STARLINK · 两张网
SPACEX · STARLINK · 原理图解

同一片星空，
两张网：宽带与手机直连

频段、地面站、运营为什么不同

星链有两门连接生意。宽带卖给你一块专门对着天空的终端；手机直连让你口袋里那部从没为卫星设计过的手机直接连上卫星。前者是终端迁就卫星，后者是卫星迁就手机。频段为什么不同、地面站在干什么、钱怎么收，几乎都能从这一句推出来。

资料截至 2026-10-11 · 依据 SpaceX 招股书、FCC / ISED 文件、卖方研究与公开报道整理 · 页内计算均为简化模型下的示意量级

两条数据路径 示意，未按比例
Ku 用户链路（宽带） PCS 1.9 GHz（手机直连） 激光星间链路 / 回传 Ka / E-band 馈电链路 地面光纤
宽带：终端 → 宽带卫星 →（必要时激光多跳）→ 网关 → PoP 进入互联网。手机直连：手机 → 直连卫星（星上基站） → 激光回传到宽带星座 → 同一批网关 → 运营商核心网。直连星座飞得更低（360 km），宽带星座约 480–570 km。卫星移动时，服务卫星会不断切换。

01一张图：谁迁就谁

两项业务共用火箭、卫星平台、激光网和地面站，但用户端的约束正好相反。宽带终端由 SpaceX 自己设计，可以做成一块对准天空、带大量阵元的相控阵天线；手机直连面对的是几十亿部为地面基站设计的手机：天线小、发射功率只有约 0.2 W、只认蜂窝频段，还默认基站不会动。这个起点差异沿着下面这条链，一路传导到商业模式。

终端
频段
链路与容量
卫星
地面
运营
宽带
终端自研相控阵碟形/平板终端，口径约半米，需对天安装
频段Ku / Ka / E 卫星业务频段，用户下行可用约 2 GHz 宽
链路与容量约 33 dBi 天线增益抵消高频损耗；V3 单星设计下行 1 Tbps
卫星多波束相控阵 + 星上处理 + 激光链路，约 480–570 km
地面网关（Ka/E-band）+ PoP，直接接入互联网；全球 400+ 站点
运营自营零售与企业销售：卖终端 + 按月收费
直连
终端不改装的普通 4G 手机：全向小天线，最大约 0.2 W 发射
频段只能用手机已支持的蜂窝频段；美国用 T-Mobile 的 PCS G block（5+5 MHz）
链路与容量比地面基站多约 45 dB 损耗 + 窄带宽 → 单用户约 4 Mbps，先做短信和轻量数据
卫星星上 eNodeB 当“太空基站”，大口径天线，飞得更低（360 km）
地面激光回传，复用星链网关；再接入运营商核心网做鉴权与计费
运营批发给约 30 家运营商（B2B2C），收固定费或按用户计费
≈9,600在轨星链卫星（宽带 + 直连）S1
700+ Tbps星座累计下行容量S1
400+全球地面站（网关）站点S1
≈650V1 直连卫星S1
≈30 家合作运营商，覆盖区约 19 亿人口S1
740 万直连月活设备（2026-03-31），不是付费订阅数S1

02频段：一个在 10 GHz 以上，一个在 2 GHz 附近

2.1把所有频段放到同一把尺子上

横轴是对数刻度。蓝色是宽带用户链路（终端↔卫星），绿色是网关馈电链路（地面站↔卫星），橙色是手机直连在用或在收购的频段。两组频率相差约一个数量级。点击色块看说明。

星链相关频段 对数刻度

2.2原理一：带宽决定容量上限

香农公式里，带宽 B 直接相乘，信噪比只在对数里：

C = B · log₂(1 + SNR)

宽带用户下行在 Ku 段可用约 2,000 MHz；手机直连在美国目前只有 PCS G block 的 5 MHz 下行。按真实比例画出来是这样：

Ku 用户下行 10.7–12.7 GHz
2,000 MHz
经 EchoStar 取得的美国移动频谱（上下行合计）
65 MHz
PCS G block 下行 1990–1995 MHz
5 MHz

这解释了 V1 直连为什么只做短信、轻量数据和 WhatsApp / FaceTime 这类 OTT 语音：FCC 文件给出的每个小区容量约 3–7.5 Mbps，而且由小区内所有用户分享；当前单用户约 4 Mbps。Gen2 的目标（单用户最高约 150 Mbps）首先来自换上更多、自有的频谱。W6

2.3原理二：小天线吃低频，大天线吃高频

天线能“接住”多少能量，取决于它的有效面积。手机天线近似全向（增益约 0 dBi），有效面积 Aₑ = λ²/4π，频率翻倍，面积只剩 1/4。碟形终端相反：物理面积固定，频率越高、波长越短，同样大小的天线增益越高（G ∝ 面积/λ²）、波束越窄。拖动滑杆，看两者怎样朝相反方向变化。

天线与频率 手机 0 dBi · 碟形口径按 0.5 m、效率 60% 估算
波长 λ
手机有效接收面积 Aₑ
相对 1.99 GHz 时
碟形终端增益
碟形波束宽度

结论：专用终端越往高频走越划算，增益够，还能拿到 GHz 级带宽；手机做不到，只能留在 2 GHz 上下，代价是只有几兆赫兹的带宽。

2.4原理三：频率越高，越怕遮挡

800 MHz · 低频

绕射和穿透最好，是地面运营商铺覆盖的首选频段。Bernstein 认为它是 SpaceX 若做地面或天地混合网络的关键积木，但约 14 MHz 远不足以撑起全国性的消费级网络。S4

1.9–2.2 GHz · 直连

在户外、能看到天空时可用；进入建筑后链路余量所剩无几。卫星离手机几百公里，信号到地面时已经很弱，室内覆盖仍要靠地面网络。S3

Ku / Ka / E · 宽带与网关

波长只有厘米到毫米级，树叶、墙体都会挡，终端必须“看到天空”。Ka、E-band 的雨衰明显，网关靠选址和多站分集来化解。

2.5频谱归谁：共享的卫星频段，独占的移动频谱

宽带频段是卫星固定业务（FSS）频段，不归任何一家独占：要通过 ITU 与其他卫星系统协调，并在每个国家分别取得卫星、网关和落地许可。

直连用的是地面移动频谱，天然属于运营商。V1 的办法是借合作运营商自己的频谱：FCC 2024 年批准 SpaceX 在 T-Mobile 的 PCS G block 上提供“补充天基覆盖”（SCS）。W2 所以每进入一个国家，就要绑定当地一家运营商的频谱。Gen2 买下 EchoStar 的 AWS-4、H-block 等频谱后，SpaceX 第一次有了可做卫星移动业务（MSS）的自有频谱。S2

放大：1.68–2.21 GHz 线性刻度
SpaceX 自有（经 EchoStar） 合作运营商出租（SCS） 其他运营商地面使用 FCC 暂缓
两个容易忽略的细节H-block（1915–1920 / 1995–2000 MHz）正好紧贴 T-Mobile 出租的 G block（1910–1915 / 1990–1995 MHz）。另外，频谱到手不等于手机马上能用：牌照过户、服务授权、手机芯片和射频前端对新频段的支持，一个都省不掉。S2

04卫星与地面站：共用骨干，两种接入

4.1卫星：同一个平台，两种载荷

宽带卫星（V2 Mini → V3）

  • 轨道约 480–570 km；用户链路 Ku，馈电 Ka / E-band，激光星间链路
  • V3 单星设计下行 1 Tbps，Starship 每次可部署约 60 颗S1
  • V3 设计 2,048 个下行波束，V2 为 192 个S3
  • 每 Gbps 容量的制造成本：V2 Mini 比 V1 降约 3 倍，V3 预计降约 9 倍S1

直连卫星 V1（今天）

  • 轨道 360 km，比宽带更低；星上 eNodeB + 大口径相控阵W1
  • 用合作运营商的 LTE 频谱；数据经激光回传到宽带星座
  • 在轨约 650 颗；每个小区约 3–7.5 Mbps（共享），单用户约 4 MbpsW6
  • 能力：短信、轻量数据、WhatsApp / FaceTime 等 OTT 语音S1

直连卫星 V2（Gen2）规划

  • FCC 2026-10-06 批准最多 15,000 颗，9 个壳层，326–335 kmW5
  • 频谱：EchoStar 的 MSS 频谱，加合作运营商的 SCS 频谱
  • 目标单用户最高约 150 Mbps，支持 5G 和 IoTW6
  • 2027 年起由 Starship 发射，每次约 50 颗；管理层预计 2027 年底前开通S1W5

4.2沿着数据走一遍

4.3地面站的三个原理

① 馈电链路必须宽

一个网关要汇聚成千上万用户的流量，所以用 Ka（上行 27.5–30 GHz、下行 17.8–19.3 GHz），新一代站点再加 E-band（每个方向 5 GHz 宽）。网关天线大、位置固定、可以挑地方建，扛得住高频的代价；雨衰靠多站分集化解。W3W4

② 网关位置就是流量落地点

它决定时延（离 PoP 和数据中心越近越好），也决定合规：流量在哪个国家落地，就受哪国监管。激光星间链路让卫星能把流量转到远处可达的网关，海上和航线不再依赖附近有地面站，但这不等于可以不要网关和落地许可。美国约有 150 个地面站。S3

③ 直连的“地面”分两层

物理上，直连复用星链网关；逻辑上，基站必须接入运营商核心网，SIM 鉴权、号码、短信中心、计费都在运营商那边，SpaceX 以类似漫游伙伴的方式接入。所以直连的瓶颈很少出在地面站，而是在空口频谱和链路预算上。

05运营：卖给谁、怎么收钱、要管什么

5.1两种商业结构

宽带是 SpaceX 自己面对用户；直连则多了一层运营商，钱、频谱、用户关系都经过它。招股书披露，直连向运营商收取固定费用或按用户计费，通常再由运营商转嫁给最终用户。S1

宽带：直接零售

用户
企业 / 航司 / 船东
终端 + 月费 / 按量 → ← 终端、网络服务、客服
SpaceX

直连 V1：批发给运营商（B2B2C）

用户
原套餐 / 附加费 → ← 运营商品牌的服务
运营商
固定费或按用户 → 频谱 + 核心网对接 → ← 卫星覆盖
SpaceX

Gen2 拥有自有频谱之后的三种走法 尚未落地

  1. 继续批发，但更灵活：同一段自有频谱可以同时服务多家运营商。EchoStar 交易附带的商业协议里，Boost Mobile 用户经 EchoStar 的 5G 核心网接入星链直连。W7
  2. 直接面向用户：需要自建核心网和零售体系，手机也得支持新频段。
  3. 天地混合网络：800 MHz 低频加上地面站点。Bernstein 测算这需要数百亿美元，而且受铁塔施工能力约束，属于情景讨论。S4

5.2日常运营的差别

容量管理

宽带按地区小区管理可售容量：小区满了就“售罄”或排队，再用优先数据、拥堵附加费等价格手段调节。
直连每个小区只有几兆比特，先保证短信和指定应用；手机只在没有地面信号时才切到卫星。

牌照与干扰

宽带经 ITU 与其他卫星系统协调频段；卫星、网关、落地许可逐国申请。
直连与地面网络同频，必须避开有地面覆盖的区域；FCC 限制卫星落到地面的带外辐射，以保护相邻频段。每进一国都要绑定运营商并取得当地批准。

终端与生态

宽带终端自己设计制造，Kit 平均制造成本自 2022 年降约 59%；但装机要对天，有门槛。S1
直连零硬件门槛，但要看手机型号、固件、频段支持和运营商是否开通；新频段要等芯片和射频前端跟上。

收入与指标

宽带订阅数 × ARPU，加终端收入。月费按服务期确认，终端一般在交付时确认。
直连按履约确认；协议通常 1–5 年，但客户一般可随时终止。看月活设备、合作运营商数、覆盖人口。S2

5.3直连的时间线：从“借频谱”到“有自己的频谱”

  • 2024-01首批直连卫星发射，几天内完成首次短信测试已发生
  • 2024-11FCC 批准在 T-Mobile 的 PCS G block 上提供 SCS（DA24-1193）已发生
  • 2025-09与 EchoStar 签约收购 AWS-4 与 H-block，后又加上非成对 AWS-3，美国合计 65 MHz，另有部分全球 MSS 权益已发生
  • 2026-03约 650 颗 V1 直连卫星在轨，月活设备 740 万，约 30 家合作运营商已发生
  • 2026-05FCC 批准 EchoStar 牌照转让，牌照先转入信托已发生
  • 2026-10-06FCC 批准最多 15,000 颗 Gen2 直连卫星（326–335 km），暂缓 2020–2025 MHz 上行申请已发生
  • 2026-10-08与 Grain 签约收购全国 800 MHz 频谱组合（约 14 MHz），待 FCC 批准及交割待批
  • 2027V2 直连卫星由 Starship 发射，管理层预计年底前开通服务规划
  • ≈2027-11-30信托中的 EchoStar 牌照预计转给 SpaceX；在此之前，使用这些频谱需经 EchoStar 许可规划
三个常见误读
  1. 合作运营商的全部用户 ≠ SpaceX 的付费订阅。740 万是月活设备；没有分成和保底细节，就推不出 ARPU。
  2. 宽带终端的速度不能当成手机直连的速度。天线、发射功率、可用频谱都不一样，见第 03 节。
  3. 签约或申请 ≠ 授权或交割。EchoStar 还有第二步过户，Grain 待 FCC 批准，加拿大的 E-band 网关目前只是申请公示。

06对照总表

星链宽带手机直连 V1（今天）手机直连 Gen2（规划）
用户终端专用相控阵终端（Standard、Mini 等），需对天普通 4G LTE 手机，无需改装普通手机；新频段需要芯片和射频前端支持
用户链路频段Ku：↓10.7–12.7 GHz，↑14.0–14.5 GHz合作运营商的频段；美国为 PCS G block ↑1910–1915 / ↓1990–1995 MHz自有 MSS：AWS-4 ↑2000–2020 / ↓2180–2200 MHz，H-block ↑1915–1920 / ↓1995–2000 MHz 等，另加 SCS 合作频段
馈电 / 回传Ka：↓17.8–19.3、↑27.5–30.0 GHz；新站 E-band ↓71–76 / ↑81–86 GHz激光回传到宽带星座，复用网关获批含 FSS 回传与测控
带宽量级GHz 级取决于各国合作运营商；美国 5+5 MHz美国自有约 65 MHz；800 MHz 约 14 MHz 待批
频谱属性卫星业务频段，ITU 协调共享，逐国许可地面移动频谱，向运营商租用（SCS）自有，可做卫星移动业务（MSS）
轨道高度约 480–570 km360 km326–335 km（9 个壳层）
卫星数量约 9,600 颗（含直连）约 650 颗获批最多 15,000 颗
星上设备多波束相控阵、星上处理、激光链路eNodeB“太空基站”+ 大口径天线 + 激光新一代载荷，5G 协议
地面站网关 + PoP；全球 400+ 站点，美国约 150 个复用星链网关，再接运营商核心网同左；也可能自建核心网
速率单用户约百兆级；V3 单星 1 Tbps单用户约 4 Mbps；小区 3–7.5 Mbps 共享目标单用户最高约 150 Mbps
室内终端需在室外、看得到天空以户外为主，室内很弱仍受链路预算限制
客户与收费自营：终端 + 月费 / 按量；企业、航空、海事、政府批发给约 30 家运营商：固定费或按用户计费以批发为主；直销、混合网络是可选项
关键指标订阅数、ARPU、终端成本、可售容量月活设备、合作运营商数、覆盖人口频谱交割、卫星部署、手机支持进度

07资料来源与口径

本地研究资料（ob-research-data / 01-Companies / Aerospace & Defense / SPCX）

  1. [S1] SpaceX 招股书 424B4（2026-06-12）Business 章节：Starlink Mobile、地面站、卫星与终端成本、星座容量。
    rawfile/SPCX_SEC_424B4_2026-06-12_BUSINESS.md
  2. [S2] 研究笔记 §3 Connectivity：频段资源分层、EchoStar 交割状态、收入确认口径。
    knowledge/business.md
  3. [S3] TD Cowen 首次覆盖（2026-09-28）：bent pipe 架构、美国约 150 个地面站、V3 2,048 个波束、反平方律与密度约束。
    rawfile/20260928 - TD Cowen - SPCX - Initiation…md
  4. [S4] Bernstein Quick Take（2026-10-09）：800 MHz 低频频谱的意义、14 MHz 规模、地面网络建设成本情景。
    rawfile/SPCX_Bernstein_低频频谱收购点评_2026-10-09.md

公开资料

  1. [W1] Starlink Direct to Cell 官方介绍：360 km 轨道、星上 eNodeB、激光回传。starlink.com/business/direct-to-cell
  2. [W2] FCC DA24-1193：SpaceX SCS 授权（PCS G block）。docs.fcc.gov
  3. [W3] 加拿大 ISED：SpaceX 在两个网关使用 E-band 的申请公示（申请，不是授权）。ised-isde.canada.ca
  4. [W4] 智利 SUBTEL 公示的星链地面站 Ka 频段（17.8–18.6、18.8–19.3、27.5–29.1、29.5–30.0 GHz）。subtel.gob.cl
  5. [W5] Satellite Today（2026-10-07）：FCC 批准 15,000 颗直连卫星，以及暂缓事项。satellitetoday.com
  6. [W6] Light Reading：326–335 km 壳层、150 vs 4 Mbit/s、部署里程碑。lightreading.com；每小区 3–7.5 Mbps 出自 SpaceX 向 FCC 提交的文件（转引）。
  7. [W7] EchoStar 公告（2025-09）：AWS-4 / H-block 出售与 Boost 商业协议。ir.echostar.com
  8. [W8] 3GPP TS 36.101 / 36.213：LTE 终端频率误差 ±0.1 ppm、定时提前量上限约 0.67 ms。
口径说明链路损耗、天线增益、多普勒、时延都按简化模型计算：自由空间传播；碟形终端按 0.5 m 口径、60% 效率；圆轨道、忽略地球自转。这些数字用来说明量级，不是实测值。星上预补偿流程是通用原理的示意，SpaceX 未公开具体实现。频段只是举例，不是全球授权清单；申请不等于授权，签约不等于交割。