卫星互联网是以卫星为接入手段的互联网宽带服务模式，相比地面网络靠基站进行通信，卫星互联网则是将基站搬到了外太空，每一颗卫星就是一个移动的基站。目前卫星互联网多指利用地球低轨道卫星实现的低轨宽带卫星互联网，相比中高轨卫星，它具有全域无缝覆盖、传输时延小、链路损耗低、发射灵活的特点，具有广阔的发展前景。
1. 行业定义及分类
卫星互联网是基于卫星通信的互联网，通过发射一定数量的卫星形成规模组网，从而辐射全域，构建具备实时信息处理能力的卫星系统，是一种能够完成向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络。卫星根据轨道类型可以分为五种，分别为LEO（低地球轨道）、MEO（中地球轨道）、GEO（地球静止轨道）、SSO（太阳同步轨道）、IGSO（倾斜地球同步轨道）。
按照轨道高度，卫星主要分为低轨、中轨、高轨三类。GEO（地球静止轨道）和IGSO（倾斜地球同步轨道）距离地面约3.6万公里，被称为高轨道卫星，不同点在于GEO的轨道倾角是0度，而IGSO的轨道倾角是大于0度的任何轨道，这两类卫星的轨道周期和地球自转周期严格一致，相对地面保持“静止”，覆盖区域固定，因此建立通信服务比较容易，且所需的卫星数量较少，但与地面距离较远导致时延较高。
低轨卫星则通常指的是距离地面300—2000公里范围内的近地轨道，通过大量卫星在这一轨道高度组成星座，从而实现对全域的无缝覆盖，同时地面和卫星之间的通信传输时延仅为几毫秒，足够满足自动驾驶、无人机遥控等实时性要求较高的应用场景。
2. 发展驱动
（1）政策推动
卫星互联网是继有线互联、无线互联之后的第三代互联网基础设施革命，对地面设施依赖程度较低，是对光纤互联网、移动互联网很好的补充，其主要监管单位为工信部，也同时受到国防科技部门、财政部、发改委等部门监管。近年来，国家已出台多项政策措施鼓励推动卫星互联网规模化应用及商业化服务，行业有望实现跨越式发展。2020年4月，卫星互联网作为通信网络基础设施的代表之一，被纳入新基建范畴，各地政府和相关企业纷纷加快布局。在顶层设计方面，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出，要建设天地一体、集成互联、安全高效的信息基础设施；在各省市层面，多项扶持商业航天行业发展的规划政策陆续发布，为促进卫星互联网的发展进一步释放政策红利。
（2）需求拉动
卫星互联网在提升公众服务信息化水平、保障应急通信能力、与地基宽带网深度融合等应用领域具有广阔的潜在市场。据华经产业研究院数据，国内主要市场对卫星互联网需求在2025年预计将达到447亿元。
（a）卫星互联网最大的优势在于全域覆盖，为因技术或经济因素而无法建设基建和运行的偏远地区、空中、海洋、沙漠、山区、森林等，提供更为丰富的增强型移动宽带应用场景，满足偏远地区用户、飞机乘客、穿越荒漠的火车乘客、野外科考者的通信需求。
（b）卫星互联网极大减少传输时延,对于金融交易等低时延敏感应用场景尤为重要。在长距离传输的情形下，低轨卫星传输跳数相比地面光纤网络更少，能减少几十毫秒的误差，对于进行高频量化交易的金融交易所、外汇交易商、投行、个人等具有极大优势。除此之外，VR/AR、视频会议、云游戏、云支付等云端业务同样对低时延的卫星通信具有较高需求。
（c）当自然灾害来临时，短暂的网络中断可能酿成巨大的经济损失和人员伤亡，而如果受灾现场通信设备被毁，通过卫星互联网提供的高速备份链路，形成稳定的网络环境，可以实现图像、数据、语音的实时传输，为指挥中心科学决策提供及时、可靠、准确的信息。
3. 发展现状
卫星互联网产业链主要由上游基础设施、中游地面设备与用户终端、下游卫星运营服务构成。
（1）上游基础设施：主要包括卫星设计与制造、火箭制造与发射，属于整个卫星系统的空间段，作为通信中继站，提供网络用户与信关站之间的连接。卫星制造环节主要由卫星平台及卫星载荷两部分组成，其中卫星载荷是卫星入轨后发挥其核心功能的部件，基本为定制化项目。火箭制造可分为固体火箭和液体火箭，固体火箭出厂自带推进剂，使用便利、系统简单、集成，但是使用不灵活，涉及到运输以及起吊等问题；液体火箭推进剂为发射前加注，使用灵活，可拓展性强，不涉及到运输起吊等，但是对供气保障条件要求较高。
（2）中游地面设备与用户终端：地面设备主要包括运控系统、测控系统、数据接收站、数据处理系统等，是整个卫星系统的地面段。运控系统根据遥感需求生成指令控制卫星、统筹管理地面站网资源，是地面控制中心；测控系统负责卫星遥测与轨道保持、监测卫星平台和载荷系统运行情况；数据接收站负责遥感数据接收；数据处理系统对原始遥感数据进行矫正，生成对应的遥感信息产品分发给用户；用户终端包括手持、便携式、嵌入式终端，分为车载、舰载、机载终端等，用于接收与发送卫星及地面段信号数据。
（3）下游卫星运营及服务：主要包括移动通信服务、宽带广播服务和卫星固定服务。随着技术进步、市场需求增长和商业化程度的提升，卫星互联网应用领域将不断丰富。
4. 发展展望
（1）技术创新促进卫星互联网智能化水平提升
作为卫星通信与互联网结合的产物，卫星互联网尤其是低轨宽带卫星互联网前景良好，卫星的星上数据采集、星上计算、星上传输需求呈现爆发式的增长，星座运控成为运营商面临的主要问题。同时由于卫星和移动终端之间相对高速运动，终端用户需要在卫星之间不断切换以获得不间断的通信服务，切换算法的性能将直接影响用户的通信质量。在此背景下，未来卫星系统有望构建超异构计算体系，实现卫星的自主任务控制和切换，打造太空云平台，减少卫星碰撞风险，实现在轨自动避让。同时搭载了各类 CPU、GPU、FPGA 与 AI 芯片的卫星系统可自动提取航天器任务操控所需的各类信息，并能通过与外部数据源进行关联分析，对未来任务需求、任务类型进行预测，同时对卫星运行的健康状况进行监控和诊断，从而自动控制卫星开展相应在轨任务操作，帮助运营商节省数据提取和分析时间的同时，提升卫星群管理能力。
（2）卫星制造成本结构进一步优化
卫星互联网产业对于系统设计、技术路径选择、产业配套等都有非常高的要求，在普通大众中广泛应用的关键在于实现全产业链成本结构的进一步优化，而随着卫星互联网纳入新基建，给产业发展注入信心，规模化发展、商业化运作让行业降本增效成为了可能。根据《2020年中国商业航天产业投资报告》数据，预计到 2025年前我国将发射约3,100颗商业卫星，单颗卫星制造成本为429万美元，而 StarLink 和亚马逊单颗卫星的制造成本仅为50万和100万美元，火箭回收技术、“一箭多星”、商业化运营将成为降低卫星制造成本的三大方向：（1）火箭回收技术，即火箭发射后回收并重复使用的技术，可实现资源的回收利用，提高火箭的重复利用率，从而降低成本。（2）“一箭多星”是指一枚运载火箭同时或先后将多枚卫星送入预定轨道的技术，与传统的单星发射相比，能够更充分地利用火箭运载能力，提高发射效率，降低发射成本。（3）运营服务是卫星产业价值链中成本占比最高的环节。随着商业化程度的提升，卫星在通信、气象、遥感、广播、导航等领域均将发挥重要作用，应用领域不断丰富，促进行业规模化生产从而实现降本增效。
更多精彩内容，请关注“36氪研究”微信公众号。
附：36氪研究院微信公众号
本文由「36氪研究院」原创出品， 转载或内容合作请点击转载说明；违规转载必究。
寻求报道。
本文图片来自：视觉中国
