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非地面網路（Non-Terrestrial Networks, NTN）把3GPP行動通訊延伸到太空、同溫層與高空平臺，朝「直連一般手機」與「萬物皆可上天」邁進。2022年3GPP Release 17首度將NTN納入標準，涵蓋NR-NTN與NB-NTN；其後的5G-Advanced（Release 18起）持續強化能力，並為直連手機、IoT與未來6G奠基。這場「天地一體」的通訊革新，正在從概念走向商用。

發展現況：從標準到商用落地

Release 17為NTN訂下規格，定義了NB-IoT與NR在LEO／MEO／GEO的運作、時延／多普勒補償、延伸的Timing Advance等機制；對NB-NTN，亦明確加入衛星環境下的同步與鏈路維持方法。隨著R17凍結並落地，R18（5G-Advanced）針對NTN的連線可靠性、能力提升與終端功耗進一步優化，成為「直連手機（Direct-to-Cell/Device）」服務的技術基石。

商用端，Starlink × T-Mobile的「Direct-to-Cell / T-Satellite」已在美國上線，先提供文字訊息、定位與部分App的衛星模式，並宣告以650+低軌衛星擴大覆蓋與服務品項；此舉被視為以4G/LTE空口直連一般智慧型手機的重要里程碑。

AST SpaceMobile與AT&T亦完成一系列里程碑，從2023年首次直連5G通話到2025年以商用衛星進行影像通話，顯示NR-NTN走向「語音、資料、影像」的全面化。

Lynk Global則獲得美國FCC授權調整，推進在美商用直連服務，並宣稱與全球多家MNO展開合作，擴張覆蓋。

圖一 : 非地面網路（NTN）把3GPP行動通訊延伸到太空、同溫層與高空平臺，朝「直連一般手機」與「萬物皆可上天」邁進。

市場趨勢：從補洞到新型態連網

覆蓋補盲與公共安全：NTN率先補足偏鄉、離岸、山區、空海域的「最後一哩」與「最後一公里」，並具備災時備援價值（如 911/急難簡訊與公部門通報能力）。T-Satellite 正擴大支援第三方App（如WhatsApp、地圖與天氣），凸顯「衛星模式」正融入主流使用情境。

直連手機（D2D / D2C）商業化：主流手機（iPhone、Android 新機型）逐步支援衛星訊務，電信商以月費加值或高階資費內含的方式販售，降低用戶門檻。

產業與垂直場域：海事、航空、能源、礦務、物流、邊境管理等需要大面積覆蓋與高可用性的產業，將以「TN+NTN融合」做營運連續性保障；同時 NB-NTN 為資產追蹤、環境監測、農業與智慧公用事業提供全球連線。

5G-Advanced與R18/R19演進：R18對NTN的增強納入5G-Advanced主題，產業白皮書指出NTN將是5G向6G演進的重要拼圖，帶動更完整的天地整合網路。

技術挑戰：把「太空物理」帶進行動通訊

大時延與快變多普勒：LEO軌道高度與相對速度造成數百微秒級時延、kHz 等級多普勒，終端需預補償上行載波與時間對準，RAN也要適配 HARQ、TA、功控與重傳策略。3GPP與ETSI規範已就UE預補償與NTN特性提出要求。

鏈路預算與能效：手機天線口徑、發射功率受限，需倚賴衛星陣列增益、波束成形與頻譜再使用；NB-NTN對低速率、低功耗鏈路特別關鍵，但在陰影、姿態與遮蔽條件下的連續性仍是工程挑戰。

波束管理與切換：LEO衛星高速掠過造成波束覆蓋快速變化，要求UE具備更靈活的測量與重選機制，以及網路端的波束排程、跨衛星／跨閘道的協同。

天地整合的核心與接取協同：透明轉發（transparent payload）與再生轉發（regenerative payload）架構在部署彈性、延遲與成本上各有取捨；多家系統整合商與RAN軟體商正以雙架構測試驗證。

頻譜、干擾與法規：跨國、跨軌道與跨系統共存（含GNSS、雷達、地面 4G/5G）需精確的頻譜規劃與干擾管理，配合各國主管機關與ITU規範推進。

測試與驗證：從實驗室到空天端到端

標準化測試：隨R17/R18測試項目成熟，量測廠商已開始進行NR-NTN／NB-NTN的RF/RRM/協定一致性與載波驗證；包含針對NetOp（如 Skylo、Starlink/T-Mobile）場景的測試型錄與GUI工具。

通道與軌道模擬：在實驗室內需同時重建衛星軌道、動態通道、天氣衰減與多普勒／時延；以「UE＋網路＋衛星」端到端組態，覆蓋透明／再生架構與多頻段，並可與 GNSS/PNT 聯合測試以驗證定位與時間同步的韌性。

場測與互通：與MNO、衛星營運商協作進行OTA與互通測試，關鍵包含：波束切換穩定性、衛星模式下的App體驗、緊急服務可用性、能耗與溫度行為、以及多制式（TN/NTN）切換時的話務保持。

測試趨勢：RAN與終端一致性項目持續在GCF/CAG會議中擴充；同時RAN軟體與O-RAN生態正在把NTN納入CI/CD與數位分身（Digital Twin）型驗證流程，縮短疊代時間。

圖二 : 與MNO、衛星營運商協作進行OTA與互通測試，關鍵包含：波束切換穩定性、衛星模式下的App體驗、緊急服務可用性、能耗與溫度行為、以及多制式切換時的話務保持。

產業版圖：地面電信×衛星營運×元件系統

NTN正促成「電信商×衛星商×晶片／模組×測試量測×雲端」的跨域合作：

電信商與衛星商結盟：T-Mobile × Starlink在美開啟商用；AT&T × AST SpaceMobile簽訂商用協議並完成多項通話測試；SES × Lynk亦宣告 D2D策略合作，擴張B2B與公共領域應用。

晶片／模組與終端生態：隨R17/R18前進，手機與IoT模組導入NTN能力，並搭配量測廠商的認證測試，推進大規模互通。

測試量測鏈：Rohde & Schwarz、Keysight、Anritsu、Spirent等推出端到端與通道／軌道模擬方案，支援NB-NTN與NR-NTN的一致性、接取與體驗測試。

應用樣態：三個代表性場景

A.大眾用戶直連：在地面訊號消失時，手機自動切入「衛星模式」，提供文字、定位與精簡型App服務，後續向語音、影像擴展；其價值在「零學習、零額外設備」。

B.企業營運連續性：遠洋船隊、離岸風場、石油天然氣、林礦場與跨境物流可透過TN+NTN融合確保「Anywhere可運維」，並藉NB-NTN完成資產追蹤與環境監測。

C.公共安全與防救災：災時基站受損、電力中斷時，衛星直連維持通報、定位與基本資訊服務，輔以NTN強化的優先級與管制策略。

部署策略與技術選擇建議

透明vs.再生：若追求快速覆蓋與CAPEX友好，透明轉發較具效率；若重視邊緣能力（如本地分流、低時延控制），再生架構可把gNB功能上太空，降低往返閘道負荷。可依頻寬需求、回傳條件與服務屬性混用。

多層多軌整合：LEO負責廣覆蓋與回應速度，GEO/MEO擔任廣播、多播或特定專線；地面網以IAB/回傳支援，達成成本與品質最佳化。

終端與應用協同：手機／模組需支援NTN頻段、波束測量與電源管理；應用端設計「衛星模式」（容忍高時延、間歇性、低速率），以確保體驗連續。

營運與商模：以分級資費或計量制搭配地面方案；B2B可採專用 APN、SLA與邊緣安全配套，導入AIOps監測衛星模式下的KPI與事件。

未來展望：走向 5G-Advanced+與6G NTN

標準演進：R18之後，R19/R20被期待擴充波束管理、RedCap-NTN、功耗最佳化、定位與廣播多播能力，並強化TN/NTN無縫切換與網路切片；產業觀點亦將NTN視為6G關鍵能力之一。

能力擴張：從文字到語音／影像、從Best-Effort到SLA、從民用到關鍵通訊，直連手機與直連物聯將帶來更廣的付費意願與更豐富的垂直應用。AST SpaceMobile與Starlink等的進展，顯示4G/5G空口在太空環境可持續提升。

測試工學深化：3GPP RAN5正推進NR-NTN與IoT-NTN的一致性與導入測試方法；通道模型將更貼近真實飛行動態，驗證UE的補償與協定韌性。量測與模擬工具（含軌道／通道／PNT 聯測）會成為產品化關鍵。

結語

NTN正把行動網路的「覆蓋極限」推向新的邊界：在標準成熟、衛星容量擴張與測試體系完善的共同作用下，NTN從補盲走向「與地面等權」的融合網路。下一階段的勝負手，在於誰能以更低成本、更高可用性把「衛星模式」做成用戶無感、應用可感、營運可控的日常服務；而對企業而言，能否把TN+NTN變成營運連續性的「保險+增長雙引擎」，將決定其在AIoT與全球化供應鏈中的競爭力。