151
5G 和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)可以有各自的分工。
高帶寬、低延時的衛(wèi)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(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)類比成 6G。
你能想象在未來，我們可以在深?；蛴炅种辈?、在雪山分享美照、甚至在萬里高空等各種惡劣的環(huán)境下，手機信號依然是滿格。而現(xiàn)在的你，可能稍微遠離城市，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)星組成可以實時處理信息的大型衛(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。屆時所有的衛(wèi)星會組成像星座一樣的體系，當?shù)孛嬖O備提出申請后，就可以提供互聯(lián)網(wǎng)連接服務，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)絡設備無法覆蓋的“空白”地區(qū)。
早在上個世紀 90 年代，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡的互聯(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、銷售獨立的衛(wèi)星網(wǎng)絡與上網(wǎng)終端，從而與地面通信運營商競爭。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及研發(fā)費用，最終破產(chǎn)，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃也陷入沉寂。
隨著 5G 時代的到來，衛(wèi)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 萬顆衛(wèi)星來取代地面上的傳統(tǒng)通信設施，從而在全球范圍內(nèi)提供價格低廉、高速且穩(wěn)定的衛(wèi)星寬帶服務。
除了馬斯克的星鏈計劃外，亞馬遜 CEO 貝佐斯也開始了他的“柯伊伯項目”（Project Kuiper），該項目由 3236 顆低地軌道衛(wèi)星組成太空衛(wèi)星網(wǎng)絡，旨在為全球缺乏高速寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務的地區(qū)提供網(wǎng)絡接入服務。
圖 | Starlink 第一組衛(wèi)星
除了美國，中國和歐洲多國也都在研究并搭設自己的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)體系。從目前來看，這似乎成了互聯(lián)網(wǎng)下一個潮流：更廣泛，也更加自由。
發(fā)展中國家的福音
在運營商已經(jīng)掌握地面通信的生意后，偏遠地區(qū)無疑是未被挖掘的寶藏。
以中國為例，運營商等已經(jīng)搭建有完善的基站體系，用戶很容易就可以享受到優(yōu)質(zhì)的通信網(wǎng)絡，但并不是每個國家都有足夠的資金實力搭建網(wǎng)絡。
據(jù)聯(lián)合國的最新數(shù)據(jù)，當前全球仍有 57%人口（約 42 億人）未實現(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)的手機通信和上網(wǎng)體驗。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方案。
按照馬斯克的想法，星鏈的主要目標客戶是那些網(wǎng)絡不可靠、價格昂貴甚至完全沒有網(wǎng)絡的地區(qū)，用衛(wèi)星替代光纖，在成本方面優(yōu)勢很大。
眾所周知，光纜在復雜地形上的布線成本極高。2018 年，谷歌為了擴展全球云計算業(yè)務，投資近 300 億美元建設海底光纜，而 SpaceX 因為可回收技術，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人區(qū)鋪設光纜低很多很多。
如此一來，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？
在馬斯克的計劃里，星鏈在未來會向 3%的美國偏遠地區(qū)用戶提供服務，預計資費為 80 美元 / 月，而美國現(xiàn)有 5G 套餐價格為 70 美元 / 月。如果放眼全球市場，中國運營商的 5G 套餐甚至可以低到每月不足百元（約 15 美元）。
這么一看，星鏈的價格其實在通信產(chǎn)業(yè)發(fā)達地區(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)惠的價格。尤其像印度尼西亞這種群島國家，想搭建一個連通全國的地面網(wǎng)絡是一項十分困難的事情。
因為信息密度低，地面網(wǎng)絡鋪設費用高昂，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。省去光纖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
在享受低廉的價格外，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)其實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)星通信技術一樣，在室內(nèi)無法接收到信號。早前就有新聞曝光，星鏈計劃用戶若要入網(wǎng)，需要搭配類似 Wi-Fi 收發(fā)器的接收器天線。如若室內(nèi)沒有安裝接收器，星鏈網(wǎng)絡的效果等同于零。
由于傳統(tǒng)通信衛(wèi)星位于對地靜止軌道，時延長，且覆蓋范圍固定，因而目前大多數(shù)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)都將目光放在 LEO 低地球軌道。該軌道上的衛(wèi)星往往都具備 7km/s 以上的地面速度，動態(tài)性非常高，也因此每顆衛(wèi)星能覆蓋到的范圍很小，即服務區(qū)很小。
可惜的是，地球上需要網(wǎng)絡的居民并沒有根據(jù)星座中衛(wèi)星的動態(tài)分布規(guī)律來生活。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(wèi)星星座顯得很尷尬，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)星來提供服務的話，就需要非常多數(shù)量的衛(wèi)星才能構建一個沒有間斷的系統(tǒng)。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(tǒng)存在低容量利用率的問題，就是需求強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，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前，看似廉價的衛(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放在軍用上——就像當年的 GPS 一樣。
長期看，在“天地一體化”網(wǎng)絡的大趨勢下，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)商用價值會越來越大，而基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡控制高密度網(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)拿下了第一個大客戶——美國軍方。
據(jù)外媒 Spacenews 報道稱，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(nèi)對“星鏈”進行測試，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)絡可以對地面目標進行長時間的觀察，并能將信息實時傳送給技術人員進行處理，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，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是國家安全實力的一部分。
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備制度，也就是先到先得，當馬斯克占領完戰(zhàn)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，這一點很值得中國航天業(yè)關注。
其實中國的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設也如火如荼——除了已經(jīng)實施的虹云工程、鴻雁星座計劃，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、日本等在內(nèi)也開始了各自的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃，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，衛(wèi)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。實際上，衛(wèi)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(qū)提供通信服務。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和 5G 的競爭可能只會出現(xiàn)在報道標題中。
事實上，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，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)適合為偏遠的野外、海上等人口稀疏區(qū)提供通信服務。
而看上去在民用領域沒有優(yōu)勢的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，在國家安全領域卻有著舉足輕重的作用，所以我們更應該把目光放得長遠，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。
