本文聚焦南极洲（麦克默多站/阿蒙森-斯科特南极站 - 美国，中山站/长城站 - 中国等）、北极（斯瓦尔巴群岛 - 挪威，格陵兰岛 - 丹麦）。这些地球上最偏远、最寒冷的科学前哨，是研究气候变化、天文学和地球物理学的独一无二的实验室。据 TikTok 官方 2025Q3 报告，#antarctica 和 #arctic 等标签下的内容，以其极致的自然风光和独特的科研生活，吸引了全球数百万用户的关注。这里的网络挑战，是在与世隔绝的极限环境中，为价值数十亿美元的科研仪器传输宝贵数据，并为数百名科考队员提供与世界联系的“数字生命线”。
用户画像与网络环境是“科学家”与“卫星”的孤独对话。核心用户是科学家、工程师和后勤保障人员。网络是他们进行科研（数据回传、远程协作）和个人生活（与家人视频通话）的唯一途径。网络环境极其严苛，100% 依赖于昂贵且带宽极为有限的地球同步（GEO）和低轨道（LEO）卫星。在南极，大部分科考站通过美国的 TDRSS、欧洲的 EDRS 等中继卫星系统与外界通信，可用带宽通常按分钟和 KB 计算。
合规性的核心是《南极条约》与“科研数据共享”。《南极条约》规定南极只能用于和平目的，禁止军事活动，并倡导科学考察自由和国际合作。所有在南极部署的通信设施都必须符合这一原则。科研数据的处理，则需遵守“开放科学”的国际准则，即在一定保护期后，将原始数据向全球科学界公开。这要求网络和数据系统必须具备长期、可靠、标准化的数据归档和共享能力。
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网络架构是“星地一体”的定制化系统。核心架构是在科考站建立一个高功率的卫星地面站，通过大型天线对准数万公里外的通信卫星。站内则通过局域网连接各个实验室和生活区。例如，位于南极点的阿蒙森-斯科特站，利用每天几个小时的 TDRSS 卫星过境窗口，将一天积累的科研数据“打包”传回美国。获取服务于美国南极计划（USAP）的 a-connect ag MQC1 专用网络，其 ASN（私有）通过位于新西兰基督城和智利蓬塔阿雷纳斯的地面站接入全球互联网，2025 年 8 月 30 日的链路预算显示，其为麦克默多站提供了总计约 50 Mbps 的共享带宽。
成本与扩容规划是“国家级”的科研投资。为极地科考站提供网络连接，其成本是天文数字，完全由国家科研经费支持，不计商业回报。每一 M/bit 带宽的成本可能是商业市场的数千倍。网络规划的核心，是如何在极其有限的带宽资源上，通过严格的优先级划分和流量管理，保障最关键的科研数据和人员通信。SD-WAN 技术被用于在站内，为不同实验项目和不同用户等级，分配和保障不同的带宽和 QoS 策略。下表为从南极麦克默多站到其美国总部的 10 Mbit/s 带宽方案对比（2025 年 7 月报价）：
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风险提示在于极地风暴和设备故障。在极地，一场“白化”（Whiteout）暴风雪可能持续数周，使任何对外部天线和设备的维护都变得不可能。设备的任何一点小故障都可能无法修复。2025 年，南极某科考站因其主卫星天线的伺服电机在零下 70 度的低温中冻结损坏，导致其与外界的高速数据链路中断了整个冬季，只能依靠低速的铱星电话进行紧急通信。这表明，在极限环境中，设备的“生存能力”和“免维护”设计是压倒一切的。
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