近一年多来，卫星通信领域好不热闹，手机直连卫星服务进入大众消费的视野，包括手机厂商、卫星制造企业、芯片制造商、地面运营商等众多玩家纷纷入局。例如，今年以来，美国手机直连卫星初创企业AST SpaceMobile（AST）使用蓝行者3号测试卫星，实现了与未经修改的智能手机进行双向语音通线G功能；创始人和CEO埃隆·马斯克的商业航空公司SpaceX旗下星链（Starlink）上线年实现语音通话和数据功能，同年分阶段实现；华为Mate 60 Pro则成为全球首款支持天通卫星电话和双向北斗卫星消息的智能手机。
日前，《中国经营报》记者从民营商业航天公司银河航天获悉，该公司在灵犀03星上成功实现了我国首例终端到终端（Terminal to Terminal，T2T）低轨卫星通信测试。灵犀03星是国内首款使用柔性太阳翼的低轨宽带通信卫星，于今年7月23日在太原卫星发射中心成功发射。
银河航天CTO（首席技术官）朱正贤表示，一般来说，用户想成功使用卫星上网，除了要使用卫星终端连上卫星，还需要通过地面信关站中转这颗卫星的数据到地面公共网络。
本次测试的意义在于为卫星通信提供了一种更加灵活的通信模式。在极地、远海等偏远地区，即使没有信关站覆盖也能进行卫星通信。需要说明的是，这里所说的地面“信关站”是指卫星通信星地系统的数据中心节点，负责卫星通信业务数据的分发与收集，可完成卫星通信网络内部数据的交换和对外网络的数据路由。
记者了解到，T2T低轨卫星通信测试是指卫星地面终端之间直接通过卫星上的交换设备进行通信，无须经过地面信关站进行数据中转。在这样的工作模式中，因省去了信关站中转的环节，通信时延可以降低50%，同时也提高了整个系统的灵活性和可用性。
传统卫星通信方式依赖地面信关站，具有技术成熟稳定、通信容量大等优势，但与此同时，却存在发生故障时无法自主运行的风险。而与之相比，终端到终端卫星通信的优势在于灵活便捷、安全可靠，能够满足多种不同形式的通信需求，提升系统的服务能力。更为重要的是，这种新模式特别适合用于对等网络（Peer to Peer，P2P）的构建，承载对等网络的应用，使用户实现直接相互通信、共享资源和协同工作，无须依赖中心化的服务器。
“实现终端到终端低轨卫星通信并不容易，需要自研核心硬件设备克服诸多难题。”银河航天相关负责人指出，“其中难度最大的部件之一是数字载荷。”银河航天灵犀03星配置了数十吉比特每秒容量的毫米波多波束数字载荷，这可以通俗地理解为给卫星安装了一个“智能大脑”，使卫星能够根据业务需求，灵活调配自身的通信资源，自动进行运算并进行波束调配，通过数字透明转发技术实现星上传输数据通道的“自由组合”。值得一提的是，银河航天灵犀03星所搭载的数字载荷，从相控阵天线到数字硬件单机以及数字信号处理软件，均为银河航天自主研发。
银河航天方面透露，后续将进一步在轨验证下一代低轨宽带卫星通信技术，包括星上交换、信令波束等，不断探索通信卫星应用新模式，为我国卫星互联网建设提供技术支持。
需要注意的是，手机直连卫星吸引了众多力量参与和布局，而银河航天目前在低轨卫星通信方面的探索与创新，实际上也是在为手机直连卫星做技术准备。
事实上，当下所讨论的手机直连卫星，区别于传统的卫星电话，要求用户的手机不仅能连接蜂窝网络，而且还可以直接连接到卫星网络。确保无论何时何地都能享受到稳定、高速的网络连接。手机的大小也应当与日常使用的智能手机相当，不需要配备额外的设备。这意味着手机应该内置卫星通信所需的所有硬件和软件功能。
前述银河航天负责人告诉记者，针对手机直连卫星的需求设定，行业内目前有三种可能的技术路径。
第一种是把现有卫星通信系统集成到智能手机中。一些业内专家已达成共识，认为可以首先利用已有的移动通信系统，例如现有的高轨卫星通信系统，它可以直接集成到手机中，形成一个多模终端。由于这一模式已经拥有现成的系统，因此它被认为是最快速投入市场的方式。2022年，华为推出的Mate 50系列和苹果推出的iPhone 14都是采用的这种路径。然而，由于直连卫星的能力受到现有卫星通信系统的制约，其性能和功能的上限可能会受到限制，比如会面临传输速率以及传输时延的问题。
第二种是新研专门的手机直连的卫星来兼容现有手机，即不改变地面终端，但优化卫星系统。希望最大化利用已有的手机市场，并只在卫星上进行必要的改动升级，例如增大卫星的天线尺寸，使其更适应地面信号接收。这种路径的主要优势是卫星厂商可以立即开始提供服务，而无须等待用户购买新的兼容设备。AST公司采用的就是这种技术路径。不改变现有手机天线的大小和功率，又要保证通信质量，就需要把卫星上的天线做得特别大，比如AST公司研制的蓝行者3号卫星展开后是一个表面积达到64平方米的大型相控阵天线阵列。这种路径对于卫星的研发能力要求非常高，要克服大型可展开机构、能源供应等一系列技术难题。
第三种是按照国际标准设计下一代的手机直连卫星系统，这一路径就是为手机直连卫星从头设计下一代的完整系统，包括研发新的卫星和手机。由于需要新标准、研发新的技术和产品，这种方法可能需要更长的时间才能实现商业化。
值得注意的是，第二种和第三种路径都需要突破低轨卫星技术。低轨通信卫星具备成本低、功耗低、覆盖广、时延低等多方面的优势，同时随着一箭多星商业发射技术的应用，低轨卫星的发射成本进一步降低，大规模低轨卫星组网可以形成星座，实现大规模宽带通信，因此，低轨卫星通信成为当下众多玩家瞄准发力的重点领域。
