前言:
星间激光通信行业正迎来政策与需求的双重共振:工信部《信息通信行业发展“十五五”规划》明确提出“加快100G及以上高速星间、星地光通信设备研发”,为行业设定了明确的速率目标;国内三大卫星互联网星座——中国星网GW星座(12992颗)、垣信千帆星座(15000颗)、鸿鹄星座(10000颗)——合计规划发射3.8万颗卫星,按单星配置4台激光终端、单台100万元测算,累计市场规模可达1520亿元,叠加遥感卫星和算力卫星需求,市场空间进一步抬升。技术趋势上,行业将沿“批量化—高性能—组网化—国产化”路径加速演进,终端从定制化走向批量化,向更小体积、更低功耗和更高速率升级,多波束与动态组网能力增强,国产替代从器件向终端全链条延伸。
1、星间激光通信定义与战略定位:低轨星座的“太空光纤”
根据观研报告网发布的《中国星间激光通信行业现状深度分析与投资前景预测报告(2026-2033年)》显示,星间激光通信终端主要由光学天线、精密跟瞄机构(ATP)、激光收发模块、调制解调与通信处理单元、热控与结构等构成。按轨道应用可分为低轨星间、低轨—高轨、高轨星间和深空激光通信;按通信体制可分为强度调制/直接探测(IM/DD)和相干探测;按速率等级可分为10Gbps、100Gbps、400Gbps及Tbps级。
星间激光通信种类
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产品类型 |
核心特征 |
主要应用 |
|
低轨星间激光终端 |
轻量化、低功耗、批量量产 |
低轨星座组网、卫星互联网 |
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高轨/深空激光终端 |
超远距离、高灵敏度、高可靠 |
高轨中继、深空探测 |
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军用激光通信终端 |
抗干扰、高保密、抗辐照 |
军事通信、战术链路 |
|
机载/地面激光终端 |
与卫星、地面站互联 |
星地激光通信 |
资料来源:观研天下整理
当前卫星通信主要采用射频微波通信方式,但是微波的波长较长,天线尺寸较大,从而系统的体积和质量大,功耗较高。随着数据容量的不断增大,各国将星间通信的研究转向了光波段,激光的波长比微波小3~5个数量级,其极高的时空相干特性使得星间激光通信具有带宽大、体重小、功耗低等多重优势。
星间微波通信与星间激光通信特性对比
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特性 |
星间微波通信 |
星间激光通信 |
|
电磁波长 |
30mm~3m |
0.7~1.6μm |
|
可用带宽 |
较大(40GHz) |
极大(100THz) |
|
频带管制 |
有 |
无 |
|
传输速率 |
低(300Mbit/s) |
极高(400Gbit/s) |
|
抗干扰能力 |
一般 |
强 |
|
信号聚焦性 |
一般 |
好 |
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功耗尺寸 |
大 |
小 |
|
持续演进潜力 |
弱 |
优 |
|
产业规模 |
较小 |
大 |
资料来源:观研天下整理
星间激光通信是卫星互联网和低轨星座实现全球组网的核心基础设施。没有星间链路,星座只能依赖地面站落地,覆盖范围和系统容量受限;有了星间链路,星座才能实现真正的“天基互联网”,其技术水平和批产能力,直接决定我国低轨星座的组网效率和全球竞争力。
2、通信行业十五五规划明确提出发展100G及以上星间激光通信
在工信部发布的《信息通信行业发展“十五五”规划》中,专栏4“星地融合发展”明确提出“支持星间链路、星上处理等核心能力”;重点任务5“加强关键核心技术攻关”明确提出“加强星地高效传输、星间组网和路由等卫星通信关键技术攻关”;专栏7“信息通信产业固基强链”明确提出“加快100G及以上高速星间、星地光通信设备研发”,为星间光通信设备研发提出“100G及以上”量化的指标要求。
空天地一体网络组网结构
数据来源:《面向星地融合的光通信:激光通信终端研究进展和发展建议》
3、低轨卫星互联网标配,星间激光通信累计市场规模可达千亿元
从当前低轨卫星互联网星座基本标配星间激光通信数量来看:SpaceX星链方面,自星链V1.5/V2Mini起搭载星间激光通信终端,V2Mini单星配置3台星间激光终端,单链路速率100~200Gbps;新一代星链V3卫星单星配备6台高速空间激光器,单链路传输速率可达400Gbps。
中国星网的一代试验星为低速(约10G量级)非相干方案、非每星标配;二代组网星单星约配置4台星间激光终端、单链路速率100Gbps级。
垣信千帆星座:GEN1初代以透明转发为主、暂未配星间激光终端;GEN2起加配星间激光终端、单链路传输速率向100Gbps级演进。
美国星链激光通信终端
资料来源:公开资料整理
而仅按国内卫星互联网星座建设需求测算:目前我国现有GW星座、千帆星座、鸿鹄星座三大卫星互联网星座。中国星网的GW星座规划发射12992颗卫星,垣信卫星规划发射15000颗卫星,鸿鹄星座规划发射10000颗卫星。假设三大星座全部规划卫星完成组网,总共3.8万颗。假设单星配置4台激光通信终端、单台终端100万元,累计市场规模可达1520亿元。此外,遥感卫星、算力卫星等同样存在星间激光通信组网需求,将进一步抬升星间激光通信市场需求。
我国卫星互联网星座规划总数
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星座名称 |
所属国家 |
运营公司 |
规划总数 |
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GW星座 |
中国 |
中国星网 |
12992颗 |
|
千帆星座 |
中国 |
垣信卫星 |
15000颗 |
|
鸿鹄-3 |
中国 |
鸿擎信息 |
10000颗 |
资料来源:新华社
4、我国星间激光通信行业未来展望:批量化、小型化、高速化与国产化并行
长远来看,随着低轨星座规模化部署,星间激光通信行业将沿“批量化—高性能—组网化—国产化”的路径加速演进。首先,低轨星座需求推动激光终端从“定制化”走向“批量化”,具备自动化测试和规模化交付能力的企业将在竞争中胜出。在此基础上,终端技术持续升级,向更小体积、更低功耗和10Gbps—100Gbps甚至更高速率演进,以满足星座对轻量化和高通量的要求。
与此同时,单终端多波束和动态组网能力不断增强,成为星座高效运行的关键,支撑大规模星间链路的灵活调度与可靠互联。最终,在以上趋势的共同推动下,国产替代从“器件”向“终端”延伸,国内企业在激光器、探测器和光学模块上加速突破,逐步实现终端全链条自主可控,为我国低轨星座的全球组网和太空信息基础设施建设提供坚实支撑。(WYD)
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