1、空天地一体化光承载网络白皮书空天地一体化光承载网络白皮书（V1.0）中国联合网络通信有限公司研究院2025 年 9 月空天地一体化光承载网络白皮书 v1.0版权声明版权声明本报告版权属于中国联合网络通信有限公司研究院，并受法律保护。转载、摘编或利用其他方式使用本报告文字或者观点的，应注明“来源：中国联通研究院”。违反上述声明者，本院将追究其相关法律责任。空天地一体化光承载网络白皮书 v1.0目 录目 录一、空天地一体化光网络的愿景与价值.31.1 空天地一体化光网络核心愿景.31.2 现有空天地光网络体系的瓶颈与挑战.41.3 空天地一体化光承载网络的价值.5二、空天地一体化光承载网络概念与架

2、构.72.1 空天地一体化光承载网络基本概念.72.2 空天地一体化光承载网络总体架构.92.3 物理承载层：多维光网络.112.3.1 地基光承载网络：陆地信息汇聚与天地接口枢纽.112.3.2 空基光承载网络：空中灵活节点与中继.122.3.3 天基光承载网络：星间光骨干网.132.4 网络控制与管理层：智能大脑与统一调度.142.4.1 跨域统一 SDN 控制：从“分治”到“集约”.152.4.2 智能资源管理与调度：AI 驱动的网络优化.162.4.3 网络切片与服务编排：按需定制与隔离保障.172.5 安全与信任保障层：内生安全、量子护航.182.5.1 物理层安全增强：光通信的天然

3、优势与加固.182.5.2 量子密钥分发集成：构建未来安全基石.192.5.3 零信任网络架构：全局身份认证与动态授权.20第三章 空天地一体化光承载网络关键技术与创新.213.1 高容量空间光传输技术.21空天地一体化光承载网络白皮书 v1.0-4-3.2 智能动态组网技术.253.2.1 基于全光交换的智能动态组网.253.2.2 动态拓扑感知与建模：实时洞察网络脉络.253.2.3 AI 驱动的路由与资源优化：决策与自适应.273.2.4 跨域协同与协议互通：打通信息孤岛.283.3 天地融合协同增强技术.293.3.1 星地链路动态增强.293.3.2 空地协同与资源共享.303.3.

4、3 多网络层级融合与协同.313.4 空天地时频同步技术.313.4.1 基于全球导航卫星系统的基准同步.313.4.2 自主时钟同步与校准.323.4.3 时频同步的智能管理.323.4.4 时间同步安全问题.333.5 网络和设备高可靠关键技术.333.5.1 链路冗余与保护切换.343.5.2 波长交换光网络和智能自愈技术.343.5.3 设备可靠性设计.353.6 设备小型化与功耗优化.35第四章 典型应用场景.384.1 偏远地区、海洋、空中覆盖：打破地理限制，共享数字红利.38空天地一体化光承载网络白皮书 v1.0-5-4.2 应急通信与灾害救援：构建“不落幕”的生命线.394.3

5、 智能交通与自动驾驶：通往未来的“数字高速公路”.394.4 算力上星：实现“智能”在云端，连接在光速.404.5 态势感知与边防安全：构筑坚不可摧的“信息长城”.41第五章 总结与展望.43缩略语.44空天地一体化光承载网络白皮书 v1.0-1-前 言当前，全球正经历着一场深刻的空间信息维度扩展，空天地一体化概念和产业蓬勃发展，万物互联成为现实，人工智能、大数据、云计算等前沿技术和需求日新月异。这一切的基石，在于一个能够提供泛在、高速、智能、安全连接的网络基础设施。然而，面对日益增长的卫星遥感、星上计算、广域互联、应急通信等新兴应用对带宽、时延、可靠性的极致要求，以及地球表面复杂地理环境带来

6、的覆盖挑战，传统单一域的网络体系已显露出其局限性。为了突破这些瓶颈，构建一个能够无缝覆盖全球、高效承载海量数据、智能调度网络资源、并具备高度韧性的未来网络，我们必须打破天基、空基、地基各域网络的壁垒，实现深度融合。其中，光作为信息传输的终极介质，以其无与伦比的超大带宽、超低损耗、抗电磁干扰和潜在的绿色节能优势，成为构建未来网络承载层的必然选择。本白皮书旨在全面阐述“空天地一体化光承载网络（Space-Air-GroundIntegratedOpticalNetwork，SAGI-ON）”这一前瞻性网络架构的愿景、核心理念、关键技术、典型应用场景以及面临的挑战与发展趋势。我们希望通过此白皮书，能