【1.卫星互联网概述】

1.1. 东说念主造卫星是啥呢？这就得先来个概述。

东说念主造卫星（Artificial Satellite）指的是在空间轨说念上环绕地球运行的无东说念主航天器。东说念主造卫星大体上依照天膂力学限定绕地球转，不外由于在不同轨说念上会受到非球形地球引力场、大气阻力、太阳引力、月球引力和光压的影响，实验的通顺现象额外复杂。东说念主造卫星是航天器里辐射数目最多、用途最广、发展速率最快的。航天器辐射总量里东说念主造卫星辐射数目占了约90%以上。依据卫星轨说念高度不一样，卫星能够分红低轨卫星（LEO）、中轨卫星（MEO）以及高轨地球同步通讯卫星（GEO）。低轨卫星（LEO）的轨说念高度在500km到2000km之间，中轨卫星（MEO）轨说念高度处于2000km到36000km之间，高轨地球同步通讯卫星（GEO）的轨说念高度为36000km。

1.2. 卫星通讯期间玩忽情况

卫星通讯期间（Satellite communication technology），即是把东说念主造地球卫星算作中继站，用来转发无线电波，从而达成两个或者多个终局之间通讯的期间。从20世纪90年代起，电子信息期间发展得额外快，这就促使卫星出动通讯也随着跳动了。卫星通讯有好多优点，像笼罩范围广啦、通讯容量大啦、传输质料好啦、组网又便捷又快啦，还便于达周至球无缝勾通呢，是以被看作是构建全球出动通讯必不可少的重要技巧。

1.3. 卫星互联网是啥组成的呢？

卫星互联网呢，它是依靠卫星通讯系统构建起来的，把IP算作网罗工作平台，以互联网应用为办当事者义，它能成为互联网的一部分，而且可以寂静运作的网罗系统。简便来说，就好比把大地基站搬到了空中的卫星平台上，每颗卫星就像是天上的出动基站，能给全球的用户提供全面笼罩、高带宽，又生动便捷的互联网接入工作。卫星互联网大体是由空间段、用户段、大地段还有公用及专用网罗这四个部分组成的。在好几个轨说念平面上放好多颗卫星，再用通讯链路把不同轨说念平面上的卫星勾通起来。通盘卫星群就像一个结构邻接的大平台，在地球名义弄出蜂窝状的工作区域，在这个区域里的用户至少会被一颗卫星笼罩到，这样用户就能随时接入系统了。低轨卫星通讯在用户段既可以平直和大地终局邻接，也能通过大地关隘站和大地寰球网罗勾通。

【2.早期卫星出动通讯受期间制约未能进展光大】

2.1. 低轨卫星拿来作念出动通讯挺合适的，早些时候因为期间方面的问题，应用起来受到限定。

低轨卫星的特质适用于出动通讯。

地球同步轨说念卫星（GEO）在通讯、电视转播这些方面的应用如故很熟谙了，可它的时弊也额外昭彰，像体积大、重量重，离地球远，通讯有蔓延而且时分长，频谱利用率低，终局辐射功率大，谢却易微型化等等。和GEO卫星通讯系统比起来，低轨卫星通讯系统有好多上风。对用户来讲，通讯的时延变短了，数据传输率变高了，终局的重量、体积、辐射功率和普通陆地出动通讯终局差未几，还能跟陆地通讯系统兼容，作念到确实的全球无缝接入。是以呢，随着卫星制造期间持续跳动，市集需求也越来越旺，低轨卫星通讯系统被看作是最有应用出息的卫星出动通讯期间之一。

2.1.2. 因为期间方面的限定，早期低轨卫星在通讯方面的应用没若干。

低轨卫星通讯系统也有本人的症结，就像需要的卫星数目多，这就使得大地限定、珍贵系统变得复杂。对通讯系统来说，波束切换和星间切换是影响比较大的问题。20世纪60年代的时候，东说念主们就试着用低轨卫星来通讯，轨说念高度玩忽几百公里。关联词低轨卫星相对于大地某个点不是固定的，是以地球站得有复杂的追踪系统。而且低轨卫星笼罩的面积比较小，得好多颗卫星组成网罗技艺笼罩全球。而且为了一直保捏通讯，一条通讯链路得在好多颗卫星之间切换，这就让系统更复杂了。是以从1963年起，东说念主类就用地球同步轨说念卫星搞卫星通讯了，这种卫星跟低轨卫星比起来数目少，还好限定。1964年好意思国辐射的SYNCOM 3型卫星，这就美艳着地球同步轨说念通讯卫星的期间出手了。20世纪90年代，诚然航天期间跳动挺大的，但低轨卫星通讯期间的问题如故没完全处理。拿铱星系统来说，它最小的切换时分间隔是10.3秒。切换得经过一系列信令操作过程，频繁切换就加重了系统的信令负荷。铱星系统刚出手运行的时候，切换见服从只须85%，其后改进了达到92 - 98%，跟陆地出动通讯系统切换掉话率不高于510??这个目的比起来差得远了。

2.2. 铱星系统

2.2.1. 系统的决议

好意思国摩托罗拉公司惨酷了铱星系统，这是个靠低轨说念卫星群达周至球卫星出动通讯的决议。铱星系统最初贪图用77颗小卫星，让它们均匀整王人地散播在离大地785千米高的7个轨说念平面上，再利用微波链路构建全球勾通网罗。它的名字由来是因为和铱原子的外层电子散播情况有些相似。其后呢，摩托罗拉公司为了少投点资，把结构变简便，增强和其他低地球轨说念（LEO）系统的竞争力，就把卫星数目减到了66颗，轨说念平面变成了6个圆形极地轨说念，每个极地轨说念如故安排11颗卫星，同期把轨说念高度改成了765千米，卫星的直径是1.2米，高2.3米，重386.2千克，使用寿命是5到8年。

收歇是因为期间有残障，成本又太高。

铱星系统玩忽花了50亿好意思元呢。1990年6月初度对外公布，12月就向好意思国的FCC（联邦通讯委员会）肯求许可证，到了1992年9月，FCC批准了这个许可证。在其时，铱星系统的联想决议是最竣工、最具体的，鼓动速率也快，是个很有出路的决议。不外这个系统如故有症结的。从期间上讲，那时候开发性能有限，系统切换时掉话率能达到15％，通话质料被严重影响了，而且数据传输速率只须2.4kb/s。从成本方面来说，和GSM等系统终局比起来，它业务收费高、存在地区各别、手机价钱也高。这就使得它1998年底才出手运行，其后公司在2000年傍边就收歇了。

2.2.3. 新铱星公司

铱星公司收歇之后，被新的铱星公司（Iridium Satellite LLC）花2500万好意思元收购了，新公司在2001年3月28日再行出手提供工作。新铱星公司在好多方面作念了重要疗养，像市集定位、计划策略、增多业务种类、拓展用户层面、攻讦手机价钱、增多终局类型，还有扩充跟主要电信供应商和谐的发展计谋这些方面，而且都付诸行为了，取得的事迹很可以，还辐射了补充卫星呢。到2006年的时候，在轨卫星数目达到78颗，能给20多个国度提供伏击搭救、神秘通讯之类的工作。

2.2.4. 铱星二代系统

2007年的时候，新铱星公司惨酷了铱星二代（Iridium Next）计划。铱星二代的星座构型和第一代是一样的，也由66颗卫星组成这个计划，而且系统性能有了进一步的提高，还拓展了一些新业务。新铱星公司让SpaceX帮衬辐射75颗卫星，这里面有66颗是轨说念卫星，另外还有9颗轨说念备用星呢，辐射合同统统值4.92亿好意思元，到目下如故辐射Iridium Next的出动用户最高能达到128kbps的数据速率，数据用户能达到1.5Mbps，Ka频段固定站不低于8Mbps。Iridium Next主如果朝着IP宽带网罗化以及载荷智商可扩展、可升级的标的发展，有了这些智商，它就能稳妥改日空间信息应用的复杂需求了。不外呢，对于目下越来越多的出动互联网需求，额外是5G通讯期间都要来了，铱星二代系统的数据传输智商如故有点不够用。

2.3. 全球星系统

2.3.1. 系统的初期修复

好意思国LQSS（Loral Qualcomm Satellite Service）公司在1991年6月向好意思国联邦通讯委员会（FCC）惨酷了全球星（Globalstar）系统，这是个低轨卫星出动通讯系统。按照计划，全球星系统贪图在1997年底辐射12到16颗卫星，1998年再辐射其余的卫星。全球星（Globalstar）系统的联想成本低还很可靠，一个关隘站只须35万好意思元就行。手捏机的价钱和目下常用的蜂窝手机价钱差未几，是以它更符合给久了地区蜂窝电话用户、漫游用户、异邦旅行者，还有那些但愿低成本扩充通讯的国度和通讯网、专用网提供工作。从全球星（Globalstar）系统和谐伙伴的散播现象来说，它能给33个国度提供工作。

2.3.2. 系统进行升级换代。

全球星系统为满足出动终局对数据传输量越来越高的需求，在2010年入部属手修复Globalstar2系统。到了2013年2月6日，临了6颗星见效辐射，这就完成了由24颗卫星组成的低轨出动卫星通讯星座的部署。Globalstar - 2卫星重700kg，有2片3联太阳能帆板，出手功率是2.2kW，末级功率为1.7kW。这卫星的轨说念高度是1414km，轨说念倾角52°。它用的是简便、高效且可靠性强的“弯管式”转发器联想，能提供的工作有一键通与播送、先进的短报文智商（MSS）、出动视频、GEO定位、多频段与多模手机、GPS集成数据等。

Globalstar - 2卫星系统弄出了个基于卫星的WiFi工作，名字是Sat - Fi。Sat - Fi路由器跟卫星接上后就成热门了，用户拿智高东说念主机安个APP平直一连就能上网，能达成通话、发邮件、发短信这些事。一台Sat - Fi开发最多让8个用户同期连，能提供的最大辐射功率是100mW，灵验笼罩范围玩忽是30.5m。

【3.外洋公司加紧布局卫星互联网】

3.1. 期间持续发展，这让基于低轨卫星通讯期间的卫星互联网变成了现实。

铱星系统和全球星系统刚建成的时候，得跟大地出动通讯竞争，可它没什么上风，像通话用度、终局成本、数据传输速率这些方面都不行，是以很难大规模膨胀，大多就用在伏击搭救、海事通讯、军用通讯这些特殊的地点。航天科技和电子信息期间发展起来之后，卫星研制、量产和辐射的成本都攻讦了，卫星通讯资费降了，数据传输速率也提上去了，这就带来了好多互联网接入和大数据方面的需求，这样大的市集需求，给低轨卫星通讯再次发展起来打下了基础。在网罗领路性上，卫星测控、星间通讯这些期间跳动了，已往铱星系统掉线率高这种期间问题就渐渐处理了，这样以低轨通讯卫星为基础的卫星互联网就能笼罩全球，变成卫星互联网的天基通讯基站。在网罗带宽方面，已往电子信息期间不行，早期铱星网罗就只可辅助语音和短信功能，像网页浏览、视频传输这些宽带应用场景都满足不了用户。不外随着电子信息期间跳动，卫星通讯智商一直在提高，目下如故有不少辅助互联网应用场景的高通量卫星出手使用了，这就让通过卫星搭建一个能笼罩全球、满足用户宽带通讯需求的卫星互联网成为了现实。

3.2. 好几家公司都思霸占差未几30亿的“未勾通市集”，是以都在积极地布局卫星互联网。

Statista公司算过，到2023年7月的时候，全球互联网的普及率是64.5%呢，还有玩忽28亿东说念主没连上互联网。从世界各个区域的情况看，欧洲、北好意思和南好意思的互联网普及率都特地80%了，比世界平均水平高好多。关联词南亚、非洲就不一样了，它们的互联网普及率还不到50%，比世界平均水平低。南亚和非洲都是“一带一齐”经济带里很重要的地区，但是因为地舆要求、基础设施水平这些身分的限定，它们的互联网普及率如故比较低的。

3.3. OneWeb系统

3.3.1. 简略情况

OneWeb之前叫WorldVu Satellites公司，首创东说念主是格雷格·怀勒（Gregory Thane Wyler），2012年在英国伦敦把这公司创立起来了。一出手就贪图弄个由好几百颗卫星组成网的低时延低轨宽带互联网星座，思让地球上的东说念主非论在哪都能顺畅上网。2014年的时候，OneWeb搞出了第一代低轨星座联想决议，有648颗在轨卫星和234颗备份卫星呢，统统882颗。这些卫星会平均放在不同的极地轨说念面上，离大地玩忽1200km。卫星飞得快，不同卫星轮换在上空出现，这样就能保证某个区域有信号笼罩了。其后公司还思再加些卫星，贪图加到快要2000颗。等参加运行后，OneWeb星座不光能把好意思国笼罩到，还能笼罩全球那些还没连上互联网的偏远农村地区。OneWeb的主义是，到2027年弄出完善的、能笼罩全球的低轨卫星通讯系统，给每个出动终局提供差未几50Mbps速率的互联网接入工作。2016年1月，OneWeb公司和欧洲空客防务及航天公司一齐合办了OneWeb卫星公司，出手造卫星了。2017年6月25日，OneWeb拿到了好意思国低轨说念卫星通讯网罗运营派司，这样就能在好意思国提供工作了。

2019年2月的时候，OneWeb的首批6颗互联网卫星奏凯起飞了。到了2020年3月，OneWeb宣告收歇，不事其后因为有英国、印度巴蒂企业、休斯网罗系统和软银集团的投资，这家公司在2021年底就从收歇的状态中缓过来了。猖狂2022年12月，OneWeb如故有特地450颗卫星在轨说念上运行了。OneWeb的业务主如果B2B的，不会平直把工作卖给家庭。这个公司会去找电信运营商、互联网工作提供商，还有其他给企业或者家庭售卖互联网工作的组织和谐。

3.3.2. 和Eutelsat合并，来抵拒Starlink。

3.4. 星链（Starlink）系统

3.4.1.星链（Starlink）系统规模庞大。

2015年的时候，SpaceX公司贪图往轨说念上辐射玩忽1.2万颗通讯卫星，这些卫星从2020年起出手使命，这个神志就叫作念“星链”（Starlink）系统。2018年3月，好意思国联邦通讯委员会（FCC）愉快SpaceX部署4425颗第一代“星链”卫星。到了2018年11月，FCC又批准了剩下的7518颗卫星的辐射计划。2020年5月呢，SpaceX向FCC提交了第二代“星链”卫星的部署计划肯求，它思再额外部署3万颗卫星。2022年12月，FCC作念出决定，批准部署其中玩忽7500颗卫星，剩下的先未定定，这样作念是为了回答“研究轨说念碎屑和天际安全的担忧”。

“星链”一代卫星的第一阶段有个4425颗卫星的辐射计划，这计远隔两步走。第一步呢，是往1150km的轨说念高度辐射1600颗卫星；第二步即是再辐射2825颗卫星，把它们分别放在1110km、1130km、1275km和1325km这四个轨说念高度上。这4425颗卫星会在83个轨说念平面运行，网罗速率能跟光纤差未几，笼罩面积也大大增多了。还有啊，整套系统的弹性很大，能针对某些特定地区，动态地把信号聚会到有需要的地点，这样就能提供高质料的网罗工作了。

SpaceX本来贪图在2025年透顶完成“星链”一代卫星的部署使命，好给地球上的用户提供最少1Gbps的宽带工作，还有最高能达到23Gbps的超高速宽带网罗呢，这个计划揣度要花超100亿好意思元。这些卫星全是摄取尺度的产物化联想，而且都是用兼并种火箭——猎鹰9号来辐射的。

3.4.2.星链卫星一直在改进，好满足不同阶段的需求。

自2018年起，星链就辐射了好多不同类型的卫星，这样就能满足各个阶段、各样功能的需求了。而且看发展的走向，星链卫星的功能是越来越完善，性能也在渐渐提高。

SpaceX公司在2018年2月就辐射了Microsat试验星，这个星主如果用来考证系统决议还有器件选型的。之后呢，SpaceX公司又推出了星链V0.9、V1.0、V1.5等好几种型号的卫星。目下，SpaceX公司正在研发星链V2.0卫星，以后这颗卫星是要用来让卫星和大地手机用户平直勾通的。

3.4.3. 卫星辐射的数目超多，如故冲破了4800颗。

腾讯网音尘，2023年7月15日，猎鹰九号运输火箭带着第5组第15批（G5 - 15）的54颗星链V1.5卫星辐射上天了，卫星被送到了近地轨说念。星链V1.5卫星是平板式的联想，只须一个太阳翼，电推系统是氪离子霍尔效应的那种，联想能用5年多，一颗卫星辐射出去的质料玩忽是300千克。这种卫星的用户链路用的是Ku波段，一颗卫星通讯容量差未几是17到20Gbps，也即是每秒能传输2.1到2.5GB的数据。此次辐射是2023年“星链”星座第25次成批辐射。到这时候，“星链”卫星上天的总额如故有4822颗了，2023年上天的就有1156颗。

星链如故在不少国度参加运营了。

星链用户目下要用大地摄取天线来摄取星链卫星信号，像装在屋顶之类的地点就行，也能装在汽车、船舶这样的出动平台上。星链官网的数据炫夸，星链大地用户通讯的下载速率能达到220Mbps，上传速率能达到25Mbps，通讯蔓延在25到50毫秒之间。目下，Starlink摄取器硬件买下来得花599好意思元，每个月的上网工作费是110好意思元。

新浪网音尘，2022年5月的时候，SpaceX公司给好意思国联邦通讯委员会（FCC）交了一份文献。文献炫夸，SpaceX公司靠卫星提供的高速互联网工作“星链”，在全球有40多万用户呢。SpaceX说，2022岁首它的用户是14.5万，到2022年3月就变成25万了，用户数目一直在快速增长。星链的用户有个东说念主消耗者，也有企业用户。星链能笼罩的范围也扩大了不少，如故在32个国度提供工作了，还贪图在2023年把工作扩大到亚洲、非洲和中东地区。

3.4.5. 星链扩展成星盾后，就出手涉足国度安全领域了。

星链的手机直连功能如故被安排上了。

星链系统目下还不成平直连手机呢。

目下呢，星链通讯系统在大地这一端，得用摄取天线来摄取或者辐射信息。大地上的卫星天线属于相控阵天线，当卫星进入勾通范围的时候，它就会自动瞄准卫星，是以无谓动弹天线就能让波束瞄准卫星然后建立研究。因为是低轨卫星，在这些卫星从“视线”里消散之前建立起来的勾通捏续时分不长，不外立地会有下一颗卫星来“交班”。星链的大地天线背面还有个接入彀关，这个开发就跟无明白由器差未几，可以通过有线或者无线的状貌让其他开发接入，像手机、条记本电脑、台式机之类的，也可以是任何需要上网的开发。受卫星通讯频率、天线大小等身分的影响，目下星链系统只可辅助体积比较大的大地摄取终局开发，没办法让手机和卫星平直勾通。

2）T - Mobile要跟星链王人集起来推出2.0版块了，以后能让手机平直连呢。

腾讯网音尘，2023年10月的时候，星链官网推出了一个新业务，叫星链直连手机业务（Starlink Direct to Cell）。以后普通的消耗级手机就能平直连星链卫星，享受相干工作了。这个业务在现存的LTE手机上就能用，无谓改硬件、固件，也无谓装特殊的应用轨范，就能通过星链卫星发翰墨、语音和数据。这是SpaceX公司和电信运营商T - Mobile一齐搞出来的计划，揣度2024年能发短信，2025年能语音通话和上网（Data），兼并年还会分阶段达成物联网（IOT）。

在这个决议里，大地频谱资源由T - Mobile公司提供，而SpaceX公司呢，要靠带着大天线的星链V2.0卫星来跟大地上的普通手机勾通起来。马斯克说，星链V2.0卫星的个头会比之前版块的星链卫星大不少，长度能达到7米。辐射这种卫星要用星舰（Starship），不外他也讲了，如果星舰不成定期弄好，那就让猎鹰9火箭来辐射星链V2.0卫星，仅仅得改改卫星的外形，好让它能装进整流罩里。星链V2.0卫星的通讯载荷，除了蓝本的Ku、Ka天线和星间激光链路，还会加一个中频PCS频谱（mid - band PCS spectrum）天线，这个天线面积有25平方米，能让卫星跟大地手机平直通讯。每个中频PCS频谱天线在大地上会形成一个通讯单元格，通讯带宽是2 - 4Mbits，单元格里的手机就能通过直连卫星来通讯了。

以后啊，卫星和手机直连的工作能笼罩到任何客户能看到天际的地点。这即是说，就算离开了大地基站的笼罩范围，也能收发短信，临了还能达成手机通话呢。2023年8月11日，天际探索期间公司又辐射了22颗星链V2 Mini卫星。星链V2 Mini版的通讯智商是星链V1.5版的4倍。星链V2 Mini版和星链V1.5版比起来，多了不少历害的相控阵天线，还为网关站的回程链路加上了E波段。星链V2 Mini版单颗卫星的重量差未几有800公斤，简直是星链V1.5版的3倍。星链V2 Mini版的尺寸也更大，宽度超4.1米。星链V2 Mini版的太阳翼往双方张开，张开后整颗星的宽度玩忽30米；星链V2 Mini版卫星的总面积达到了116平方米，是星链V1.5版名义积的4倍还多。星链V2版的总名义积会在星链V2 Mini版的基础上再翻一倍。

星链靠着SWARM轻微卫星进入物联网领域。

2021年8月的时候，专注于微型卫星的Swarm公司被SpaceX收购了。SpaceX不但能得到Swarm的期间，还赢得了FCC（好意思国联邦通讯委员会）的卫星和大地站许可证。Swarm公司贪图分娩低廉的微型卫星。这个公司研发出了他们所说的“某某东西”（这里原文没写全），卫星的大小是11112.8厘米，每颗仅重400克。这些卫星能成批地放进辐射部署器里，比拟传统联想更容易开释，辐射入轨的成本也仅仅传统微型卫星的一小部分。

Starlink不一样，Swarm的主义可不是给游戏、媒体流还有浏览提供高速通讯工作。Swarm这个网罗是贪图用在物联网（IoT）上的，像农业、海事、能源这些领域里那些数据流量需求小的开发都可能会用到。比如说，农场周围分散的汉典传感器能传回当地降雨和泥土现象的新音尘；海上部署的传感器也许能对天气预告有匡助。诚然目下如故有使用卫星勾通的物联网网罗了，但Swarm是思把价钱降得很低。就像一个单独的Swarm Tile只须119好意思元，每个开发每个月的工作费才5好意思元。

【4.卫星互联网发展进入计谋机遇期】

4.1. 世界列国在轨说念频谱资源方面竞争得很强烈。

通讯卫星要正常运行，轨说念和频谱是先决要求。单颗低轨卫星笼罩范围小，得增多数目技艺达周至球笼罩。是以，濒临有限的轨说念、频谱资源，Oneweb、SpaceX、亚马逊这些行业巨头，还有Google、Facebook等互联网企业，都加入了低轨通讯卫星竞争阵营，一个个都推出我方的低轨通讯卫星建造计划。SpaceX的Starlink计划里卫星数目多达42000颗，有点“赛马圈地”的嗅觉。目下外洋已公布的低轨通讯卫星决议里，卫星总额玩忽是31467颗，卫星轨说念高度大多在500 - 1500km之间，频段主要聚会在Ka、Ku和V频段。在轨说念高度范围不大、频段很聚会的情况下，卫星轨说念和频谱的竞争会更强烈。轨说念和频谱在国际电信定约的灵验占偶然分是有限的，不定期辐射卫星的话，蓝本占的轨说念和频谱就会失效。是以揣度接下来各个公司会抢先辐射卫星，确实占有轨说念和频谱，轨说念和频谱的争夺会越来越强烈。

4.2.边缘成本不高，在基础设施薄弱的地点符合用来达成通讯网罗笼罩。

传统的大地蜂窝出动通讯（Cellular Mobile Communication）是用蜂窝无线组网这种状貌的，终局和网罗开发之间靠无线通说念邻接，这样用户在行为的时候就能互重迭信了。它主要的特质即是终局能出动，而且有越区切换和跨土产货网自动漫游的功能。单个蜂窝通讯基站笼罩的面积不大，像密集城区的4G基站，笼罩半径时常就只须几百米。是以要达成平淡笼罩就得建好多通讯基站。好多基站再加上一些传输、限定节点组合起来，就成了一张蜂窝出动通讯网。

工信部的数据炫夸，到2022年年底的时候，寰球出动通讯基站统统达到了1083万个，这一年净增多87万个基站。其中5G基站有231.2万个，这一年新建的5G基站是88.7万个，在出动基站总额里占比21.3%。在我国进行4G网罗修复的时候，参加到出动通讯固定钞票上的钱特地了万亿元东说念主民币。大地通讯基站得有电源、光纤网罗这些设施来配套才行。是以呢，在那些偏远的山区、沙漠、海岛之类的地点建大地通讯基站，就得参加更多的钱。而且这些地点的用户数目少，参加产出比也低。这样一来，光靠大地通讯基站，就很难作念到通讯工作莫得死角、王人备笼罩到。

卫星跟大地通讯基站比起来，笼罩范围大多了。就拿“星链”卫星来说，它在550km的轨说念上时，能笼罩大地半径达506km的范围，这格外于玩忽64万平方公里的土大地积呢，比大地通讯基站的笼罩范围大了好几个数目级。而且如果利用星间通讯这些技巧的话，好多卫星之间就能互重迭信了，这样就在天际里形成一个卫星互联网，能把全球都笼罩住。再和大地站一结合，天际网罗和大地网罗就能会通起来，达成多维度的网罗通讯，确实作念到全球莫得笼罩不到的死角。从边缘成本的角度看，卫星互联网笼罩面积广，在发展新区域的用户时，无谓建好多大地基站和配套设施。额外是那些基础设施差的地点，像东说念主迹罕至、散播面积大、用户又少的戈壁、海岛之类的地区，用卫星互联网就不需要在大地基础设施上参加好多，是以卫星互联网比起大地基站来说，边缘成本方面更有上风。卫星互联网刚出手用的时候，主如果用来补大地通讯笼罩不到的地点，像海洋、峻岭、荒凉这些地点。等以后卫星互联网的卫星数目增多了，通讯带宽也变大了，就有但愿渐渐向农村这种东说念主迹罕至的地点发展用户了。

我国“一带一齐”经济走廊大多在亚洲、非洲、欧洲这些地点。据Statista公司估算，南亚、东非、西非、中非等地的互联网普及率还不到50%，比世界平均水平低。北非、东南亚、西亚、中亚等地的互联网普及率玩忽是70%高下，虽说比世界平均水平高，可跟泰西那些发达地区90%多的互联网普及率比起来，差距如故挺大的，以后互联网的需求空间很大。那些互联网笼罩率低的地点，频频通讯基础设施修复也比较落伍，或者是东说念主烟珍稀。如果用传统通讯状貌去笼罩不发达地区或者无东说念主区，就得建好多通讯网罗、电力网罗之类的基础设施，投资很大。如果用卫星互联网去笼罩，就能省却多量大地光缆、电力系统等配套基础设施的参加，成本上更合算。

4.3. 中国也加入到卫星互联网竞争阵营里来了。

4.3.1. 在我国，目下的卫星通讯主如果播送通讯，卫星出动通讯的客户正在渐渐增多。

我们国度目下的卫星通讯系统主要有卫星播送通讯、卫星宽带互联网和卫星出动通讯这三种。在卫星播送通讯这块儿，我们国度卫星播送通讯修复得早，客户也多，这是现时锋星通讯工作的主要体式。我们国度辐射了像中星、亚太系列等不少播送通讯卫星呢，通讯业务能笼罩亚洲、欧洲、非洲、太平洋这些地点。在卫星宽带互联网方面，我们国度的高通量宽带卫星才刚刚出手发展，举座的期间水平、系统容量和工作智商跟外洋先进的卫星系统比起来还有差距。2017年辐射的第一颗高通量Ka宽带卫星“中星16号”，容量有20Gbps，主如果给汉典西宾、医疗、飞机和船舶通讯、济急通讯这些领域提供互联网接入的，不成给个东说念主出动用户用。在卫星出动通讯方面，2016年我们国度辐射的天通一号卫星，这是我们国度我方建的第一个出动通讯卫星星座，能辅助最低1.2Kbps电路域的话音，最高分组域384Kbps的数据业务，这意味着我们国度的卫星出动通讯进入了新的阶段。

中国卫通是我国卫星播送通讯的主要运营商。这家公司有亚太系列、中星系列等好多通讯卫星呢。它形成了卫星运营工作、行业系统集成、空洞信息工作这三大主业协同发展的花样，在国内卫星通讯领域起到了很重要的作用。

4.3.2. 天通一号卫星达成了卫星出动通讯。

天通一号卫星系统是航天五院研制的。2016年8月6日，天通一号01星辐射见效，这让我国在出动通讯卫星方面达成了从无到有的冲破，它亦然我国S频段大容量地球同步轨说念出动通讯卫星的第一颗星。2020年11月12日和2021年1月20日，天通一号02星、03星先后辐射上天。天通一号是我国第一个出动通讯卫星星座，它补上了我国商用卫星出动通讯工作这块空缺，这个系统是我国空间信息基础设施里重要的一部分。这个系统包括空间段、大地段和用户终局，目下空间段是由3颗地球同步轨说念出动通讯卫星组成的。组网运行以后，天通一号把亚太地区全笼罩了，国度济急通讯保险智商提高了，我国国土和左近海域各样手捏、微型出动终局语音与数据通讯的笼罩范围也扩大了，能满足更多用户不同的通讯需求，提供全天非论啥时候都领路可靠的话音、短音尘和数据等出动通讯工作。在向社会提供工作这方面，中国电信运营的1740手机号段的用户，在卫星工作区里用天通卫星手机或者终局，就能进行语音、短信、数据通讯还有位置工作。

早年间的天通手机，就像2018年大唐公司出的那种，为了让天线摄取更贤人，得外接天线。这就导致它的体积和重量跟普通智高东说念主机比起来，又大又重，不便捷佩戴，更像专科用的卫星电话，很难在群众消耗市集里流行起来。2023年8月，华为公司推出Mate 60 Pro手机，靠期间改进把卫星通讯器件作念小了，成了全世界第一个辅助卫星通话的群众智高东说念主机，这样一来，卫星通话手机就能进入群众电信消耗市集了。

天通卫星使命在S频段，摄取频率是2170 - 2200MHz，辐射频率为1980 - 2010MHz。日常用的大地出动通讯TDD - LTE Band 38、39、40这三个频段，频率分别是2570 - 2620MHz、1880 - 1920MHz、2300 - 2400MHz。对比一下就能发现，天通卫星的S频段和大地出动通讯网罗频段挺接近的。这就给手机平直连卫星提供了期间要求。以后如果天通卫星通讯器件普及开了，更多群众智高东说念主机上可能就会有卫星通讯功能了。

4.4. 卫星互联网修复被提上日程了。

我们国度地域广博，当然地形也很复杂。如果针对偏远山区里的那些当然屯落，跟大地基站比起来，从天上处理通讯问题成本更低，还能一块儿把海上通讯的问题处理了。2016年12月的《十三五国度信息化贪图》就清洁白白地写着“用出动蜂窝、光纤、低轨卫星这些办法，让久了地区和用功地区的网罗笼罩更完善。”2020年4月的时候，国度发改委把“卫星互联网”放到了“新基础设施”的名单里，和5G、东说念主工智能、工业互联网、新能源充电桩排在一齐。2021年4月28日，经过国务院批准，组建了中国卫星网罗集团有限公司，这个公司被列入到国务院国有钞票监督治理委员会负责履行出资东说念主职责的企业名单里了。新华社报说念说，2023年7月9日，我国在酒泉卫星发掷中心用长征二号丙运输火箭，见效把卫星互联网期间试验卫星奉上了天，卫星也奏凯进入了预定轨说念，这就意味着我国在卫星互联网这块儿迈出了很重要的一步。2023年10月8日，工信部信息通讯治理局发布了《对于翻新信息通讯行业治理优化营商环境的意见（征求意见稿）》，这里面惨酷“一步一局面鼓动卫星互联网业务准入轨制更始，持续拓宽民营企业参与电信业务计划的渠说念和范围。”

民间投资这块儿，《华尔街日报》说过，到2018年底的时候，中国差未几有80家搞天际期间的初创企业涉足这个领域了，天际成了中国商界的新地皮。像银河航天这种有民间成本的低轨卫星公司，2018年A轮融资连着完成了三次呢，顺为成本、晨兴成本、IDG成本、高榕成本、源码成本、君联成本这些都投钱了。银河航天的徐鸣估量啊，如果思让全球各个地点都能联网，那参加低轨说念通讯卫星的成本，说不定能降到基站修复成本的1%。

4.4.1. “鸿雁”星座

1） 决议组成

中国航天科技集团公司惨酷了“鸿雁”全球卫星通讯系统。这个系统包含300颗低轨说念小卫星和全球数据业务处理中心。它能全天候、全时段，在复杂地形下进行及时双向通讯，给用户提供全球及时数据通讯和空洞信息工作。“鸿雁”星座初度投资玩忽200亿，是我国第一个国度级的、投资最多、极具里程碑真义真义的生意航天使志，要达成“相易勾通万物、全球永不失联”的主义。这个神志有翻新且高效的运营模式，能蓄积全社会的资源，构建起涵盖芯片、终局、系统集成、运营工作和东说念主才培养等枢纽的竣工产业链。它翻新了卫星和运输火箭大规模研制的模式与进程，能催生新的经济增长点，带动高下流形成超千亿元的产值规模。

2）首发星见效进入轨说念。

新华网音尘，2018年12月29日，长征二号丁运输火箭把“鸿雁”星座的首颗试验星奏凯送入预定轨说念。这颗首发星是由深圳航天东方红海特卫星有限公司制造的，用的是这个公司研制的CAST5高性价比轻微卫星平台。这颗星带着L/Ka频段的通讯载荷、导航增强载荷、航空监视载荷，能进行“鸿雁”星座要害期间的在轨试验。而且大地系统和终局也研制出来了，卫星入轨后就可以渐渐对卫星出动通讯、物联网、热门信息播送、导航增强、航空监视这些功能进行试验考证，给背面“鸿雁”星座全面修复和运营有劲的辅助。“鸿雁”星座还有个重要用处，即是提供航空数据业务。它能辅助飞机前舱的安全通讯业务，给航空器追踪和济急处理提供靠谱的通讯保险，还能辅助后舱的宽带互联网接入工作。中国航天科技集团如故和中国民航局签了和谐公约，一齐开展“鸿雁”星座系统空管应用研究和机载宽带通讯工作和谐。

4.4.2. “虹云”星座。

1）决议的组成

“虹云”星座属于中国航天科工纵情鼓动生意航天发展的“五云一车”（飞云、快云、行云、虹云、腾云和飞翔列车）神志。这个神志贪图构建能把全球都笼罩到的低轨宽带通讯卫星系统，要辐射156颗卫星呢。这些卫星会在离大地1000千米的轨说念组网运行，以天基互联网接入智商为根基，把低轨导航增强、各样化遥感会通起来，作念到通、导、遥信息一体化，建一个星载宽带全球出动互联网罗，让网罗无判袂地把全球都笼罩到。

2）首颗期间考证卫星“武汉”号见效辐射。

【5.攻讦卫星制形成本是大规模部署卫星互联网的前提】

5.1. 早期的时候，卫星造价额外高，这就对卫星星座大规模修复形成了限定。

低轨卫星研发、制造、辐射这些都得花好多钱，这如故成了限定业内公司可捏续发展的要害身分。1997到1999这三年，铱星（Iridium）、全球星（Globalstar）、轨说念通讯（Orbcomm）这些卫星通讯公司一个接一个地辐射卫星来完善产业布局，关联词这三家公司在接下来的几年里因为没管好成本先后肯求收歇保护了。铱星公司阿谁由66颗卫星组成的通讯系统统统花了50亿好意思元，一直这样高成本运营委果受不了，临了还不起贷款就收歇了，兼并时期的竞争敌手全球星和轨说念通讯卫星也有收歇的危急。2007年的时候，铱星公司弄了铱星2代（IridiumNEXT）星座来替换蓝本的铱星，铱星2代如故66颗在轨卫星，统统造价玩忽30亿好意思元，只须第一代的60%，但数据速率和语音质料都更好了，还能兼容老一代的通讯终局和业务。星链计划的卫星数目额外多，是以卫星造价对星链计划能不成奏凯进行额外重要，SpaceX也用了不少办法来攻讦卫星制形成本。按照摩根士丹利分析师的估量，早期星链卫星制造一颗得花100万好意思元，辐射一次得5000万好意思元，猎鹰9号一次能运输60颗卫星。SpaceX公司的COO格温·肖特维尔已往炫夸过：如果复用一级火箭和整流罩这种乐不雅的情况下，单颗Starlink卫星制形成本有望低于50万好意思元，单次辐射成本能降到1500万好意思元。按照这个尺度，要把4.2万颗Starlink卫星都部署好，得参加210亿好意思元的卫星制形成本，105亿好意思元的辐射成本。

5.2. 靠批量化分娩来把卫星成本降下去。

在星链辐射之前，地球周围运行着的在轨卫星玩忽有1400多颗。还有2600多颗卫星估量如故不成使命了，就那么在天际里漂着。把这些如故退役的卫星也算上的话，东说念主类辐射过的卫星统统差未几有4000多颗。星链计划要辐射的通讯卫星数目，比东说念主类如故辐射过的卫星总额还要多。已往锋星的批次数目少，是以很难大规模批量分娩。低轨卫星星座里的卫星数目大幅增多以后，就给批量造卫星创造了要求，这样就能通过批量制造来把单颗卫星的成本降下来。早些时候，OneWeb引进了汽车制造的见地，把卫星的各个系统都作念成模块式的，在分娩线上多量使用自动化开发。用这种模式，OneWeb的“卫星工场”每周能分娩16颗卫星，一年下来能分娩648颗卫星。批量分娩是可以攻讦卫星分娩成本的，2015年定的主义即是把每颗通讯卫星的造价降到50万好意思元。

在国内，微型卫星制造商攻讦卫星成本的状貌亦然摄取“活水线”式制造模式。澎湃网报说念，2021年11月26日，上海举办了“G60星链”产业基地动身典礼。这个神志是松江区、联和投资、临港集团三方一齐打造的，要在长三角建首个卫星制造的“灯塔工场”。“G60星链”产业基地一期神志占地120亩，建筑面积20万平方米，要建数字化卫星制造工场、卫星在轨测运控中心、卫星互联网运营中心。卫星工场联想产能每年能到300颗，单星成本会降35%，揣度2023年能用。神志分三期修复，“十四五”期间要完成“152”工程，也即是建成1个全球低轨卫星通讯星座，建成超500亩的卫星互联网产业集群，形成超200亿规模的卫星互联网产业翻新应用生态。2021年1月，中国航天科工集团有限公司二院空间工程公司完成了我国首条批产卫星智能分娩线的研制、分娩和安装使命，讲求进入现场试运行阶段。卫星从原材料出库到整星锻真金不怕火及格入库，要经过舱板级部装、卫星总装、整星电性能测试、通讯载荷测试、机械精度测试、太阳翼安装与性能测试、质料性格测试、振动试验、真空热试验、检漏试验等十多说念工序。如果要害工艺枢纽都让机器来作念，分娩服从能提高40%以上。从单件小批量手工分娩变成高度自动化分娩，在保证卫星装配测试达到期间要求的同期优化了工艺进程，这条分娩线有望达成年产240颗以上小卫星的联想产能主义。

中国空间期间研究院官网报说念，2022年纪首的时候，天津航天产业基地全面建好了。这个基地用的是柔性制造模式，一年能分娩200颗以上的卫星呢，而且如故出手试分娩了。这个基地是个高水平、当代化的“星星工场”，按照“脉动式”节奏化分娩，是由中国空间期间研究院通讯与导航卫星总体部负责牵头修复的。这个神志2019年就出手修复了，主如果为了满足国内卫星星座修复神志快速发展的需求。

5.3. 抗辐照加固的器件成本比较高，这对卫星成本有制约作用。

5.3.1. 电子器件会受到天际环境的影响。

在天际运行的航天器，因为莫得地球大气层的保护，会遭遇更多空间粒子的辐射，像重粒子、质子、α粒子、中子之类的。航天器里的电子开发受辐射影响，性能容易下跌，以致会失效。天际辐射环境对电子开发的影响主要分两类，一个是辐射总剂量TID（Total Ionizing Dose），另一个是单粒子效应SEE（Single - Event Effect）。单粒子效应即是单个高能粒子撞击形成的电子器件状态一霎的扰动，或者是长久性的挫伤。单粒子效应还能分红单粒子翻转SEU（Single - Event Upset）和单粒子闭锁SEL（Single - Evcnt Latchup）两类。

5.3.2. 抗辐照加固期间的综述

抗辐照加固期间主要有两种：工艺加固（Radiation Harden By Process，RHBP）和联想加固（Radiation Harden By Design，RHBD）。工艺加固得靠构建特殊的工艺线来达成抗辐照加固的目的。在半导体衬底材料这块儿，常见的作念法即是把半导体硅衬底换成硅绝缘体衬底（绝缘体上硅，SOI）或者蓝坚持衬底（蓝坚持上硅，SOS）。抗辐照加固衬底有个自制，如果有个器件被高能粒子打中了，加固衬底能很好地防卫杂散电流扩散到支配的器件。在封装材料方面呢，一般会用陶瓷封装来代替塑料封装。

工艺加固有两个问题：其一，目下分娩工艺线的厂商未几，产量也小，是以成本很高，平淡适用性不及；其二，专用工艺线有抗辐照智商，但工艺线进程更复杂，这使得电路性能不如通用工艺线。联想加固对器件工艺没特殊要求，主要靠优化电路和系统联想来加固，从而提高集成电路的可靠性。因此，在国表里，联想加固是现时集成电路抗辐照加固的主流期间。常见的电路加固递次包括增多保护性有源结构、增大明锐节点间距等。在系统联想上，平素摄取的递次有纠错检错法、多冗余期间等。

5.3.3. 抗辐照工艺加固的实例

微芯科技的耐辐射单片机。

2019年，好意思国微芯科技公司（Microchip Technology Inc.）针对航空航天业推出了两款基于Arm?内核的单片机，分别是SAMV71Q21RT耐辐射单片机和SAMRH71抗辐照单片机。这两款单片机把商用现货（COTS）期间低成本和有大型生态系统的上风，跟宇航级器件可转机的防辐射性能会通起来了。SAMV71Q21RT耐辐射单片机和SAMRH71抗辐照单片机是基于汽车级SAMV71单片机作念出来的，它们摄取的是平淡应用的Arm? Cortex? -M7片上系统（SoC），这有助于提高空间系统的集成度，能在攻讦成本的同期提高性能。这两款器件都可以用SAMV71竣工的软件开发器具链，这样能大幅裁汰开发时分、减少成本。初步开发使命在COTS器件上弄完之后，这个阶段开发的统统软件都能移植到摄取高可靠性塑封和宇航级陶瓷封装的耐辐射或者抗辐照单片机上。SAMV71Q21RT耐辐射单片机能够重用全套COTS掩模组，引脚有一定的兼容性，是以能立地把COTS器件移植成合规的宇航级器件。SAMV71Q21RT的耐辐射性能，对于低轨地球卫星星座、天际机器东说念主这些天际应用领域来说是个可以的礼聘；而SAMRH71的抗辐照性能更适用于陀螺仪、星体追踪器这些更重要的子系统。SAMV71Q21RT耐辐射器件能承受累计达30 Krad（Si）的总电离辐射剂量（TID），有闭锁抗扰智商，不会被重离子破损。

2）意法半导体的耐辐射系列芯片

高轨说念卫星是辐射到地球静止轨说念的，低轨说念卫星跟它比起来，有更多的大气保护，辐射也更低。而且低轨说念卫星联想的使用寿命比较短。低轨说念卫星对电子元件性能和质料保证的要求，和传统卫星差未几，不外抵拒辐照智商的要求没那么高。从已往的情况来看，航天用的元器件一直是装在密封的陶瓷封装里的，要通过严格的QML或者ESCC认证，还有分娩进程测试，这样一来，这些平素小批量分娩的元器件成本就比较高了。

意法半导体（STMicroelectronics）为新一代小低轨说念（LEO）卫星的联想和量产，研制出了一系列抗辐照加固的功率、模拟和逻辑芯片。这些芯片用低成本的塑料封装，能为卫星电子电路提供重要的功能应用。2022年3月，意法半导体推出了这个系列的头九款产物，通盘卫星系统都能用，像发电配电、星载计划机、卫星遥感追踪器、收发器等卫星系统都可以。接下来几个月，意法半导体还会络续推出新品来扩充这个系列，添加更多功能，让联想师有更多的礼聘。意法半导体新的LEO抗辐照加固塑料封装元器件能平直用在航天器上，在产物认证和制程上作念了优化，有规模经济效益。新的产物不需要用户再作念额外的认证或者筛选测试，这样就省了一大笔成本，也没了风险。

3）咱国内的抗辐照芯片。

在国内，抗辐照芯片产物有北京微电子期间研究所和中科院微电子所开发的。北京微电子期间研究所归中国航天科技集团公司第九研究院管，是国度要点军用电子元器件研制单元。它靠着最初的抗辐照加固集成电路联想期间，给全球提供高端宇航电子元器件产物、高性能抗辐照IP和ASIC联想工作、高可靠陶瓷封装联想与封装工作、高性能集成电路测试和可靠性考证等工作。像抗辐照FPGA、抗辐照AD/DA、抗辐照SRAM、抗辐照总线和65nm抗辐照加固IP等不少产物和期间，如故给全球好多宇航公司提供了产物和期间工作。中科院微电子长处期研究抗辐照SOI期间与应用。SOI期间和体硅期间比起来有这些特质：全介质停止，器件寄生电容小、速率快、静态功耗低，抗单粒子智商强，抗电离总剂量智商有挑战，抗ESD智商挑战更大。微电子所针对SOI里埋氧层影响电路抗总剂量辐照智商的问题，开发了变掺杂的斜角分层沟说念注入期间，让SRAM抗总剂量智商提高到大于300krad(Si)。在工艺上，开发了0.18μm和0.35μm抗辐照SOI CMOS要害工艺模块，经过各工艺要领协同优化，买通了抗辐照SOI竣工工艺进程。

有可配置的SOI期间。传统的SOI器件会受停止氧化物电荷俘获、寄生双极放大这些效应的影响，抗总剂量、单粒子和瞬时剂量率的水平很难再提高了，不成满足像深空探伤这类型号任务对芯片抗辐射智商更严格的要求。2022年，中科院微电子所凭借自主开发的可配置SOI（CSOI）整套工艺，见效作念出了莫得抗辐射短板的SRAM存储器芯片，达到了抗总剂量9 Mrad(Si)、单粒子闩锁免疫、单粒子翻转阈值99.8 MeVcm2 /mg等要害的抗辐射目的，它的空洞抗辐射智商比国表里工业界和学术界的SRAM存储器水平都要高，如故在相干型号里进行应用和搭载考证了。

5.3.4. 抗辐照联想的加固递次

宇航电子器件的可靠性可以通过各样纠错检错递次进行“软加固”。编码纠错检错递次（Error Detection And Correction，EDAC）属于编码期间，用来检测和改进数据传输里的失误。数据在存储或者传输的时候，会因为噪声、干预之类的原因出现失误，这样传输的数据就可能不竣工或者不准了。为了不让这种情况出现，一般就会用EDAC期间给数据编码和检测。EDAC期间是靠在数据里加冗余位来检测和改进失误的。比如说往存储器里写数据的时候，EDAC模块会自动算出写入数据的EDAC结尾，再写到对应的EDAC储存单元里。读取存储器数据的时候呢，EDAC模块把这个EDAC储存单元的用户数据读出来，作念不异的EDAC计划得出存储数据的EDAC结尾，然后跟写入时的EDAC结尾对比，这样就能知说念数据有莫得失误了。海明码、BCH码、RS码等都是常见的EDAC编码状貌。

EDAC期间在存储器、通讯、计划机网罗这些领域用得好多，像汽车的ECU、雷达、通讯开发之类的领域，电磁环境复杂得很。为了确保存储器里数据和轨范代码竣工又可靠，EDAC期间就被多量使用了，这样作念能让数据传输更可靠、更领路。不外呢，EDAC期间也会让数据传输变得更蔓延、更复杂，在实验用的时候得量度量度再礼聘。

5.4. 用商用货架器件，再加上系统冗余期间，有可能把卫星成本降下来。

5.4.1. 利用商用货架器件（COTS）来削减装备成本。

生意货架器件（Commercial - off - the - shelf，COTS）说的是市集上售卖的产物。这种产物会在制造商的产物目次里标有详情的价钱，任何公司或者个东说念主都能平直从制造商那处或者通过制造商的销售网得到来使用。COTS器件有尺度的件号，还有描摹机械、电气、环境性质与极限的期间范例。COTS产物能分红消耗品/工业用、军用、航天用等类别。从上世纪70年代起，计划机、电信开发、电子消耗品发展起来了，集成电路和电子器件的销售量大增。兼并时期，集成电路在军用开发里的应用没什么变化，这就使得军用电子器件在电子器件行业里占的比例更低了，如故影响不了电子器件行业的发展。摩托罗拉、英特尔、飞利浦等公司把军用电子元件分娩线关了，密封封装的军用范例部件的供应量就大大减少了，尤其是最新、期间开始进的集成电路额外紧缺。拿航天领域来说，空间飞翔器一般都用特意的抗辐照加固处理器。诚然经过好多年研发，可平素如故比商用处理器的性能差一到两代，而且这个差距还在越来越大。到2021年的时候，好意思国开始进的计划单机模块是BAE系统公司开发的RAD5545模块，它的中枢用的是先进的45nm抗辐照加固SOI工艺，但是总体性能比商用处理器差远了。

军工、航天这些领域的专用芯片比较落伍，这就使得防务工业不得不去探究摄取生意期间的电子部件。1994年的时候，好意思国国防部制定了一项政策，饱读动使用最佳的生意部件，这样就能让前沿电子期间产物早点在军用开发里使用，而且这些产物在经济上亦然能包袱得起的。商用货架器件在采购价钱、性能、资源等方面更占上风。

这几年，生意在航天领域的需求持续发展，生意载荷的需求一下子就爆发式增长了。已往以科技载荷为主的时候，载荷研制周期是3到5年，这可满足不了生意航天的业务需求了。航天级的器件呢，供货周期长，价钱还贵，性能来去往赶不上大地上同等第别的器件呢。是以啊，生意航天公司要在成本限定方面发展的话，用高性能的生意级现货器件来替代传统航天级器件就成了一个标的。

5.4.2. 利用系统冗余联想来提高系统的可靠性。

芯片用工艺加固能提高抗辐照智商，可成本太高了。联想加固的话，能在一定进程上让器件更可靠，但对提高系统硬件的可靠性作用不大。商用货架器件低廉，不外抗辐照和环境稳妥智商比不上抗辐照器件，可靠性也低些。是以呢，可以用商用器件减少平直成本，再利用系统冗余期间，多增多些器件数目，用些系统容错的联想递次，这样就能提高系统可靠性了。双机冷备份、双机热备份、三模冗余重组、两热一冷冗余联想等，都是常用的系统冗余联想递次。

双机冷备份这种结构。

双机冷备份结构是这样联想的：正常的时候，主节点上电，备份节点不上电。如果仲裁切换模块正常没故障，主节点就正常运算处理，计划单元里的备份节点不会出故障。主节点如果故障了，就激活备份节点来替换主节点。如果备份节点也故障了，系统就失效了。

2）双机热备结构

双机热备份的重构联想旨趣是这样的：它摄取双机热备份的状貌。热备份和冷备份不一样，正常的时候呢，计划单元里的备节点也有出故障的可能。如果仲裁切换模块正常，主节点也正常使命，那计划单元就能正常使命；可如果备份节点也故障了，系统就不行了。

3）三模冗余的重组结构

大容量可重构FPGA一般会用到三模冗余重组结构联想，它用的是三模表决这种仲裁策略。正常的时候，3个节点都正常使命，系统也能正常输出。如果其中1个节点出故障了，另外2个节点还正常使命，那仲裁切换节点就会屏蔽故障节点的影响。系统通过里面的故障会诊、识别，再进行故障清算等操作，让故障节点还原正常。在不影响计划单元使命的前提下，把这个节点再行接入系统，让它回到三模表决的使命状态。如果有2个或者2个以上节点出故障了，系统就会失效。如果仲裁切换节点出故障了，因为不成进行仲裁或者仲裁出错，系统也会失效。

4）两热一冷的冗余结构

两热一冷冗余结构是这样联想的：用1个双节点热备份再加1个节点冷备份的架构。正常的时候呢，两个热节点都正常干活，系统就能正常输出。如果其中1个热节点出故障了，仲裁切换节点就会把冷节点激活，冷节点和正常的热节点又能再行组成双节点热备。再说说仲裁切换节点出故障的情况，这得看它出故障的时分。如果仲裁切换节点先出故障，然后又有1个热节点出故障，那系统就只可以单节点状态使命了；如果1个热节点先出故障，之后仲裁切换节点才出故障，那系统就以双节点热备份状态使命。

5）对不同类型器件容错期间的追念

通过前边提到的航天器星载器件冗余联想递次，能给不同种类的COTS器件作念容错联想，让系统可靠性得以提高。按照常见的COTS器件类型来远隔的话，容错期间大体上可以分红存储器容错期间、SRAM型FPGA容错期间以及DSP、CPU容错期间。

5.4.3. 航天领域里商用器件的应用案例

生意卫星领域发展得额外快，之前作念过COTS器件容错期间试验，有了这个基础之后，COTS器件就被用得更平淡了。生意卫星大多是小卫星，辐射数目也比较多，是以生意卫星公司对卫星成本很明锐，都用COTS器件来攻讦成本。低轨卫星受到的辐照比高轨卫星少，这就更故意于COTS器件在卫星互联网里平淡使用。从上个世纪90年代出手，好意思国就纵情推动COTS器件在空间工程里的应用。好意思国国度航天局（NASA）搞了个新千年研究计划，把生意器件在卫星上的应用当成要点课题。除此以外，还推出不少研究计划，对市集上好多生意器件作念抗辐照考证研究。好意思国还辐射了好多卫星，像ARGOS卫星、TACSAT - 2卫星、CFESat卫星等，对COTS器件的期间研究作念了多量试验考证使命。好意思国的CFESat卫星是2007年辐射的低轨试验卫星，轨说念高度是560km。通过这颗卫星，考证了基于SRAM型FPGA的可重构计划机能在低轨卫星上运行。FPGA用的是Xilinx XQVR1000，通过外延层工艺增强SEL，SEL的LET为125MeV /mg /cm2，TID约为100K Rad(Si)，是以FPGA主要受单粒子效应影响，它的容错期间同期用了硬件三模冗余期间和校验码期间。

在国内，《基于COTS的高性价比轻微卫星研制治理模式研究》提到，2015年和2016年的时候，深圳航天东方红海特卫星公司辐射了开拓一号和脉冲星试验卫星。这两颗卫星对COTS器件的轻微卫星期间作念了探索和实验，弄出了一套COTS器件应用的产物保险递次。这两颗卫星都用了好多COTS器件，像工业级PC104计划机、电板、太阳阵列还有不少星上单机产物呢。这两颗卫星辐射见效后运行得挺领路的，也见效在空间试验里对COTS器件进行了考证。

【6.改日我国卫星互联网产业规模有望超千亿】

6.1. 全球的航天产业正在马上发展。

Euroconsult公司的讲演指出，2022年列国在航天领域的预算加快增长，达到了1030亿好意思元，相较于2021年增长了9%，这创下了航天投资的历史最高记录。诚然疫情对寰球财政有影响，但在2020 - 2021年期间，这种影响并莫得给的天际预算带来负面作用。在列国的航天预算里，民用设施预算统统是550亿好意思元，占总支拨的54%；2022年航天领域的国防支拨涨到了480亿好意思元，占总支拨的46%。天际探索、空间通讯等神志推动了民用航天使志的支拨。另外，由于地缘政事病笃场合持续加重，需要发展新的航天智商，列国对国防相干航天计划的投资达到了新高。民用航天使志和国防神志开支之间的差距在捏续减轻。Euroconsult预测，因为列国国防航天使志预算一直在增长，揣度到2031年国防航天使志开支有但愿和民用航天使志开支一样多。

2022年在航天领域投资上，好意思国如故全球第一，好意思国在天际投资有620亿好意思元，占世界总额的60%。中国航天投资玩忽119亿好意思元，排第二。日本、法国、俄罗斯航天投资分别是49亿、42亿、34亿好意思元，在第三到第五位。

Euroconsult在《Space Economy Report 2022》里提到，航天领域因为上游航天器制造和下流应用领域不一样，是以有很大判袂。在上游制造这块儿，卫星通讯和对地不雅测的需求一直在涨。通讯卫星和遥感卫星的寿命比较短，这就要求卫星更新得更快，这两种卫星在通盘上游制造市集里占了59%的份额。卫星导航市集是管控的，卫星数目少（全球玩忽就120个导航卫星），还很贵，寿命长，是以导航卫星制造市集比通讯卫星和遥感卫星的要低好多，在上游制造领域也就占个4%傍边。下流应用领域里，卫星导航工作是最大的应用市集。导航卫星是用播送式时分编码传输的，哪怕卫星数目少，也能给好多用户提供工作，是以卫星导航市集在卫星下流应用市集里占了60%。卫星通讯不才游应用市集占38%，而且随着卫星出动通讯需求越来越多，以后卫星通讯的市集规模可能还会变大。卫星遥感市集份额小，主如果目下遥感市集以BtoB为主，虚浮平淡的BtoC市集，不才游市集也就占2%傍边。

UCS卫星数据库统计炫夸，按卫星种类区分的话，微型卫星的数目在爆发式增长。2019年5月之后，SpaceX公司的“星链”系统辐射了好多微型低轨通讯卫星呢。到2022年8月的时候，“星链”系统如故辐射了3009颗微型通讯卫星，其中有2750颗正在轨说念上运行。受“星链”的影响，2021年统统辐射了1624颗微型卫星，这个数目可比中大型卫星的数目多太多了。

《中国航天科技行为蓝皮书（2021年）》里提到，2021年的时候，全球这一年的辐射见服从是92.5%。好意思国在这一年进行了51次航天辐射，它辐射的载荷总质料有403.34吨，比其他国度辐射的航天器质料加起来都多。中国航天呢，在2021年施行了55次辐射任务，辐射次数谢世界上是最多的。这一年中国辐射了115个航天器，总质料达到191.19吨，又翻新高了，和上一年比还增长了85.5%。

iiMedia Research（艾媒接洽）的数据标明，由于政策、成本等多方面的辅助，2015 - 2021年期间，中国生意航天产业年均复合增长率一直保捏在22.3%。2020年时，中国生意航天的市集规模就如故特地1万亿元了。按照预估，在接下来的3年里，这个产业还会以特地20%的增长率捏续扩展，揣度2022年能冲破1.5万亿元，到2024年的时候则有望达到2.3万亿元。

6.2. “6G等于5G加上卫星网罗”，卫星帮衬开启出动通讯的新期间。

从上世纪90年代起，出动卫星通讯发展起来了，那时候就持续有对卫星和大地出动通讯会通的磋议和尝试。近几年发展迅速的通讯卫星利用调治的IP交换期间，达成了和大地互联网的会通联通。在市集策略方面，通讯卫星星座不再摄取铱星系统刚修复运营时那种寂静建网、跟大地出动通讯竞争的策略了，而是和电信运营商和谐。不外，目下的铱星二代等低轨卫星通讯系统在数据传输上跟大地出动网罗比差得远，满足不了用户持续变化的数据传输需求。5G期间快到了，国际通讯组织和业内东说念主士如故在预测6G期间了。目下大家都认为，5G/6G期间即是卫星通讯和大地通讯网罗会通，从而确实达周至球通讯的时候。像3GPP、ITU这些国际尺度化组织都特意成立了使命组，我国科技部也出手研究卫星通讯和5G/6G会通的问题了，卫星出动通讯的期间就要来了。

6.2.1. 如故有东说念主惨酷了“6G = 5G + 卫星网罗”这个见地。

2017年11月的时候，英国电信集团（BT）的首席网罗架构师Neil McRae对6G通讯作念了一番预测。他以为5G会是那种基于异构多层的高速因特网。在早期呢，是“基本5G”，玩忽2020年傍边就会商用；中期会是“云计划 + 5G”；末期则是“边缘计划 + 5G”。而6G呢，即是“5G + 卫星网罗（通讯、遥测、导航）”，有但愿在2025年商用。通过“无线光纤”之类的期间能达成超快宽带，而且在5G的基础上加上卫星网罗来笼罩全球，这样就能给6G用户提供像网罗定位象征、多媒体和互联网接入、天气信息等工作。2018年11月，国际电信定约（ITU）讲求配置了Network 2030研究组（ITU - T FG on Network 2030）。这个机构即是要探索面向2030年以及之后的网罗期间发展情况，像那些能保捏向后兼容的网罗新见地、新构架、新公约、新处理决议，还有对现存的和新的应用提供辅助这些方面。Network 2030研究组的主席，华为网罗期间实验室首席科学家Richard Li先容了2030年之后新互联网的愿景，其中利用卫星达成空天一体化、全球笼罩是很重要的一项内容，还先容了Starlink、OneWeb等低轨卫星通讯系统，这也标明卫星通讯在改日通讯和互联网领域的重要性如故被大家雄伟招供了。

我国如故出手对和5G/6G会通的卫星通讯期间进行研究了。

2018年11月的时候，科技部公布了《国度要点研发计划“宽带通讯和新式网罗”要点专项2019年度神志禀报指南建议》来征求意见。这里面提到的“专项总体主义”有一个是这样的：要对新式网罗和高效传输的全期间链进行研发，让我们国度变成B5G/6G无线出动通讯期间和尺度研发在全球的引颈者，在以后的无线出动通讯上能有不少冲破性的效果。其中，“与5G/6G会通的卫星通讯期间研究与旨趣考证”是要点神志中的一个。这里提到的卫星类型主如果GEO和LEO，GEO大多是用来传输电视信号这类播送信号的，LEO呢，玩忽主如果用于卫星出动通讯的。这就标明，我国如故察觉到卫星通讯在5G/6G期间很重要了，而且如故出手进行研究了，目的即是在国际通讯改日的发展中起到引颈的作用。

6.2.3.低轨卫星通讯和5G会通是近期的发展趋向。

5G期间越来越熟谙了，国际电信定约（ITU，International Telecommunication Union）等国际尺度化组织特意成立了使命组，出手研究卫星和5G会通的尺度化问题。业内有些企业和研究组织也参与到星地一体化的研究使命里了。

ITU（国际电信定约）研究卫星和大地5G会通的决议。

ITU针对卫星和大地5G会通的事儿，惨酷了星地5G会通的4种应用场景，像中继到站、小区回传、动中通还有搀杂多播场景这些。ITU还惨酷，要辅助这些场景就得探究一些要害身分，比如多播辅助、智能路由辅助、动态缓存治理和自稳妥流辅助、延时、一致的工作质料，还有NFV（即是网罗功能杜撰化）/SDN（即是软件界说网罗）兼容、生意模式的生动性等等。

3GPP的卫星和大地5G会通的决议

2017年底，第三代伙伴关系神志（3rd Generation Partnership Project，3GPP）发布的期间讲演指出，3GPP的SA1使命组对卫星相干的接入彀公约和架构作念了评估。他们如故出手研究卫星和5G新空口（New Radio, NR）期间一体化的事儿，还把这个一体化期间叫作念“非大地网罗（Non - Terrestrial Network，NTN）”。NTN从R14到R16的研究神志（Study Item，SI），是思着在像漫游、播送/组播、物联网（Internet of Things，IoT）这样的5G网罗里加入卫星接入业务，找出了NTN的场景、架构、基本问题、相干的处理决议，还有12个潜在的用例。2019年底，基于5G新空口的非大地网罗和物联网非大地网罗的第一个使命神志（Work Item，WI）在R17得到批准了。

在接下来的一段时分里，5G通讯主要还得靠大地网罗，卫星通讯呢，也即是给大地网罗作念个灵验的补充。就像铱星系统那样，思在短期内用卫星互联网把大地基站全给取代了，这是虚伪际的。不外随着科技不竭地发展，那种不需要依赖大地网罗的卫星通讯系统，说不定以后真能成为现实呢。

3）华为公司对6G的预测

2022年的时候，华为公司出了个《6G：无线通讯新征途》的讲演。这讲演里提到，空天一体化会是6G的一个重要特质。6G呢，会把大地网罗和非大地网罗合到一齐，让全球都能有网罗笼罩，给那些目下还没联网的地点提供网罗。卫星制造和辐射的成本降下来以后，好多低轨或者超低轨卫星就会用在非大地网罗上。由低轨卫星组成的卫星互联网如果达周至球笼罩的话，就会有一些新的智商和自制。比如说，能处理传统地球同步轨说念卫星、中轨卫星系调治直有的通讯蔓延的问题。低轨卫星系统定位更准，这对自动驾驶来说口舌常要害的，在地球感测和成像上也能起到重要作用。大型低轨卫星星座通讯如果思达到比长距离光纤通讯还低的时延，就得满足特定的区域特征。

6.3. 卫星互联网产业的规模有但愿特地千亿。

6.3.1. 卫星互联网组网修复的规模，有但愿特地百亿。

卫星互联网如果基于低轨通讯卫星的话，得要好多卫星，修复成本可高了。就像铱星系统，是由66颗卫星组成的，花了玩忽50亿好意思元呢；星链系统按蓝本的计划，至少得投进去100亿好意思元傍边；日本的LeoSat星座一共108颗卫星，花了差未几36亿好意思元；我们国度的“鸿雁”星座由300颗卫星组成，贪图投资玩忽200亿东说念主民币，“虹云”星座由156颗卫星组成，这样看投资也得超100亿东说念主民币。是以啊，如果我们国内“鸿雁”、“虹云”还有G60这些通讯卫星计划都能定期修复的话，以后我们国度在卫星互联网组网修复上参加很可能会特地300亿东说念主民币。

6.3.2. 卫星互联网全产业链的市集规模有但愿特地千亿。

好意思国卫星工业协会（SIA）公布的数据炫夸，2022年全球航天产业收入达3840亿好意思元。其中，卫星产业规模有2810亿好意思元，占比是73.18%；像载东说念主航天之类的非卫星产业规模为1030亿好意思元，占比26.82%。从卫星类型的角度看，生意通讯卫星份额玩忽是84%，遥感卫星占10%傍边，试验卫星和军用卫星各占2%，导航卫星占1%傍边。这样看的话，通讯卫星在各样卫星里占的比例是最高的，是各个国度要点发展的卫星类型。在卫星产业里，卫星制造业收入为158亿好意思元，占比差未几5.62%；卫星辐射产业收入70亿好意思元，占比约2.49%；大地开发产业收入1450亿好意思元，占比玩忽51.60%；卫星工作产业收入1130亿好意思元，占比约40.21%。卫星组网（包含卫星制造和卫星辐射）在卫星产业中的价值量占比为8.11%。按照前边的估算，“鸿雁”、“虹云”、“G60”等卫星通讯系统组网参加的用度有望特地300亿东说念主民币。这样算下来，改日卫星互联网产业总体规模有望达到3600亿元。

【7.卫星互联网产业链分析】

7.1. 卫星系统的组成

卫星平素是由卫星平台和载荷这两大系统组成的。卫星平台系统包含六个部分，分别是结构分系统、鼓动分系统、热控分系统、电源分系统、测控分系统以及限定分系统。卫星的功能和分类取决于载荷系统所搭载的开发。就像通讯卫星会搭载通讯转发器，遥感卫星会搭载光学仪器或者SAR雷达，导航卫星会搭载原子钟这些比较典型的灵验载荷。

艾瑞接洽测算出来的结尾是，不同种类的卫星载荷和平台占比有判袂。批量造卫星能灵验削减卫星成本，卫星平台系统更是如斯。它的结构、参数还有性能都比较领路，符合大规模分娩，这样制造用度就能降下来。定制的卫星载荷和平台价值差未几，批量分娩卫星平台的成本会大幅下跌，在整星成本里只会占到玩忽30%。以后如果生意化了，卫星平台价值在整星价值里占的比例有望降到20%。在卫星平台里，姿轨限定系统（包含鼓动分系统和限定分系统）占平台成本的比例最大，差未几是40%，排第二的是电源系统，玩忽占平台成本的22%。

7.2. 卫星互联网产业链是怎么组成的呢？

卫星组网这块：在低轨卫星通讯产业链里，卫星组网包含卫星制造和卫星辐射这两方面，它会是通盘产业链里开始获益的部分。卫星制造上，主要有航天五院、航天八院、中科院轻微卫星公司、银河航天这些卫星整机制造商，还有航天电子、康拓红外、铖昌科技、亚光科技等配套企业参与。火箭辐射呢，主要触及航天一院、航天八院、航天科工火箭公司、银河能源这些火箭制造企业。大地开发方面：大地开发有卫星大地摄取站、出动终局之类的。卫星互联网的终局会有固定式和出动式两种类型。一部分大地终局就像星链大地摄取安装那样，是固定式的摄取安装，然后通过局域网、Wifi这些状貌勾通用户终局；另一部分就像天通手机似的，是出动直连终局，平直和卫星邻接。在出动终局方面，已往华力创通、中兴通讯、大唐电信都开发过天通卫星手机，不外这种手机体积大、功率也大，很难进入群众智高东说念主机市集。2023年，华为公司见效推出了Mate 60 Pro这款带有天通卫星直连功能的群众智高东说念主机。之后随着消耗市集渐渐变大，其他厂商也有但愿开发出有手机直连功能的卫星通讯手机，加入到卫星直连手机的竞争队列里。

在卫星与大地通讯工作这块儿：三大传统运营商依旧是大地通讯的主要力量。中国电信靠着天通卫星来提供卫星通讯工作，在三大运营商的卫星出动通讯方面处于最初位置。说到卫星通讯，中国卫通是国内目下规模最大的卫星通讯运营商，有先天的上风。目下这个公司主要作念播送通讯工作，也在渐渐开拓卫星出动通讯的市集，它改日的发展很值得期待。

7.3. 卫星互联网产业链价值量的分析

在产业链受益这一块，卫星组网相干的卫星制造和辐射领域会开始受益。等以后卫星组网弄好了，作念终局开发、通讯工作的公司就会渐渐受益。按照之前的估算，“鸿雁”“虹云”、G60这些卫星通讯系统组网的破耗有但愿特地300亿东说念主民币。这样算下来，以后大地开发和卫星工作的产值有望分别达到1908亿和1487亿元，通盘行业规模有望达到3600亿元，产业链上的相干企业会从卫星互联网的快速发展中得到好多自制。卫星互联网能让卫星制造和辐射产业链恒久发展。微型卫星的寿命玩忽是5年傍边，是以卫星互联网组网完成之后，每年都得给卫星网罗补充卫星。按照卫星5年寿命来算，每年保管卫星网罗的用度玩忽是卫星组网用度的20%，是以大规模搞卫星互联网会带动卫星制造和辐射产业链恒久发展。

（这篇著述仅供参考，不默示我们有任何投资方面的建议。如果思使用相干信息的话，请查抄讲演原文。）

精选讲演来源：【改日智库】。「勾通」