卫星互联网
「卫星互联网」这一组共 5 家厂商 / 机构,每一家都按 L1~L7 分层整理:那一层它卖什么、哪一层是它的主场。
Starlink
主场:L1 / L3
L1 物理层
这是这个域的星标层,也是它跟本站所有地面运营商域最根本的差异:用户侧没有最后一公里线路,链路的另一端是一颗约 550 公里高度的低轨卫星。这个高度是理解一切的起点——地球同步轨道在约 35786 公里,信号一个往返就要约 600 毫秒,这个时延对交互式应用是灾难性的;把卫星降到 550 公里,往返时延压到约 20 至 40 毫秒(实测随位置与负载波动),才第一次让卫星链路的体感接近地面宽带。但低轨的代价是覆盖范围小、卫星相对地面高速移动,因此必须用数千颗卫星组成星座才能保证任意时刻头顶都有可用卫星(在轨数量持续变化,以最新公开数据为准)。用户终端是电子扫描的相控阵天线,不靠机械转动就能跟踪快速移动的卫星。较新一批卫星之间还有星间激光链路,让数据可以在轨道上直接转发而不必每一跳都落地。
L2 数据链路层
这一层要如实交代信息边界:这个域的空口协议是专有的,没有像以太网或 Wi-Fi 那样的公开标准文档可以引用,因此本站不猜测帧格式与调制细节。但有一件可观测、也确实重要的链路层行为必须写清楚:由于低轨卫星相对地面高速移动,用户终端每隔几分钟就要从一颗卫星切换到另一颗,这种周期性切换是这条链路与任何地面链路最不同的地方——地面光纤或铜缆的链路层是稳定的,而这里的链路层处于持续重建之中。切换本身设计上力求无感,但它是理解上层时延抖动的根源,跟 L4 那一节要连起来看。
L3 网络层
这是这个域第二个星标层,也是它对用户实际使用方式影响最直接的一层:默认情况下它给用户分配的是 CGNAT(运营商级 NAT)后的私有地址,而不是公网 IPv4 地址。这带来一系列真实后果:无法做端口转发、无法从外部主动连入自建服务、部分点对点应用与需要入站连接的场景会受影响——这跟本站多数固网运营商域「至少给一个动态公网 IP」的默认行为有明显差别,是选型时必须提前确认的一点。IPv6 是支持的,对于能走 IPv6 的场景可以绕开这个限制。另一件值得写的事是路由路径的选择:数据既可以由卫星直接下行到最近的关口站再进入地面互联网,也可以经由星间激光链路在轨道上转发若干跳后再落地——后者是海洋、极地与缺少地面站地区能够被覆盖的前提,代价是路径变长。
L4 传输层
这一层没有这个域自己销售的产品,但有一个必须讲清的真实行为差异:这条链路的时延不是稳定值而是持续波动的,来源包括 L2 提到的周期性卫星切换、天气对无线链路的影响、以及同一波束下的用户负载变化。传统 TCP 的拥塞控制算法在设计上把丢包视为拥塞信号,而无线链路的丢包往往并非拥塞造成,这类误判会让吞吐无法充分利用实际可用带宽;时延抖动也会干扰基于往返时延估计的算法。实践中较新的拥塞控制算法(如以带宽与时延为模型的 BBR 一类)与 QUIC 在这类链路上通常表现更好,但这属于用户侧与应用侧的选择,不是这个域提供的产品。如实按「有真实影响、无对应产品」记录。
L5 会话层
常规的账户与设备管理会话——通过官方 App 或网页控制台登录、绑定与管理终端设备、切换服务地址、查看用量与账单——机制上跟本站其他运营商域的自助服务门户没有本质差别,这个域没有在这一层做出独立的差异化能力。
L6 表示层
该层为空,没有产品或服务。这个域没有独立的加密或表示层产品——链路层面的加密属于其空口与网络设施自带的能力,不构成单独对外销售的产品线,用户侧的端到端加密由应用自身负责(如 HTTPS),不属于这个域的产品范围。
L7 应用层
这一层有两块内容。第一块是常规的服务产品线与管理应用:面向住宅、移动出行、海事、航空与商业场景的分档套餐,以及官方 App——App 里有一个针对这类服务特有的实用功能,用增强现实方式检查安装位置的天空遮挡情况,直接对应 L1 提到的视野要求。第二块更值得单独讲:直连手机(Direct to Cell)——让未经改装的普通手机直接与卫星通信,卫星上搭载蜂窝基站载荷,通过与各地移动运营商合作、使用对方的频谱落地。本站已有两个域正是这项服务的合作方:T-Mobile 与 KDDI(后者的 au Starlink Direct 已写在其域内),可以对照阅读。需要如实说明:这类服务的能力是分阶段推进的,从短信到语音数据的实际可用范围与地区,应以各地合作运营商的最新公告为准。
Eutelsat OneWeb
主场:L1 / L7
L1 物理层
这是这个域的星标层,因为它在这一层有一个目前独有的结构:同时运营地球同步轨道机队与低轨星座。Eutelsat 一侧带来成熟的同步轨道资源(约 35786 公里,一颗覆盖极大范围、时延约 600 毫秒,适合广播与非交互业务);OneWeb 一侧带来低轨星座(约 1200 公里,时延显著低于同步轨道)。两者不是替代关系而是分工关系——广播分发与大范围覆盖交给高轨,交互式数据交给低轨。跟本站 Starlink 域约 550 公里的轨道相比,这个域的低轨高度更高,代价是时延高一些,好处是单颗卫星覆盖范围更大、组网所需卫星数量少一个量级(星座规模为数百颗量级,Starlink 是数千颗)。
L2 数据链路层
跟本站 Starlink 域一样,这个域的空口协议是专有的,没有公开标准文档可引用,本站不猜测帧格式与调制细节。但这一层有一个架构层面的差异必须写清楚,它是这两个域最实质的技术分歧:第一代星座采用弯管(bent-pipe)架构,没有星间链路,卫星本身不做转发决策,只把收到的信号直接下行到地面关口站。相比之下 Starlink 较新卫星之间有激光链路,数据可以在轨道上跨卫星中继多跳再落地。这个差异的后果不在速率而在覆盖:弯管架构下,卫星必须同时看得见用户和关口站,链路才能建立,所以海洋中部、极地深处这类远离关口站的区域,第一代星座难以覆盖。低轨卫星高速移动带来的周期性切换在两个域都存在,机制类似,不重复展开。
L3 网络层
这一层最需要说清的不是技术机制,而是商业模式带来的一个真实结果:这个域是纯批发的,它把容量卖给分销商、电信运营商与 ISP,由后者面对终端客户——因此终端用户的 IP 地址怎么分、要不要做 NAT、给不给公网地址,都不由这个域决定,而由中间的服务提供方决定。这跟本站 Starlink 域形成极清晰的对照:那个域直接面向终端用户,所以它自己就定下了「默认 CGNAT、默认不给公网 IPv4」这个策略,用户要么接受要么加钱换套餐;而在这个域的模式下,同一条卫星容量之上,不同分销商可以给出完全不同的地址策略与服务等级。实际评估时的含义是:问「这家卫星运营商支不支持公网 IP」是问错了对象,应该去问你实际签约的那家分销商。这个域自身在这一层没有面向终端用户的产品,如实按此记录。
L4 传输层
这一层没有这个域自己销售的产品,但有一个真实的量级差异值得记下:它的低轨星座在约 1200 公里高度,几何上的往返时延必然高于本站 Starlink 域约 550 公里的星座,而如果业务走的是它的同步轨道机队,时延则是约 600 毫秒的完全不同量级——这意味着「用了这家的卫星服务」这句话不足以推断时延特性,必须先确认走的是高轨还是低轨。除此之外,无线链路共有的问题两个域一致:丢包未必来自拥塞、传统 TCP 拥塞控制容易因此低估可用带宽、时延抖动干扰基于往返时延估计的算法,实践中较新的拥塞控制算法与 QUIC 通常表现更好。这些属于应用侧与分销商侧的选择,不是这个域的产品。
L5 会话层
该层为空,没有产品或服务。这是纯批发模式的直接结果:这个域不面向终端用户提供服务,因此不存在面向终端用户的账户体系、自助控制台或设备管理会话——这些能力由购买其容量的分销商各自建设,属于分销商的产品而不是这个域的产品。这跟本站 Starlink 域有官方 App 与用户控制台形成对照,差异来自商业模式而非能力缺失。
L6 表示层
该层为空,没有产品或服务。这个域没有独立的加密或表示层产品——链路层面的加密属于其空口与网络设施自带的能力,不构成单独对外销售的产品线。
L7 应用层
这是这个域第二个星标层,因为它的两块核心内容都落在这一层。第一块是纯批发的分销模式本身:它不直接面向个人消费者,而是把容量卖给分销商、电信运营商、ISP 以及海事与航空服务商,由后者去做终端服务、定价与客户支持——这跟本站 Starlink 域直接面向终端用户的模式是这两个域最根本的商业分歧,而不只是销售渠道差异,它决定了 L3 的地址策略与 L5 的会话层都落在别人手里。第二块是继承自 Eutelsat 的广播业务:利用同步轨道单颗卫星覆盖极大范围的特性,向欧洲与中东北非地区做直播到户的电视信号分发,这是一门早于低轨竞赛数十年、至今仍在运行的成熟业务,也是本站少见的「卫星作为内容分发手段」的实例。
Amazon Kuiper
主场:L1 / L7
L1 物理层
这一层是这个域的星标层之一。它规划的是一个数千颗量级的低轨星座(公布规划约三千余颗,实际在轨数量持续变化,以官方最新披露为准),使用 Ka 波段,并配置光学星间链路——即数据可在轨道上跨卫星直接中继,不必每跳落地,这一点与本站 Starlink 域的较新卫星同类,而与 Eutelsat OneWeb 第一代星座的弯管架构不同。用户终端方面它公布了多档规格:一款标准家用型、一款更小的便携型、以及一款面向企业的高规格型,官方对外强调的重点是压低终端制造成本——这是这类服务能否走向大众市场的关键变量之一,因为终端硬件长期是用户侧的主要门槛。
L2 数据链路层
跟本站 Starlink 与 Eutelsat OneWeb 两域一样,这个域的空口协议是专有的,没有公开标准文档可引用,本站不猜测帧格式与调制细节。这一层可确认的架构事实是:它配置了光学星间链路,因此卫星之间可以直接中继,链路的建立不要求单颗卫星同时看见用户与地面关口站——这与 Eutelsat OneWeb 第一代星座的弯管架构是实质差异,与 Starlink 较新卫星的做法同类。低轨卫星高速移动带来的周期性切换在三个低轨域都存在,机制类似,不重复展开。
L3 网络层
这一层的常规部分与本站其他卫星域类似:数据经卫星下行到地面关口站进入地面互联网,或经光学星间链路在轨中继后落地。这个域在这一层值得单独指出的地方是流量落地之后往哪里去:由于母公司同时运营全球规模最大的云平台之一(本站 AWS 域),这个星座在设计上把「落地即进入云的骨干」作为一项能力来经营,而不是把云当作外部目的地——这条思路的完整展开在 L7。需要如实说明:具体的地址分配策略(是否默认使用运营商级 NAT、是否提供公网地址)应以官方最新说明为准,本站不套用 Starlink 域的做法来推测这个域,两者是不同公司的独立策略。
L4 传输层
这一层没有这个域自己销售的产品,行为特征与本站其他低轨域一致,不重复展开机制:低轨高度带来的时延在数十毫秒量级(远优于同步轨道的约 600 毫秒),但时延是波动的而非稳定值,来源包括周期性卫星切换、天气对无线链路的影响与同波束负载变化。无线链路的丢包未必来自拥塞,传统 TCP 拥塞控制容易因此低估可用带宽;实践中较新的拥塞控制算法与 QUIC 通常表现更好,但这属于应用侧选择而非这个域的产品。如实按「有真实影响、无对应产品」记录。
L5 会话层
常规的账户与设备管理会话——账户登录、终端绑定与管理、用量与账单查询——机制上跟本站其他云与运营商域的自助服务门户没有本质差别,这个域没有在这一层做出独立的差异化能力。对企业与政府客户,其身份与权限管理可与母公司云平台的账号体系衔接,但这属于 L7 集成能力的一部分,在那一节展开。
L6 表示层
该层为空,没有产品或服务。这个域没有独立的加密或表示层产品——链路层面的加密属于其空口与网络设施自带的能力,不构成单独对外销售的产品线;企业场景下的数据加密通常由其母公司云平台侧的密钥管理与加密服务承担,那属于本站 AWS 域的产品范围,不计入这个域。
L7 应用层
这是这个域第二个星标层,也是它真正的差异化所在:与 AWS 的集成。本站另外两家卫星域的定位是「把连接卖出去」,此后数据去哪里与它们无关;这个域的母公司同时运营全球规模最大的云平台之一(本站 AWS 域),因此它可以把命题改写成「把云的边界延伸到没有地面网络的地方」——对于数据最终要进入云平台处理的企业与政府客户,卫星段与云段来自同一家供应商,在计费、身份权限、网络路径与技术支持上都是一个入口而不是两个。这是本站三家低轨域里唯一具备这种母体资源的,也是它明明最晚入场却仍被认真对待的原因。服务形态覆盖住宅、企业与政府/公共部门,具体档位与开放地区随部署进度变化。
Viasat
主场:L1 / L4 / L6
L1 物理层
这是这个域的星标层之一,它在这一层的结构跟本站前三家卫星域完全不同:它以地球同步轨道为主,不是低轨星座。同步轨道在约 35786 公里,卫星相对地面静止,单颗覆盖极大范围、地面天线固定指向即可,代价是约 600 毫秒的往返时延无法回避。它的技术路线是高通量卫星(HTS)——不追求覆盖更广,而是把总容量做大并用大量点波束把频率重复利用,从而在同一片区域里堆出远高于传统卫星的总带宽。2023 年收购 Inmarsat 之后,它同时握有两种性质截然不同的频段资源:自有的 Ka 波段负责高带宽业务,继承自 Inmarsat 的 L 波段带宽很低但抗雨衰、可靠性极高,是海事遇险与安全通信体系依赖的频段。
L2 数据链路层
这一层跟本站三家低轨域有一处结构性的轻松之处:同步轨道卫星相对地面静止,因此不存在低轨那种每隔几分钟就要换一颗卫星的周期性切换——链路在这一层是稳定的,这是同步轨道少见的优势。前向链路(卫星到用户方向)普遍采用公开的 DVB-S2/S2X 标准,这跟本站低轨域清一色专有空口不同,是可以引用公开规格的部分;回传方向(用户到卫星)的协议通常是专有的。这一层真正的工程重点不是切换而是容量分配:高通量卫星的总容量在一个点波束内由该波束下所有用户共享,运营商需要在波束层面做带宽调度,因此同一套服务在不同波束下、不同时段的实际体验差异,主要由该波束的用户密度决定。
L3 网络层
这一层是常规的 IP 承载:用户流量经卫星送到关口站,在关口站侧接入地面互联网。与本站 Starlink 域类似,其消费级服务通常也把用户置于运营商级 NAT 之后,因此端口转发与入站连接类用法同样受限,需要公网地址的场景应确认对应的商业套餐选项(具体策略以官方最新说明为准,各地区与业务线可能不同)。政府与企业专网业务在这一层的组网方式与消费级不同,通常按客户要求做专用寻址与隔离,属于合约定制而非标准产品,本文不展开推测。
L4 传输层
这是本站四家卫星域里唯一一个 L4 有真实产品的域,原因是物理规律逼出来的。同步轨道约 600 毫秒的往返时延无法回避,而传统 TCP 的性能与往返时延强相关——慢启动阶段每一次窗口翻倍都要等一个完整往返,600 毫秒的往返意味着一个连接可能要好几秒才能把速率拉起来,对于大量短连接的网页浏览,用户感受到的就是「明明带宽够,但每次点开都要等很久」。因此这类运营商必须在传输层做真实干预:性能增强代理(PEP)在卫星链路两端各放一个代理,把一条端到端 TCP 连接拆成三段(用户到本地代理、代理之间走针对高时延优化的协议、远端代理到服务器),让用户侧的 TCP 在很短的往返内就能完成握手与窗口扩张。这套东西在低轨域基本不需要,所以本站前三家卫星域的 L4 都是空的。
L5 会话层
常规的账户与终端管理会话——账户登录、终端与用量管理、账单查询——机制上跟本站其他运营商域的自助门户没有本质差别。海事与航空业务场景下管理对象是船舶或飞机而不是住宅地址,运营门户会按船队或机队组织,但这属于业务界面的组织方式差异,不构成独立的会话层技术能力,如实按常规记录。
L6 表示层
这一层在本站是少见的非空表示层,值得特别指出。本站绝大多数域的 L6 都是空层,因为加密通常是底层设施自带能力或由应用自行负责,不构成单独销售的产品线。这个域不同:它的政府与国防业务线包含真正作为产品出售的加密设备——面向美国政府与国防客户的加密机,用于在不受信任的传输链路上承载机密信息。这类产品的核心价值不在算法本身(算法是公开标准),而在通过政府认证流程、以及硬件层面的密钥保护与防篡改设计:认证意味着该设备被允许承载特定等级的机密信息,这是软件加密无法替代的资质。需要如实说明边界:具体型号、认证等级与可采购范围受出口管制与客户资质限制,本文不列举细节,应以官方披露为准;这条业务线也随其国防业务组合的调整而变化(部分相关业务曾对外出售),当前范围应以最新公告为准。
L7 应用层
这一层有三块业务,其中一块是本站独有的。第一块是机上互联网(IFC):为航空公司提供客舱联网,是这个域最知名的业务之一,也是同步轨道高通量卫星最合适的应用之一(飞机跨越大范围区域、需要连续覆盖)。第二块是海事服务:船舶联网与船队运营管理。第三块最特殊——海事遇险与安全通信:依托 L1 提到的 L 波段,承载国际海事安全通信体系所要求的遇险告警与安全信息服务。这块业务的性质跟本站任何其他域都不同:它不是商业服务的可选增值,而是受国际公约与监管要求约束的安全生命业务,可用性要求是「必须通」,这也解释了为什么低带宽的 L 波段在这里不可替代。
AST SpaceMobile
主场:L1 / L2
L1 物理层
这是这个域的星标层,因为它的全部工程难度都集中在这里。要让一台普通手机直连数百公里外的卫星,卡点是链路预算:手机发射功率只有零点几瓦、天线增益极低,这一端的能力无法提升(不能要求用户换手机,那就失去了整个产品意义),因此链路预算的缺口只能由卫星一端补上,而主要手段就是把天线孔径做大——孔径越大、增益越高,才能听清手机那点微弱信号,也才能把足够强的信号送回手机。这就是它的技术路线:不做小卫星堆数量,而是把单颗卫星的相控阵天线做到极大。BlueWalker 3 试验星 2022 年入轨后展开了约 64 平方米的相控阵,是当时低轨最大的商用通信天线;其后的 BlueBird 系列延续该路线,更新一代规划孔径更大(具体尺寸与在轨状态以官方最新披露为准)。
L2 数据链路层
这是这个域第二个星标层,也是它在本站独一无二的地方:本站另外四家卫星域的空口协议全部是专有的、无公开规格可引用,这一家不是——它用的是标准 3GPP 蜂窝协议(4G/5G)。原因很直接:未经改装的手机只认它出厂时就支持的蜂窝制式与频段,想让手机不做任何改动就能连上,卫星就必须把自己伪装成一座普通基站,说手机听得懂的话。因此它的卫星上搭载的实质是一个蜂窝基站载荷,在手机看来这就是一个信号较弱、但制式完全正常的小区。这带来一个工程难点值得指出:低轨卫星相对地面高速移动,会产生远超地面基站场景的多普勒频移与时延变化,而 3GPP 协议原本是为静止或低速移动的基站设计的,因此必须在载荷侧做频偏与时序补偿,才能让标准协议在这种非常规条件下正常工作。
L3 网络层
这一层的机制与本站其他卫星域有本质区别:它的流量不是落到自己的关口站再进入互联网,而是进入合作移动运营商的核心网——因为在整个体系里,它的卫星扮演的是「合作运营商网络的一座基站」,用户在网络侧的身份仍然是那家运营商的用户。因此 IP 地址分配、NAT 策略、计费与业务策略全部由合作运营商决定,跟该用户平时用地面基站时是同一套体系,这也是「手机号不变、不用换卡、账单还是原来那家」这个用户体验的技术来源。这个域自身在这一层没有面向终端用户的产品,如实按此记录。跟本站 Eutelsat OneWeb 域的批发模式有相似之处(终端策略都在别人手里),但机制不同:那个域卖的是容量,这个域卖的是接入网延伸。
L4 传输层
这一层没有这个域自己销售的产品。低轨高度带来的时延在数十毫秒量级,远优于同步轨道(本站 Viasat 域约 600 毫秒),因此不需要像那个域那样部署传输层加速产品。真实的限制不在时延而在容量与可用时长:单颗卫星的容量要被其覆盖范围内所有接入手机共享,而覆盖范围极大(一颗大孔径卫星的波束可覆盖很广的地面区域),因此这类服务的定位是地面网络覆盖不到时的补充,而不是地面蜂窝的等效替代——把它当作等效替代来规划带宽密集型业务会落空。
L5 会话层
该层为空,没有产品或服务。这是其商业模式的直接结果:它不直接面向终端用户,用户的账户、认证与会话全部在合作移动运营商侧——用户用的是原来的手机号与 SIM 卡,在网络侧仍是那家运营商的用户,因此不存在属于这个域的账户体系或用户控制台。这与本站 Eutelsat OneWeb 域 L5 为空的原因同类(都不面对终端用户),差异来自商业模式而非能力缺失。
L6 表示层
该层为空,没有产品或服务。这个域没有独立的加密或表示层产品——蜂窝制式自带的空口加密属于 3GPP 标准的一部分,由标准协议与合作运营商的核心网共同承担,不构成这个域单独对外销售的产品线。
L7 应用层
这一层的核心是它的商业模式:通过合作移动运营商触达用户,而不是自建零售体系。原因跟 L2 的频谱约束直接相关——手机只认它支持的蜂窝频段,而这些频段由各地移动运营商持有,所以它必须一国一家地与持有频段的运营商合作,用对方的频谱落地、接入对方的核心网、由对方把这项能力纳入自己的资费方案。对用户而言的呈现是:手机号不变、不用换卡、账单还是原来那家,只是在没有地面信号的地方多了一条链路。它的合作方名单里有两家正是本站已收录的域——AT&T 与 Vodafone(两者同时也是其战略投资方),可对照阅读;此外还有日本、加拿大等地的运营商合作方。