當(dāng)5G-A技術(shù)為地面萬物互聯(lián)筑牢網(wǎng)絡(luò)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(lián)盟（ITU）提交新增20.3萬顆衛(wèi)星的頻率與軌道資源申請，涵蓋14個中低軌衛(wèi)星星座。這一迄今規(guī)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(zhàn)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。

01

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(shù)字化進程同頻共振。隨著人工智能大模型訓(xùn)練、全球氣象實時監(jiān)測、深空探測等新興應(yīng)用的爆發(fā)式增長，傳統(tǒng)地面算力網(wǎng)絡(luò)在廣域覆蓋、全天候服務(wù)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(yōu)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(wèi)星星座，而衛(wèi)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(guī)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(wèi)星頻軌申請，彰顯了搶占太空算力戰(zhàn)略高地的決心。作為先行者，美國的衛(wèi)星星座規(guī)劃同樣聲勢浩大。當(dāng)?shù)貢r間2026年1月9日，美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）正式批準SpaceX新增7500顆第二代星鏈衛(wèi)星的部署授權(quán)，使其全球衛(wèi)星總數(shù)許可上限突破15000顆。這批新衛(wèi)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(wèi)星，也憑借雄厚資本支撐在2025年進入密集發(fā)射期。

中美兩國的大規(guī)模衛(wèi)星申報，本質(zhì)是對未來太空算力主導(dǎo)權(quán)的爭奪。值得注意的是，隨著衛(wèi)星技術(shù)與人工智能、高速通信技術(shù)的深度融合，這些衛(wèi)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(shù)據(jù)處理能力的太空智算節(jié)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(xié)同：亟待攻克的三大核心技術(shù)挑戰(zhàn)

太空算力的興起為全域算力供給開辟了新賽道，但要實現(xiàn)地面、低空、太空算力的無縫融合與高效協(xié)同，仍需突破多重技術(shù)與體系性瓶頸。當(dāng)前，異構(gòu)智算資源利用率偏低、低空算力保障能力不足、太空算力環(huán)境適應(yīng)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(gòu)智算使用面臨困境，算力協(xié)同效率亟待提升。隨著算力需求的多元化發(fā)展，地面算力體系已形成由超算中心、智算中心、邊緣節(jié)點構(gòu)成的異構(gòu)架構(gòu)，涵蓋通用計算、專用計算等多種算力類型。然而，不同算力節(jié)點的計算架構(gòu)差異顯著、接口協(xié)議缺乏統(tǒng)一標準、資源調(diào)度機制相對孤立，導(dǎo)致跨地域、跨類型、跨主體的算力協(xié)同難以實現(xiàn)，大量算力資源處于閑置或低效運轉(zhuǎn)狀態(tài)，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(fā)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(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵紐帶，在應(yīng)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(shè)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(shè)備，算力供給能力嚴重不足；另一方面，低空環(huán)境復(fù)雜多變，運行狀態(tài)隨機性強，風(fēng)速、溫度等氣象因素易影響平臺穩(wěn)定性，且缺乏系統(tǒng)化的算力調(diào)度機制，導(dǎo)致算力資源分布零散，難以支撐規(guī)?；瘧?yīng)用場景的算力需求。

太空算力環(huán)境難題未解，規(guī)?；渴鹈媾R多重考驗。太空極端環(huán)境對算力設(shè)備提出了嚴苛的技術(shù)要求。在近地軌道，衛(wèi)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(shè)備故障；高能粒子輻射還可能引發(fā)芯片“單粒子效應(yīng)”，導(dǎo)致數(shù)據(jù)出錯或系統(tǒng)癱瘓。在數(shù)據(jù)傳輸方面，星間通信受距離、遮擋等因素影響，傳統(tǒng)射頻通信速率有限，難以滿足大規(guī)模算力協(xié)同的大帶寬需求；激光通信技術(shù)雖具備高速傳輸潛力，但易受大氣湍流干擾，穩(wěn)定性有待進一步提升；太空算力節(jié)點的高機動性特征，也給星間路由規(guī)劃與連接穩(wěn)定性帶來了巨大挑戰(zhàn)。與此同時，在地面算力中心中易于實現(xiàn)的能耗管理、散熱控制與設(shè)備運維等保障功能，在太空特殊環(huán)境下均成為需要重新攻克的技術(shù)難題。

03

算力星網(wǎng)：構(gòu)建空天地一體化算力供給體系

面對全域算力協(xié)同的諸多挑戰(zhàn)，算力星網(wǎng)（Computing Star Network,CSN）應(yīng)運而生。這一創(chuàng)新架構(gòu)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(shù)融合與智能調(diào)度，構(gòu)建起全域協(xié)同的算力供給體系，為破解當(dāng)前算力發(fā)展瓶頸提供了系統(tǒng)性解決方案。

從技術(shù)內(nèi)涵來看，算力星網(wǎng)是覆蓋地面、低空、太空三個維度的立體算力網(wǎng)絡(luò)。與傳統(tǒng)單一維度的算力網(wǎng)絡(luò)不同，算力星網(wǎng)中的地面智算中心、邊緣節(jié)點，低空無人機、浮空器算力平臺，以及太空衛(wèi)星星座算力節(jié)點，既可以獨立運行以滿足本地算力需求；又能夠通過統(tǒng)一調(diào)度整合為有機整體，形成“以地面算力為基礎(chǔ)、低空算力為紐帶、太空算力為延伸”的三維立體架構(gòu)。

算力星網(wǎng)的核心價值是在算力資源層、算力映射層、算力調(diào)用層的協(xié)同支撐下，通過“全局感知—智能決策—動態(tài)調(diào)度”的運行機制，進行計算任務(wù)的智能調(diào)度與最優(yōu)分配，實現(xiàn)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(jié)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(jié)點的優(yōu)化部署與性能提升，為算力星網(wǎng)提供核心算力支撐。

地面算力優(yōu)化技術(shù)：研發(fā)超節(jié)點聚合技術(shù)與算力集群調(diào)度優(yōu)化算法，同時推進邊緣節(jié)點的輕量化部署與資源虛擬化技術(shù)，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(yīng)能力。

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

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

算力映射層：打通異構(gòu)算力協(xié)同的技術(shù)壁壘

算力映射層承擔(dān)著“語義相通”的核心功能，是打破異構(gòu)算力壁壘、實現(xiàn)跨維度協(xié)同的關(guān)鍵技術(shù)橋梁。

算力語義標準化技術(shù)：制定統(tǒng)一的算力資源描述規(guī)范與接口協(xié)議，將地面、低空、太空的異構(gòu)算力資源抽象為標準化的算力服務(wù)單元，明確各節(jié)點的算力類型、性能參數(shù)、適用場景等核心屬性，實現(xiàn)異構(gòu)算力的“語言互通”。

數(shù)據(jù)映射與壓縮技術(shù)：構(gòu)建多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一映射模型，實現(xiàn)地面結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、低空實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、太空遙感影像數(shù)據(jù)的格式兼容與語義對齊；融合語義通信技術(shù)，對跨維度傳輸數(shù)據(jù)進行智能壓縮，剔除無效冗余信息。

網(wǎng)絡(luò)適配映射技術(shù)：建立地面光纖網(wǎng)絡(luò)、低空無線通信網(wǎng)絡(luò)、太空星間鏈路的協(xié)議適配與映射機制，通過協(xié)議轉(zhuǎn)換、帶寬動態(tài)適配等技術(shù)，保障不同網(wǎng)絡(luò)類型之間的數(shù)據(jù)無縫流轉(zhuǎn)，為跨維度算力協(xié)同提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)保障。

算力調(diào)用層：實現(xiàn)全域算力的“意圖相通”

通過全局感知與智能決策，實現(xiàn)算力資源的“意圖相通”，貫穿各維度算力節(jié)點獨立運轉(zhuǎn)與協(xié)同聯(lián)動的全場景。

全局感知技術(shù)：部署空天地一體化感知網(wǎng)絡(luò)，實時采集各維度算力節(jié)點的負載狀態(tài)、任務(wù)隊列、能耗水平，以及網(wǎng)絡(luò)鏈路的帶寬、時延、丟包率等關(guān)鍵指標，構(gòu)建覆蓋全域算力與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)測體系。

意圖驅(qū)動的算力調(diào)度算法：在獨立運轉(zhuǎn)場景下，算法可精準匹配本地算力資源與任務(wù)需求；在協(xié)同場景下，算法綜合考量算力成本、傳輸時延、任務(wù)優(yōu)先級等多維度因素，制定全局最優(yōu)的算力分配策略。

跨維度算力路由技術(shù)：通過精準的帶寬分配、動態(tài)路由規(guī)劃與時延控制，構(gòu)建低時延、高可靠的跨維度傳輸網(wǎng)絡(luò)，保障協(xié)同計算任務(wù)中數(shù)據(jù)與指令的高效傳輸。

安全容錯技術(shù)：引入?yún)^(qū)塊鏈、邊緣智能等技術(shù)，構(gòu)建“去中心化”的算力調(diào)度安全體系，提升系統(tǒng)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(shè)計多級容錯機制，確保任務(wù)執(zhí)行的連續(xù)性與穩(wěn)定性。

結(jié)語

隨著算力資源層、算力映射層、算力調(diào)用層關(guān)鍵技術(shù)的持續(xù)突破，算力星網(wǎng)將逐步實現(xiàn)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(lǐng)域的技術(shù)革命，更將賦能智慧交通、應(yīng)急救災(zāi)、深空探測等千行百業(yè)，為數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)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(wǎng)的布局與推進，將助力我國在空天地一體化算力領(lǐng)域占據(jù)戰(zhàn)略制高點，引領(lǐng)全球算力網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展方向。

本文刊載于《通信世界》2026年第1期

責(zé)編/版式：孫天

審校：梅雅鑫 王 濤

監(jiān)制：劉啟誠

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編輯｜梅雅鑫 孫天 朱文鳳

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