算力星網：空天地一體化的算力革命新范式

當5G-A技術為地面萬物互聯筑牢網絡根基，人類對算力的角逐正加速向太空延伸。2025年底，我國向國際電信聯盟（ITU）提交新增20.3萬顆衛星的頻率與軌道資源申請，涵蓋14個中低軌衛星星座。這一迄今規模最大的國際頻軌集中申報行動，標志著太空已成為全球算力競爭的全新主戰場。從地面算力中心到低空空域，再到廣袤太空，算力的疆域正突破地域與維度的限制，一場覆蓋空天地的全域算力革命已然拉開帷幕。

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太空算力興起：全球頻軌資源爭奪邁入白熱化階段

算力的演進始終與人類社會數字化進程同頻共振。隨著人工智能大模型訓練、全球氣象實時監測、深空探測等新興應用的爆發式增長，傳統地面算力網絡在廣域覆蓋、全天候服務等方面的局限性日益凸顯。而太空憑借無地域約束、廣域覆蓋的天然優勢，成為拓展算力邊界的核心方向。太空算力的核心載體是低軌衛星星座，而衛星賴以運行的頻率與軌道資源，具有稀缺性與排他性的顯著特征，遵循ITU“先登先占”的分配規則，這使得全球頻軌資源爭奪日趨白熱化。

2025年12月，我國提交的超20萬顆衛星頻軌申請，彰顯了搶占太空算力戰略高地的決心。作為先行者，美國的衛星星座規劃同樣聲勢浩大。當地時間2026年1月9日，美國聯邦通信委員會（FCC）正式批準SpaceX新增7500顆第二代星鏈衛星的部署授權，使其全球衛星總數許可上限突破15000顆。這批新衛星搭載多頻段通信載荷，單星通信能力較初代提升4倍以上，最高傳輸速率可達1000Mbit/s。除星鏈外，亞馬遜“柯伊伯計劃”申報的3000多顆衛星，也憑借雄厚資本支撐在2025年進入密集發射期。

中美兩國的大規模衛星申報，本質是對未來太空算力主導權的爭奪。值得注意的是，隨著衛星技術與人工智能、高速通信技術的深度融合，這些衛星已不再是簡單的通信中繼器，而是將進化為具備在軌計算、實時數據處理能力的太空智算節點，推動算力模式從“天感地算”向“天感天算”跨越。

02

全域算力協同：亟待攻克的三大核心技術挑戰

太空算力的興起為全域算力供給開辟了新賽道，但要實現地面、低空、太空算力的無縫融合與高效協同，仍需突破多重技術與體系性瓶頸。當前，異構智算資源利用率偏低、低空算力保障能力不足、太空算力環境適應性薄弱等問題相互交織，成為制約全域算力價值釋放的主要障礙。

異構智算使用面臨困境，算力協同效率亟待提升。隨著算力需求的多元化發展，地面算力體系已形成由超算中心、智算中心、邊緣節點構成的異構架構，涵蓋通用計算、專用計算等多種算力類型。然而，不同算力節點的計算架構差異顯著、接口協議缺乏統一標準、資源調度機制相對孤立，導致跨地域、跨類型、跨主體的算力協同難以實現，大量算力資源處于閑置或低效運轉狀態，形成“算力黑洞”。

低空算力保障存在短板，連接紐帶作用尚未充分發揮。低空空域是無人機、浮空器等空基平臺的核心活動范圍，也是連接地面與太空算力網絡的關鍵紐帶，在應急通信、智慧交通、低空物流等場景中具有不可替代的作用。目前，低空算力體系建設仍存在明顯短板：一方面，受限于空基平臺的體積、重量與能耗約束，難以搭載高性能計算設備，算力供給能力嚴重不足；另一方面，低空環境復雜多變，運行狀態隨機性強，風速、溫度等氣象因素易影響平臺穩定性，且缺乏系統化的算力調度機制，導致算力資源分布零散，難以支撐規模化應用場景的算力需求。

太空算力環境難題未解，規模化部署面臨多重考驗。太空極端環境對算力設備提出了嚴苛的技術要求。在近地軌道，衛星向陽面溫度可達150℃以上，背陽面溫度則低至-200℃以下，巨大的溫差極易造成設備故障；高能粒子輻射還可能引發芯片“單粒子效應”，導致數據出錯或系統癱瘓。在數據傳輸方面，星間通信受距離、遮擋等因素影響，傳統射頻通信速率有限，難以滿足大規模算力協同的大帶寬需求；激光通信技術雖具備高速傳輸潛力，但易受大氣湍流干擾，穩定性有待進一步提升；太空算力節點的高機動性特征，也給星間路由規劃與連接穩定性帶來了巨大挑戰。與此同時，在地面算力中心中易于實現的能耗管理、散熱控制與設備運維等保障功能，在太空特殊環境下均成為需要重新攻克的技術難題。

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算力星網：構建空天地一體化算力供給體系

面對全域算力協同的諸多挑戰，算力星網（Computing Star Network,CSN）應運而生。這一創新架構打破了地面、低空、太空算力各自孤立的格局，通過立體覆蓋、技術融合與智能調度，構建起全域協同的算力供給體系，為破解當前算力發展瓶頸提供了系統性解決方案。

從技術內涵來看，算力星網是覆蓋地面、低空、太空三個維度的立體算力網絡。與傳統單一維度的算力網絡不同，算力星網中的地面智算中心、邊緣節點，低空無人機、浮空器算力平臺，以及太空衛星星座算力節點，既可以獨立運行以滿足本地算力需求；又能夠通過統一調度整合為有機整體，形成“以地面算力為基礎、低空算力為紐帶、太空算力為延伸”的三維立體架構。

算力星網的核心價值是在算力資源層、算力映射層、算力調用層的協同支撐下，通過“全局感知—智能決策—動態調度”的運行機制，進行計算任務的智能調度與最優分配，實現空天地算力需求與供給的精準匹配。

算力資源層：夯實各維度算力節點的性能根基

算力資源層聚焦地面、低空、太空三大維度算力節點的優化部署與性能提升，為算力星網提供核心算力支撐。

地面算力優化技術：研發超節點聚合技術與算力集群調度優化算法，同時推進邊緣節點的輕量化部署與資源虛擬化技術，提升硬件資源利用率，保障地面算力的高密度輸出與低時延響應能力。

低空算力適配技術：攻關輕量化、低功耗的專用算力芯片與集成設備，突破空基平臺的體積、重量與能耗限制；研發平臺穩定控制與環境自適應技術，提升無人機、浮空器在復雜低空環境下的算力輸出穩定性，解決算力資源分散化難題。

太空算力強化技術：研發抗輻射加固芯片、高效相變散熱材料等核心技術，提升設備對太空極端環境的適應性；探索太陽能、太空核能等新型能源供給技術；加速星間激光通信技術升級，通過自適應光學補償技術提升抗大氣湍流干擾能力，增強星間鏈路穩定性，推動“天感天算”模式的落地。

算力映射層：打通異構算力協同的技術壁壘

算力映射層承擔著“語義相通”的核心功能，是打破異構算力壁壘、實現跨維度協同的關鍵技術橋梁。

算力語義標準化技術：制定統一的算力資源描述規范與接口協議，將地面、低空、太空的異構算力資源抽象為標準化的算力服務單元，明確各節點的算力類型、性能參數、適用場景等核心屬性，實現異構算力的“語言互通”。

數據映射與壓縮技術：構建多源異構數據的統一映射模型，實現地面結構化數據、低空實時監測數據、太空遙感影像數據的格式兼容與語義對齊；融合語義通信技術，對跨維度傳輸數據進行智能壓縮，剔除無效冗余信息。

網絡適配映射技術：建立地面光纖網絡、低空無線通信網絡、太空星間鏈路的協議適配與映射機制，通過協議轉換、帶寬動態適配等技術，保障不同網絡類型之間的數據無縫流轉，為跨維度算力協同提供穩定的網絡保障。

算力調用層：實現全域算力的“意圖相通”

通過全局感知與智能決策，實現算力資源的“意圖相通”，貫穿各維度算力節點獨立運轉與協同聯動的全場景。

全局感知技術：部署空天地一體化感知網絡，實時采集各維度算力節點的負載狀態、任務隊列、能耗水平，以及網絡鏈路的帶寬、時延、丟包率等關鍵指標，構建覆蓋全域算力與網絡狀態的動態監測體系。

意圖驅動的算力調度算法：在獨立運轉場景下，算法可精準匹配本地算力資源與任務需求；在協同場景下，算法綜合考量算力成本、傳輸時延、任務優先級等多維度因素，制定全局最優的算力分配策略。

跨維度算力路由技術：通過精準的帶寬分配、動態路由規劃與時延控制，構建低時延、高可靠的跨維度傳輸網絡，保障協同計算任務中數據與指令的高效傳輸。

安全容錯技術：引入區塊鏈、邊緣智能等技術，構建“去中心化”的算力調度安全體系，提升系統抗干擾與防篡改能力；針對太空輻射、低空氣象突變等不確定因素，設計多級容錯機制，確保任務執行的連續性與穩定性。

結語

隨著算力資源層、算力映射層、算力調用層關鍵技術的持續突破，算力星網將逐步實現從“語義相通”到“意圖相通”的進階，全面激活空天地算力資源的潛能。這不僅將推動通信與計算領域的技術革命，更將賦能智慧交通、應急救災、深空探測等千行百業，為數字經濟高質量發展注入強勁動力。在全球太空算力競爭日趨激烈的背景下，算力星網的布局與推進，將助力我國在空天地一體化算力領域占據戰略制高點，引領全球算力網絡的未來發展方向。

本文刊載于《通信世界》2026年第1期

責編/版式：孫天

審校：梅雅鑫 王 濤

監制：劉啟誠

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編輯｜梅雅鑫 孫天 朱文鳳

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