“在中国，低轨卫星通信技术作为卫星互联网发展的重点，正引领着商业航天产业的蓬勃兴起。特别是今年8月至10月间，‘千帆星座’卫星的两次成功发射，标志着我国卫星组网已步入常态化、密集化的崭新阶段。在国际通信展览的舞台上，国产卫星相控阵天线同样大放异彩，彰显了中国卫星技术的强大实力。”中国通信学会秘书长张延川在日前举办的第25届中国卫星应用大会上表示。
但另一方面，卫星应用产业仍面临着诸多挑战与机遇。比如，在技术层面，需要提升卫星制造、发射、运营及回收等全流程能力，突破芯片、终端、标准等关键技术瓶颈。在市场层面，要深入挖掘卫星通信的潜力，拓展应用场景，推动商业化和盈利模式的创新。
前不久，马斯克旗下太空探索技术公司（SpaceX）新一代重型运载火箭“星舰”发射升空，这是“星舰”首次尝试用发射塔的机械臂（也被称为“筷子”）在半空中捕获助推器以实现回收并取得成功。在盛邦安全董事长权小文看来，这次回收助推器的成功不仅推动人类的“星际之旅”成功的进程，也是让卫星互联网成本进一步下降，让“稀缺高贵”卫星网成为“落入凡间”的卫星互联网产业。
从高轨到低轨，卫星互联网成太空组网最佳选择
与传统卫星网络使用高轨卫星不同的是，卫星互联网采用了低轨卫星进行组网。与传统的中高轨道卫星不同的是，相对而言，低轨卫星的可控性、可靠性更高。
中高轨卫星方面，2024年2月，SES公司为O3bmPower首批4颗卫星供配电故障申请了高达了4.72亿美元的理赔，创下了全球航天保险业单笔赔付额度的新纪录。而这只是一个缩影，据统计，2014年以来，十年间全球航天保险收入一直保持在5亿美元的规模。2023年一年，卫星故障频发，全球保险累计赔付接近10亿美元，而这与中高轨卫星的稳定性差有很大关系。
不仅于此，传统卫星通信技术独立于地面发展，性能较低，中国信息通信研究院技术与标准研究所总工程师李侠宇表示，传统卫星通信技术具有局限性，卫星通信与地面移动通信系统独立发展，采用不同频段、技术体制，无法借鉴我国地面通信系统的技术和产业优势。
另一方面，卫星互联网与传统卫星网络在应用层面也存在着天壤之别。传统卫星网络主要用于实现地面站之间的长距离通信，特别是当两个地面站之间的距离超过了微波通信的直线传播距离时，卫星网络可以作为中继站进行信号转发。此外，卫星网络还可以用于广播、电视传输等领域。
除此之外，李侠宇还表示，传统卫星网络存在轨道高度高，路径损耗大，“基于此，传统卫星网络需采用大体积的专用卫星通信终端做增益补偿，便携性差。”李侠宇指出。以及还存在建设成本高，用户资费昂贵等痛点。
与此同时，因为轨道高度高等因素的影响，传统中高轨卫星网络延时很大，平均达到270ms，因此其应用场景局限性也很强。
而卫星互联网则在提供基本通信服务之外，还具有广覆盖、低时延、高带宽、低成本等特点。它可以为地面和空中终端提供宽带互联网接入服务，特别是在偏远地区或无法建设地面基站的地方，卫星互联网可以作为一种有效的通信手段。此外，卫星互联网还可以应用于物联网、智慧城市、应急通信等领域。在李侠宇看来，现阶段，商业化卫星互联网以低轨宽带卫星星座为主、兼顾高轨高通量卫星，通过一定数量的卫星形成规模组网。
在对于网络考验最大的延迟方面，卫星互联网因为将卫星部署在近地轨道，其数据信息在卫星与地面终端往返传输延时被大幅降低，可以实现延时与地面网络相当的水平。
而在成本方面，低轨卫星的发射与后期运营成本相较于中高轨卫星而言，有很大的优势。不仅于此，李侠宇表示，相较于偏远地区部署5G基站和海底光纤光缆而言，低轨卫星的成本甚至已经可以低于在上述地区的基础设施建设成本。
权小文与李侠宇都认为，卫星互联网作为全新的卫星网络可以作为地面网络的补充和延伸，实现有线电话网和地面移动通信网均无法实现的广域无缝隙覆盖，他认为，卫星互联网不是卫星网络的升级改造，而是对卫星网络的重构。
以海运的场景为例，船链接卫星互联网，再通过星际传输到离地面网络最近的星观站接入地面互联网，进而通过地面互联网路由到目的，“这种模式即补足了地面网络覆盖不足的地方，又能实现高效、快速、低延时的数据传输，”权小文强调，“建设成熟之后，真正能实现在地球上任何一个地点都能覆盖的网络。”
在李侠宇看来，中远期看，随着新兴终端直连、低轨卫星等技术成熟，商业化的卫星互联网将向天地一体方向演进，推动实现新型应用场景。
低空经济、手机直连......场景频现
虽然商业化的卫星互联网仍处于发展的初期阶段，但是目前已经有不少的应用场景出现。
回看商业卫星互联网的发展，就不得不提马斯克旗下的太空探索技术公司（SpaceX）的星链（Starlink）。SpaceX可以说是目前商业化做的最好的一家提供卫星互联网服务的公司，而星链也是目前民用卫星互联网成熟度最高的组网。
星链起始于2015年，于2020年10月开始提供产品测试版服务；2022年12月其用户数量达到100万，2023年9月达230万，2024年5月达到300万。而就在2024年9月13日（当地时间），星链全球用户数量突破400万。要知道，传统卫星网络的用户数经过十几年的积累也就100万上下，以星链的主要竞争对手Hughesnet为例，经过10多年的积累才达到150万的订阅用户数量。
显然，卫星互联网正在以超乎人们想象的速度覆盖着全球市场，而从目前的发展来看，也已经有不少应用场景出现。
以时下讨论火热的低空经济为例，低空经济是指以民用有人驾驶和无人驾驶航空器的低空飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。
近年来，低空经济无论在国家层面，还是企业层面都得到了高度的重视，国家层面，《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》对“健全推动经济高质量发展体制机制”进行了系统部署，明确提出了“深化综合交通运输体系改革”和“发展通用航空和低空经济”。作为战略性新兴产业，低空经济不仅是交通范式的巨大变化，还将助力经济形态的转型升级。
企业层面，包括中信集团在内的众多央国企，以及国安达、大疆等在内的行业技术公司，甚至是诸如顺丰、美团、京东这样在物流、配送等方面有着深入业务布局的公司都积极在低空经济方面进行布局。在李侠宇看来，卫星互联网是低空信息基础设施的重要组成部分，“通过卫星互联网可以服务于低空应用的通信、导航、监视、计算，以及辅助飞行的气象监测等操作，构建包括通信网、感知网、导航网、算力网、气象网等在内的五张网。”李侠宇指出。
通过这五张网，可以实现低空飞行器对环境的实时监测，以及数据采集、传输，并实现对低空飞行棋全覆盖、高精度感知，构建一套精细化管理的识别基础，最终搭建一套涵盖低空飞行器全流程的，全覆盖的网络基础架构。
通过卫星互联网，可以补足原先IP网络覆盖不足的问题，让低空飞行器可以在无人区，以及任何原先信号覆盖不到的地方自由飞行，实现真正的全覆盖的“无人”机。通过与地面移动通信的深度融合，星地融合通信技术的发展将进一步推动低空经济的普及和应用。
不仅于此，卫星互联网还可以与5G、工业互联网、物联网、大数据等紧密结合，为低空经济带来更多的应用场景和商业模式创新。
另一方面，随着无人机、电动垂直起降（eVTOL）等低空飞行器的应用越来越广泛。卫星互联网能够实时跟踪和管理这些低空飞行器，提供精确的定位和导航服务，从而保障低空活动的安全。此外，卫星互联网还可以为低空飞行器提供紧急通信服务，在出现突发情况时及时传递信息，降低事故风险。
除了低空经济这个当下火热的应用场景外，卫星互联网还能为用户提供手机直连的应用服务，对此，北京空间科技信息研究所研究员朱贵伟表示，手机直连卫星、直连设备、窄带物联网已成为卫星互联网的发展方向和应用服务新兴领域。
从目前市场上应用来看，美国仍处卫星互联网手机直连业务应用的较领先位置，AST+沃达丰等40余家地面运营商、Starlink + T-mobile.全球星+苹果等企业均布局有该项业务。其中，据统计，AST、Starlink手机直连卫星在轨测试达到4G上网速度(15~17Mbps)，“多家卫星运营商和相关产业巨头积极布局，推动卫星部署、在轨测试和应用落地，抢占细分市场先发优势。”朱贵伟指出。
而在朱贵伟看来，卫星互联网+5G/6G将成为下一代通信网络的发展方向，卫星通信应用场景不断丰富，卫星和地面通信融合成未来主流趋势。
与此同时，李侠宇也认为手机直连是当下卫星互联网最大的应用场景之一，“手机直连卫星技术极大拓展现有地面蜂窝网络的服务范围，为大众手机客户提供应急救援及偏远、海洋、‘一带一路’等全球范围的各类丰富的通信服务。”李侠宇指出。
通过卫星互联网，主要可以实现四个方面的作用，首先，可以让政府构建基于手机直连的公众应急通信网；其次，可以提供海面通信服务，实现高性价比的泛在网络；再次，可以为偏远地区提供通信服务，构建运营商打底网络；最后，基于手机直连，可以满足用户在全球范围内的上网需求，使能泛在连接。
安全“必选项”
除了上述两个场景外，卫星互联网目前还有不少应用的场景，诸如海运海事可以利用卫星互联网对海运船只进行调度、监测；海上油井可以利用卫星互联网对输油管进行监测、检测，以及预警.......
伴随着应用场景的涌现，安全的问题也跃然纸上。在权小文看来，卫星互联网因其独特的特点——在部署卫星后，硬件设备的维护和更新相对而言操作难度大，卫星互联网不能像传统网络一样，随时更新安全设备及解决方案，所以需要将安全“前置”。
除此之外，卫星互联网应用过程中遇到的安全挑战比传统地面通信网络所面对的要多，要复杂。“除了传统互联网需要面临的传统安全挑战之外，卫星信号面向空口电磁域，在同一个电磁波束下的地面设备都可以收到微波信号，可以被任何人获取，所以在通信过程中，需要面临更多的安全挑战，因为卫星互联网是一个混合网络。”权小文指出。
传统卫星网络不同，以前卫星网都是独立建设、烟筒式隔离的网络，不被大家关注，同时局部人员使用，所以相对不容易发生信息被窃取的风险，确切说是不被安全人员关注。而卫星互联网不同，用户共享一个星座进行通信，而且卫星切换频繁，如果没有安全措施，通信数据容易被窃听，因为“当你使用卫星进行通讯的时候，还会有别人使用这颗卫星，别人也可以接受到你的电磁波，这就很容易造成电话被窃听的风险。”权小文告诉钛媒体APP。
面对这些安全挑战，权小文表示，卫星通信加密技术是确保卫星互联网通信安全的“必选项”，通过采用加密技术，保障用户数据的安全性和可靠性。“这种加密技术类似于传统通信网络中的VPN，也就是虚拟专网，”权小文指出，“这种专有的网络将原本开放的通道，变成了专有通道，从逻辑上来看，所有空间传输的信息就不存在‘暴露面’了。”
而在权小文看来，加密技术是目前最高效、最具可行性，且经济性最高的卫星互联网安全保障技术，“在卫星互联网领域，密码定义网络边界和用户，确保传输安全和数据安全，构建一套完全不同于传统互联网的安全体系。”权小文强调道。
除此之外，在物理层面，卫星可能面临的安全威胁包括电磁干扰、空间碎片撞击、恶意控制等。这些威胁可能导致卫星失效、载荷损坏、信息泄露等问题，对卫星互联网的稳定性和安全性构成严重威胁。
卫星互联网安全也随着卫星互联网应用的发展，成为了热门赛道，目前市面上有包括盛邦安全、奇安信、天融信等在内的多家传统网络安全厂商在这个方面有所布局，以盛邦安全为例，盛邦安全围绕分析卫星互联网脆弱性、卫星互联网空间测绘，以及卫星互联网通信安全防御等领域展开具体布局。在与权小文的对话中，他告诉钛媒体APP，确保卫星互联网通信安全的首要任务就是通过加密技术，实现通信过程的安全。而卫星互联网通信安全也是盛邦安全着重布局的新赛道之一。从2021年开始布局至今，盛邦安全是目前行业里屈指可数的拥有成熟商业化解决方案，并有多个行业成熟应用场景落地的卫星互联网安全公司。
另一方面，天融信则曾在投资者互动平台上表示，公司在卫星互联网安全领域已有布局，推出了卫星应用服务平台、卫星遥感系统等网络安全解决方案，在国内和“一带一路”沿线多个国家落地实践，未来公司将持续为客户提供卫星互联网安全产品及解决方案。
“利用加密技术，相当于将卫星通信过程中的两个端侧设备都进行了加密，如果有第三个人要是从中间窃取信息的话，难上加难。”权小文进一步指出。（本文首发于钛媒体APP，作者｜张申宇，编辑丨盖虹达）
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