星間激光通信專家交流

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（來源：老司機駕新車）

星間激光通信專家交流

全文摘要

1、全球衛星激光通信發展

·技術特性與優勢：點對點形式可搭建保密性佳、抗電磁干擾的通信網絡，在星網、垣信及Starlink這類復雜球形星座中，能更高效提升整體星座通信效能。2023年馬斯克公布其星座激光通信成果，當時在軌衛星僅數千顆，每日激光通信傳輸數據超42PB，單臺激光終端最高通信速率達200Gbps，每日星座內激光通信建鏈次數超30萬次，有效提升了星座對地服務效能，凸顯出激光通信的顯著優勢。

·海外玩家技術進展：Starlink激光通信技術迭代迅速，從1.5代起大規模應用激光終端并實現商用，V2 mini版本將激光通信帶寬提升至200Gbps，2024年其激光終端數量已遠超萬臺；V3版本進一步將單終端通信速率提升至400Gbps，新增星地激光通信模塊，結合微波技術大幅提升衛星饋電鏈路通信能力，單星存儲量達1T以上，至少搭載4臺激光通信終端，構建起靈活通信網絡，通信能力較前代實現巨幅提升。馬斯克通過快速迭代，在光機頭部一體化成型、通信模塊優化、低成本制造等方面形成成熟方案，推動激光通信終端實現大規模商用。此外，藍色起源推出新星座計劃，規劃在中軌部署128顆骨干鏈路通信衛星，全部通過激光終端接入，星地對稱通信規劃達6Tbps，預計2027年開始部署，其系統設計高度依賴激光通信技術，但6Tbps技術落地仍存在諸多待突破的瓶頸。

·全球市場規模預測：機構樂觀估計全球激光通信市場增速明確可觀，當前預測未納入馬斯克提出的100萬顆太空算力中心衛星概念，若該計劃落地，將為激光通信終端帶來大量增量需求。國內新建激光通信市場需求及增長空間同樣廣闊，近期中科院實現對地120G通信速率，北郵在其2號、3號衛星上實現200Gbps星間通信，產品技術指標持續提升，不斷貼近業務使用需求。國際上還有企業專門推出與Starlink配套、對通的激光通信終端產品，已形成良好的市場效應與配套能力。

2、激光通信終端產品拆解

·光機頭部與電子學產品結構及成本：光機頭部占整體價格的70%左右，集成光學鏡頭、光學結構、高精度轉動控制器件等核心部件。以國際經緯儀式產品為例，其具備兩個軸向可控制俯仰，光學組件在產品構成中占比極高。粗跟蹤系統由電機加光柵碼盤組成，可實現兩個軸的轉動；結構框架為滿足復雜熱環境下的高穩定度與高精度控制要求，一般采用航天鋁基碳化硅等航天復合材料加工而成，成本占比較高。此外，光學頭還集成了望遠鏡、透鏡、精跟蹤鎮靜裝置、紅外相機等高價值器件，單臺成本可達大幾十萬，再搭配結構件、鎖緊裝置、電纜、熱控涂層等部件形成光學頭總集成。光學組件是整個激光通信終端的成本大頭，反映出當前航天激光通信產品對高精度光學系統高度依賴，技術壁壘較高。電子學產品主要集成系統板、電源板、通信板三類板塊：電源板較為特殊，需將衛星提供的一次電二次轉化為120伏以上的高壓，適配PI等壓電產品的供電需求；通信板借鑒地面通信產業技術成果，包含EDFA模塊（實現光放大效應）、光模塊驅動及信號處理等器件。

·終端小型化輕量化成果：典型海軍潛望式激光終端產品通過兩個軸向的轉動實現大角度范圍追蹤，采用高集成度設計，將大量零部件、光路及控制部件高度整合。目前國產激光終端可做到3公斤多一點，相較于火箭降成本的巨大空間，激光終端在小型化、輕量化方面已取得較好成果。從產品爆炸圖來看，軸向上通過電機加光柵碼盤實現大角度轉動；精跟蹤系統鑲嵌在光路內部，借助快速反射鏡及紅外相機實現光路精準跟蹤；望遠鏡系統由透視式望遠鏡與輕量化光學鏡片組合而成。此外，產品還包含鎖緊釋放機構、熱控系統等，對高精度裝配提出極高要求，包括地面裝配時的溫度控制、裝配過程中熱膨脹系數的一致性等，光機產品生產存在諸多無法自動化的環節。

·ATP系統核心技術解析與行業趨勢：ATP系統即捕獲、跟蹤、瞄準系統，是激光通信終端核心算法與硬件融合形成的關鍵能力，負責建立和維持穩定的通信聯絡。其技術發展方向要求指向范圍更大、跟蹤精度更高、響應角速度更快，以適配異軌衛星擦肩而過、不同軌道高度帶來巨大速度差等復雜場景，是行業廠商重點提升的技術方向。國產化替代方面，因產品需求存在（更多實時紀要加微信：jiyao19）差異，部分特殊產品要求100%國產替代，部分產品可滲透進口零部件，暫無統一要求。針對100G激光終端產品，行業內已提出降成本的相關思路。

3、激光通信降本與競爭格局

·激光通信降本路徑與發展迭代方向：激光通信需通過多方向推進實現降本，包括規模化生產、技術集成化以及國產化替代，同時依托先進工藝、先進材料替代，如MEMS振鏡、音圈電機等產品應用拓展降本空間。發展層面，參照馬斯克的發展邏輯，結合我國規劃的大型項目及太空算力項目，推動更高階產品滲透，最終實現降本、提升通信速率與使用效率的根本性迭代。

·激光通信市場規模與競爭格局展望：激光通信全球市場規模預計將十分龐大，具備較強集成能力、成本控制能力及交付能力的系統廠商擁有長期發展潛力。當前激光通信市場容量巨大，足以容納多元競爭及多種產品形態發展。此外，激光通信是衛星及天上信息產業的核心出發點，唯有解決通信問題，才能催生更多價值溢價與應用場景。

4、星間激光鏈路必要性

·場景需求驅動因素：在小通量衛星上，微波雖具備產品成熟、成本低、配套邏輯簡單的優勢，但激光通信更契合當前太空發展需求。一方面，遙感衛星數據采集量隨高時間分辨率、高空間分辨率要求提升而大幅增長，海量數據回傳的需求使激光通信成為根本發展方向，正逐漸在遙感型衛星中成為標配；另一方面，衛星互聯網通過拓寬星間骨干網絡提升對地通信服務質量，激光鏈路可實現10G到100G級星間通量，使單芯吞吐量提升十倍、百倍甚至千倍以上，搭配更大對地天線能優化用戶接入與服務體驗，是衛星互聯網的重要發展路徑。

·技術與頻譜優勢解析：微波通信當前面臨頻譜擁擠、星間信號干擾、保密性不足等關鍵問題，而激光通信憑借點對點、可快速切換的技術特性，在星間復雜通信網絡架構下展現出更優的適配性，抗干擾能力和保密性更突出。從行業實踐來看，馬斯克星鏈最早攻克星間激光通信，其V3版本加入星地激光通信鏈路進一步凸顯該技術的價值，藍色起源等項目的部署也印證了這一趨勢，激光通信在天網建設及天地通信網絡融合中的角色愈發重要，所能釋放的價值持續提升。

5、高帶寬激光通信可行性

·海外技術路徑借鑒：馬斯克已探索出可行的高帶寬激光通信路線：a.采用專業分工模式，激光通信終端的通信模塊與地面通信國際大廠合作攻關，自身專注系統解決方案、光機技術迭代以及與在軌星座的融合適配；b.通信速率持續突破，已從10G量級提升至100G，當前穩定在200Gbps，后續計劃升級至400Gbps，沿地面光通信產業技術路徑迭代；c.提出批生產理念，摒棄單臺極致性能思路，將激光通信終端從數千萬甚至上億級別的高精尖航天載荷，轉化為可批量生產的通用光學器件，通過快速迭代、在軌升級保障使用性能。

·國內落地實踐探索：國內在高帶寬激光通信的在軌驗證與終端技術上已取得階段性成果：2025年已有幾十臺激光通信產品同步開展在軌驗證，在入軌自主建鏈、長時間穩定連鏈、斷鏈后的自主重連等核心性能上表現優異；終端小型化輕量化實現突破，單臺前端光機重量可控制在3點幾公斤，整體尺寸與鞋盒相當，同時正朝著低成本方向推進；行業正推動衛星平臺與激光終端的深度耦合融合，破解跨軌通信的高精度對準、穩定通信等難題。

·批量化生產趨勢：航天產業正從工程化向產業化、工業化轉型，激光通信終端作為衛星標配產品需適配批量化生產趨勢。馬斯克的相關實踐提供了參考方向：a.采用大口徑激光通信終端技術路線，搭配更長光路的望遠鏡，通過星與終端的自主設計實現深度協同，在終端包絡、產品簡化及與衛星的集成上做到極致優化；b.優化硬件架構，不再為每臺終端配備獨立FPGA構架，采用MCU與衛星FPGA融合的設計，后端光路采用一體化方案，94%以上的軟件代碼可實現全天候重構；c.通過快速的在軌軟件升級、功能迭代，彌補單臺產品性能短板。國內雖有批量化探索趨勢，但目前試錯與迭代機會相對不足，整體迭代速度有待提升。

6、國內激光通信技術差距

·前端ATP系統差距：a. 國內航天產品前端ATP系統及整體產品批產環節，因發展較晚、迭代驗證機會少、批量化建設滯后，存在明顯短板；b. 核心零部件PI壓電采購周期6個月以上，單顆成本5-6萬，成本高、供貨周期長的問題突出；c. 低成本替代方案如MEMS器件成本可低至千元級，但存在指標和可靠性的均衡難題，需前端系統廠商、衛星總體及星座用戶共同推進在軌驗證與深度結合，目前缺乏足夠的迭代驗證空間。

·后端通信產業滲透不足：地面通信大廠的技術尚未完全滲透到商業航天領域，物理層面的限制在于先進制程芯片在航天環境下易受輻射影響，對配套要求更高。不過國內已有通信大廠開始將百級光模塊向航天級改造并嘗試批量生產，地面通信廠商看到商業航天中光通信帶來的新機遇，若能將先進技術和資源傾斜進來，與航天系統深度結合，有望實現規模化建設曲線下的快速迭代。

7、激光通信與太空算力融合

·太空算力發展態勢：太空算力自2025年11月興起，至今僅三個多月便經歷諸多變化。馬斯克曾提出部署1000顆乃至100萬顆衛星，打造分布式形態的太空算力中心，但其申請文件中衛星及技術形態尚未完全落定。馬斯克對太空數據中心的構想逐步升級：最初提出Starlink的WAN星完成后，可在V3版本星上增加傳輸加計算能力，形成分布式太空數據中心；后續進一步提出百G瓦、T瓦級別的宏大規劃。未來太空算力中心形態將呈多樣性，包括馬斯克構想的數百萬顆星的集群、StarCloud視頻中16平方公里翻板支撐的服務器集群，以及浙江實驗室北侖軌道晨光描述的數千顆星的分布式算力系統等。

·激光鏈路核心作用：星間激光通信是太空算力通信的確定性方案，具備速度更快、天花板更高、近距離可降低自身技術難度等優勢，將成為太空數據中心服務器間聯通的最主流手段。當前國內外布局衛星規劃的廠商，均將激光通信終端作為核心倚重方向。馬斯克基于已發展的激光通信使用優勢及全鏈條建設優勢，將其作為太空算力調度、算力資源釋放及算力系統內部數據交互的主流技術路徑。不過太空中若實現衛星集群或星間控制能力，激光終端形態可能發生變化，比如地面常用的FSO終端因用于相對運動小的點間通信，擺動范圍、跟瞄指標要求較低，這類終端也有應用于太空通信的可能性。目前激光通信是具備實施路徑、確定性成果及明確技術指引的通信手段。

8、國內激光通信產業格局

·多元競爭主體布局：國內激光通信領域呈現多元化競爭格局，涵蓋四類參與主體：一是國家隊科研院所，以504所、704所、804所、34所、54所為代表，長期深耕行業，持有大量任務，具備深厚技術迭代能力；二是高校，如工大、北郵等在部署相關產品并開展技術迭代；三是商業衛星公司，長光衛星的激光通信終端完全實現自研自用，另有部分未公開披露的衛星總體公司也在布局相關業務；四是通信大廠，華為、烽火已有整機產品完成在軌驗證，目前在軌產品數量為個位數，中興則在光模塊領域積極滲透；此外還有盛光通信、藍星光域、海星光聯等眾多創業公司參與其中。各主體定位差異明顯，國家隊依托長期任務積累形成技術優勢，商業衛星公司側重自研自用，通信大廠尚處行業滲透初期，創業公司則在細分賽道展開布局。

·供應鏈與國產化進展：激光通信終端技術壁壘極高，一款僅3~5公斤的產品集成數十個甚至上百個零部件，加工精度要求嚴苛，涉及從光纖耦合端面到收發相機、光路放大等復雜技術環節，生產、光路簡化設計及集成等環節存在較高進入與迭代門檻，對航天光機、衛星技術要求的理解深度要求極高。通信大廠雖組建相關事業部發展兩到三年，仍未實現產品自動化生產。國內國產化推進方面，上光通信依托上光所拿到批量市場化訂單，而華為、烽火等通信大廠尚未形成批量產品在軌應用，僅完成個位數產品的在軌驗證，其系統能力評估仍需時間。通信大廠需將現有產品進行宇航級改造，包括芯片底層邏輯優化、封裝改造，以及適配復雜熱力、輻射、高能粒子等特殊環境影響，目前整體仍處于行業滲透階段。

·海外供應鏈情況：海外激光通信供應鏈方面，SpaceX的激光通信產品集成環節堅持自研，通信側與國際通信大廠展開合作，早期邁德瑞科深度參與其激光通信業務，該公司曾獲得國內相關訂單，后因國際競爭退出中國市場，現被美國公司收購。SpaceX對卡脖子產品保留自主設計、迭代及生產能力，細分加工環節則釋放出供應鏈機會，傳聞其使用了國內低成本光學加工產業鏈的能力，昂納科技的海外公司疑似為其供應光纖、光模塊相關產品，但相關信息未公開。國內廠商目前參與SpaceX供應鏈存在較高風險，暫無公開的規模化供貨情況。

Q: 星間激光鏈路的必要性是什么？部分星座通信早期采用通過地面星關站實現地面網絡互聯及用戶終端通信的TP模式，當前趨勢轉向星間直接互聯。

A: 小通量衛星中微波雖有成熟、成本低、配套簡單的優勢，但激光通信的核心價值在于保密通信及更高帶寬。當前太空數據采集衛星的采集量持續增長，高時間分辨率與高空間分辨率帶來海量數據傳遞需求，激光通信無論是向地球回傳、傳遞至中繼網絡還是國家高速通信網絡，均為根本發展方向，已成為遙感衛星的標配。在衛星互聯網領域，以馬斯克星座為例，其通過拓寬星間骨干網絡提升對地通信服務質量——星間通量從10G提升至100G時，單芯吞吐量可實現十倍、百倍甚至千倍增長，基帶與基站間通信速率更高，搭配更大對地天線可優化用戶接入及體驗。此外，微波存在頻譜擁擠、信號干擾及保密問題，而激光通信點對點、可快速切換的特性，在星間復雜通信架構下更具技術優勢。星間激光通信是馬斯克最早攻克的方向，其V3版本加入星地激光鏈路，結合藍色起源項目部署，可見激光通信在天網建設及天地融合中的角色日益重要，釋放的價值持續提升。

Q: 國內星間通信激光終端指標未達海外水平，是否因前端ATP性能差距及后端國內先進光通信、無線通信企業未進入？

A: 國內星間通信激光終端前端因航天產品迭代驗證機會少、批量化建設晚，低成本替代方案未形成在軌驗證及與衛星終端、用戶的深度結合，試錯迭代空間未實現；后端地面通信大廠未完全滲透商業航天，因先進制程芯片在航天環境下易受輻射影響、對配套要求高，但已有通信大廠開始將百級光模塊改造為航天級并嘗試批量生產，未來地面通信技術與航天系統結合后，可實現規?；ㄔO下的快速迭代。

Q: 海外算力星采用集中式DC模式還是分布式模式？

A: 太空算力興起于25年11月，僅三個多月。星間激光通信因速度快、天花板高、近距離可降低終端難度，是太空數據中心算力調度及數據交互的主流技術路徑。馬斯克基于Starlink激光通信優勢，計劃在V3星實現傳輸加計算的分布式太空數據中心，后續升級至百G、T瓦級別。未來太空數據中心形態多樣，包括馬斯克數百萬顆星集群、StarCloud16平方公里翻板支撐的服務器集群、浙江實驗室數千顆星分布式算力系統等，激光通信仍是主流技術手段，且具備實施路徑與確定性成果。

Q: SpaceX的星載激光通信終端是否完全自研，及是否有供應商？

A: SpaceX星載激光通信終端集成環節自研，通信側采用國際通信大廠產品；早期激光通信有邁德瑞科參與，該公司為全球較早做星載激光通信產品的企業，曾獲原信部前身多媒體星訂單，后因國際競爭退出中國市場，現被美國公司收購。完全卡脖子產品SpaceX保留自主設計、迭代及生產能力，細分顆粒度產品及加工環節釋放供應鏈機會，且使用國內低成本光學加工產業鏈能力，相關信息未公開。

Q: 昂納科技是否為SpaceX供應零部件？

A: 昂納科技的美國或歐洲子公司曾為SpaceX供應光纖及光模塊產品。

Q: 除昂納科技外，還有其他公司向客戶供應相關產品嗎？

A: 沒有其他公司，國內參與自身產業鏈條的公司目前基本未向客戶供貨，主要因該業務存在較大風險。

Q: 國內激光通信產業鏈的有哪些，如504所、航天電子等？

A: 國內激光通信產業鏈包括多類：國家隊有504所、704所、上海八院804所、中電科34所、25所、科工集團25所、電科54所等；高校有工大、北郵等，部署相關產品并迭代；商業衛星公司（更多實時紀要加微信：jiyao19）如長光衛星及部分未公開披露的衛星總體公司；通信大廠包括華為、烽火、中興；創業公司包括盛光通信、激光通、星通、藍星光域、海星光聯、比喻光學、星耀光宇、亮劍星通、星辰光電、長理系下屬公司等，競爭格局多元化。

Q: 烽火通信的激光通信產品是否已實現批量成熟在軌？其客戶情況及產品技術如何？

A: 烽火通信客戶較少，未實現批量激光通信產品在軌，無大型客戶規?；谲夠炞C，僅有數位產品處于在軌驗證階段，系統能力仍需進一步觀察。