今年7月以來，由馬斯克創立并運營的太空探索技術公司(SpaceX)旗下衛星互聯網服務“星鏈”（Starlink）接連發生軟件故障、服務中斷等大規模網絡故障，暴露了其在高速擴張過程中的技術與運營短板。作為全球最大的低軌衛星互聯網服務商，星鏈覆蓋140個國家、擁有600萬用戶，其故障不僅影響民生服務，更對軍事通信和商業合作造成沖擊，折射出巨型星座發展中的“成長陣痛”。
近期，我國在20天內密集發射5批低軌道組網衛星，中國版“星鏈”建設也漸入高潮。衛星互聯網太空組網有哪些風險？應該如何做好保障、確保安全可用？本文就巨型低軌道星座的安全話題，探討相關問題與應對之策。
衛星發射瞬間。圖源 Starlink
星鏈故障追因：核心網軟件問題“重復發作”
7月24日，星鏈因核心網絡軟件服務故障，導致美國、歐洲、烏克蘭等全球6.1萬用戶斷網2.5小時，烏克蘭前線軍事通信全面癱瘓（下簡稱“7月故障”）。星鏈官方承認系“內部關鍵軟件故障”，馬斯克致歉并承諾修復。時隔兩周后，8月19日，全球服務中斷信息聚合平臺Downdetector記錄到數千份中斷報告，影響范圍包括美國達拉斯、舊金山及南美、澳大利亞等地（下簡稱“8月故障”）。此次故障恰逢T-Mobile推出“星鏈直連手機”服務次日，嚴重沖擊了新業務的市場信任。
星鏈采用“衛星—地面站—核心網”三級架構，7月故障根源在于“針對地面計算集群的軟件升級程序”，因流量重分配過載引發全網癱瘓。這一事件暴露了其核心網軟件動態調度能力的不足——低軌衛星過頂時間僅3~5分鐘，需實時切換數千顆衛星，軟件模塊的耦合性缺陷極易引發連鎖反應。
盡管星鏈未官方確認8月故障與7月故障的關聯性，但從表象看，兩次故障均發生在業務高峰期（7月烏克蘭戰事緊張、8月T-Mobile新服務上線），凸顯核心網對突發流量的容錯設計存在缺陷。7月故障后，星鏈承諾進行“根因分析并修復”，但8月故障的重復發生，說明其軟件架構未實現實質性解耦（如仍依賴單一核心服務模塊）。
綜上可以認為，8月故障是7月核心網軟件問題的“重復發作”，暴露了星鏈在巨型星座調度中的軟件架構缺陷。這提示我們，星鏈需從“航天快速迭代”模式轉向“通信級可靠性設計”，才能真正提供電信級服務水平。
如何讓中國版“星鏈”更安全？
中國版“星鏈”的網絡也采用與星鏈一樣的“衛星—地面站—核心網”三級架構，可通俗理解為一個三層協作的“太空信號系統”：天上的衛星是“移動信號塔”（天基基站+傳輸節點），既能發信號又能接力傳數據；地面上的地面站是“超級中轉站”（超級基站+智能網關），負責把衛星信號接到地面；核心網則是整個系統的“大腦中樞”，負責“誰能上網”“數據往哪傳”這些關鍵環節。
馬斯克星鏈接連出現故障，許多人將質疑的目光投向天上，認為太陽活動活躍導致星鏈上的衛星軌道穩定性受到沖擊，進而影響到了通信服務的連續性。其實，考慮到星鏈上的衛星數量多，就算少數幾個“罷工”，一般也不影響整體使用；而且衛星“罷工”墜落是正常的“老化”現象，屬于可預測的硬件生命周期問題，可以提前預判，故而衛星正常隕落不會給通信造成大麻煩。
因此，“星鏈”的安全性，關鍵還是要看核心網和地面站這兩部分。
衛星互聯網示意圖。圖片由AI生成
（一）核心網的安全秘訣：“多備份、能自愈”
先說說“大腦中樞”，核心網怎么保安全？一般來講，核心網的安全秘訣是“多備份、能自愈”。就像給大腦裝了“備用零件”，出問題要能立刻補上。
其一做法是，多地備份“分大腦”。核心網不是一個孤零零的“大腦”，而是拆成了3~5個“分大腦”（區域節點）分管不同地區。它們之間可以用加密專線連起來，實時同步大家的上網信息。哪怕其中一個“分大腦”出故障，毗鄰的馬上接手，就不至于全網癱瘓。而且，“分大腦”下面還有“小大腦”（邊緣核心節點），管著更小的區域。“小大腦”出故障，“分大腦”也能直接頂上，減少問題擴散。
另一手段是，關鍵設備“一主一備”。核心網里分管用戶登錄、數據路線的關鍵設備，都要一主一備，兩套設備實時同步信息。主用的設備“宕機”，備用設備在100毫秒內就能接過來，用戶根本感覺不到。此外，負責存儲用戶信息的數據庫也要“多處備份”，就算一個地方的數據丟了，其他地方的備份能立刻補上，保證登錄、認證等不受影響。
另外，核心網還要做到“智能規劃路線，數據丟了能重傳”。作為系統的大腦中樞，核心網會和衛星系統聯動，能夠提前預知衛星什么時候飛過、從哪里飛過，進而為設備規劃最好的信號路線。要是某個“分大腦”太忙，可以自動把部分任務分給空閑節點，避免擁塞。同時，萬一數據在傳輸中丟了或者被篡改，核心網也要抓住衛星飛過的短暫時間，讓衛星重傳一次，保證數據完整。
（二）地面站安全要靠“三多”
再看地面“超級中轉站”，怎么預防故障發生？
地面站是信號從太空到地面的“第一道關口”，它的安全靠“多站點、多設備、多線路”。一句話，設備、線站“多”了，就不怕單點出問題。
具體而言，有3條原則。一是，一個區域建多個站，避開災害區。同一個地區可建2~3個地面站，分散在不同地方——比如一個在海邊、一個在山里，這樣可避免地震或臺風等極端情況到來時全軍覆沒。另外，重要的“主中轉站”要在不同大區域備份，小范圍的“中轉站”可以一個主用一個備用，主用發生故障，備用設備30秒內就能接過來。
二是，設備出現問題，備用的要立刻頂上。地面站的天線、信號處理器這些關鍵設備，都要有“備胎”。比如主天線設備故障了，備用天線很快就能自動啟動；信號處理器也要“多備一個”，一個發生故障，其他的要能立刻接過來，就像云計算一樣靈活。電源更是要正常電網、不間斷電源（UPS）、柴油發電機“三層保險”，就算停電，也能撐至少72小時設備不停機。
三是，多條數據線，斷一條換一條。地面站連到核心網的數據線，至少接兩條不同運營商的光纖。一條斷了，10秒內就要能切換到另一條；兩條都斷了，也還能靠微波、衛星傳送信號，保證“路”永遠通。
此外，系統也要實時“盯著”地面站狀態，哪個站太忙或者出現故障，就自動讓衛星把信號轉到附近的站，不會讓衛星飛過的時候“沒人接信號”。
總的來說，地面站靠“多地多設備備份”守住信號入口，核心網靠“多區域多備用”穩住全局調度，兩者配合就像給整個網絡裝上了“雙保險”——前端關口斷不了，后端大腦垮不了，共同織成一張“末梢抗斷、中樞抗毀”的安全網，讓大家用起中國版“星鏈”來更踏實。
從星鏈中汲取經驗和教訓
隨著通信事業的飛速發展，我國網絡的人口覆蓋率已超過98%，但網絡對國土面積的覆蓋率據估不超過40%，仍有大量的山地、草原、高原、戈壁、沙漠沒有網絡覆蓋。從1G模擬通信、2G數字通信、3G多媒體通信、4G寬帶多媒體通信到5G擁有的高寬帶、低時延、海量鏈接，留給6G迫切需要解決的就是無所不在的覆蓋問題，而這個問題的最終答案，筆者認為就是“衛星互聯網”。
2020年4月，國家發改委首次明確新型基礎設施的范圍，衛星互聯網被納入通信網絡基礎設施范疇。
而馬斯克的SpaceX 用實際行動向世人證明，火箭發射可以像汽車加油那樣重復使用，衛星制造也可以用流水線作業，衛星的價格可以降到數十萬美元量級，衛星發射可以一箭數十顆星排隊上天……所有一切能夠將衛星拉下“神壇”，真正為普通大眾服務的理想，都是非常有現實意義的。
回過頭來看此番SpaceX星鏈系統故障，給我們的啟發不少。馬斯克的航天實踐，堪稱對傳統思維的顛覆性突破。他以第一性原理為綱，將互聯網快速迭代邏輯注入航天領域，通過可重復使用火箭、巨型低軌星座星鏈等開創性探索，成功構建商業閉環，其成就值得稱道。但面向6G天地一體化無線泛在網絡，要提供電信級服務品質，星鏈在可靠性、穩定性等方面仍需補齊短板。
我國作為“追趕者”，既要深入汲取星鏈快速迭代、商業閉環的成功經驗，也要針對性規避其在網絡安全、服務連續性等方面的教訓，秉持成本與可靠性平衡原則，打造中國版“星鏈”，為我國下一代空天地網絡及“一帶一路”空天信息之路筑牢根基。
（作者謝鷹系互聯網協會特聘專家、宇航學會衛星應用專委會委員、中訊郵電咨詢設計院有限公司首席衛星專家，本報記者趙廣立編輯整理）
本文鏈接：“星鏈”故障連發，對中國衛星互聯網有何啟示？http://www.sq15.cn/show-11-24963-0.html
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