为何卫星通信热潮需要更强的网络韧性

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  • 目前已有超过18,000颗活跃卫星在绕地球运行,发射成本降低和低地球轨道星座加速部署推动了这一增长。

  • 直连设备服务和卫星设备正将连接范围延伸至汽车、农场和偏远社区。

  • 但这一扩张也带来了网络安全风险,并对更具韧性的数字基础设施提出了需求。

卫星通信正迅速成为全球数字基础设施的基石。

全球在轨活跃卫星数量已激增至超过18,000颗卫星,截至2026年9月。这一增长主要得益于发射经济性的大幅改善(很大程度上源于可重复使用火箭)以及低地球轨道(LEO)星座的快速部署。

作为最大的低地球轨道宽带星座,星链(Starlink)目前已在超过160个市场提供服务,据该公司的覆盖信息显示。这正在弥合偏远社区和海上航线上的关键可视与通信空白,而这些地区的传统光纤和移动网络不可用或已中断。

因此,卫星通信市场正呈现强劲的增长态势,预计其规模将从2025年的145.6亿美元增至2030年的334.4亿美元,复合年增长率为18.1%。

但卫星通信的快速扩张也带来了系统性网络安全风险。随着这项技术更深入地融入日常生活,各国政府和企业必须加以考量并予以应对。

卫星通信的工作原理

据国际电信联盟介绍,卫星系统架构分为三个部分:用户段、空间段和地面段。这些部分共同实现用户与地面网络之间的端到端连接。

用户段包括终端(例如建筑物上的卫星天线),由其将数据传输至太空中的在轨卫星。空间段由部署在不同轨道层上的一颗或多颗卫星组成。LEO通常指约2,000公里以下的轨道,MEO指约2,000至35,786公里的轨道,地球静止轨道则指约35,786公里高、位于地球赤道上空的轨道。

这些卫星相互连接,每颗卫星均从地面站或相邻航天器接收上行信号,进行星上处理,并将数据转发至地面指定的覆盖区域。

地面段 包括关口地球站和控制设施,负责监督卫星运行、支持遥测与指令功能,并与在轨卫星保持双向通信。

这一架构可实现近乎全球的覆盖以及不依赖基础设施的连接。卫星网络由此成为地面基础设施(即地基通信网络和设施)的重要补充,尤其适用于偏远、服务不足或受损的环境。

卫星通信的新兴趋势

尽管卫星通信技术已存在数十年,但近期的地缘政治发展、商业化程度提高以及技术的快速进步,已显著重塑了行业格局。这使卫星通信对国家韧性的重要性日益凸显。

了解当前塑造卫星行业的四大趋势,对于构建全球通信韧性至关重要:

1. 商业巨型星座的兴起

商业低地球轨道星座的快速扩张已改变卫星宽带格局,带来重大的经济和连接效益。它还为太空经济开辟了新的前沿领域,从轨道数据中心到在轨制造与旅游。

与此同时,这种增长正在加剧系统性集中风险。这一问题在联合国安全理事会的一次会议上受到关注,会议主题为“低地球轨道卫星无管控使用所带来的风险与挑战”,会议于2025年12月举行。

截至2026年3月,单一商业星座占在轨全部活跃卫星的大部分,这凸显了关键连接基础设施的集中程度。这构成了潜在的单点故障风险。一次网络攻击、服务中断或影响某一供应商的政策决定,都可能在各行业和国界之间连锁蔓延,扰乱关键通信和服务。

2. 卫星连接的无处不在

卫星直连设备(D2D)开创了连接领域的新范式,可实现与移动手机及物联网(IoT)设备的直接通信。无论是与地面基础设施集成,还是作为独立的卫星连接层部署,D2D都能扩展覆盖范围、提高服务连续性并增强韧性。

这扩大了连接范围,也形成了更为复杂的安全边界。D2D将卫星、地球关口站、配套网络服务以及各类终端(智能手机、物联网传感器、可穿戴设备、手持终端)引入通信生态系统。生态系统越扩张,攻击面也随之扩大。

D2D在整个连接链条中形成了新的信任依赖关系,可能降低端到端的可见性、影响溯源能力,并增加跨地面与天基环境的防护和事件响应复杂性。

3. 卫星通信在各行业中的增长

除D2D应用的横向增长外,卫星连接也正融入特定行业的运营结构,每个行业都有其独特的安全状况。

在汽车领域,车辆日益整合卫星服务,包括定位、紧急SOS以及地面网络不可用时的连接功能。预计全球汽车行业卫星连接市场将达到到2034年258亿美元,高于2025年的56亿美元。

另一方面,卫星物联网正在物流、农业和公用事业领域扩展,估计有25亿至30亿台物联网设备现已可由卫星覆盖连接。随着这些连接成为相关行业运营监控和控制的一部分,风险已超出数据丢失的范畴。被攻破的链路或被篡改的传感器数据可能扰乱运营、危及安全或损坏基础设施。这将网络物理风险延伸至此前暴露较少的领域。

4. 向软件定义卫星及在轨重构的转变

传统上,卫星与地面系统被视为相互独立的实体,卫星大多作为固定的“弯管”。这类卫星充当中继器,持续转发信号,而不对数据进行处理。

软件定义卫星(SDS)通过将天基与地面系统整合到更灵活、由软件驱动的架构中,正在改变这一局面。这使在轨重构和更高的运营效率成为可能。但它也带来了新的风险,包括远程操控、未经授权的访问以及恶意或被篡改的软件更新。

卫星通信与网络韧性

这些新兴趋势将对卫星通信发展产生影响,但同样不能忽视与卫星技术相关的既有威胁。这包括干扰、窃听以及对遥测数据的未经授权访问。

所有这些不断演进的发展态势,都值得仔细审视当前安全与监管措施可能存在的不足。政府和企业必须研究新的依赖关系将如何影响全球通信韧性。它们还应考虑区域监管要求和地缘政治因素是否应影响采购决策,以及合作如何支持韧性建设。

随着天基网络成为全球通信的基础,它们形成了高度互联的攻击面,带来了需要持续评估的关键网络安全挑战。

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