衛星網際網路在我國的各類應用場景，已經形成對地面網路和衛星網路融合一體化的迫切需求。展開來看星地融合，應該是三個層面的問題：首先是衛星/星座間的融合，然後才是星地融合，最後是如何在星地網路之間智慧分配流量。我們從星地網路協同場景出發，一一詳解。
目前星地融合在電信行業形成的基本共識，是面向6G時代構建全球空天地海一體化網路，實現“隨時隨地無縫接入”以及超低時延、高可靠等目標。在這個願景下，衛星網際網路的廣域覆蓋能力與地面網路的高效能寬頻通訊能力將形成有力互補。
二者的協同應用場景主要分兩種情況：一是使用者所在區域僅由地面網路或衛星網際網路單獨覆蓋；二是使用者終端被地面網路和衛星網際網路同時覆蓋。
考慮衛星網路在特殊情況下需要作為地面網路的應急備選，以爭奪6G時代全球網路入口為目標的衛星網際網路建設，必須做到全球無死角覆蓋。因此第一種場景裡，部分地區只有地面網路而無衛星網際網路的情況應該只出現在衛星網際網路發展初期，比如當下；只有衛星網際網路而地面網路無法覆蓋的情況在一些特殊區域始終會存在，比如無人區、遠洋海域，以及一定高度之外的低空空域等。
在當下以及衛星網際網路建設完成時，一個區域由地面網路和衛星網路同時覆蓋的情況都會比較常見。
這將產生幾個問題：
按照功能劃分，通訊衛星主要分如下幾類：
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商用通訊衛星：主要用於寬頻網際網路、電視廣播等商業服務。
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ZF通用衛星：服務於zf通訊、應急指揮等領域。
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軍用通訊衛星：用於軍事通訊和情報傳輸。
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民用通訊衛星：支援氣象、農業、海洋等民用領域。
這些服務於不同領域的通訊衛星，在功能和覆蓋區域上存在普遍交叉，隨著市場發展，在服務物件上也將深度重疊。在太空部署衛星不同於地面建基站或者拉光纖，技術難度和成本都偏高，統一規劃、分層管理運營將大大提高資源利用率和通訊服務效能。
如果不考慮實施上的各種因素，理論上，要整合這些通訊衛星系統，就是基於衛星通訊技術特徵，找到三網融合、固移融合、軍民融合的最大公約數。其中三網融合、固移融合本質上就是以使用者側體驗無感為目標，驅動各資源方在基礎架構和整個服務鏈路上的融合；軍民融合是國家系統架構層面的概念，受到諸多誤導性的概念傳播影響頗深，具體到通訊網路領域，預期難度也會很高。
如果按照軌道劃分，分佈在高中低軌道的通訊衛星如何聯合組網、已建成的星座間如何通訊、不同星座如何在終端服務上形成協同、透過什麼樣的機制或商業模式將服務提供給使用者……都是待探討的問題。
目前已知的我國具備通訊功能的相關星座資訊如下：
功能重疊、覆蓋區域重疊、使用者物件重疊，運營公司各不相同但主要都是國資下屬企業，如果再加上目前宣傳力度頗高但建設進度尚不明確的各類民營商業航天的星座……最終這些千姿百態的衛星網路將如何進入使用者的同一部智慧手機？這是航天及通訊相關規劃機構不得不回答的問題，也是發展衛星網際網路產業首先就要思考的問題。
這裡的挑戰主要來自跨運營商協作，打破私有協議壁壘。顯然，天女散花式的“一放了之”是完全不負責任的。至少可以從統籌通訊類衛星軌道資源計劃開始，在有效整合利用已有軌道和加速開發稀缺軌道資源上做做工作，為各星座建設方、運營方提供最基本的支撐。
高中低軌分層協同：
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GEO層承擔廣播、應急通訊等廣域覆蓋任務；
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LEO層提供低時延寬頻服務，與地面5G/6G深度協同；
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MEO層作為導航與中繼過渡層（如北斗三號全球短報文）。
比如在海上寬頻、航空網際網路、低空運控等領域，當航線從近海進入遠洋區域，超出地面網路覆蓋能力時，就需要從地面蜂窩網路切換到衛星網路。這要求終端能夠同時支援地面網路和衛星網路協議，並且在網間自動切換。
衛星網路和地面網路在架構上存在顯著差異：
1、物理拓撲差異
2、協議棧差異
3、資源管理差異
此外，衛星/星座之間的網路架構也不盡相同。高中低軌衛星網路在調製解調、多址接入技術上各有差異。按照星上處理的不同模式，衛星組網還可以分為三種類型：
基於早期衛星通訊技術，採取透明轉發模式，衛星與衛星之間無鏈路連線，只負責轉發不做資料處理，相當於一箇中轉站，依賴地面信關站負責處理訊號。
也叫可再生載荷模式，衛星之間由星間鏈路連線，透過星上路由直接完成星地和星間的資料傳輸，處理、交換、控制都在星上，可以不依賴地面信關站獨立執行。
介於天星地網和天基網路之間，強調衛星網路與地面網路的深度融合，透過星間鏈路和地面網路的協同工作，實現全球覆蓋。衛星之間由星間鏈路連線，地面信關站透過地面網路連線，使用者資料可以由衛星直接轉發到另一端使用者，也可以經單跳或多跳經過信關站進入地面網路。
因此星地融合的概念，就包含現有地面網路與這三類衛星網際網路之間的協同，以在使用者端實現無縫切換。這就帶來多重挑戰：
協議棧差異導致跨層最佳化困難，LEO衛星高速移動導致拓撲頻繁變化，傳統OSPF/BGP路由協議失效。目前的技術方向，一是3GPP NTN標準定義統一空口，以支援混合接入，無感切換；二是開發基於AI的動態路由演算法（如SpaceX星鏈採用強化學習最佳化路徑），以AI驅動網路自治；三是在信關站或中繼衛星部署邊緣節點（如AWS Ground Station），減少切換時延。
終端天線複雜度劇增，多模終端相控陣天線成本較高（比如>$500），限制消費級普及。目前的一個突破方向是：軟體定義無線電（SDR）+超材料天線（如Kymeta u8終端），但需要攻克相關晶片技術（高通Snapdragon Satellite晶片）。
LEO星座（數萬顆衛星）高昂的發射和替換成本，目前只能依靠工業化和可複用火箭技術來解決（商業航天彎道超車：破解成本困局的四大關鍵戰役）。
由於衛星易受雷射干擾、星上軟體被篡改產生的影響面大（如2018年ChinaSat 18被駭客攻擊事件），使得星地融合網路的攻擊面被放大。我國在關鍵領域重基建、輕防禦的問題表現比較突出，薄弱的網路防禦能力無論對民用網路還是軍事網路都構成巨大的隱患。
當前主要是採取多層次防禦機制、自主故障恢復能力和抗毀性增強設計，未來主要的技術方向是量子金鑰分發（QKD）與星上可信執行環境（TEE）的結合。從網上資料看，我國在量子金鑰分發領域有突破性進展，近日華為剛剛公開一項量子金鑰分發專利；星上可信執行環境目前國際上還處於技術探索階段。
巨型星座帶來嚴重的空間碎片風險（SpaceX星鏈衛星失效率約3%），對太空治理提出嚴峻挑戰。目前聯合國一直在推動外空活動的長期可持續性相關準則制定和修訂。積極參與相關國際規則制定、探索開發相關治理技術，在國內試行落地主動管理的規則機制，是我國空間技術及其商業化發展應該要走出的一步。
預計到2030年，天基網路將主導即時業務，天網地網模式成為6G核心架構，而天星地網模式逐步轉向備份和廣域覆蓋場景。
當終端處於衛星網路和地面網路同時覆蓋時，在比如演唱會、節日慶典等臨時性活動造成短期網路資源集中擁堵情況下，以及蜂窩網路流量潮汐變化時，可以適當排程衛星網路分擔蜂窩網路流量承載，動態協調和緩解網路壓力。另外就是特殊情況下，比如在航空通訊、無人機通訊領域，也有可能需要透過衛星與蜂窩網路雙連線的方式實現通訊增強。
結合前面衛星網路和地面網路接續覆蓋的場景，我們可以明確在6G空天地海一體化系統中，網管在網間智慧分配的主要目標：
比如時延敏感業務（比如視訊通話、自動駕駛）優先使用低時延鏈路（比如地面網路或LEO衛星網路）；頻寬敏感業務（如4K流媒體）優先分配高容量鏈路（地面5G毫米波或高通量衛星）。
比如避免單一網路過載，動態平衡衛星與地面網路負載；利用衛星廣域覆蓋填補地面網路盲區（如海洋、沙漠）。
比如優先使用地面網路（傳輸成本低），衛星作為補充或備份；關閉空閒衛星波束以降低能耗。
在技術實現上，需要解決多維度感知、智慧決策和動態排程能力：
包括對網路負載、鏈路質量、業務需求特徵、使用者位置與移動性等關鍵引數的動態即時感知。
包括基於規則的初級分配以及基於AI的動態最佳化，比如優先順序策略（緊急通訊、高價值使用者等）、門限觸發策略等。
利用軟體定義網路（SDN）、網路功能虛擬化（NFV）等技術，結合AI的應用，透過靈活的網路資源管理和功能部署，實現不同裝置的互操作性和統一管理；多路徑傳輸控制協議（MPTCP）結合人工智慧和機器學習，有效提升傳輸效率、可靠性和容錯能力。
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城市密集區（地面網路主導）– 策略：95%流量由5G毫米波/光纖承載，衛星僅用於備份（如地鐵隧道內應急通訊）。AI模型即時監測基站負載，突發流量（演唱會）自動分流至衛星（限非即時業務）。– 指標：地面網路利用率維持在70-85%，衛星輔助頻寬佔比 < 5%。
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偏遠地區（衛星網路主導）– 策略：預設連線LEO衛星（時延<50ms），地面微波鏈路作為補充。星地鏈路聚合（LTE+衛星），單使用者峰值速率達200Mbps。– 指標：衛星網路負載均衡（單波束使用者數 < 100），時延抖動 < 10ms。
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高速移動場景（高鐵/航空）– 策略：phased array天線動態跟蹤衛星（如OneWeb航空終端），會話連續性保障。基於位置的預測切換：每10秒更新衛星星曆，預切換時間窗500ms。– 指標：切換中斷時間 < 20ms，多普勒頻偏補償誤差 < 1kHz。
從使用者終端無縫接入、無感切換的體驗需求出發，以網路服務的連續性、普遍性和可擴充套件性為目標，地面和太空網路基礎設施之間的協同場景，可能會由於網路覆蓋範圍、終端服務型別、網路負載均衡等因素觸發。由於存量通訊衛星網路資源差異，以及主流低軌衛星網際網路建設模式上的不同，這種協同不僅發生在星地網路之間，也發生在衛星或星座之間。
因此星地融合面臨的挑戰是多方面的。從“航天端”和“通訊端”的交叉點——衛星網路資源運營來看，當前最重要的都不是以“放開”為由加劇資源分化，而是：
在運營商體系解決跨系統融合，從體制機制層面打破私有協議的壁壘；
組織攻克關鍵核心技術挑戰，推動標準統一，逐步構建面向6G的空天地一體化產業生態；
以終端應用的繁榮提升“通訊端”網路基礎設施服務商的整體收益，從而有力驅動衛星網際網路“航天端”的規模化發展，實現全產業鏈的商業閉環。
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本文轉載自“數字時代全景窗”，原標題《衛星網際網路：從終端協同場景，看星地融合的三大挑戰》。
為分享前沿資訊及有價值的觀點，太空與網路微信公眾號轉載此文，並經過編輯。
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