衛星筆記：低軌衛星成長速度、衛星與傳統通訊比較、LEO／MEO／GEO 三種軌道
整理低軌衛星的部署成長與 Starlink 的市占、發射成本下降的影響，比較傳統通訊與衛星通訊，並說明低軌、中軌、高軌三種軌道衛星的特性與分工。
相關題材低軌衛星
前陣子Space X上市了，他們的火箭Falcon 9 是目前全球商業發射市場上最成熟、成本最低的火箭，上市後的股價也跟著
我整理了一些關於衛星的筆記，如果有不正確的地方，再請產業大大們協助指教～
以下分為三個部分
- 低軌衛星目前的成長速度
- 傳統通訊和衛星通訊的比較
- 軌道衛星的類型（LEO、MEO、GEO)
低軌衛星目前的成長速度
全球低軌衛星的部署量在過去幾年大幅加速！全球低軌衛星數量自 2021 年底的僅約 1,841 顆，至今已成長超過 7 倍，達到 13,058 顆 。
SpaceX 的 Starlink 就獨佔了 10,375 顆（占比約 79%），他們的總發射數目標數為100 萬顆 。 SpaceX 也藉由數百次的發射經驗與精準的回收演算法修正，目前每公斤發射成本已較競爭對手平均降低了 70% 至 90% 以上 ，領先同業至少5年（驚
SpaceX 規劃的下一代大型火Starship 載重能力將比 Falcon 9 提升超過 5 倍（達 100-150 公噸） ，預計最快於 2026 年底至 2027 年開始實際部署下一代的 V3 衛星 。
由於 Starship 能達成「第二節太空船全面回收」的終極目標，屆時每公斤發射成本預計將進一步暴跌至 258 美元（降幅約 82%） ，其複利效應能使Space X未來的衛星數量出現爆發式成長
圖中文字
全球低軌衛星（LEO）產業重點整理
低軌衛星數量進入爆發成長期：2021年底全球僅約 1,841 顆低軌衛星，目前已達 13,058 顆，短短幾年成長超過 7 倍，顯示全球通訊基礎建設正從地面網路逐步擴展到太空網路。
Starlink 幾乎壟斷市場：Starlink 佔全球低軌衛星約 79%，幾乎等同目前全球低軌衛星產業的代表。
| 業者 | 在軌衛星數 |
|---|---|
| SpaceX Starlink | 10,375 顆 |
| Eutelsat OneWeb | 654 顆 |
| Amazon Leo/Kuiper | 300 顆 |
| 其他 | 1,729 顆 |
| 總計 | 13,058 顆 |
未來衛星部署規模更驚人
| 業者 | 規劃／目標 | 目前 |
|---|---|---|
| Starlink | 長期目標：100 萬顆衛星 | 已發射：11,935 顆；在軌：10,375 顆 |
| China Satellite Network Group（星網）（中國陣營） | 規劃：12,922 顆 | 目前：190 顆 |
| SSST（垣信衛星） | 規劃：15,000 顆 | 目前：146 顆 |
| Amazon Kuiper | 規劃：3,236 顆 | 目前：300 顆 |
最重要的成長動能：發射成本暴跌
- 過去：發射衛星就像包機運貨，每公斤運費極高、火箭只能用一次、衛星成本非常昂貴
- SpaceX革命（Falcon 9）：第一節火箭可回收、整流罩可回收、大幅降低發射成本
- 目前：每公斤發射成本約 1,439 美元，相較競爭對手便宜 70~90%
下一個大爆發：Starship：Falcon 9 載重約 22 公噸，Starship 載重 100~150 公噸，約提升 5 倍以上；發射成本再下降，降幅約 82%。
| 火箭 | 每公斤成本 |
|---|---|
| Falcon 9 | 1,439 美元 |
| Starship | 258 美元 |
傳統通訊和衛星通訊的比較
傳統通訊的媒介是透過實體光纖電纜、銅線，或透過地面基地台發射無線電波，它需要依賴機房、海底電纜（常常被用斷的）、基地台等實體基礎設施。訊號傳輸距離會受基地台覆蓋限制（單個 5G 基地台僅數百公尺至數公里）。
而衛星通訊則是「透過太空中的轉運站進行跨區域傳輸」。直接利用無線電高頻微波（如 Ka、Ku、V 頻段）在太空星體與地面終端之間傳輸 。 訊號從地面終端直接打向在軌衛星，衛星接收後打回地面接收站 (Gateway)，或透過星系間的「雷射星間鏈路 (Laser ISL)」進行星際傳輸。
註： Laser ISL 指的是讓太空中運行的衛星，直接利用高能雷射光束在衛星與衛星之間進行超高速的點對點數據傳輸
圖中文字
衛星通訊 VS 傳統通訊
架構與傳輸媒介比較
- 傳統通訊（行動網路／光纖）：高度依賴地面基礎設施（機房、海底光纜、電線桿、基地台），訊號路徑為機房 → 海底光纜 → 地面基地台 → 手機。
- 衛星通訊（高軌 GEO／低軌 LEO）：訊號從地面終端（或手機）直接打向太空中運行的衛星，衛星接收後再打回地面接收站（Gateway）或透過星系間的光纖鏈路（ISL）傳輸，路徑為地面終端／手機 → 衛星（LEO/GEO）→ 地面接收站（Gateway）→ 網際網路。
核心性能與特性對比
| 比較項目 | 傳統通訊（5G／光纖） | 衛星通訊（以低軌衛星 LEO 為主） |
|---|---|---|
| 地理覆蓋率 | 局部高密度。限於都市與人口稠密區，深山、海洋、沙漠、高空為訊號盲區。 | 全球無死角。可覆蓋地表 100% 區域，包含南北極、遠洋與空中。 |
| 傳輸延遲（Latency） | 極低。光纖通常 < 5ms；5G 行動網路 1-10ms，適合高頻交易、即時線上遊戲。 | 中至低。低軌衛星約 20-40ms（已接近地面網路）；但傳統高軌衛星（GEO）則高達 500ms 以上。 |
| 頻寬與容量 | 極大。單條光纖或密集 5G 基地台可提供極大的吞吐量，能同時容納數百萬人高速下載。 | 有限。無線頻寬為共享資源，單顆衛星容量有限。若同一區域有大量用戶同時使用，容易造成網路壅塞。 |
| 建置與維護成本 | 地段成本高。都市鋪設容易，但地形險惡處（如橫跨大洋或中央山脈）建置與開挖成本呈指數型上升。 | 太空發射成本高。不需開挖地面，但前期火箭發射與衛星製造成本極高，且低軌衛星壽命通常僅 5-7 年需定期汰換。 |
| 抗災容災能力 | 脆弱。地震、颱風、戰爭一旦震斷海底光纜或破壞地面基地台，通訊就會全面中斷。 | 極強。不受地面天災影響，是地緣政治衝突或重大天災（如地震、海嘯）時最重要的寬頻備援方案。 |
雙方的優缺點互補
- 傳統通訊優點：連線速度最快、頻寬最大、資費便宜、室內穿透力強（衛星訊號很容易被大樓屋頂或厚牆阻擋）。
- 傳統通訊缺點：建設有地理極限，在偏鄉或無人區布建基地台完全不符經濟效益。
- 衛星通訊優點：打破空間限制，提供「最後一哩路」的通訊解決方案，且部署靈活，不需在地面大興土木。
- 衛星通訊缺點：
- 易受天氣干擾：大雨、濃霧或厚重雲層（劇烈天氣）會造成微波訊號衰減（Rain Fade）。
- 地形阻擋：室內或高樓大廈林立的「都市叢林」會阻擋對空的視線（Line-of-Sight），導致無法連線。
- 設備與資費高昂：目前衛星接收終端（如 Starlink 碟盤）或衛星通訊資費仍遠高於一般家用寬頻。
2026 年的最新融合趨勢（NTN）：傳統行動網路（5G）＋低軌衛星網路（LEO Constellation）→ 5G NTN（Non-Terrestrial Network）天地一體化。過去，衛星通訊（如黑金剛式的衛星電話）與手機行動網路是完全獨立的兩個世界。但隨著 3GPP R17/R18 5G NTN（非地面網路）標準的成熟，以及低軌衛星的大規模部署，兩者正在走向「天地一體化」的融合。現在的旗艦智慧型手機（不需外接大天線）已經能夠在完全沒有地面基地台訊號的深山或海邊，直接連接太空中運行的低軌衛星。雖然目前的頻寬主要仍用於緊急救援、雙向簡訊或簡單的社群報平安，但這已補足了傳統通訊最脆弱的「盲區」缺口。目前的應用場景：緊急求救 SOS、雙向簡訊、社群報平安、物聯網追蹤（物品／車輛）。
結：兩者並非「誰取代誰」的競爭關係。傳統通訊負責承載全球 90% 以上日常、高頻寬、高密度的經濟活動；而衛星通訊則是作為國家級安全備援、遠洋／航空通訊、以及跨越數位鴻溝（偏鄉上網）不可或缺的關鍵技術。
軌道衛星的類型（LEO、MEO、GEO)
低軌衛星 (LEO)
軌道高度約160 – 2,000 公里，是離我們最近的衛星，它的傳輸延遲極低，約 20 – 40 毫秒，訊號延遲表現已接近地面光纖網路。單顆覆蓋範圍極小，且衛星運行與移動速度極快。要達到全球聯網所需數量極多，通常需要數千至上萬顆衛星形成「星鏈(Star link）」才能維持訊號不中斷。
單顆製造與部署成本最低，但衛星壽命較短，通常僅 5 – 7 年。 在實務上，不會等衛星壽終就寢後一次大規模換新血上場，SpaceX 目前維持每週大約 送50 – 70 顆新衛星上去補位兼擴產。
低軌衛星主要用於家用與企業級寬頻上網、手機直連衛星、偏鄉通訊與物聯網。
中軌衛星 (MEO)
軌道高度約落在2,000 – 20,000 公里。距離在低軌和高軌衛星之間，傳輸延遲中等，約 40 – 250 毫秒。 單顆覆蓋範圍中等，全球聯網所需數量大約需要 10 – 30 顆衛星。成本中等，壽命大約落在 10 – 15 年。
主要用於全球定位導航系統、政府與企業級高階通訊。
高軌/同步軌道衛星 (GEO)
軌道高度約 35,786 公里距離我們大約3個地球遠。
傳輸延遲極高，通常在 500 毫秒以上，通訊時會有明顯的影音不同步感。單顆覆蓋範圍極大，與地球自轉同步永遠停在定點上空，全球僅需 3 顆即可覆蓋多數地區。GEO體積巨大且技術極度複雜，單顆建置成本極高，但壽命長達 15 – 20 年。
主要用於傳統電視衛星直播、固定點通訊與氣象監測。
三種衛星各司其職
太空通訊發展並非是低軌衛星獨大，其他衛星就會淘汰，而是走一個多元共融的概念，這三種衛星各司其職幫對方互補，一般民眾的日常寬頻、跨區域傳輸與天災備援主要交給低軌衛星（LEO）；手機與車輛的全球定位導航高度依賴中軌衛星（MEO）；而全球跨國的電視訊號轉播與穩定的定點大範圍氣象觀測，則依然由高軌同步衛星（GEO）負責。
圖中文字
衛星軌道三大類型比較筆記
| 比較項目 | 低軌衛星（LEO） | 中軌衛星（MEO） | 高軌/同步軌道衛星（GEO） |
|---|---|---|---|
| 軌道高度 | 500 - 2,000 公里 | 2,000 - 35,000 公里 | 約 35,786 公里 |
| 傳輸延遲（Latency） | 極低（20 - 40 毫秒）已接近地面光纖網路。 | 中等（50 - 150 毫秒） | 極高（500 毫秒以上）有明顯的影音不同步感。 |
| 單顆覆蓋範圍 | 極小。衛星像流星一樣快速劃過天空（每 90 分鐘繞地一圈）。 | 中等。需要數小時繞地球一圈。 | 極大。與地球自轉同步，永遠停在地面同一點上空。3 顆即可覆蓋全球。 |
| 全球聯網所需數量 | 極多（數千至上萬顆）需要形成「星鏈」才能維持訊號不中斷。 | 中等（約 10 - 30 顆） | 極少（3 - 4 顆） |
| 單顆製造與發射成本 | 低。衛星體積小、壽命較短（5-7年），適合大量複製。 | 中等。壽命約 10 - 15 年。 | 極高。衛星體積巨大如巴士，技術極度複雜，壽命長達 15 年以上。 |
| 主要技術代表/陣營 | SpaceX（Starlink）、OneWeb、Amazon Kuiper | GPS（美）、GLONASS（俄）、O3b（SES） | 傳統電信衛星、中華電信 ST-2、氣象衛星、電視轉播衛星 |
低軌衛星（LEO, Low Earth Orbit）
- 優點：訊號傳輸快，因為距離地表最近，電波往返時間極短，是唯一能滿足即時線上遊戲、高頻金融交易、雙向視訊通話的衛星類型；終端設備小，地面接收天線不需太大（如 Starlink 的家用碟盤、或現行智慧型手機的 Direct-to-Cell 晶片）。
- 缺點：需要數量龐大，單顆衛星幾分鐘就飛過去了，必須維持密集的星系，透過衛星之間的星系間光纖鏈路（ISL）互相傳遞訊號，技術門檻與衛星汰換成本極高。
- 主要應用：全球消費級寬頻上網、戰爭／災難備援網路、行動裝置緊急通訊。
中軌衛星（MEO, Medium Earth Orbit）
- 優點：介於 LEO 與 GEO 之間，兼具相對低的延遲（比 GEO 好很多）與相對廣的覆蓋面積，可以用較少的衛星數量提供全球性服務。
- 缺點：定位較為尷尬，在寬頻上網的速度上拼不過迅速崛起的 LEO，在定點大範圍廣播上又不如 GEO 便利。
- 主要應用：全球定位與導航系統（如 GPS）、海事遠洋貨輪寬頻、大型航空公司的機上 Wi-Fi。
高軌/同步軌道衛星（GEO, Geostationary Earth Orbit）
- 優點：地位極其穩定，從地面看過去它永遠固定在同一個位置，因此地面接收天線只需要「對準一次」就一勞永逸，不需要追蹤技術；覆蓋率完美，單顆衛星就能包下將近三分之一的地球表面。
- 缺點：延遲高、頻寬有限，訊號來回要走 7 萬多公里，不適合用於任何即時互動的網路行為。此外，南北極圈等高緯度地區因角度太斜，訊號容易被阻擋。
- 主要應用：傳統電視衛星直播（如小耳朵）、大型氣象觀測、國防軍事定點安全通訊、跨國大型廣播。
結論：三者互補的太空生態（多軌道融合 Multi-Orbit）
- 一般民眾的日常寬頻、天災備援 → 主要交給低軌衛星（LEO）
- 手機與車輛的定位導航 → 高度依賴中軌衛星（MEO）
- 全球跨國的電視訊號轉播與穩定的氣象觀測 → 依然由高軌衛星（GEO）牢牢把持
三種軌道各有優勢，缺一不可，才能建構完整的全球通訊網路！
衛星需要由火箭發射送去外太空，可想而知衛星的造價成本非常高，從數十萬美元到上千萬美元都有可能。外太空的環境極端惡劣再加上「沒有人」可以維修，衛星萬萬不可故障啊！
因此供應鏈中「可靠度驗證」成為最重要最核心的門檻，有時驗證週期會長達1-2年，但只要成功通過驗證並切入供應鏈，客戶是不會隨意換一家供應商的！所以與衛星相關的產品它的生命週期與獲利毛利率都會遠遠高於傳統的消費性電子產品
Space X真的燒了好多錢錢但又有它必須存在的原因，這也許就是火箭隊可愛又迷人之處吧