5G、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)各有分工，太空網(wǎng)絡(luò)迎來“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?；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(jī)信號(hào)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(hào)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(hào)。”

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(shí)時(shí)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(wù)。屆時(shí)所有的衛(wèi)星會(huì)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(huì)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，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)星組成太空衛(wèi)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(qū)提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。

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(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

在運(yùn)營商已經(jīng)掌握地面通信的生意后，偏遠(yuǎn)地區(qū)無疑是未被挖掘的寶藏。

以中國為例，運(yùn)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(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 億人）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高。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)榭苫厥占夹g(shù)，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。這一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。

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(jì)劃里，星鏈在未來會(huì)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)連通全國的地面網(wǎng)絡(luò)是一項(xiàng)十分困難的事情。

因?yàn)樾畔⒚芏鹊停孛婢W(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)。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(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)無法接收到信號(hào)。早前就有新聞曝光，星鏈計(jì)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(luò)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(shí)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(dòng)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(wù)區(qū)很小。

可惜的是，地球上需要網(wǎng)絡(luò)的居民并沒有根據(jù)星座中衛(wèi)星的動(dòng)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(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)。例如星鏈計(jì)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(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(huì)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(huì)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(huì)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 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)傳送給技術(shù)人員進(jìn)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(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(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(huì)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、日本等在內(nèi)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，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)并不是各星座計(jì)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(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)網(wǎng)和 5G 的競爭可能只會(huì)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。