干货｜卫星互联网详解（全文超过一万两千字）

干货｜卫星互联网详解（全文超过一万两千字）

1 卫星互联网概念

维基百科对卫星互联网的定义：卫星互联网是指由通信卫星提供的网络接入服务。 卫星互联网一般需要三个主要组成部分。 通常位于地球静止轨道上的卫星。 地面站，通常充当网关。 还有一个天线。 卫星互联网通信卫星分为双通道通信和单通道仅接收通信。

《宽带卫星通信互联网和卫星互联网》中对卫星互联网的定义：以VSAT系统为基础，具有广播功能，以IP为网络服务平台，以互联网应用为服务对象。 它能够成为互联网的一个组成部分，能够独立运行的网络系统就是卫星互联网，也称为广播互联网。

《卫星互联网概述》中对卫星互联网的定义：卫星互联网是以卫星通信系统为基础，以IP为网络服务平台，以互联网应用为服务对象的网络系统。 它可以成为互联网的一个组成部分并独立运行。

新兴卫星互联网星座是指新发展起来的能够提供数据服务、实现互联网传输功能的巨型通信卫星星座。 新兴的卫星互联网星座具有以下特点：从星座组成来看，它是由成百上千颗卫星组成的巨型星座； 从星座组成来看，它是由运行在非对地静止轨道（NGSO，包括低轨道和中轨道）的大量卫星组成； 从提供的服务来看，主要是宽带互联网接入服务； 从开发卫星互联网星座的公司来看，主要是非传统航天领域的互联网公司； 从项目开发启动时间来看，主要是非传统航天领域的互联网公司。 2014年底至2015年初开始。

NGSO卫星系统具有覆盖范围广、通信容量大、传输时延低等优点，正在改变当今的卫星通信。 根据以上定义，我们可以得出卫星互联网是一种蓬勃发展的互联网，针对地面网络的缺点（如覆盖范围有限、难以支持高速移动用户应用、广播业务占用大量网络等） （资源、易受自然灾害影响等），利用卫星通信覆盖范围广、容量大、不受地域影响、信息广播优势等特点，作为地面通信的补充手段，使用户接入互联网，可以有效解决偏远地区、海上、空中用户的互联网服务问题。 。

图1 卫星互联网典型应用场景

2 卫星互联网现状

目前，全球已有10多家卫星公司提出了NGSO卫星星座计划，利用卫星网络提供堪比地面通信网络的互联网接入服务，大多数卫星公司计划在未来五年内将首批卫星送入轨道。 。 我国还提出了由数百颗卫星组成的“红燕”、“红云”等星座计划。 下图2为近三年来美国联邦通信委员会（FCC）授权许可的NGSO卫星星座，卫星总数达到13000多颗。 图3为我国近年来提出的主要NGSO卫星星座。 目前已发射10多颗卫星。

图2 FCC授权和许可的NGSO星座

图3 我国主要NGSO星座

接下来我们将从高、中、低轨道三个方面介绍国外卫星互联网的发展现状。

2.1 高轨宽带卫星通信系统

高轨卫星（GEO）移动通信业务的特点来源于利用位于赤道上空的静止卫星开展通信业务的条件。 在这个高度，一颗卫星几乎可以覆盖整个半球，形成一个区域通信系统，可以向其卫星覆盖范围内的任何地点提供服务。 例如，美国的一颗卫星可以覆盖美国大陆的连续部分。 如阿拉斯加、夏威夷、波多黎各以及数百海里的近海地区。

典型的高轨宽带卫星通信系统主要包括早期的高轨宽带卫星通信系统如、 Area（宽带区域）、面向企业级用户的-3等，以及Exe De代表的一系列高轨宽带卫星通信系统。 -吞吐量宽带通信卫星。

(1)卫星通信系统

是2005年8月发射的全球最大容量通信卫星，可为亚太地区22个国家和地区的用户提供多媒体广播、宽带网络接入、视频会议等高轨宽带服务。 该卫星采用Ku/Ka混合频段，可为亚太地区提供Ku波段点波束（84个）、Ku波段整形波束（3个）、区域广播波束（7个）和18个Ka波段点波束。 系统总带宽为45G带宽，其中12G覆盖中国全境。

(2) 宽带全球区域网(BGAN)

宽带全球区域网是以运-4卫星为基础的全球卫星宽带局域网。 它是支持移动服务的卫星通信网络。 系统工作频段为L频段，下行速率216～，上行速率72～，实现从模拟到数字、从传统电路交换到互联网业务的转变，从窄带语音数据到宽带高速数据。 该卫星系统可覆盖全球85%的陆地面积，可为移动用户提供视频直播、宽带网络接入等多种服务。

(3)-3卫星通信系统

-3卫星通信系统由休斯网络系统公司开发和运营。 它于2007年发射，是世界上第一颗具有在轨交换和路由能力的卫星。 -3 采用Ka频段、多波束和机载快速分组交换技术，网络传输延迟大大缩短，可覆盖美国全境和加拿大大部分地区。 系统总通信容量可容纳165万个用户终端，容量是Ku波段通信卫星的5至8倍。

(4)ExeDe

Exe De由Via Sat的Via Sat-1和Via-Sat-2宽带通信卫星组成，分别于2011年和2017年发射。 它们是目前规模最大、容量最大的高轨宽带卫星通信系统。

Via Sat-1采用Ka频段点波束技术，总容量，下载速率，可满足超过200万用户的卫星互联网接入需求。 运-2卫星是波音公司迄今为止发射的最大卫星，卫星容量充足，覆盖面积是运-1的7倍。 可为多达250万用户提供宽带服务。

2.2 中轨卫星互联网星座

中轨卫星互联网星座主要以O3b计划为代表。

O3b，即Other 3，旨在解决全球因地理、经济等因素无法接入互联网的剩余30亿人的互联网接入问题。 互联网巨头谷歌旗下的海外有线电视运营商、媒体巨头约翰和汇丰银行共同组建了O3b网络公司。

O3b公司自2013年6月起已成功部署8颗MEO卫星，共覆盖7个区域，采用Ka频段，单星吞吐量约为。 2014年9月，8颗卫星全面投入运行，提供中继带宽150毫秒、时延不超过150毫秒的服务能力。 2014年10月18日，最后4颗卫星发射入轨，形成由12颗中地球轨道卫星组成的星座。

2.3 低轨卫星通信系统

低轨互联网卫星星座采用运行在轨道高度200的卫星星座，向地面提供宽带互联网接入服务，通过多颗卫星组网实现全球覆盖。

2.3.1 传统低轨卫星通信系统

(1)铱星()卫星通信系统

铱星卫星系统是世界上唯一采用星间链路组网并提供全球无缝覆盖的低轨道星座系统。 第一代系统于1998年建成并开始商业运营，1999年宣布破产，后被“新铱”公司收购。

该星座轨道高度780公里，由分布在6个轨道平面的66颗卫星组成。 用户链路使用L频段。 第二代通过对第一代卫星的逐步升级，如在L频段配置48波束收发相控阵天线、在用户链路中增加Ka频段、配置软件等，实现了更高的业务速率和更大的传输容量-定义的可再生处理负载。 以及更多功能。 2017年1月至2019年1月11日，铱星II已完成全部网络发射。 部署后，传输速率可达1.5Mbps，传输速率和便携终端速率分别可达。 第二代系统还具有地面成像、航空监视、导航增强、气象监视等功能。

（二）系统

星座于1996年正式启动全球数据通信商业服务。该星座系统由约40颗卫星和16个地面站组成，轨道高度740至975公里，共有7个轨道平面。 星座内没有星间链路，用户链路使用VHF频段。 与第一代系统相比，第二代卫星质量提高3倍，接入能力提高6倍。 目前拥有全球最大的天基AIS（自动识别系统）网络服务。

（三）系统

该系统于1999年开始商业运营。该系统采用玫瑰星座设计（高度1400公里），由48颗卫星组成。 用户链路是L和S波段。 通过无星间链路、弯道透明转发的设计，降低建设成本。 第二代系统进一步提高了系统传输速率，并增加了互联网接入服务、ADS-B（自动相关监视-广播）、AIS等新业务。

2.3.2 新兴的低轨卫星互联网星座

(一)系统

One Web 卫星互联网星座是由 O3b 前创始人 Greg Wyler 创立的 One Web 公司提出的。 计划部署近3000颗低轨卫星，最初使用Ku频段，后来扩展到Ka和V频段。 初始星座计划发射720颗卫星，轨道高度为1200公里。 它采用透明转发的方式，设计简单，通过地面关口站直接向用户提供互联网接入服务。 单个One Web Star的重量不超过150公斤，单个Star的容量超过5Gbps。 可为配备0。36 m直径天线的终端提供约50 Mbps的互联网宽带接入服务。 同时，One Web现已获得美国联邦通信委员会授权，在美国提供互联网服务。

2018年12月13日，有消息称One Web初始星座规模将缩减至600颗卫星，以降低实现全球覆盖的成本。 One Web 目前正进入部署阶段。 2019年2月27日，首批6颗卫星已发射； 截至2020年3月22日，累计在轨卫星数量达到74颗； 整个卫星网络将于 2023 年 6 月全面投入运营。

(2)卫星互联网星座

卫星互联网星座由Space X提出。太空低轨星座采用Ku/Ka频段，有利于更好的覆盖； 极低轨道星座使用V频段，可以实现信号增强和更有针对性的服务。 Space X 计划将这样的网络覆盖到地球上的任何地方。 Space X 预计到 2025 年该系统将拥有超过 4000 万用户，收入将达到 300 亿美元。在运营该星座的同时，它更专注于卫星制造。 因此，太空卫星系统将采用激光星间链路，星载天线、地面关口站和用户终端都将采用相控阵技术。 截至2020年10月26日，第15批星链互联网卫星成功发射，共有895颗卫星在轨。 Space X 计划在 2024 年 3 月之前全面启动运营。

（三）卫星互联网星座

卫星互联网星座由该公司提出，计划建设由108颗卫星组成的卫星星座，提供全球高速数据传输服务。 该星座部署在1400公里的LEO轨道上，采用6个轨道平面，每个轨道平面部署18颗卫星。 使用Ka频段，它为用户波束提供1.6Gbps的借用。 该星座将使用卫星间链路并采用光通信。

与豫豫不同的是，该公司主要为政府和企业提供数据传输服务，计划为3000多家大型企事业单位用户提供高速数据接入服务。

2.4 国外卫星互联网星座分析

从上述系统的发展现状可以看出，无论是传统卫星通信公司还是新兴互联网商业公司都提出了许多各具特色的宽带卫星通信系统来实现卫星互联网应用。 卫星互联网不再局限于中低轨道。 图4从系统规模、系统容量、覆盖范围等方面详细分析了高轨和低轨卫星应用系统各自的优缺点。

图4 高、低轨道卫星应用系统优缺点分析

可见，高轨卫星通信系统和低轨卫星互联网星座各有优势。 低轨卫星互联网星座在覆盖、填补数字鸿沟、网络时延、系统容量等方面优势明显，更容易用户终端设备小型化、手持化。 高轨卫星通信系统频率协调相对容易，运行寿命较长，系统建设和维护成本相对较低。 此外，虽然低轨卫星互联网星座系统的容量高于高轨宽带通信卫星，但高轨卫星在通过点波束传输高带宽容量方面更具优势（例如提供诸如向地区用户高清直播足球比赛）。 因此，卫星互联网星座建设需要兼顾高、低轨道系统的优势，实现优势互补。

3 国外卫星互联网发展趋势

3.1 从传统高轨星座向中低轨星座发展

由于中低轨道星座具有用户多样性、用户容量大、传输时延短、终端设备小、发射功率低等特点，新兴卫星互联网星座普遍倾向于采用中低轨道。 比如轨道高度，星座的轨道高度范围从高空到340km。 然而，为了提供全球覆盖，低轨卫星互联网星座往往具有很大的系统规模。 例如，预计将发射720颗卫星，预计将发射超过12000个卫星互联网星座。 值得思考的是，将星座发展到中低轨道将付出巨大的成本——系统的复杂性和规模。

3.2 与地面通信网络的合作与发展

借鉴早期铱星系统破产的经验，近年来发展的新型卫星互联网星座，采用了与地面网络合作发展的理念，以电信运营商为客户，重点关注光纤无法覆盖的地区，并成为地面通信方式的扩展。 新一代GEO系统采用辅助地面组件技术。 通过为天地设置统一的空中接口和工作频段，用户终端可以根据网络覆盖实现天地网络的无缝切换。

3.3 新的投融资和市场运作模式

新兴卫星互联网星座的部署、运营和服务正在通过资本合作逐步完成。 例如，采用新的融资模式，首轮融资5亿美元，被投企业包括软银集团、空客、巴蒂企业、高通、可口可乐、维珍集团等非卫星制造企业，第二轮融资金额为12亿美元，由日本软银集团领投。 该卫星互联网星座由谷歌和富达投资公司投资 10 亿美元。 同时，它还针对个人消费者，不销售专用卫星终端设备，而是继续使用现有的智能手机接入网络。

3.4 建设卫星制造工厂并进行量产

分析铱星等系统破产的原因发现，星座投资成本过高、开发周期过长、用户负担过高，极有可能导致星座建设错过了最好的发展机遇。 为此，采用新技术、增加商业工业级部件比例以降低卫星成本、卫星系统模块化以缩短卫星制造周期是现代星座卫星量产的新趋势。 例如，利用汽车制造的理念，将卫星系统模块化，工厂每周可生产16颗卫星，一年可生产648颗卫星。

4 国内卫星互联网现状

4.1 鸿运项目

2016年，航天科工公司提出“鸿云计划”，计划发射156颗卫星，实现全球组网。 据中国航天科工介绍，“虹云工程”具有通信导航遥感一体化、全球覆盖、系统自主可控等特点。 以其极低的通信时延、极高的频率复用率、真正的全球覆盖，可以满足中国及国际互联网欠发达地区大规模用户单位同时共享宽带接入互联网的需求。 同时，“鸿云计划”还可以满足应急通信、传感器数据采集、工业物联网、无人设备远程控制等实时信息交互要求较高的应用需求。

2017年，为大力推进商业航天产业，航天科工二院成立航天工程公司，并开始在武汉国家航天产业基地建设卫星产业园。 该产业园将满足2020年鸿运工程业务测试卫星的发射需求，支撑2022年左右全星座卫星的量产。武汉卫星产业园项目于2019年4月24日正式开工建设，预计2020年10月31日准备投产。

2018年12月22日，红云工程技术验证星在酒泉卫星发射中心成功发射入轨后，已完成不同天气条件、不同业务场景等多种工况下的全部功能和性能测试。 卫星进入国内后，体验人员关闭4G信号，登录卫星用户站WiFi热点，成功实现了网页浏览、微信发送、视频聊天、高清视频等典型互联网业务。需求，没有任何丢帧或延迟。 在轨实际测试结果 各项功能及指标均满足要求。

按照规划，整个“鸿运计划”分为“1+4+156”三个步骤。 第一步计划2018年前发射首颗技术验证卫星，实现单星关键技术验证，目前已完成； 第二步是在“十三五”末发射4颗业务测试卫星，形成小星座，让用户有初步的业务体验； 第三步，“十四五”末实现156颗卫星全部入网运行，完成业务星座建设。 为在全国范围内开展应用示范，航天科工二院研制并投产了应用示范系统，包括一套移动关口站和多类型用户站。

4.2 红岩星座

2016年11月，中国航天科技集团公司宣布，将于2020年建设“红岩星座全球卫星通信系统”。红岩星座包括移动通信星座和宽带通信星座，可服务200万移动用户、20万用户宽带用户和近千万物联网用户，提供导航、航空、导航等领域综合服务。

据航天科技集团官网消息，航天五院通信卫星事业部已在天津航天城建设批量卫星生产线。 将实现每年130颗卫星的总装能力，满足红岩星座的产能需求。 届时，将达到每周2.5颗卫星。 卫星速度。

2018年11月30日，全球低轨卫星移动通信与空间互联网项目启动大会暨东方红卫星移动通信有限公司揭牌仪式在重庆举行。 公司由航天科技集团、中国电信、中国电子、国信国通4家央企及相关企业共同发起设立，注册资本20亿元。 东方红卫星移动通信有限公司将负责全球低轨卫星移动通信和空间互联网系统的建设和运营，提供各类终端产品和服务，构建海、陆一体化的新型天地一体化信息网络、空天，开展面向全球的智能终端通信、物联网、移动广播、导航增强、航空航海监控、宽带上网等增值服务。 全球低轨卫星通信和空间互联网系统项目首期投资200亿元，前身是“红岩星座”。

2018年12月29日，红岩星座发射首颗试验卫星，标志着全球低轨卫星移动通信和空间互联网系统建设全面启动。 首颗卫星是红岩星座试验卫星。 由航天科技集团五院研制生产。 搭载L/Ka频段通信有效载荷、导航增强有效载荷、航空监视有效载荷，可实现红岩星座关键技术在轨测试。 同时，地面系统和终端也已开发出来。 卫星入轨后，可陆续开展卫星移动通信、物联网、热点信息广播、导航增强、航空监视等功能的实验验证，为后续综合建设和运营提供有力支撑。红岩星座。 。

根据规划，红岩星座一期工程预计于2022年建成投入运行。该系统由60颗核心骨干卫星组成，主要实现全球移动通信、物联网、导航增强、航空监控等功能; 第二阶段预计于2025年完成。该系统由数百颗宽带通信卫星组成，可实现世界任何地方的互联网接入。

4.3 天地一体化信息网（天体星座）

2015年底，中国电子科技在北京召开天地一体化信息网络重大项目专题工作会议。 该重大项目是由科技部牵头、九部委联合组织论证的“十三五”国家重大科技任务。 按照“天基组网、地基跨代、天地互联”的思路，以地面网络为基础，以天网为延伸，覆盖天、空、地、海洋和其他自然空间。 天基、陆基、海基等多种用户活动提供信息保障，将人类网络空间提升到新的维度。

天文卫星工程总设计师、中国电子科技集团公司首席专家、五十四院副总工程师孙晨华介绍，天地一体化信息网络重大工程低轨接入网计划60综合卫星和 60 颗宽带卫星，使用星间链路。 和星间路由技术，实现极少数地面关口站支持的全球无缝窄带和宽带移动服务。

2019年6月5日，“天地一体化信息网”重大工程“天象号”试验第一颗、第二颗卫星发射升空，并成功进入预定轨道。 这两颗试验卫星由中国电子科技第54研究所研制。 它们是我国第一颗实现传输组网、星间测量、导航增强、地球遥感的综合性低轨卫星。 它们是未来的低轨道星座系统。 构建的最简单的网络模型。 卫星搭载了我国首个基于SDN（软件定义网络）的天基路由器，在国内首次实​​现了基于低轨星间链路的网络传输，并构建了基于软件重构功能的开放验证中国首次。 平台。

两颗天文卫星是我国首个基于Ka频段星间链路的双星组网小卫星系统。 天文卫星采用先进技术，不仅实现双星网络传输，包括各种信息数据、语音、视频、图片的高质量实时传输，还可以实现星间测量、导航增强、ADS-B、地面遥感等多种功能。

4.4 Space（银河卫星星座）

银河航天由猎豹移动联合创始人、前总裁徐明于2018年创立。 公司深度融合航天与互联网基因，通过敏捷开发、快速迭代模式，大规模研发低成本、高性能5G卫星。 致力于打造全球领先的低轨宽带通信卫星星座。 公司核心团队由来自互联网、航天系统、科研机构的资深专家组成。 基于强大的卫星技术研发，融合互联网思维和模式，为用户提供优质的互联网服务和体验。

银河航天计划建设数千颗5G通信卫星，在近地轨道形成星座网络，让用户高速、灵活地接入5G网络。 银河航天创始人、董事长兼首席执行官徐明透露，低轨宽带通信卫星星座可以更好地覆盖和升级全球通信网络，成为全球5G通信的重要组成部分。 理想情况下，对低轨道通信卫星的投资将有机会减少到基站建设的1％。

2018年， 获得了众所周知的投资机构的支持，例如 ， ，IDG ， ， Code 和 。 2019年， 完成了由 Huake Co.，Ltd。领导的最新一轮融资，其次是 ，IDG ， 和 。 最新估值超过50亿元人民币，成为一家国内商业企业。 航空航天行业中最有价值的初创公司之一。

2018年10月25日， 测试有效载荷“ -1”是从3月4日运营商火箭（CZ-4B）的台湾卫星发射中心发射的。 “ -1”是由 自发开发的测试有效载荷。 它将在阿里巴巴的“糖果罐”迷你空间站上进行机上高性能计算，空间成像，通信链接和其他测试验证。

2020年1月16日，-1 -9运输车火箭在卫星发射中心以“一种火箭，一颗卫星”的方式推出了 Space的第一个卫星进入预定的轨道。 Space的第一个卫星的大小为200公斤，使用Q/V和KA等通信频带，具有高速透明的转发通信功能，可以通过卫星终端为用户提供宽带通信服务。 将卫星放入轨道后，将在轨道上进行相关的技术和业务验证。

卫星互联网的5个挑战

传统的卫星管理主要针对相对较少的卫星，例如地静止卫星和较少数量的NGSO窄带通信卫星。 这些卫星的覆盖范围通常仅限于特定区域。 卫星互联网的开发带来的巨型构造大大增加了移动状态的卫星数量，并面向全球宽带通信。 这对卫星监督提出了新的挑战，主要包括卫星频率资源管理，卫星干扰问题，空间网络安全性和轨道碎片问题。

5.1频率资源管理

卫星互联网的开发需要额外的频率资源，而频率资源正成为国家和卫星公司之间竞争的重点，以开发卫星系统。 卫星互联网系统使用的频率主要是KU和KA频带。 图5显示了三个典型的NGSO卫星系统的频率使用。 各种卫星公司提出的星座包括数百或数千个卫星。 根据当前的国际规则，星座中只有一颗卫星等于激活整个NGSO网络数据并获得频率和轨道资源的优先级。 一旦完成这些巨型构成系统，对于以后建造的其他卫星星座，将导致频率协调的高度难度。 通过开发卫星互联网，这很容易发展为抓住卫星频率资源。

图5卫星互联网星座的频率使用

为了防止国际电信联盟（ITU）举行的WRC-19会议，参与国家，区域组织和主要感兴趣的人士在WRC-19会议上进行了多次高级协调，并最终达成了关于该协议的协议，里程碑“方法和生效日期：也就是说，生效日期是2021年1月1日。如果卫星网络数据的7年寿命在2021年1月1日之前到期，则该日期将用作“里程碑”的开始日期。 否则，卫星网络的7年寿命将被用作“里程碑”的开始日期，并将在未来两年内使用。 卫星的数量必须至少达到已声明星座中卫星总数的至少10％，在5年内达到50％，并且在7年内完成100％的部署（可以减少1个卫星），否则报告的网络信息必须为因此减少了缩放。 适用于“里程碑”的频带主要包括KU，KA和Q/V乐队，这些频段仅限于固定的卫星服务，卫星广播服务和移动卫星服务。 WRC-19会议的新决议阐明了相关要求：对于在此日期之前宣布的30多个卫星网络，只要部署的50％在2026年1月1日之前完成，就不会产生惩罚性后果。 但是，主管当局必须按照2023年3月1日之前要求提供卫星系统的真实性，包括现有的部署和运营信息，国际频率协调工作和结果，后续卫星制造和启动计划等，国际电信联盟无线电通信局将整理相关信息，并将其提交给无线电法规委员会（RRB）进行审查。 只有在审查结论获得资格并确认之后，才能享受上述特殊待遇。

卫星频率资源管理受到国际和国内水平的规范。 在国际上，ITU为卫星系统频率使用的协调和注册制定了规则和技术建议。 主要规则是首先提供的，即，宣布并获得卫星网络数据的批准的人首先将在卫星频率中获得优先级。 它在协调中起着重要作用； 在国内，国家无线电管理部门监督希望在该国开展业务的卫星频率的使用，所采用的手段是频率使用许可证和业务运营许可证。

卫星互联网的开发导致对卫星频率资源的需求不断增长。 卫星频率管理规则和技术标准的制定和实施对于提高卫星通信的效率和提高国内卫星系统的竞争力至关重要。 复杂且耗时的频率管理已成为卫星互联网系统开发和实施的关键因素，并且最好在部署卫星系统之前尽早解决。

5.2卫星干扰问题

近年来提议的NGSO卫星星座包含大量卫星，并覆盖了世界。 就频率使用而言，它使用KU和KA频带，这些频段与传统的地球同步轨道（GSO）卫星重叠。 卫星互联网的开发可能导致卫星频率干扰问题。 可以预见的是，随着大规模卫星星座的部署，卫星之间的干扰事件将越来越频繁地发生。 当NGSO卫星穿过GSO卫星和地球站之间的路径时，NGSO干扰GSO卫星的风险将增加。 射频干扰主要是由NGSO卫星和GSO卫星之间的干扰引起的，然后是NGSO星座系统之间的干扰。 同时，NGSO和地面移动通信之间也可能会干扰。 图6显示了发生干扰的几种情况。

图6 NGSO卫星系统引起的干扰

根据ITU规则的第22条，GSO卫星具有频率使用优先级，而NGSO卫星系统不会在GSO卫星系统中对固定 - 卫星服务和卫星广播服务引起不可接受的干扰。 为了避免对GSO卫星系统造成有害干扰，NGSO卫星系统必须采取措施符合ITU设置的等效功率通量密度（EPFD）限制，例如降低传输功率，调整天线指向角等等一家网络公司提议俯仰技术逐渐倾斜并调整卫星天线的指向角，当NGSO卫星进入低纬度区域以消除对GSO卫星的干扰。 但是，许多卫星公司都质疑其干预避免效果。

天线指向角度隔离和传输功率限制的使用可以在一定程度上减轻卫星互联网星座引起的干扰，但是由于部署了大量卫星星座，因此这些技术的实现将变得非常困难。 由于NGSO卫星处于移动状态，地面卫星终端天线不断在梁和卫星之间切换，因此NGSO和GSO系统之间的干扰随时间和空间动态变化，并且很难识别违反规则的NGSO卫星（无论是偶然的还是故意的干扰），将来使用卫星干扰源定位技术几乎是不可能的，将来可以解决NGSO卫星干扰。 结果，卫星互联网系统中干扰处理的复杂性大大增加。

卫星干扰将降低现有卫星系统和新部署的卫星系统的效率，这是卫星互联网开发中必须考虑的问题。 对于卫星监督，挑战是如何使用卫星信号监控和干扰定位技术来识别和定位干扰信号并确定负责干扰的一方。

5.3空间网络安全

卫星互联网系统具有自然的跨境覆盖范围和全球通信特征。 我国的卫星通信终端可以直接将数据信息直接传输到海外门户站，以通过轨道上的卫星星座降落。 卫星互联网的开发使太空场成为一个更复杂的网络通信环境。

当前计划的大多数NGSO卫星星座系统都使用卫星间链接技术，包括太空X，Leo SAT，Theia和其他公司。 卫星间的链接是通过激光或微波链接建立空格骨干网络。 地面卫星通信终端可以与可见范围内的星座中的任何卫星建立连接，并且可以将数据从一个卫星传输到另一卫星。 。 图7显示了使用卫星间链接的NGSO卫星系统。

图7使用卫星间链接的卫星系统

使用卫星之间的NGSO卫星系统可以使数据信息直接从地球上任何区域的起点到终点直接传播。 此外，NGSO卫星带有网关在海外建造的网关卫星也可以直接进行跨境通信，而无需通过国内陆地网络系统，突破了地面互联网信息安全监督。 一家网络公司在2018年表示，其NGSO卫星星座将不使用卫星间链接，但会选择在全球国家和地区部署55至75个地面网站。 直接的原因是，各个国家 /地区的网络监管机构都担心使用卫星网络时使用NGSO，我们无法掌握我国通信服务的下落以及将重新推出的何处。

为了处理NGSO卫星互联网带来的太空网络安全监督问题，大多数国家使用卫星业务执照和频率许可证作为管理外国卫星系统的手段。 卫星系统操作期间监督的先决条件是发现现有的空间网络安全风险。 因此，卫星互联网监督面临的主要挑战是如何通过卫星监控NGSO卫星的实际业务运营来确定，这些卫星的实际业务运营尚未获得我国在我国的着陆权许可证。

5.4轨道碎屑问题

卫星互联网的快速发展导致地球轨道的卫星数量急剧增加。 目前，在地球轨道上运行近2,000颗活跃的卫星，在不久的将来可能会发射20,000颗卫星。 尽管这些前所未有的巨型卫星星座可能会带来重要的业务利益，但这些卫星可能会导致轨道碎片的大幅增加。

铁轨碎片是绕地球奔跑的任何故障人造物体。 美国国防部和NASA建立的太空监视网络可以检测，识别和跟踪在地球上运行的对象。 它在2018年目录中包含19,000多个铁路对象，其中只有2,000个轨道卫星和剩余的卫星。 所有这些都是轨道碎片，可能会导致严重的碰撞。 图8显示了卫星轨道碎片。

图8卫星轨道碎片

如何制定技术和制定规则以减少铁轨碎片的风险以应对巨型星座的影响也是卫星监管部门面临的艰巨挑战。 空间是全世界的一种自然资源共享。 所有利益相关者都必须共同制定新规则，以防止铁路碎片减慢铁轨碎片的生长，从而确保所有人类都有安全且可持续的空间环境。

6卫星互联网行业现状

从2010年到2019年，全球卫星行业稳步发展。 2019年，全球卫星行业量表为2860亿美元，一年增长了3.20％。 从图9可以看出，卫星操作服务和地面设备制造一直是卫星行业的一部分。 2019年，卫星行业的卫星行业比例达到90.70％。

如图

卫星互联网产业连锁店主要包括四个主要链接：卫星制造，卫星发射，地面设备，卫星操作和服务。 卫星制造链接主要包括卫星平台和卫星负载。 卫星平台包括结构系统，电源系统，促销系统，遥感控制系统，铁路控制系统，热控制系统和数据管理系统。 电子组件等

卫星发布会包括火箭制造和发射服务。

接地设备主要包括固定地面站，移动地面站（静态中东，智东移动等）和用户终端。 固定地面站包括天线系统，发射系统，接收系统，通道终端系统，控制子系统，电源系统和卫星测量和控制站，以及卫星运输控制中心。 移动站主要由集成的天线，调制解调器和其他设备组成。 用户终端包括上游和下游终端设备的关键组件。 用户终端的上游密钥组件主要是：基带芯片，射频芯片，功率放大器和调制解调器； 用户的主要下游终端设备是：卫星电视终端，卫星移动终端，卫星无线电终端，IoT移动终端和卫星导航系统硬件。

卫星操作和服务包括卫星移动通信服务，宽带广播服务以及卫星固定服务。 卫星移动通信服务主要包括：移动数据服务和移动语音服务。 宽带广播服务主要包括：卫星电视服务，卫星广播服务和卫星宽带服务。 卫星固定服务主要包括：转货租赁和管理网络服务。

当前的卫星互联网主要集中在太空部分和地面部分的基础设施构建中。 上游卫星制造，卫星发射和地面设备中的地面站已成为关注的焦点。 就卫星制造而言，卫星遵循高交通量的方向。 目前，Q和V频带正在积极发展，台湾带处于计划阶段。 宽带转发器被广泛使用。 高带宽和高频带的出色表现已成为主流产品。 多点梁技术是提高卫星通信功能的重要手段。 多波-Beam -阵列天线使用电子方式来实现快速扫描，这已成为天线发展的重要方向。

加载计算机是卫星操作控制中心。 基于SPARC的SOC芯片已被广泛用于航空 - 级芯片产品； 卫星制造的各种高准确的星星传感器产品也是卫星制造的关键联系，引起了很多关注。 同时，随着卫星制造的开发并向低成本方向推出，包括更高的转换效率，三个塔尔斯森砷化的太阳能电池，锂离子电池，颗粒促销系统低于高价，并且能够高于匆忙，并且可以被重用。 液态火箭的未来开发很广泛。 由激光星链路代表的恒星 - 房间链接技术的促进可以进一步降低对地面网络的依赖。 随着网络的形成，移动电台和天上的物联网也将迎来更大的开发空间。

7卫星互联网战略意义与发展前景

今年，中国低轨道通信卫星的发展显示出快速发展。 在“第十三五年计划”期间，以航空技术和航空航天科学和工程领导的中央企业卫星集团提出了自己的卫星互联网计划，并推出了测试明星。 2020年4月，卫星互联网首次包括在“新基础设施”范围内。 社会资本促进了中国航空航天，进入商业时代，并全面开放了空中铁路资源的战略布局。 卫星互联网建设已增加到国家战略项目，结合了遥感项目和导航工程，并已成为我国在中国综合信息系统的重要组成部分。 截至目前，中国星座计划中有10个低轨道卫星项目，其中有30多个网络，项目计划中的卫星总数已达到1900年。

地球的近地轨道可容纳约60,000颗卫星，而KU和KA通信带资源的主要用途主要用于低孔卫星中，也逐渐饱和。 目前，世界正处于人工卫星的密集发射的前夕。 到2029年，地球上的地球上几乎没有空间。 作为可以满足太空轨道和频带中通信卫星的正常运行的先决条件，它已成为各个国家 /地区卫星公司争夺的关键资源。