燃！一次不普通的通信測試！| 順為系

2020 年 7 月 14 日，我國通信能力最強的低軌寬帶通信衛星——銀河航天首發星在四川省綿陽市北川羌族自治縣桃龍藏族鄉，成功實現了國內首次低軌寬帶通信衛星的山區實地應用測試。

通俗地來說，衛星網際網路可以理解為，依託衛星星座把基站搬上太空再將電波撒向全球，從而覆蓋天地各個角落。

本次測試，銀河航天首發星依託成都信關站，利用自主研製的衛星終端將在北川縣桃龍藏族鄉用戶接入到網際網路，該地距離成都信關站約 200 公裡。測試信號的順利聯通有效驗證了低軌寬帶通信衛星在數百公裡範圍的廣域通信服務能力。

測試地點在桃龍藏族鄉九成村海拔 1100—3200 米左右的半山上，此次在該地聯網成功，驗證了衛星網際網路在上述應用場景中的有效性和優越性。

| 圖為山區實地應用測試現場

衛星網際網路能夠突破地表地貌限制，在地面基站難以覆蓋的沙漠、海洋、森林、山區以及偏遠地區快捷、便利、低成本地構建寬帶網絡，從而有效彌補資訊時代的數字鴻溝，讓孩子可以隨時隨地上網課，助推精準扶貧。

另外，北川縣地處龍門山地震斷裂帶中北段，地震、山洪泥石流等地質災害頻發，對於 2008 年 5 月 12 日那場地震，當地鄉親們至今心有餘悸。地震發生後，交通中斷，桃龍鄉裡的電力和對外通信網絡更是一度中斷，給救災工作帶來巨大挑戰。

衛星網際網路不受到地面環境影響，在地面通信基礎設施被破壞時，將為災區提供快速及時的應急網絡接入服務，保障人民群眾生命安全。

| 當地小朋友來圍觀技術人員討論技術

一、什麼是「低軌寬帶通信衛星」？

通俗地來說，衛星網際網路可以理解為，依託衛星星座把基站搬上太空再將電波撒向全球，從而覆蓋天地各個角落。可能有人會提出疑問，衛星通信又不是什麼新技術，如果真的好用，為什麼一直沒有在老百姓當中普及起來？

| 銀河航天首發星在軌模擬圖

這就要從衛星通信的原理說起。

衛星網際網路是一種利用人造地球衛星作為中繼站來轉發無線電波而進行的兩個或多個終端之間的通信。按照衛星軌道高度的不同，通信衛星可以分為低軌通信衛星、中軌通信衛星和高軌地球同步通信衛星，它們分布在離地球高度不同的太空中。

此前，人們提供服務的更多是高軌地球同步通信衛星，這些地球靜止軌道衛星部署在地球赤道上空約 3.6 萬千米處的軌道上，但是由於離地球距離太遠，製造發射成本相對較高，信號傳輸延時高，通信費用也較高，這些因素都不利於大規模應用。

科技的進步正在改變全球無線通信的面貌和發展前景。近年來，以高頻段、多波束和頻率復用為技術特徵的高通量衛星技術日漸成熟，該技術將衛星通信速率提升了十倍以上，服務成本大幅下降，傳統衛星通信領域已經發生了重大變革。其中，以低軌寬帶通信衛星（軌道高度為 200~2000 千米）為代表的衛星網際網路，因為具有全覆蓋、帶寬大、時延小、成本低等優勢，更是逐步興起，成為解決全球網絡覆蓋的新方案。

衛星通信覆蓋範圍廣、部署快，不受地面環境影響，在全球未聯網地區具有不可取代性，衛星網際網路的建設將承擔連接另外 30 億人的重任。未來，不僅偏遠山區孩子上網難的問題或將得到徹底解決，在飛機、高鐵、遊輪上順暢地觀看視頻直播也將成為現實。

二、跨界人才結構夯實創新基礎

一家初創公司要從零開始做中國首顆通信能力達 16Gbps 的低軌寬帶通信衛星，看起來是「天方夜譚」。不過，銀河航天創始人、CEO 徐鳴信心十足。

| 銀河航天創始人、CEO徐鳴

因為，不同於任何一家傳統航天企業，在銀河航天隊伍中同時存在著網際網路人與航天人，這種跨界人才結構是創新的關鍵。

在過去兩年時間裡，來自傳統航天領域的人才完全換了一種全新工作方式，開始嘗試網際網路式的「小步快跑」「快速迭代」；對於此前從事網際網路科技的人才來說，這相當於進入一個新領域，將晦澀難懂的航天科技轉化為「簡易輸出」，賦予其新的活力。讓不同人才從不同角度看待同樣的問題，這是銀河航天成功創新的內在基因。

徐鳴表示，網際網路「小步快跑」「快速迭代」的工作模式，讓銀河航天在首發星研製過程中開展了大量低成本嘗試，如模塊化設計、定製化接口晶片、工業化生產加工等，大大降低了研發成本，縮短了研製周期。

作為創業公司，銀河航天從創立之初就通過創新努力尋求突破的機會。尤其是當前，Ku/Ka 頻段資源已趨於飽和，隨著頻率協調難度日益加大，國際商業通信衛星正逐步向更高頻段發展。在這方面，銀河航天敢為人先，在首發星中使用技術難度很高的 Q/V/Ka 等頻段。由於沒有可借鑑的技術與經驗，這無疑是一場充滿挑戰的徵程。

Q/V/Ka 等頻段作為毫米波頻段中最適合開展衛星通信業務的頻段，擁有更寬的帶寬。

「如果把利用毫米波傳輸的信息理解為路上的車流，那麼利用 Q/V/Ka 等頻段的帶寬意味著車更快、路更寬，車流量更大，這同時意味著我們需要更高超的築路技術。」徐鳴說，要想讓路上跑更多車，修建高架橋，讓橋上、橋下同時通車是一個不錯的解決方案。因此，為實現通信速率目標，銀河航天也修建了「高架橋」，即採用頻段雙極化技術實現通信速率翻倍。

此外，為提高系統靈活性，銀河首發星還在用戶發射段採用多埠放大器（MPA）技術，可以實現多個波束間容量的動態分配。這也是我國首個寬帶 Ka 頻段 MPA 在軌應用，並且所有元器件均實現了國產化。

| 圖為銀河航天首發星

三、寬帶衛星通信需求亟需滿足

如今，一個屬於商業航天的時代正在悄然到來。

目前，全球仍有約 80% 的區域（包括海洋和偏遠、欠發達地區等）近 50% 的人口無法上網。一方面，這些地區往往基礎設施薄弱，大規模建設地面網絡系統投入巨大，投入產出比嚴重失衡，衛星通信將為這些區域和人口的網絡覆蓋提供一種低成本解決方案；另一方面，海域、空域與地面網絡連接的難度很大，天基網際網路是已知的唯一解決方案。

一個很有代表性的數據是，截至 2018 年底，我國有近 4000 架民航客機，不過由於我國機載通信業務仍處於起步階段，其中約 90% 無法實現後艙網絡覆蓋。

巨大的網際網路鴻溝對寬帶衛星通信提出了更高要求。有預測顯示，中國 5G 產業規模將於 2025 年超過 3 萬億元，2030 年將超過 6 萬億元，預計可帶動 10 萬億元規模的相關產業收入。這意味著，未來 5G 衛星將作為一種有效解決方案，與地面 5G 網絡形成互補，打造天地融合的 5G 網絡。

值得注意的是，由於衛星通信服務區域廣，且不受地球表面地理環境影響，以低軌寬帶衛星星座為代表的衛星網際網路不僅將成為 5G 乃至 6G 時代實現全球衛星通信網絡覆蓋的重要解決方案，還有望成為航天、通信、網際網路產業融合發展的重要趨勢和戰略制高點，為國家及地方經濟發展提供新動能。

專家表示，隨著衛星通信技術的發展，近年來各國紛紛將衛星網際網路建設提升為國家戰略，並吸引了一批航天及網際網路巨頭湧入。以美國為例，SpaceX、亞馬遜等公司紛紛布局。SpaceX 率先布局巨型星座，並已成功發射 597 顆衛星，標誌著美國在該領域進入實質性建設階段。在當前的國際環境下，衛星網際網路建設必須提速。

| 圖為銀河航天首發星發射現場

四、商業航天迎來巨大產業機遇

如今，銀河航天的創新步伐正在不斷加快。

「中國的航天創業公司其實都很弱小。」徐鳴說，只有突破硬核科技，在技術上做到「靠譜」，才能解決阻礙公司發展的根本性問題。「正因為此，我們在疫情期間依舊堅持研發，在很多關鍵技術上取得了進展。」

徐鳴表示，下一步公司將通過載荷數位化，將摩爾定律引入通信衛星領域，實現創新加速，提升「星上算力」，全面加快衛星技術迭代，並通過通信衛星系統應用層面創新，儘快推動衛星網絡與地面 5G 網絡「無縫融合」。

徐鳴認為，隨著我國科技水平整體進步和政策、市場逐步開放，很多領域均出現了巨大的商業機會。「從某種程度上來說，航天可能是未來大規模工業體系的代表。」

「這是一個屬於商業航天的時代。在市場方面，中國航天工業產值高達 3000 億元；在製造方面，中國擁有全球領先的製造能力。以衛星生產為例，未來在衛星批量生產中，中國高素質的技術工人以及全球領先的製造能力將顯現出明顯優勢。」徐鳴說。

此外，中國航天產業鏈快速發展也為商業航天提供了有力支撐。徐鳴表示，「未來銀河航天將與國內相關企業共同探索低成本衛星部組件設計及量產新模式，推動整個生態鏈逐步完善。」

「衛星網際網路被納入『新基建』無疑將進一步加速整個產業鏈上下遊的發展，對於助力 5G 網絡建設、培育數字太空經濟具有重要意義。民營商業航天企業要發揮自身優勢，助力我國衛星網際網路建設。

可以預見的是，隨著我國航天產業政策進一步開放，商業航天有望迎來新一輪加速發展。」徐鳴說。