4G、5G這麼普及，爲什麼還要發展衛星互聯網?
2025 年 6 月 6 日，互聯網衛星總設計師袁俊剛在 2025 科普中國說廣東場“低空啓航 太空互聯”帶來演講《互聯網從地面走向低空和太空》，解讀互聯網衛星發展的重要戰略意義。
以下是袁俊剛的演講節選：
2025 年 4 月 1 日，我國在酒泉衛星發射中心使用長征二號丁運載火箭，以一箭四星方式，成功將衛星互聯網新技術試驗衛星 0001 至 0004 星送入預定軌道，發射任務取得圓滿成功。
中國爲什麼要發展衛星互聯網？它意味着什麼？
衛星互聯網的發展背景
現有地面互聯網存在諸多不足
數據表明，我國 5G 建設已經是全球領先——今年1月基站總數突破 400 萬座，佔全球總量 60% 以上，年底農村覆蓋率將達 95% 。
地面移動互聯網發展情況。圖片來源於袁俊剛PPT
但在實際使用中，仍然存在着許多不足：
一是覆蓋範圍受限。移動互聯網的發展以商業化爲導向，以盈利爲目標。這就導致其基站佈局不可能覆蓋到每一個角落。據估算，全球有約 30 億人無法接入互聯網。在一些特殊地區，如沙漠、海洋、山區等，由於難以實現盈利，運營商不會去建設基站，這些地方的網絡覆蓋便成了空白。想必大家都有過類似的經歷，當走在較長的橋樑上時，手機信號會突然消失，這就是基站佈局不夠完善所導致的。
二是對低空經濟支撐不足。目前的地面 5G 天線主要是朝向地面覆蓋，對於飛機、無人機等低空飛行設備的支持明顯不夠。雖然現在正在研發推廣的5GA（ 5.5 版的 5G 體系）旨在解決低空經濟發展的網絡需求問題，但其覆蓋能力也存在侷限性。此外，從 5G 升級到 5GA ，需要付出巨大的成本代價。
三是地面互聯網在應急方面的脆弱性。一旦遭遇洪水、地震等自然災害，地面互聯網很容易出現中斷，而且在短時間內難以恢復。同時，5G 網絡的能耗問題也較爲突出。據估算，全國的 5G 基站每天的電費支出就高達約 1 億元。
基於以上種種問題，發展衛星互聯網就顯得尤爲必要。
地面互聯網的侷限性。圖片來源於袁俊剛PPT
衛星互聯網發展及應用
2014 年，馬斯克提出了“衛星互聯網”這一概念，當時國內外許多人並不看好，質疑其必要性和實用性。然而，如今看來，衛星互聯網不僅是一種戰略需求，更是現實剛需。它主要能解決以下問題：
一是實現全球覆蓋。衛星互聯網不受海洋、沙漠等地形限制，只要有信號，就能實現無死角覆蓋。
二是提升通信速率。像馬斯克的星鏈和我國正在建設的寬帶通信衛星，其速率可達到 200 兆甚至 500 兆以上。星鏈目前已發展到第三代，其單個波束的速率可達 1Gbps（Gbps是每秒多少比特的單位），與 5GA 相當。而且，低軌衛星的時延也能達到毫秒級。
此外，衛星互聯網雖然名義上是商用，但可隨時轉爲軍用。2023 年夏天，北京門頭溝區因暴雨導致基站癱瘓，當時低軌互聯網尚未成熟，只能緊急使用高軌衛星支撐，但由於高軌衛星數量有限，通信延遲了幾天才恢復。這體現了地面互聯網的脆弱性，也凸顯了衛星互聯網的重要性。
近年來，衛星互聯網的星座建設越來越火爆。比如 2021 年，從國外到國內，規劃的星座有 1000 多顆星，這在以前是根本不敢想的。現在的衛星規劃，國外有四大星座，分別是 Oneweb 、星鏈、Kuiper 和 AST ，其衛星規劃數量已多達上萬顆。國內也有兩個大星座在規劃部署，中國星網集團規劃建設的星座已申報近 4.5 萬顆，上海垣信單獨建立的星座也申報了 1.5 萬顆規劃。
衛星互聯網的天地系統分爲三部分：第一部分是空間段，即衛星組網；第二部分是地面段，要能控制衛星並分配衛星資源；第三部分是用戶終端，包括手機終端等。
低軌衛星互聯網系統組成。圖片來源於袁俊剛PPT
在俄烏衝突中，烏克蘭對星鏈的應用充分體現了衛星互聯網的工作流程。烏克蘭軍隊憑藉其多年來建立的質控系統“三角洲”，能夠有效管控作戰人員和無人機。通過星鏈系統，烏軍實現了信息的高效傳輸和指令的精準下達，構建了一套完整的作戰指揮流程。
圖片來源於袁俊剛PPT
國內外衛星互聯網
發展現狀對比
我國衛星互聯網由於起步較晚，目前正處於逐步推進的階段，相較於國外衛星互聯網的發展，技術層面的差距較爲顯著。
以馬斯克的星鏈項目爲例，星鏈實現了從技術到產品的創新。馬斯克率先提出並應用了第一性原理，對衛星架構和相關產品進行了改造，如平板衛星設計和柔性太陽翼等創新舉措，不僅提高了發射效率，還降低了成本。而我國雖在技術上迅速跟進，基本達到了與馬斯克同步的水平，但在原創性和引領性方面仍有差距，大多是在已有技術基礎上進行改進和優化。
在成本控制方面，星鏈項目通過工業化生產大幅降低了衛星和火箭的製造成本，其火箭回收技術也已成熟，成功回收次數達到 27 次，進一步降低了運營成本。反觀我國，現在的衛星互聯網項目成本較高，大約是馬斯克的 4~5 倍。火箭回收技術仍在實驗階段，尚未實現商業化應用，不過，今年有望在這方面取得重大突破。
應用實踐層面，馬斯克不僅在商業應用上取得了成功，實現了盈利，還在軍事應用方面進行了實踐。在俄烏戰爭中，星鏈爲烏克蘭提供了重要的通信支持，發揮了關鍵作用。相比之下，我國在衛星互聯網的應用實踐方面還有待加強。
我國衛星互聯網的
發展難點及未來發展方向
我國衛星互聯網的發展難點主要體現在以下幾個方面：
首先是衛星的構型設計。互聯網衛星數量衆多，有幾千顆甚至上萬顆，這就要求儘量在一個火箭上發射更多的衛星，最大化利用火箭空間。目前，馬斯克的平板衛星設計被廣泛借鑑。
其次是能源供應及利用效率。衛星的能源供應主要依靠太陽翼，需要具備柔性以方便摺疊和壓扁。同時，衛星在軌道上的操作需要高效的電推進器，推進劑的成本也是一個重要因素。我國在柔性太陽翼和電推進器技術上取得了進展，但在推進劑成本控制上仍有差距。
再者是衛星組網技術。衛星組網主要依靠激光通信，衛星在軌道上的運動使得激光鏈路的建立和維持非常困難。我國近兩年一直在進行相關驗證，預計到明年基本能夠解決這一問題，但在技術成熟度和可靠性上仍有提升空間。
此外，基站的設置與部署也是一個難點。地面基站的天線相對較小，但天基基站需要更大的天線以應對更遠的通信距離。天線越大，通信能力越強，但設計和部署難度也越大。我國已經發射了天線面積爲 4 平方米的衛星，但與 AST 公司 64 平方米甚至 200 平方米的目標相比，仍有較大差距。
最後是信關站的布站。信關站的核心功能是對衛星進行管控，國內外在布站方面存在顯著差異。馬斯克憑藉美國的全球影響力，布站相對容易，而我國主要在“一帶一路”沿線友好國家布站，全球管控面臨挑戰。我國採取利用星間鏈路來管控不可見衛星的策略，但在全球管控的效率和可靠性上仍有待提高。
國內外衛星互聯網發展現狀對比。圖片來源於袁俊剛PPT
面對這些難點，我國衛星互聯網的未來發展方向也逐漸清晰。
在火箭技術方面，必須大幅提升運載能力，達到馬斯克“一箭多星”的水平；確保發射的絕對可靠性，避免連帶損失；實現火箭的可回收性，降低成本。加大研發投入，加快火箭回收技術的實驗和應用；優化火箭設計，提高運載效率。
在衛星技術方面，亟需實現技術自主創新，探索自己的技術路徑，實現快速並行甚至超越；實現衛星的低成本、批量化工業生產，滿足數萬顆星座的部署需求。加強基礎研究，鼓勵創新設計；建立完整的衛星產業鏈，提高生產效率。
在應用與生態方面，到 2035 年，我國計劃部署超過 2 萬顆衛星，拓展更豐富的行業賦能應用場景，積極開拓國際合作市場。
圖片來源於袁俊剛PPT
然而，我國衛星互聯網發展也面臨着嚴峻的挑戰。
低軌黃金軌道資源（ 500 多公里高度）已被星鏈大量搶佔，根據國際原則，誰先佔據軌道資源，誰就擁有優先權，這也是我國申報 6 萬多顆衛星，但實際發射數量有限的原因之一。
此外，我國計劃發射的 2 萬多顆衛星以及馬斯克的 5 萬多顆衛星，都存在變成太空垃圾的風險。衛星碰撞的風險雖然可以通過地面分析和預警來降低，但衛星失效後變成垃圾的問題仍然嚴峻。未來可能需要專門發射衛星來清除太空垃圾，控制太空垃圾的增長。
策劃製作
演講人丨袁俊剛 互聯網衛星總設計師
責編丨楊雅萍 金禹奮
審校丨徐來、林林
