yíng)航天公司決策快、成本低的優(yōu)勢(shì)，加速發(fā)射低軌衛(wèi)星。SpaceX以每天6顆的速度量產(chǎn)Starlink衛(wèi)星，獵鷹系列運(yùn)載火箭實(shí)現(xiàn)了“一箭60星”并可回收重復(fù)利用，單星制造和發(fā)射成本僅為153萬(wàn)美元。SpaceX 2021年上半年已發(fā)射14次共840顆低軌衛(wèi)星，相當(dāng)于2020年全年的發(fā)射量。截至2022年4月10日，SpaceX已經(jīng)累計(jì)發(fā)射2335顆，在軌2110顆，發(fā)射數(shù)量遠(yuǎn)超其他國(guó)家之和。美國(guó)已占用低軌衛(wèi)星通信的黃金頻段(Ku頻段)，我國(guó)申請(qǐng)的頻段分布在Ka和V頻段上，雖頻率更高、可用頻段更大，但雨衰更大，對(duì)信號(hào)接收器要求更高?？偟膩?lái)看，我國(guó)低軌衛(wèi)星星座申報(bào)時(shí)間較晚，缺少具有攔截性、高優(yōu)先級(jí)和使用便利的頻軌資源，在國(guó)際規(guī)則制定和合作上處于不利地位。同時(shí)，ITU正在針對(duì)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)彌補(bǔ)規(guī)則和措施的不足。依據(jù)ITU“新規(guī)則和措施不追及以往”的原則，我國(guó)申請(qǐng)網(wǎng)絡(luò)資料會(huì)更為困難。此外，美國(guó)千方百計(jì)拉攏盟友使用其低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，企圖“一網(wǎng)通全球”。

表2 世界各國(guó)低軌衛(wèi)星星座申請(qǐng)情況

(二)衛(wèi)星發(fā)射緩慢，按時(shí)完成申請(qǐng)計(jì)劃難度非常大

按照ITU規(guī)定的頻譜權(quán)利以及部署衛(wèi)星的時(shí)間要求，中國(guó)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司需在2027年11月前發(fā)射已申請(qǐng)的12922顆衛(wèi)星，否則需對(duì)申請(qǐng)的衛(wèi)星數(shù)量進(jìn)行相應(yīng)調(diào)減。截至2022年4月10日，我國(guó)航天科技(鴻雁)、航天科工(虹云)、銀河航天、中國(guó)電科(天象)合計(jì)發(fā)射11顆低軌衛(wèi)星。我國(guó)航天工業(yè)以保障國(guó)防安全為宗旨，不計(jì)成本確保衛(wèi)星發(fā)射百分之百成功，而商業(yè)應(yīng)用則需要在高可靠和低成本之間選擇平衡點(diǎn)。SpaceX容忍失敗，降低對(duì)成功率的要求，顯著降低了單顆衛(wèi)星制造和發(fā)射成本，大幅提升了衛(wèi)星發(fā)射速度。在發(fā)射能力、發(fā)射成本和重復(fù)使用等方面，我國(guó)低軌衛(wèi)星主力運(yùn)載火箭與SpaceX公司的“獵鷹9號(hào)”還有較大差距?！矮C鷹9號(hào)”具有超出長(zhǎng)征7號(hào)級(jí)別的運(yùn)載力，然而其發(fā)射周期與成本甚至小于長(zhǎng)征3號(hào)乙?！矮C鷹9號(hào)”的商業(yè)報(bào)價(jià)比我國(guó)最便宜的“長(zhǎng)征3號(hào)”運(yùn)載火箭還要低60%。同時(shí)，我國(guó)衛(wèi)星生產(chǎn)能力明顯不足，衛(wèi)星制造以傳統(tǒng)的單星研制和小批量生產(chǎn)為主，以目前的生產(chǎn)速度完成上萬(wàn)顆的發(fā)射任務(wù)幾乎不可能。(5)筆者2021年6月在中國(guó)空間技術(shù)研究院的調(diào)研。

(三)供應(yīng)鏈配套體系亟待優(yōu)化，難以形成整體競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

我國(guó)航天產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈配套體系是圍繞國(guó)家重大工程而構(gòu)建的，成本巨大，不適應(yīng)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的要求，供應(yīng)效率有待提升，供應(yīng)成本有待降低。美國(guó)SpaceX首席執(zhí)行官馬斯克在公開(kāi)采訪中表示，設(shè)計(jì)火箭并不難，困難在于建立一條生產(chǎn)線，而這種生產(chǎn)線的建設(shè)需要上下游數(shù)量眾多的配套企業(yè)來(lái)支撐。(6)Eric Lofgren. Production can be 1，000% harder than design， says Elon Musk， March 16， 2020，https：//acquisitiontalk.com/2020/03/production-can-be-1000-harder-than-design-says-elon-musk/.在阿波羅計(jì)劃中，參與“獵戶座”飛船和“航天發(fā)射系統(tǒng)”重型火箭項(xiàng)目的主要承包商就超過(guò)1400家。這些承包商通過(guò)參與政府大型項(xiàng)目，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，為新興航天公司的起步和發(fā)展提供了良好配套基礎(chǔ)。我國(guó)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)生態(tài)的構(gòu)建尚在起步階段，整體處于技術(shù)積累的初始階段，存在技術(shù)創(chuàng)新薄弱、開(kāi)發(fā)應(yīng)用能力不足等問(wèn)題。大多數(shù)民營(yíng)企業(yè)集中在系統(tǒng)總體集成方面，產(chǎn)業(yè)鏈配套企業(yè)較少，現(xiàn)代航天產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈配套體系亟待轉(zhuǎn)型升級(jí)。

(四)商業(yè)模式不清晰，難以形成持續(xù)發(fā)展能力

低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)化應(yīng)用能夠增加其“造血”能力，長(zhǎng)期依靠國(guó)家財(cái)政補(bǔ)貼的非市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)方式難以為繼。SpaceX Starlink的商業(yè)模式較為清晰，初期為美國(guó)、加拿大提供低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)商用服務(wù)，中后期逐步實(shí)現(xiàn)全球商用，預(yù)計(jì)年盈利可達(dá)30億至500億美元。此外，Starlink的低延遲特性可以為世界金融中心的高頻交易提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，預(yù)計(jì)收益可觀。我國(guó)光纖優(yōu)勢(shì)明顯，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)很難與地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)，亟需創(chuàng)新商業(yè)模式。我國(guó)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)國(guó)外運(yùn)營(yíng)也面臨較大挑戰(zhàn)，既有國(guó)外公司的激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，又有復(fù)雜的地緣政治風(fēng)險(xiǎn)。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)國(guó)外運(yùn)營(yíng)，頻率“走出去”是重要環(huán)節(jié)。目前，各國(guó)對(duì)頻率落地使用的規(guī)則各不相同，我國(guó)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)“走出去”需尋求東道國(guó)的認(rèn)可和支持。隨著頻軌資源競(jìng)爭(zhēng)日益白熱化，各國(guó)對(duì)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的立場(chǎng)不同，也對(duì)我國(guó)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)“走出去”構(gòu)成挑戰(zhàn)。

表3 全球主要低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式

(五)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)不夠，尚未與地面網(wǎng)絡(luò)形成互補(bǔ)發(fā)展格局

2016年，我國(guó)航天科技和航天科工集團(tuán)分別提出了“鴻雁”和“虹云”低軌衛(wèi)星通信星座計(jì)劃。由于缺乏長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法為國(guó)家相關(guān)重大項(xiàng)目實(shí)施提供決策依據(jù)，無(wú)法為行業(yè)參與者提供規(guī)劃參考。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)不僅能與5G網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)發(fā)展，還將與6G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)融合發(fā)展，亟需出臺(tái)統(tǒng)籌低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、中高軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展的戰(zhàn)略。此外，基于低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的比較優(yōu)勢(shì)，我國(guó)偏遠(yuǎn)地區(qū)地面網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)計(jì)劃，以及我國(guó)與東盟之間的跨境海底光纜建設(shè)計(jì)劃需要重新評(píng)估建設(shè)方案。

四、加快我國(guó)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的對(duì)策建議

在全球主要國(guó)家大規(guī)模發(fā)展低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的背景下，我國(guó)應(yīng)加大投入力度，加快低軌衛(wèi)星發(fā)射進(jìn)程，盡快搶占近空領(lǐng)域衛(wèi)星軌道和頻率資源，培育競(jìng)爭(zhēng)和反制能力，防止形成美國(guó)“一家獨(dú)大”的壟斷地位。同時(shí)，應(yīng)積極推動(dòng)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展，形成空天地一體化網(wǎng)格發(fā)展的新優(yōu)勢(shì)。

(一)加強(qiáng)協(xié)調(diào)，系統(tǒng)構(gòu)建低軌衛(wèi)星全國(guó)“一張網(wǎng)”

低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)作為科技創(chuàng)新的前沿領(lǐng)域，與航天、智能制造等技術(shù)緊密聯(lián)系，直接影響國(guó)家安全，經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展以及國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。一要加強(qiáng)多部門(mén)協(xié)作聯(lián)動(dòng)，做好國(guó)家低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)重大戰(zhàn)略規(guī)劃的銜接，形成統(tǒng)一的技術(shù)發(fā)展長(zhǎng)期路線圖。統(tǒng)籌規(guī)劃“鴻雁”“虹云”“天象”等在內(nèi)的低軌衛(wèi)星星座建設(shè)計(jì)劃，做好“高低軌”“寬窄帶”“區(qū)域與全球”“軍用與民用”等方案的統(tǒng)一論證。二要研究構(gòu)建低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)新型舉國(guó)體制，匯集科研院所、國(guó)內(nèi)一流宇航公司和信息通信企業(yè)等多方力量，攻克一批真正制約我國(guó)天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，建設(shè)國(guó)際一流的低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，探索出具有國(guó)際影響力的中國(guó)方案。

(二)加緊布局，盡快搶占低軌衛(wèi)星頻率和軌道資源

2025年前是空間互聯(lián)網(wǎng)部署的關(guān)鍵時(shí)期，也是各大空間互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)搶占頻軌資源的關(guān)鍵時(shí)期。一是堅(jiān)持“趕緊建、趕緊搶、趕緊用”原則，盡可能多地完成我國(guó)已向ITU申請(qǐng)的衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量，加速推進(jìn)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。二是積極申報(bào)與儲(chǔ)備低軌空間不同軌道高度的星座頻率資源，以滾動(dòng)申報(bào)、擴(kuò)展申報(bào)為主，備份申報(bào)為輔，實(shí)現(xiàn)對(duì)中低軌道和極低軌道的Ka、V、E、W頻段全覆蓋。三是優(yōu)化空間頻率資源分配與管理機(jī)制，對(duì)軍用和民用衛(wèi)星頻率資源分配與管理進(jìn)行頂層規(guī)劃，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)國(guó)際軌道協(xié)調(diào)，確保我國(guó)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)頻率軌道資源可用。四是堅(jiān)持政府為引導(dǎo)、企業(yè)為主體、市場(chǎng)為主導(dǎo)的基本原則，鼓勵(lì)和引導(dǎo)民營(yíng)企業(yè)參與國(guó)際頻率軌道資源競(jìng)爭(zhēng)，全面推進(jìn)我國(guó)非靜止軌道寬帶衛(wèi)星星座系統(tǒng)在不同軌道的布局。隨著中國(guó)衛(wèi)星不斷“走出去”，以及歐美國(guó)家衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商向亞太地區(qū)擴(kuò)張，國(guó)際頻率協(xié)調(diào)日益增多，我國(guó)要實(shí)現(xiàn)低軌星座互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)計(jì)劃與國(guó)際規(guī)則的動(dòng)態(tài)匹配，保障頻率軌道資料有效性，提升國(guó)際話語(yǔ)權(quán)，保障我國(guó)頻率協(xié)調(diào)利益。

(三)加大投入，努力降低衛(wèi)星制造成本和發(fā)射費(fèi)用

自動(dòng)化大批量生產(chǎn)是降低衛(wèi)星制造成本的關(guān)鍵，我國(guó)亟待集中力量進(jìn)行衛(wèi)星生產(chǎn)線建設(shè)，大幅提升衛(wèi)星航天信息技術(shù)研制效率，適應(yīng)星座大規(guī)模組網(wǎng)建設(shè)需求。因此，要加強(qiáng)衛(wèi)星生產(chǎn)技術(shù)攻關(guān)，支持整星批量生產(chǎn)線建設(shè)，大幅提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，填補(bǔ)適合低軌衛(wèi)星的柔性生產(chǎn)線空白。在降低運(yùn)載火箭發(fā)射費(fèi)用方面，要加快航天運(yùn)輸工業(yè)體系由研制型轉(zhuǎn)向批產(chǎn)型，建設(shè)基于5G的脈動(dòng)式總裝測(cè)試生產(chǎn)線，盡快實(shí)現(xiàn)中型運(yùn)載火箭產(chǎn)能大幅增長(zhǎng)。加強(qiáng)星箭聯(lián)合設(shè)計(jì)，形成更科學(xué)的發(fā)射布局方案，實(shí)現(xiàn)運(yùn)載能力、整流罩包絡(luò)的充分利用，更好發(fā)揮新一代助力中型運(yùn)載火箭的組網(wǎng)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，要按照“軍管民建”的思路，在文昌、寧波、海陽(yáng)等地論證商業(yè)發(fā)射工位，通過(guò)軍民融合手段建設(shè)商業(yè)發(fā)射場(chǎng)，形成對(duì)現(xiàn)有發(fā)射場(chǎng)能力的有力補(bǔ)充。

(四)放寬準(zhǔn)入，大力支持低軌衛(wèi)星企業(yè)創(chuàng)新商業(yè)模式

適當(dāng)放寬對(duì)民營(yíng)企業(yè)在頻率分配、衛(wèi)星軌位、空間分辨率等方面的限制，盡快制定低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化的實(shí)施細(xì)則和法規(guī)，簡(jiǎn)化監(jiān)管框架、政策和審批流程。推動(dòng)電信運(yùn)營(yíng)資質(zhì)試點(diǎn)，優(yōu)先向領(lǐng)先民營(yíng)企業(yè)頒發(fā)《基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)許可證》試點(diǎn)資質(zhì)，支持低軌衛(wèi)星企業(yè)有序開(kāi)展衛(wèi)星通信基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)，探索民營(yíng)企業(yè)準(zhǔn)入“負(fù)面清單制度”，充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮民營(yíng)企業(yè)的力量與優(yōu)勢(shì)。結(jié)合下一代互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)及工業(yè)制造、智能交通、智慧城市等領(lǐng)域的發(fā)展情況，探索衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)多元化、智能化應(yīng)用。鼓勵(lì)國(guó)有和民營(yíng)企業(yè)共同探索低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)在航空、航海、環(huán)境監(jiān)測(cè)、搶險(xiǎn)救災(zāi)等領(lǐng)域的應(yīng)用，不斷催生新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新商業(yè)模式。

(五)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，加快形成有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的標(biāo)準(zhǔn)體系

借鑒我國(guó)地面4G、5G的成功經(jīng)驗(yàn)，統(tǒng)籌推進(jìn)我國(guó)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，加速推進(jìn)業(yè)務(wù)需求、網(wǎng)絡(luò)、測(cè)試、信息安全、應(yīng)用等系列標(biāo)準(zhǔn)的制定，提高我國(guó)低軌衛(wèi)星企業(yè)自身實(shí)力。建議相關(guān)部門(mén)組織行業(yè)內(nèi)知名國(guó)企、民企及高校成立我國(guó)空間互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系聯(lián)盟，下設(shè)頻率規(guī)范組、平臺(tái)及載荷規(guī)范組、協(xié)議體系規(guī)范組。由聯(lián)盟單位就關(guān)鍵技術(shù)提出草案，組織專家組進(jìn)行研討，最終形成標(biāo)準(zhǔn)方案。成立相關(guān)認(rèn)證和評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)及載荷進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證以及發(fā)放發(fā)射許可。此外，鼓勵(lì)和支持相關(guān)企業(yè)深入?yún)⑴c國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定，加強(qiáng)自主標(biāo)準(zhǔn)體系在國(guó)際移動(dòng)通信、民航、海事等重要領(lǐng)域的應(yīng)用與推廣，提升我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際影響力。

(六)強(qiáng)化融合，推動(dòng)與5G網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)發(fā)展、與6G網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展

當(dāng)前，3GPP在Rel-16標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)對(duì)5G衛(wèi)星接入進(jìn)行了規(guī)范，下一步要積極推進(jìn)以地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的全球一體化連接的互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。構(gòu)建一體化的架構(gòu)、功能、接口、流程，全面促進(jìn)低軌衛(wèi)星與5G的終端融合、網(wǎng)絡(luò)融合、中臺(tái)融合、網(wǎng)管融合、業(yè)務(wù)融合，實(shí)現(xiàn)用戶全球無(wú)縫通信連接。支持運(yùn)營(yíng)商優(yōu)先在大城市建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)，在偏遠(yuǎn)地區(qū)及跨境區(qū)域應(yīng)用低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、利益共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)，達(dá)到整體效費(fèi)比最優(yōu)。積極探索低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與6G融合體系的構(gòu)建，支持通信業(yè)務(wù)多樣性接入，滿足不同應(yīng)用和服務(wù)需求，充分考慮低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和6G核心網(wǎng)體系架構(gòu)、通信協(xié)議、終端形態(tài)和服務(wù)方式的融合，探索采用統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)、技術(shù)體制和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范綜合組網(wǎng)。

(七)倡導(dǎo)開(kāi)放，推動(dòng)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)國(guó)際協(xié)商與合作

一是遵循開(kāi)放、協(xié)作、共享的原則，倡導(dǎo)各國(guó)加強(qiáng)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)國(guó)際合作，推動(dòng)全球一體化發(fā)展，避免形成技術(shù)壁壘以及空間網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)。二是推動(dòng)低軌空間環(huán)境治理問(wèn)題的協(xié)商與合作，提煉出低軌衛(wèi)星在軌服務(wù)面臨的空間碎片減緩、污染監(jiān)管、落區(qū)控制等關(guān)鍵法律問(wèn)題，盡快將其納入全球治理的法治軌道。三是增強(qiáng)我國(guó)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)全球服務(wù)能力。加強(qiáng)對(duì)“一帶一路”沿線國(guó)家遙感、導(dǎo)航、通信衛(wèi)星信息的應(yīng)用需求和市場(chǎng)分析，優(yōu)先考慮為“一帶一路”沿線國(guó)家間跨境物流、船舶通信、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、應(yīng)急通信等領(lǐng)域提供服務(wù)。協(xié)助發(fā)展中國(guó)家提升信息基礎(chǔ)設(shè)施水平，助力解決數(shù)字鴻溝問(wèn)題。