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近年來，隨著互聯網與物聯網的普及發展，以及機載、船載、空間中繼等通信需求的日益增加，衛星互聯網與5G網絡已開始融合發展，逐步進入“全球全域的寬帶互聯網”時期，5G“空天地一體化”將成為未來信息網絡的重要發展趨勢。《中國聯通空天地一體化通信網絡白皮書》指出，“大型低軌衛星星座是當前衛星通信系統的重要發展趨勢”，“空天地一體化通信網絡是未來 6G 網絡的重要發展趨勢，目前正處于發展初期“。因此，推動衛星互聯網成熟落地、加快衛星互聯網與5G網絡融合發展成為建設空天地一體化信息網絡的關鍵里程碑。

1、我國的政策布局

2020年4月，國家發改委召開例行新聞發布會，首次明確新型基礎設施的范圍，衛星互聯網被納入通信網絡基礎設施的范疇。同年5月，發改委在《關于2019年國民經濟和社會發展計劃執行情況與2020年國民經濟和社會發展計劃草案的報告》中提到推進5G深度應用，支持商業航天發展，延伸航天產業鏈條，擴展通信、導航、遙感等衛星應用。2021年4月29日，國務院國資委發文將組建中國衛星網絡集團有限公司，旨在規劃和研制空間互聯網衛星，并發射了試驗衛星;國家還將組建成立“國網”公司，專門負責統籌空間互聯網建設的規劃與運營。

國家政策出臺后，各地也相繼布局衛星互聯網產業鏈。2020年5月，上海市政府率先發布《上海市推進新型基礎設施建設行動方案(2020-2022年)》，衛星互聯網基礎設施建設被列入行動方案。6月，北京市政府發布《北京市加快新型基礎設施建設行動方案(2020-2022年)》，提出“推動衛星互聯網技術創新、生態構建、運營服務、應用開發等，推進央企和北京創新型企業協同發展”。同月，重慶市政府發布《重慶市新型基礎設施重大項目建設行動方案 (2020-2022年)》，提出“加緊謀劃全球低軌衛星移動通信與空間互聯網建設，打造全國太空互聯網總部基地和低軌互聯網小衛星星座應用示范基地”。同年7月，浙江省政府印發《浙江省新型基礎設施建設三年行動計劃》，提出要聚焦5G網絡、衛星時空信息服務設施等核心領域，構筑新一代數字基礎設施網絡。

2、我國的實踐探索

2017年開始，國際電信聯盟(ITU)、第三代合作伙伴計劃(3GPP)、5G衛星和地面網絡(SaT5G)聯盟等國際標準化組織紛紛開始研究衛星互聯網與5G的融合問題。在 2019 歐洲網絡與通信大會(EuCNC2019)上，SaT5G 聯盟宣布成功進行了一系列衛星的 5G 演示。近年來，我國推動空天地一體化方面也進行了諸多探索。

在低軌互聯網星座方面，航天科技集團有限公司設計的“鴻雁星座”由54顆移動星+270顆寬帶星構成。航天科工集團有限公司提出的“虹云工程”計劃發射156顆衛星，旨在構建我國第一個全球覆蓋的低軌Ka寬帶通信星座系統。銀河航天公司計劃在2023年前完成軌道高度1156km的144顆衛星星座建設。

在低軌物聯網星座方面，航天科工、九天微星、國電高科和時空道宇等公司還提出了各自的物聯網星座系統發展計劃。“天啟星座”由38顆低軌衛星組成，目前已有7顆衛星在軌組網運行并提供衛星物聯網數據服務，可為全球物聯網用戶提供衛星數據服務，實現“空天地海一體”的衛星物聯網生態系統。我國首個“天基物聯網”被命名為“行云工程”，將通過構建由80顆低軌通信小衛星的星座系統，形成覆蓋全球的物聯網信息系統。

在應用層面，中國移動利用中星16號高軌衛星成功完成5G SA基站的開通調試，打通了地面與衛星系統的通信流程，成功開展了文件傳輸、視頻通話、高清視頻點播等業務試驗。中國聯通與航天科工完成國內首個“5G﹢低軌衛星”融合網絡業務演示，并與銀河航天簽署了空天地一體化戰略合作伙伴協議，加快了空天地一體化通信網絡的建設進程。

在標準層面，2019年8月，中國通信標準化協會(CCSA)成立了航天通信技術工作委員會(TC12)，作為三個工作組之一的“協同組網通信技術工作組”研究范圍即為空、天、地多種模式下的協同組網。

3、面臨的主要困難

目前雖然國際國內在推動天空地一體化信息網絡中取得了一些進展，但總體而言仍然面臨諸多挑戰：

(一)頻率資源競爭和管理的風險

一是頻率資源競爭的風險。當前5G與衛星頻譜資源的爭奪與共享上已經十分突出，隨著多個國家都提出了低軌通信衛星星座計劃，有限的衛星頻率和軌道資源幾乎面臨無限的增長需求，頻率資源競爭的風險不斷增加。

二是衛星頻率干擾問題。近幾年提出的 NGSO 衛星星座包含數量龐大的衛星并覆蓋全球，使用了與傳統地球同步軌道(GSO)衛星相重疊的 Ku 和Ka 頻段。

(二)天地一體化網絡技術復雜度較大

一是天地網絡存在代際落差。雖然衛星通信產業在這幾年也有較大的發展，但與地面通信的進步速度比起來還是相對遲緩，基于5G的低軌衛星通信必須對 5G 部分關鍵技術進行適應性的改進和針對性的優化設計。

二是天地一體化網絡復雜程度較高。與傳統的通信網絡相比，空天一體化網絡涉及多個通信系統，且部分接入節點具有很強的移動性，因此在網絡結構、通信設施與設備、空口與網絡管理技術等方面均提出了更高的要求。

(三)服務一致性和需求確定性較差

一是天地網絡服務一致性較差。終端能力差異、網絡能力差異、服務需求差異，導致天地一體化網絡的網絡應用能力具有異質性，對服務一致性產生挑戰，使得不同服務自成體系，互操作困難。

二是網絡需求的不確定性較大。天空地一體化網絡市場尚處于培育階段，市場需求存在著一定的不確定性。

(四)網絡安全風險

一是天空地一體化網絡建設過程中安全問題突出。在網絡體系結構、密鑰管理、路由協議、網絡安全切換、網絡數據傳輸等多方面面臨著安全風險。

二是衛星互聯網跨境的監管問題突出。衛星互聯網系統具有天然的跨境覆蓋和全球通信的特性，能實現無需經過境內的地面網絡系統直接進行通信，突破了傳統的地面互聯網信息監管，如何通過衛星監測確定沒有得到我國落地權許可的衛星星座，在我國實際開展的業務運營的情況面臨挑戰。

(五)資金鏈斷裂風險

天地一體化網絡屬于重資產運營，前期資金需求量大，衛星生產和發射的成本高昂，發展初期缺乏自我造血能力，多數民營衛星互聯網企業對外部融資依賴較大。但在當今衛星行業面臨競爭加劇、運營成本激增與投資周期長、回報收益慢的雙重矛盾中，民營航天企業的資金鏈存在著斷裂的風險。