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天地一体的天基传输网络也被称为天基传输网络，或者天基传输与分发系统。它是指将以卫星为主的空间飞行器作为信号中继站，将信源传递到信宿的航天装备系统，也是一类特殊的通信网络系统。天基传输网络通常被认为是卫星通信系统和卫星中继系统的总称（从广义上讲，卫星广播系统被归类为卫星通信），未来则是卫星通信和卫星中继融合系统。天基传输网络涉及的概念随着该领域的发展而变化，传统上从卫星通信和卫星中继两个相对独立的方向定义各自领域的概念，随着对陆、海、空、天一体化组网的不断研究，卫星通信和卫星中继融合发展备受关注，因此一系列新的概念被提出。图1-9给出了预计的2035年之前的名词术语及演进趋势。
图1-9 天基传输网络名词术语及演进示意图
卫星通信系统是天基传输系统的核心组成部分，服务于地面和低大气层空间的用户，用户数量众多，网络结构复杂、灵活。卫星中继系统主要服务于外大气层空间的低轨卫星，用户数量少，以点对点链路为主。
（1）卫星通信相关概念
● 卫星通信。卫星通信就是设置在地球表面（包含陆地、海洋、空中和临近空间）的地球站之间通过宇宙站（通信卫星）转发而进行的通信。卫星通信是国际电信联盟（ITU）规定的宇宙无线电通信的一种形式（临近空间是20～100km的空域）。卫星通信通常依据固定业务、移动业务、广播业务进行分类；军事系统中还有专门的抗干扰业务。随着平流层平台技术的发展，卫星通信从最初的地面布站逐渐发展成可用于临近空间等深空平台远距离中继通信的一种重要手段。
● 宽带（固定业务）卫星通信。宽带（固定业务）卫星通信主要指固定业务卫星通信，具有业务速率跨度大、使用频段高等特点，业务类型从传统语音、低速数据转变为图像、声音、视频相结合的全新、高速率、交互式的宽带多媒体，使用频段从C、X转变为Ku、Ka，卫星轨道涵盖高轨、中轨、低轨。早期卫星固定业务被定义为通信时卫星通信地球站固定不动的业务（在固定业务通信网中，以固定站或机动站为主），船载站由于运动速度慢，也可以支持固定业务。随着技术的发展，固定业务也已经支持机载、车载动中通应用，但是固定业务目前实现手持应用还有难度。固定业务卫星通信系统通常也被称为宽带卫星通信系统，宽带卫星通信系统具有军民两用的特点。
● 移动业务卫星通信。利用通信卫星实现移动用户间或移动用户与固定用户间的相互通信，具有业务速率低、工作频段低、终端小等特点。工作频段包括特高频（UHF）、L 频段、S 频段，支持手持和便携终端。利用静止轨道卫星或中/低轨道卫星（星座系统）进行的个人手持通信一般被称为个人卫星移动通信，如铱系统（Iridium）和全球星系统（GlobalStar）等。目前，中/低轨道卫星星座系统还在继续发展中（如OneWeb系统计划等）。
● 广播业务卫星通信。利用卫星直接向用户进行电视节目和音频节目广播。卫星广播业务通常为单向业务，卫星向用户站传输的广播业务量大，用户接收站站型较小的广播卫星转发器的输出功率要比一般通信卫星转发器的输出功率大，广播卫星是通信卫星的一种特殊形式。民用领域发展了大量卫星广播电视系统。军事领域卫星广播分发系统通常被归类为宽带卫星通信系统，如美军的宽带卫星通信系统就包含了其全球广播系统（GBS）。
● 抗干扰卫星通信。抗干扰卫星通信主要以军事通信应用为主，通常采用高频段（如 Ka、EHF 频段）、点波束、宽带高速跳频、星上处理、星间链路、星载自适应调零等技术，提高卫星通信的抗干扰能力。
（2）卫星中继相关概念
● 卫星中继。卫星中继是将中继卫星作为转发站，对中/低轨卫星、导弹、飞船等飞行器的信号进行中继转发的卫星通信方式，其一般利用与地球同步的中继卫星在中/低轨飞行器和地面站之间建立一条全天候、实时的高速通信链路，可为卫星、飞行器等提供中继和测控服务。卫星中继系统主要由中继卫星和地面应用系统两部分组成。中继卫星既可以是一颗卫星，也可以是由多颗卫星组成的卫星星座。地面应用系统主要包括中继卫星管理控制中心、配套地面终端站等，系统资源由管理控制中心统一配置管理。
● 中继卫星。中继卫星是卫星中继实现正常运转工作的空间段部分。中继卫星的组成与通信卫星基本一样，包括有效载荷和卫星平台两部分；但中继卫星的工作方式与通信卫星不同，中继卫星有效载荷星间天线支持对用户航天器的跟踪。
随着对卫星通信全球服务能力的认识加深，通过星间组网实现全球服务成为研究热点。当全球布站条件受限时，星间组网是一种好的选择；而当全球布站不受限时，通过全球布站实现全球组网是一种方便和经济的选择。天基骨干网、天基接入网的概念源于国内星间组网的研究。
● 天基骨干网。天基骨干网由布设在地球同步轨道的若干个骨干节点组成，骨干节点之间通过微波、激光等高速传输链路实现空间组网，形成全球服务的空间信息高速公路，是“天地双骨干”的天基平面。天基骨干网在不同阶段有不同的内涵，2027年之前的天基骨干网主要支持陆基、海基、空基等用户群；2027年之后，随着卫星通信和卫星中继的部分融合，将增加对天基用户群的支持。
● 天基接入网。天基接入网由布设在高轨或低轨的若干个接入节点（互联）组成，直接支持不同功能和应用的用户群之间的互通，以及与地面用户之间的互联互通。天基接入网可按宽带、移动以及高轨、低轨分类，分为高轨宽带接入网、高轨移动接入网、低轨宽带接入网、低轨移动接入网。2027年之前的天基接入网主要服务陆、海、空用户；2027年之后，随着通信和中继的融合发展，天基接入网逐步支持面向陆、海、空、天用户的一体化组网服务。
● 卫星互联网与互联网。卫星互联网是由高/中/低轨卫星通信网（天基传输网）和互联网应用服务信息系统构成的、具有全球服务能力特征的信息系统。卫星互联网构成示意图如图1-10所示。
图1-10 卫星互联网构成示意图
● 高轨卫星互联网与低轨卫星互联网。高轨卫星互联网是融合了高轨卫星通信网和互联网应用服务信息系统的系统；低轨卫星互联网是融合了低轨卫星通信网和互联网应用服务信息系统的系统。高/低轨卫星互联网的关系示意图如图1-11所示。
图1-11 高/低轨卫星互联网的关系示意图
卫星通信很早就支持互联网应用了，20世纪90年代迅猛发展的甚小口径天线终端（Very Small Aperture Terminal,VSAT）卫星通信系统，尤其是后期发展的多频时分多址（Multiple Frequency-Time Division Multiple Access,MF-TDMA）VSAT系统、卫星数字视频广播反向信道（Digital Video Broadcast Return Channel via Satellite,DVB-RCS）系统以及近年的高通量卫星通信系统（其网络核心是DVB-RCS VSAT），均支持互联网应用。VSAT卫星通信系统（高通量或非高通量宽带卫星通信系统）+互联网应用服务信息系统构成目前普遍应用的卫星互联网，VSAT 卫星通信系统也是高轨卫星互联网的典型代表。
● 太空传输层。太空传输层是新太空（天基）体系中的新概念，重点完成侦察、预警、跟踪等卫星之间的信息网络化传输，以及武器平台的信息分发任务，是变革传统天基网络体系和能力的神经中枢。
● 天基多域骨干通联信息系统。天基多域骨干通联信息系统是指卫星通信和卫星中继融合后，可以连接各类遥感卫星以及陆、海、空等信息节点和用户，并进行在轨智能信息处理，实现信息从传感器到使用者不落地分发的天基骨干信息系统。天基多域骨干通联信息系统是天基传输网络向天基信息网络发展的重要标志。
卫星通信系统工程分为两种情况，一是包含通信卫星的系统工程；二是不包含通信卫星工程的系统工程，利用已在轨卫星，设计满足不同需求的各类体制系统，比如MF-TDMA系统、频分多址（FDMA）/单路单载波（SCPC）系统和DVB-RCS系统。卫星通信系统工程组成如图1-12所示。
图1-12 卫星通信系统工程组成
通信卫星工程是实施通信卫星设计、研制、发射以及发射后的在轨测试等内容的系统工程，可以独立于应用系统设计，但包括卫星系统、测控系统、运载火箭和发射场等。而星上再生处理的卫星工程必须与应用系统、运控系统或者地面系统进行一体化设计实施，原因是星地强关联，空中接口必须进行星地一体化设计。通信卫星工程组成部分的定义和作用如下。
● 卫星系统具有通信中继作用，即所有地面站发出的信号均通过卫星进行中继，再转发到对方地面站，这种中继转发是由通信卫星中的转发器和天线完成的。
● 测控系统是在发射段对卫星进行跟踪测量，控制卫星准确地进入轨道上的指定位置（以静止轨道为例），卫星在轨后，对卫星的轨道、位置、姿态进行监视及修正的系统。测控系统通常由测控中心、数据处理中心、多个测控站和通信卫星上与测控有关的设备组成。测控系统在不断升级扩展。
● 运载火箭是指将卫星推向太空的系统。我国同步轨道卫星使用长征三号系列运载火箭发射。
● 发射场是指卫星发射中心的发射场区，涉及发射工位及技术测试中心、指挥控制中心等设施。
星地一体的卫星通信系统工程除包含上述通信卫星工程各部分外，还包括地面系统或者独立的应用系统和运控系统。
● 地面系统包括运控系统（核心是业务测控）和应用系统。业务测控实现对卫星载荷的遥控遥测、在轨测试、地球站天线入网验证等功能。运控系统由业务测控发展而来，增加了必要的专家决策支持、综合管理、波束标校等功能。
● 应用系统是面向用户的应用网络，由各类地球站和网络控制中心等组成。应用系统可针对不同的用户构建多个服务网络。应用系统随着应用场景和需求的发展而不断发展。
不包含通信卫星工程的系统工程的关注点不在卫星及发射，而在体制设计。对于全球固定业务的宽带组网卫星通信系统、星状组网卫星通信系统、稀路由卫星通信系统、个人卫星移动通信系统等，其从设计研发到应用的过程可能比一颗卫星的研制周期还要长，涉及网络、传输、管控、站型等各方面。因为系统涉及规模化应用，所以长期的可靠性提高和考验以及对各种环境适应性、电磁兼容性的考核也是工程中不可缺少的工作。不同体制和不同用户的卫星通信系统工程设计示意图分别如图1-13和图1-14所示。
图1-13 不同体制的卫星通信系统工程设计示意图
有时候人们也会把针对不同部门应用对各种相对成熟的系统进行的二次设计称为卫星通信系统工程，每个开展卫星通信系统设计的单位都不会缺少工程部门。
图1-14 不同用户的卫星通信系统工程设计示意图
● 卫星通信系统涉及空间段卫星、地面段管控中心和关口站网、用户段各类平台地球站或用户终端，是系统级的概念。
● 通信卫星（系统）是空间段的核心，分为平台和载荷两部分。平台为卫星发射和载荷正常工作提供保障，并为卫星提供支撑和管理功能（平台提供电源、姿态轨道控制、推进、热控制、测控、数据管理等功能），以保证卫星能够为地面段各用户地球站或终端提供服务；载荷负责完成通信任务，即提供频率变换、再生处理、信号功率放大等功能，载荷包括转发器和天线等。
通信卫星内部十分复杂，可被称为通信卫星系统，但从整个卫星通信系统来看，它是一个节点级的概念。多数情况下卫星是透明弯管节点（透明转发器卫星），对卫星通信系统的信号进行透明转发，与体制协议基本无关；而对于再生处理的卫星，尤其是在多星组网的情况下，通信卫星升级为网络节点，相当于它承担了一部分透明转发模式下的地面关口站功能。
● 卫星数据链是指利用卫星通信信道，采用特定的通信协议和消息格式，在广域范围内为指挥所、作战部队、传感器、武器平台等，提供指挥控制、情报侦察、武器协同等格式化消息高效传输、处理及分发的网络化信息系统。卫星数据链是卫星通信众多业务支持模式中的一种，充分利用卫星通信远距离传输的特性，基于任务驱动，高时效传输格式化信息。
● 天基数据链目前有两种不同的理解。一种是前文提到的卫星数据链，可被称为广义天基数据链；另一种是从航天信息系统体系角度考虑，将基于卫星获取的侦察、探测、气象、水文等信息进行格式化，通过卫星通信或者中继系统进行传输。