圖片來源：視覺中國
▎衛(wèi)星通訊，絕不是救援短信那么簡單。
鈦媒體編輯丨吳泓磊
2022年9月，華為和蘋果先后發(fā)布了華為Mate 50系列和iPhone 14系列智能手機，二者搭載的衛(wèi)星通訊功能，成為了科技領(lǐng)域人們所關(guān)注的熱點。
衛(wèi)星通訊系統(tǒng)指多個衛(wèi)星構(gòu)成的可以進(jìn)行實時信息處理的系統(tǒng)，其中低軌道衛(wèi)星可用于手機通訊。低軌衛(wèi)星軌道高度集中在1000-1500km，軌道高度低使得地面與衛(wèi)星傳輸延時短、路徑損耗小，適合作為一種高效的通訊、互聯(lián)工具，不過同樣由于高度較低，單顆低軌衛(wèi)星的覆蓋面積小，需要大量衛(wèi)星組成星座系統(tǒng)才能實現(xiàn)全球覆蓋。
民用衛(wèi)星通訊雛形初現(xiàn)
控維通信CTO賴海光指出，華為Mate5使用的是北斗星座，iPhone 14使用的則是Globalstar的衛(wèi)星星座。兩者的區(qū)別在于，北斗星座是中軌和同步軌道混合的星座系統(tǒng)，主要功能是導(dǎo)航，兼具短報文傳輸能力，Globalstar的衛(wèi)星星座是低軌星座，專門用于話音和低速數(shù)據(jù)傳輸。
華為Mate 50 Pro衛(wèi)星通訊功能演示
從過去到現(xiàn)在，衛(wèi)星通訊都是一種特殊場景下的應(yīng)急通訊手段。此前想要實現(xiàn)衛(wèi)星通訊，需要使用的設(shè)備是售價不菲的衛(wèi)星電話，如今換成了更多功能的智能手機，且沒有因為這一功能的加入提升價格。看上去，似乎是一個“癢點升級”。
但在未來，衛(wèi)星通訊的能力遠(yuǎn)不止于發(fā)送緊急求救信息這么簡單，除了短信、電話、衛(wèi)星通訊還可以實現(xiàn)上網(wǎng)的功能，很可能會發(fā)展成為非常重要的通訊方式。
天地互補
傳統(tǒng)通過基站的通訊方式的優(yōu)勢主要在于速度，通過光纜連接，理論最高可以實現(xiàn)20Gbps的高速通訊。但其問題在于建設(shè)成本較高，且每一個5G基站也只能覆蓋較小的范圍，很多第三世界國家負(fù)擔(dān)不起基礎(chǔ)建設(shè)費用，根據(jù)中國國際發(fā)展知識中心發(fā)布的《全球發(fā)展報告》，截至2021年底世界上仍有約38%的人口（即29億人）無法連接互聯(lián)網(wǎng)。
衛(wèi)星通訊主要由近軌道的通訊衛(wèi)星進(jìn)行無線的信號傳輸，目前最高速度約為0.3Gbps，速度上與5G有較大差距。但優(yōu)勢在于地面無需基站、光纜等基礎(chǔ)建設(shè)，可以覆蓋更加廣袤的地區(qū)。
這也就意味著，基站通訊和衛(wèi)星通訊，分別覆蓋速度和廣度，剛好形成互補。
抓緊布局，國家隊直接入場
目前，制約衛(wèi)星通訊發(fā)展的因素主要是衛(wèi)星發(fā)射的單位成本，火箭的推動比和是否可回收是其中最重要的決定因素。歐洲的阿利安5號（Ariane-5）運載火箭每公斤發(fā)射費用約為10313美元，俄羅斯主力運載火箭每公斤發(fā)射費用為7246美元，中國航天科工集團(tuán)旗下的快舟11號運載火箭每公斤發(fā)射價格大約5000美元。而美國的獵鷹9火箭由于采用了可回收設(shè)計，目前發(fā)射成本為2700美元。
目前特斯拉創(chuàng)始人馬斯克的星鏈公司計劃發(fā)射總計4.2萬顆衛(wèi)星用于星鏈系統(tǒng)，截至2022年1月1日，已發(fā)射的星鏈衛(wèi)星超過1400顆，而中國的在軌衛(wèi)星總數(shù)為499顆。
國資委關(guān)于組建中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司的公告
目前中國正在抓緊布局衛(wèi)星通訊產(chǎn)業(yè)，在2020年9月份，代號為“GW”的中國公司，向國際電信聯(lián)盟（ITU）遞交了頻譜分配檔案。檔案中曝光計劃發(fā)射的衛(wèi)星總數(shù)量達(dá)到12992顆。2021年4月29日，中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司在雄安正式掛牌成立，此時外界才得以確認(rèn)，“GW”就是“國網(wǎng)”的代號。
需要指出的是，由于近地軌道的衛(wèi)星容量有限，科學(xué)界普遍認(rèn)為大約為6萬顆左右。而國際電信聯(lián)盟ITU對于衛(wèi)星軌道分配實行“先占先得”制，因此如果中美都按計劃完成衛(wèi)星發(fā)射后，地球的絕大部分近地軌道，將被兩個國家占據(jù)。
在衛(wèi)星制造方面，我國也已經(jīng)具有了批量低成本生產(chǎn)的能力。1月19日，我國的銀河航天自研6顆低軌寬帶通信衛(wèi)星從自主建設(shè)的衛(wèi)星研發(fā)生產(chǎn)線下線，這批衛(wèi)星出廠驗證了國內(nèi)衛(wèi)星生產(chǎn)線的小規(guī)模批產(chǎn)能力及低成本研制模式，實現(xiàn)了我國首次衛(wèi)星低成本批量研制生產(chǎn)。
天空的未來，不止于通訊
在2021年6月6日，中國信息通信研究院發(fā)布的《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)》指出，6G將實現(xiàn)空天地一體化的全球無縫覆蓋，星地一體融合組網(wǎng)技術(shù)將成為6G網(wǎng)絡(luò)最重要的潛在技術(shù)之一。基站通訊和衛(wèi)星通訊，將共同組成我國未來的通訊網(wǎng)絡(luò)。
在車聯(lián)網(wǎng)方面，衛(wèi)星通訊也將發(fā)揮一定的作用。隨著自動駕駛等級不斷提升，低軌衛(wèi)星所提供的高精度定位可以輔助圖像識別系統(tǒng)，清晰識別防護(hù)欄、樹、高架、道路邊緣等參照物，提高車輛的環(huán)境感知能力，進(jìn)而提升汽車的自動駕駛能力。
隨著衛(wèi)星通訊行業(yè)發(fā)展，還會帶動周邊的航天技術(shù)。像是用來發(fā)射通訊衛(wèi)星的可回收火箭技術(shù)，就被外界普遍看好。通過降低太空運輸?shù)某杀荆磥硐袷歉呔冉饘偌庸ず蜕镏扑幮袠I(yè)，就可以用更加低廉的成本實現(xiàn)無重力環(huán)境生產(chǎn)。隨著人類能夠以更低的成本進(jìn)入太空進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，也許將推動第四次工業(yè)革命。
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