卫星互联网：数字中国的“太空底座”
■杨 磊
通过低轨卫星星座实现全球广域覆盖效果图。杨 磊制图
今年全国两会上，政府工作报告提出“加快发展卫星互联网”，并将其纳入新型基础设施建设。
很多人一听“卫星”，就觉得是遥不可及的航天工程；一说“互联网”，第一时间会想到宽带上网、Wi-Fi。那么，“卫星互联网”是天上的网，还是给卫星用的网？普通人用得上吗？
本期科技大讲堂，由国防科技大学空天科学学院研究员杨磊为您讲述——
形成空、天、地、海全覆盖的大网
很多人都曾有过这样的经历：坐飞机旅行，只能依靠缓存的视频度过好几个小时断网的时光；去深山徒步，拍到美丽的风景想发微信朋友圈却看着“无服务”3个字干瞪眼。在通信技术如此发达的今天，我们偶尔还是会与外界“断开连接”。
我们现在使用的手机、宽带，依靠的是光纤、路由器及5G基站等地面网络设备。但基站覆盖有限，在偏远山区、远海大洋、沙漠戈壁、高空空域等地方信号不佳。而卫星互联网，正是解决这个问题的钥匙。
卫星互联网把通信基站搬到太空，用卫星组成覆盖全球的网络，让用户在地球上任何地方都能上网、通信。
卫星互联网听起来很宏大，其实结构清晰，主要由太空段、地面段、用户段3个部分组成。
太空段是卫星互联网的核心部分，主要是分布于太空的卫星星座。这些卫星使用的基本是低轨卫星，信号延迟更低、网速更快。一颗卫星可以覆盖几百公里的区域，成百上千颗卫星分布在特定轨道上一起工作，就组成了卫星星座。它们彼此之间可以通信，也可以将信号从太空接力传到地面。
地面段由关口站与运营系统构成。卫星在天上发出信号，地面必须有设备接收。关口站像是太空和地面的“信号转接站”，把卫星信号转成人们能用的网络，或是把地面数据打包调制后发往太空。运营系统则负责监控卫星位置、信号质量，智能调度通信资源，管理用户以及维护和保障卫星互联网的安全。简单来说，地面段是连接太空和地面互联网的重要部分，它让天上的卫星不是孤岛，而是世界网络的一部分。
用户段即终端设备，包括支持卫星通信的手机，车载、船载、机载终端，物联网传感器等。未来，人们不需要额外携带大型设备，一部普通手机即可直连卫星，这就是卫星互联网的最终目标。
卫星互联网不是要取代5G、6G，而是补齐地面网络覆盖不到的地方，最终形成一张空、天、地、海全覆盖的大网。
今年1月13日，我国成功发射卫星互联网低轨18组卫星；3月13日，我国成功发射卫星互联网低轨20组卫星；4月9日，我国成功发射卫星互联网低轨21组卫星……一次次发射背后，一张覆盖全球的“卫星互联网”正加速铺开。
与国计民生息息相关的“国之重器”
很多人会问：城市里的5G网络已经很快了，偏远地区网络需求没有那么大，为什么还要搞卫星互联网？答案很现实，因为地面网络做不到的事，卫星互联网能做到。
——实现真正的“全民上网”。
我国国土面积大、地形复杂，山区、荒漠、高原、海岛等人口少、环境差，建5G基站性价比低。如果只靠地面基站，一些地区可能永远通不了网。一颗卫星能覆盖几百公里，不用修路、架塔、通电，就能让偏远地区的人们做电商、看视频、上网课、联系亲友。所以，卫星互联网是实现数字公平、缩小城乡差距的关键工程。
——织就灾害中的“救命网”。
地震、洪水、台风、泥石流发生时，最先瘫痪的常常是地面通信。基站倒了、光纤断了、停电了，救援队伍就会失去“千里眼”和“顺风耳”。如果把基站放到太空，只要有卫星信号，救援人员就能快速定位受灾位置、传回现场画面、指挥救援，打开通往灾区的“生命路”。
——支撑大国产业的“引擎”。
不只是人需要上网，渔船、科考船、海上平台、远海作业必须靠卫星联网；农田、草场、林场的传感器，需要通过卫星实时回传数据；偏远地区的高压电塔、油气管道，得靠卫星24小时监控；飞机、高铁、自动驾驶汽车，更要全程联网、精准定位……可以说，凡是地面网络到不了、又必须联网的地方，都需要卫星互联网支持。
——创造更加节能的“绿色通信方案”。
地面基站24小时开机，大量时间处于空载状态，十分耗电。据统计，全国基站年用电量超过1000亿度。卫星互联网可以和地面基站协同作业达到节能效果，有人使用且流量大时，地面基站工作；没人用且负载低时，基站休眠，由卫星弥补盲区。这种方式每年可节电超15亿度，减碳近300万吨，是名副其实的“绿色通信方案”。
“三步走”建设卫星互联网
那么，这个覆盖全球的卫星网络，应该如何建设呢？简单来说，分为三步：
第一步是造卫星。未来的卫星，将从“定制工艺品”变成“工业品”，实现流水线生产。我国正在建设国家级卫星互联网星座，未来将有成千上万颗卫星在轨服务。第二步是送上去。卫星造好后，由运载火箭送入轨道。中国长征系列火箭、商业航天火箭都具备高密度发射能力，一次可以发射多颗卫星并快速组网。第三步是连起来。卫星上天后，要实现“星间链路、星地链路、天地协同”三个连接，即将卫星与卫星“连起来”，卫星和地面关口站“连起来”，卫星网络与5G/6G“连起来”。人们可能不知道连的是卫星还是基站，但网络一直都在。
在2026年世界移动通信大会上，多家厂商联合开展手机直连卫星外场测试。他们发现，从城区5G进入山区卫星覆盖时，部分终端会出现通话卡顿、视频掉线等现象；信号速率在峡谷遮挡、阴雨天气下会有明显下降；不同厂商终端与卫星系统对接时，还会出现协议不兼容、频段互扰等问题。
这些真实场景暴露出，卫星互联网要想真正走进大众生活，还需克服很多困难：一是协议不统一，卫星和地面基站标准不一样，可采用国际通用标准，让卫星网络和5G、6G兼容；二是切换不流畅，从卫星切换到基站，容易卡顿、掉线，可通过智能切换算法降低时延；三是频谱干扰，卫星和地面信号可能会互相干扰，导致网速变慢，可使用AI动态分配频段，自动避开干扰；四是山区遮挡、海岛多雨、荒漠高温等都会影响信号，可把地面设备装在高处，同时使用耐高温、抗雨水、防沙尘的设备，确保网络稳定。
作为数字中国的“太空底座”，卫星互联网关乎通信公平、应急救灾、产业升级、太空主权、国防安全，也关乎每个人的生活质量。未来，无论繁华都市，还是偏远山区，都能被一张稳定、高速、绿色的网络连接，这就是卫星互联网朴素、宏伟的意义。
（解放军报特约记者方姝阳整理）
