高帶寬、低延時(shí)的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)已成太空的“新風(fēng)口”

5G和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)可以有各自的分工。

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

你能想象在未來，我們可以在深海或雨林直播、在雪山分享美照、甚至在萬里高空等各種惡劣的環(huán)境下，手機(jī)信號依然是滿格。而現(xiàn)在的你，可能稍微遠(yuǎn)離城市，就要忍受沒有信號的煩惱。

大洋彼岸的馬斯克同志指了指天上的人造衛(wèi)星說：“來連我們的衛(wèi)星Wi－Fi（星鏈）吧，走到哪里都有信號?！?/p>

通過衛(wèi)星打電話似乎不稀奇，但用衛(wèi)星來上網(wǎng)，這聽起來就是一件很科幻的事情，而這也是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的目的。

2020，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)元年

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，從字面上就很好理解：將多顆衛(wèi)星組成可以進(jìn)行實(shí)時(shí)信息處理的大型衛(wèi)星系統(tǒng)，組網(wǎng)之后提供天基高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。所有的衛(wèi)星組成像星座一樣的體系，當(dāng)?shù)孛嬖O(shè)備提出申請后，就可以提供互聯(lián)網(wǎng)連接服務(wù)，這會極大地提高全球范圍內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)的覆蓋率，尤其是地面網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無法覆蓋的“空白”地區(qū)。

早在上個(gè)世紀(jì)90年代，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)網(wǎng)化就已經(jīng)開始研究，多家美國公司提出自己的衛(wèi)星星座方案：通過建立天基網(wǎng)絡(luò)、銷售獨(dú)立的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與上網(wǎng)終端，從而與地面通信運(yùn)營商競爭。這其中也包括大名鼎鼎的銥星系統(tǒng)，在發(fā)射66顆衛(wèi)星后，銥星公司就因市場冷落以及龐大的維護(hù)及研發(fā)費(fèi)用，最終破產(chǎn)，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃也陷入沉寂。

隨著5G時(shí)代的到來，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃似乎又重新燃起了希望。得益于SpaceX成功的火箭設(shè)計(jì)、制造與發(fā)射能力，馬斯克在2015年提出了他的“星鏈”計(jì)劃，他計(jì)劃用4．2萬顆衛(wèi)星來取代地面上的傳統(tǒng)通信設(shè)施，從而為在全球范圍內(nèi)提供價(jià)格低廉、高速且穩(wěn)定的衛(wèi)星寬帶服務(wù)。除了馬斯克的星鏈計(jì)劃外，亞馬遜 CEO貝佐斯也開始了他的“柯伊伯項(xiàng)目”（Project Kuiper），該項(xiàng)目由3236顆低地軌道衛(wèi)星組成的太空衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，旨在為世界各地缺乏高速寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的人提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。

除了這幾家商用公司以外，中國和歐洲多國都開始研究并搭設(shè)自己的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)體系，從目前來看，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

目前運(yùn)營商已經(jīng)將地面通信的生意深扎根后，偏遠(yuǎn)地區(qū)無疑是未被挖掘的寶藏。

中國有完善的基站體系，用戶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(jù)聯(lián)合國的最新數(shù)據(jù)，當(dāng)前全球仍有57％人口（約42億）未實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)連接，這意味著世界上絕大多數(shù)發(fā)展中國家人口無法享受優(yōu)質(zhì)的手機(jī)通信和上網(wǎng)體驗(yàn)。從目前的數(shù)據(jù)來看，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(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)就成為一種很好的互補(bǔ)方案。

按照馬斯克的想法，星鏈的主要目標(biāo)客戶是那些網(wǎng)絡(luò)不可靠、價(jià)格昂貴甚至完全沒有網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)，用衛(wèi)星替代光纖，在成本方面優(yōu)勢很大。眾所周知，光纜在復(fù)雜地形上的布線成本極其的昂貴，2018年，谷歌為了擴(kuò)展全球云計(jì)算業(yè)務(wù)，投資近300億美元建設(shè)海底光纜，而SpaceX因?yàn)榭苫厥?，火箭運(yùn)輸成本大大降低，一次發(fā)射成本僅為1400美元／公斤。這成本比在青藏高原或撒哈拉大沙漠這種無人區(qū)鋪設(shè)光纜低很多很多。

這么一看，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)似乎真有可能成為發(fā)展中國家的福音？

從馬斯克的計(jì)劃里，星鏈在未來會向3％的美國偏遠(yuǎn)地區(qū)用戶提供服務(wù)，預(yù)計(jì)資費(fèi)為80美元／月；而美國現(xiàn)有5G套餐價(jià)格為70美元／月。如果放眼全球市場，中國運(yùn)營商的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(dá)地區(qū)毫無競爭力。

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)聯(lián)通全國的地面網(wǎng)絡(luò)是一項(xiàng)十分困難的事情。

因?yàn)樾畔⒚芏鹊?，地面網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)費(fèi)用高昂，相比之下衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)投入低、覆蓋廣，可以滿足這些人口稀疏地區(qū)的通信需求，“在那里，只有真正有錢的人才能用得起網(wǎng)絡(luò)?！笔∪ス饫w布線和基站搭建的成本，成功入網(wǎng)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，這對于通信基礎(chǔ)不完善的國家來說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(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)其實(shí)還存在很多不足之處。

首先，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)雖然覆蓋范圍廣，但與所有的衛(wèi)星通信技術(shù)一樣，在室內(nèi)的無法接收到信號。早前就有新聞曝光，星鏈計(jì)劃用戶需要搭配類似Wi－Fi收發(fā)器的接收器天線。對于某些沒有安裝接收器的室內(nèi)，那么星鏈網(wǎng)絡(luò)就像沒有基站一樣失靈。

由于傳統(tǒng)通信衛(wèi)星位于對地靜止軌道，所以時(shí)延很大，且覆蓋范圍固定，目前大多數(shù)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)將目光放在LEO低地球軌道，該軌道上的衛(wèi)星往往都具備7公里每秒以上的地面速度。動態(tài)性非常的高，所以每顆衛(wèi)星能覆蓋到的范圍很小，也就是服務(wù)區(qū)很小?？上У氖堑厍蛏系男枰W(wǎng)絡(luò)的居民并沒有根據(jù)星座中衛(wèi)星的動態(tài)分布規(guī)律來生活的。北半球中低緯度高度集中的人口讓不能輕易放棄掉高緯度的星座顯得很尷尬，衛(wèi)星多的地方人少，人多的地方衛(wèi)星少。

因此如果要利用LEO通信衛(wèi)星來提供服務(wù)的話，就需要非常多數(shù)量的衛(wèi)星才能構(gòu)建一個(gè)沒有間斷的系統(tǒng)。此外星鏈計(jì)劃采用的是QV波段，頻率更高，載荷量更大，然后為了解決高通量，就需要密集放星。

最后低軌系統(tǒng)存在低容量利用率的問題，就是需求強(qiáng)的地方帶寬容量不夠，而絕大多數(shù)地方衛(wèi)星都處于空閑狀態(tài)。

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

從目前來講，這些問題還不能得到很好解決。在沒有良好的用戶體驗(yàn)前，看似廉價(jià)的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)更像是賠本賺吆喝。想要盈利，還需要很長的周期。

占領(lǐng)太空，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的真正意圖

作為一名精明的商人，馬斯克當(dāng)然不會做虧本的買賣。

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

長期看，在“天地一體化”網(wǎng)絡(luò)的大趨勢下，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)商用價(jià)值會越來越大，而基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)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(nèi)的生存壓力下，還沒內(nèi)測的星鏈現(xiàn)在已經(jīng)拿下了第一個(gè)大客戶——美國軍方。

據(jù)外媒Spacenews報(bào)道稱，美國陸軍在今年5月與SpaceX在簽署了一項(xiàng)協(xié)議——美國陸軍在3年內(nèi)對“星鏈”進(jìn)行測試，以評估其是否符合美軍的數(shù)據(jù)傳輸需求。

在未來，數(shù)量龐大的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)可以對地面目標(biāo)進(jìn)行長時(shí)間的觀察，并能將信息實(shí)時(shí)傳送給傳輸給技術(shù)人員處理，這對作戰(zhàn)的幫助是巨大的。像星鏈這種覆蓋廣、低延時(shí)的通信能力，可以對未來作戰(zhàn)形態(tài)帶來重大影響。

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

現(xiàn)在國際上對于空間的衛(wèi)星軌道資源和頻率資源采用的是報(bào)備制度，也就是先到先得，當(dāng)馬斯克占領(lǐng)完戰(zhàn)略資源之后，便能依托于這些資源進(jìn)行某些通訊控制，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(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)也如火如荼——除了已經(jīng)實(shí)施的虹云工程、鴻雁星座計(jì)劃，今年5月22日的兩會上，雷軍也提案建議加快發(fā)展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，降低民營企業(yè)進(jìn)入衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的門檻，此前衛(wèi)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、日本在內(nèi)的航天大國也開始了各自的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃，各國的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)競爭已經(jīng)不可避免。

尾聲

單從通信行業(yè)的視角來看，并不是各星座計(jì)劃之間的競爭，而是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)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(shè)，一邊是馬斯克為首的美國星鏈計(jì)劃。實(shí)際上，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)更像是5G的互補(bǔ)。按照馬斯克的設(shè)想，星鏈可以更好地為那些5G基站覆蓋不到的偏遠(yuǎn)地區(qū)提供通信服務(wù)。衛(wèi)星互聯(lián)和5G的競爭可能只會出現(xiàn)在報(bào)道標(biāo)題中。

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

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

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