衛星互聯(lián)網(wǎng)——太空的”新風(fēng)口“

5G和衛星互聯(lián)網(wǎng)可以有各自的分工。

高帶寬、低延時(shí)的衛星互聯(lián)網(wǎng)，很容易被認為是5G的競爭者，甚至有人直接將衛星互聯(lián)網(wǎng)類(lèi)比成6G。

你能想象在未來(lái)，我們可以在深?；蛴炅种辈?、在雪山分享美照、甚至在萬(wàn)里高空等各種惡劣的環(huán)境下，手機信號依然是滿(mǎn)格。而現在的你，可能稍微遠離城市，就要忍受沒(méi)有信號的煩惱。

大洋彼岸的馬斯克同志指了指天上的人造衛星說(shuō)：“來(lái)連我們的衛星Wi-Fi（星鏈）吧，走到哪里都有信號。”

通過(guò)衛星打電話(huà)似乎不稀奇，但用衛星來(lái)上網(wǎng)，這聽(tīng)起來(lái)就是一件很科幻的事情，而這也是衛星互聯(lián)網(wǎng)的目的。

2020，衛星互聯(lián)網(wǎng)元年

衛星互聯(lián)網(wǎng)，從字面上就很好理解：將多顆衛星組成可以實(shí)時(shí)處理信息的大型衛星系統，組網(wǎng)之后提供天基高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。屆時(shí)所有的衛星會(huì )組成像星座一樣的體系，當地面設備提出申請后，就可以提供互聯(lián)網(wǎng)連接服務(wù)，這會(huì )極大地提高全球范圍內互聯(lián)網(wǎng)的覆蓋率，尤其是地面網(wǎng)絡(luò )設備無(wú)法覆蓋的“空白”地區。

早在上個(gè)世紀90年代，衛星通信網(wǎng)絡(luò )的互聯(lián)網(wǎng)化就已經(jīng)開(kāi)始研究，多家美國公司提出自己的衛星星座方案：通過(guò)建立天基網(wǎng)絡(luò )、銷(xiāo)售獨立的衛星網(wǎng)絡(luò )與上網(wǎng)終端，從而與地面通信運營(yíng)商競爭。這其中也包括大名鼎鼎的銥星系統，在發(fā)射66顆衛星后，銥星公司就因市場(chǎng)冷落以及龐大的維護及研發(fā)費用，最終破產(chǎn)，衛星互聯(lián)網(wǎng)計劃也陷入沉寂。

隨著(zhù)5G時(shí)代的到來(lái)，衛星互聯(lián)網(wǎng)計劃似乎又重新燃起了希望。得益于SpaceX成功的火箭設計、制造與發(fā)射能力，馬斯克在2015年提出了他的“星鏈”計劃，計劃用4.2萬(wàn)顆衛星來(lái)取代地面上的傳統通信設施，從而在全球范圍內提供價(jià)格低廉、高速且穩定的衛星寬帶服務(wù)。

除了馬斯克的星鏈計劃外，亞馬遜CEO貝佐斯也開(kāi)始了他的“柯伊伯項目”（Project Kuiper），該項目由3236顆低地軌道衛星組成太空衛星網(wǎng)絡(luò )，旨在為全球缺乏高速寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的地區提供網(wǎng)絡(luò )接入服務(wù)。

圖 | StarLink第一組衛星

除了美國，中國和歐洲多國也都在研究并搭設自己的衛星互聯(lián)網(wǎng)體系。從目前來(lái)看，這似乎成了互聯(lián)網(wǎng)下一個(gè)潮流：更廣泛，也更加自由。

發(fā)展中國家的福音

在運營(yíng)商已經(jīng)掌握地面通信的生意后，偏遠地區無(wú)疑是未被挖掘的寶藏。

以中國為例，運營(yíng)商等已經(jīng)搭建有完善的基站體系，用戶(hù)很容易就可以享受到優(yōu)質(zhì)的通信網(wǎng)絡(luò )，但并不是每個(gè)國家都有足夠的資金實(shí)力搭建網(wǎng)絡(luò )。

據聯(lián)合國的最新數據，當前全球仍有57%人口（約42億人）未實(shí)現互聯(lián)網(wǎng)連接，這意味著(zhù)世界上絕大多數發(fā)展中國家人口無(wú)法享受優(yōu)質(zhì)的手機通信和上網(wǎng)體驗。從目前的數據來(lái)看，地面互聯(lián)網(wǎng)僅覆蓋了地球陸地面積的20%，地球表面的5.8%，衛星互聯(lián)網(wǎng)就成為一種很好的互補方案。

按照馬斯克的想法，星鏈的主要目標客戶(hù)是那些網(wǎng)絡(luò )不可靠、價(jià)格昂貴甚至完全沒(méi)有網(wǎng)絡(luò )的地區，用衛星替代光纖，在成本方面優(yōu)勢很大。

眾所周知，光纜在復雜地形上的布線(xiàn)成本極高。2018年，谷歌為了擴展全球云計算業(yè)務(wù)，投資近300億美元建設海底光纜，而SpaceX因為可回收技術(shù)，火箭運輸成本大大降低，一次發(fā)射成本僅為1400美元/公斤。這一成本比在青藏高原或撒哈拉大沙漠這種無(wú)人區鋪設光纜低很多很多。

如此一來(lái)，衛星互聯(lián)網(wǎng)似乎真有可能成為發(fā)展中國家的福音？

在馬斯克的計劃里，星鏈在未來(lái)會(huì )向3%的美國偏遠地區用戶(hù)提供服務(wù)，預計資費為80美元/月，而美國現有5G套餐價(jià)格為70美元/月。如果放眼全球市場(chǎng)，中國運營(yíng)商的5G套餐甚至可以低到每月不足百元（約15美元）。

這么一看，星鏈的價(jià)格其實(shí)在通信產(chǎn)業(yè)發(fā)達地區毫無(wú)競爭力。

而對于非洲和東南亞這些發(fā)展中國家而言，80美元已經(jīng)是很優(yōu)惠的價(jià)格。尤其像印度尼西亞這種群島國家，想搭建一個(gè)連通全國的地面網(wǎng)絡(luò )是一項十分困難的事情。

因為信息密度低，地面網(wǎng)絡(luò )鋪設費用高昂，相比之下衛星互聯(lián)網(wǎng)投入低、覆蓋廣，可以滿(mǎn)足這些人口稀疏地區的通信需求。在那里，只有真正有錢(qián)的人才能用得起網(wǎng)絡(luò )。省去光纖布線(xiàn)和基站搭建的成本，成功入網(wǎng)衛星互聯(lián)網(wǎng)，這對于通信基礎不完善的國家來(lái)說(shuō)不失為最好的解決方案。

商業(yè)巨頭的噱頭

在享受低廉的價(jià)格外，衛星互聯(lián)網(wǎng)其實(shí)還存在很多不足之處。

首先，衛星互聯(lián)網(wǎng)雖然覆蓋范圍廣，但與所有的衛星通信技術(shù)一樣，在室內無(wú)法接收到信號。早前就有新聞曝光，星鏈計劃用戶(hù)若要入網(wǎng)，需要搭配類(lèi)似Wi-Fi收發(fā)器的接收器天線(xiàn)。如若室內沒(méi)有安裝接收器，星鏈網(wǎng)絡(luò )的效果等同于零。

由于傳統通信衛星位于對地靜止軌道，時(shí)延長(cháng)，且覆蓋范圍固定，因而目前大多數衛星互聯(lián)網(wǎng)都將目光放在LEO低地球軌道。該軌道上的衛星往往都具備7km/s以上的地面速度，動(dòng)態(tài)性非常高，也因此每顆衛星能覆蓋到的范圍很小，即服務(wù)區很小。

可惜的是，地球上需要網(wǎng)絡(luò )的居民并沒(méi)有根據星座中衛星的動(dòng)態(tài)分布規律來(lái)生活。北半球中低緯度高度集中的人口讓不能輕易放棄高緯度的衛星星座顯得很尷尬，衛星多的地方人少，人多的地方衛星少。

因此如果要利用LEO通信衛星來(lái)提供服務(wù)的話(huà)，就需要非常多數量的衛星才能構建一個(gè)沒(méi)有間斷的系統。例如星鏈計劃采用的是QV波段，頻率更高，載荷量更大，而為了解決高通量，就需要密集放星。

另外，低軌系統存在低容量利用率的問(wèn)題，就是需求強的地方帶寬容量不夠，而絕大多數地方衛星都處于空閑狀態(tài)。

最后，數量巨大的低軌道衛星會(huì )極大地影響地面的天文觀(guān)測任務(wù)，這也是衛星互聯(lián)網(wǎng)被人詬病的很重要原因。

從目前來(lái)講，這些問(wèn)題還不能得到很好解決。在沒(méi)有良好的用戶(hù)體驗前，看似廉價(jià)的衛星互聯(lián)網(wǎng)更像是賠本賺吆喝。想要盈利，還需要很長(cháng)的周期。

占領(lǐng)太空，衛星互聯(lián)網(wǎng)的真正意圖

作為一名精明的商人，馬斯克當然不會(huì )做虧本的買(mǎi)賣(mài)。

如果說(shuō)做民用不掙錢(qián)，那么馬斯克還可以將目標放在軍用上——就像當年的GPS一樣。

長(cháng)期看，在“天地一體化”網(wǎng)絡(luò )的大趨勢下，衛星互聯(lián)網(wǎng)商用價(jià)值會(huì )越來(lái)越大，而基于衛星數據通訊網(wǎng)絡(luò )控制高密度網(wǎng)格的定位，可以在軍事上有所作為，

在目前短期內的生存壓力下，還沒(méi)內測的星鏈現在已經(jīng)拿下了第一個(gè)大客戶(hù)——美國軍方。

據外媒Spacenews報道稱(chēng)，美國陸軍在今年5月與SpaceX簽署了一項協(xié)議——美國陸軍在3年內對“星鏈”進(jìn)行測試，以評估其是否符合美軍的數據傳輸需求。

在未來(lái)，數量龐大的衛星網(wǎng)絡(luò )可以對地面目標進(jìn)行長(cháng)時(shí)間的觀(guān)察，并能將信息實(shí)時(shí)傳送給技術(shù)人員進(jìn)行處理，這對作戰的幫助是巨大的。像星鏈這種覆蓋廣、低延時(shí)的通信能力，可以對未來(lái)作戰形態(tài)帶來(lái)重大影響。

說(shuō)得更直接一點(diǎn)，衛星互聯(lián)網(wǎng)是國家安全實(shí)力的一部分。

現在國際上對于空間的衛星軌道資源和頻率資源采用的是報備制度，也就是先到先得，當馬斯克占領(lǐng)完戰略資源之后，便能依托于這些資源用于某些通訊控制，甚至軍事的用途，這一點(diǎn)很值得中國航天業(yè)關(guān)注。

其實(shí)中國的衛星互聯(lián)網(wǎng)建設也如火如荼——除了已經(jīng)實(shí)施的虹云工程、鴻雁星座計劃，今年5月22日的兩會(huì )上，雷軍也提案建議加快發(fā)展衛星互聯(lián)網(wǎng)，降低民營(yíng)企業(yè)進(jìn)入衛星互聯(lián)網(wǎng)的門(mén)檻，此前衛星互聯(lián)網(wǎng)還被納入“新基建”范疇，獲得國家層面支持。

除了中美，包括英國、日本等在內也開(kāi)始了各自的衛星互聯(lián)網(wǎng)計劃，各國的衛星互聯(lián)網(wǎng)競爭已經(jīng)不可避免。

尾聲

單從通信行業(yè)的視角來(lái)看，衛星互聯(lián)網(wǎng)并不是各星座計劃之間的競爭，而是它和地面5G通信之間的較量。

一邊是以華為為代表的5G基站鋪設，一邊是馬斯克為首的美國星鏈計劃。實(shí)際上，衛星互聯(lián)網(wǎng)更像是5G的互補。按照馬斯克的設想，星鏈可以更好地為那些5G基站覆蓋不到的偏遠地區提供通信服務(wù)。衛星互聯(lián)網(wǎng)和5G的競爭可能只會(huì )出現在報道標題中。

事實(shí)上，5G和衛星互聯(lián)網(wǎng)可以有各自的分工：5G為城市等人口密集區提供通信服務(wù)，衛星互聯(lián)網(wǎng)適合為偏遠的野外、海上等人口稀疏區提供通信服務(wù)。

而看上去在民用領(lǐng)域沒(méi)有優(yōu)勢的衛星互聯(lián)網(wǎng)，在國家安全領(lǐng)域卻有著(zhù)舉足輕重的作用，所以我們更應該把目光放得長(cháng)遠，而不是一味吹捧或貶低衛星互聯(lián)網(wǎng)。

比起商業(yè)，國家安全更為重要，衛星互聯(lián)網(wǎng)和地面互聯(lián)網(wǎng)，都要投入。

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