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卫星通信领域将迎来怎样的发展?

2023-09-21 09:10:26 阅读:

      近年来,全球卫星通信产业进入了一个高速发展的阶段。
      与卫星通信相关的新技术和新应用不断出现,成为了媒体报道的热点,也引起了公众的广泛关注。
      尤其是刚刚过去的2022年,华为和苹果公司分别发布了搭载卫星通信技术的手机,更是让行业内外一片沸腾。人们纷纷猜测:我们是不是已经全面迈入了卫星互联网时代?卫星通信的崛起,究竟会给我们的生活带来怎样的改变?
卫星通信的发展历程
      1957年10月4日,世界上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”发射成功,标志着人类正式开启了航天时代。
      “斯普特尼克1号”带有浓重的冷战背景。在那一特殊时期,超级大国发射人造卫星,基本都是用于军事目的。
       后来,随着时间的推移,卫星的民用价值逐渐被发掘出来。越来越多的商业卫星被送上太空,用于地面遥感、气象观测、广播通信等目的。
       我们国家的第一颗卫星,就是大名鼎鼎的“东方红1号”。这颗卫星发射于1970年4月24日。它在太空中发出的东方红乐曲,是无数中国人难以磨灭的回忆。
       进入20世纪80年代后,国际商业卫星的发展进入了新的高潮。通过卫星进行电视信号转播和通信报文转发,已经成为了主流趋势。
       当时,美国著名的摩托罗拉公司,提出了一个伟大的构想:通过77颗卫星组成的近地星群,建设一个覆盖全球的卫星电话网络,让用户可以在世界上任何一个角落打电话。
        没错,这个构想,就是著名的铱星计划。
       铱星计划(复制品)
       铱星计划是人类商业卫星发展第一阶段的标志。受限于当时的技术条件和商业模式,这个计划最终破产失败,留下一地鸡毛。
       进入21世纪后,又有公司卷土重来。这次,他们提出了更理性的发展目标,明确将自己定位为地面通信系统的补充(而不是像铱星计划一样,想要替代基站),专门为海上、偏远地区等地方的用户提供网络服务。
       这一定位转变,标志着商业卫星开发进入了第二阶段。
       这个阶段的代表性企业,是2007年创立的O3b Networks公司。他们通过与电信运营商合作,为岛屿或船舶提供宽带卫星通信服务,获得了成功。
       值得一提的是,在第二阶段的发展过程中,卫星通信的功能定位也发生了变化。它不再仅仅服务于语音通话和电视信号转播,而是面向一个更加庞大的市场,那就是——卫星互联网。
       大家可以回忆一下,2007年左右,正是3G和智能手机全面爆发的时期。移动互联网的蓬勃发展,影响了卫星通信,也让卫星逐步服务于互联网的广域覆盖与接入。
      2015年,埃隆·马斯克(Elon Musk)基于自己的太空探索技术公司 (SpaceX),正式提出了星链(Starlink)项目。项目计划发射4425颗低轨卫星(后来增加到4.2万颗),为全球范围内的客户,提供高速宽带互联网服务。
搭载星链卫星的猫鹰9号火箭正在发射
       星链项目的推出,震惊了全世界,也推动卫星通信进入了第三个阶段,也就是低轨宽带卫星互联网时代。
       所谓低轨卫星,就是工作在距离地面500-2000公里低地球轨道的卫星。虽然它的覆盖范围不如高轨道和中轨道卫星,但可以通过增加数量,弥补覆盖,提供更大的容量、更低的时延、更高的网络速率。
       除了低轨之外,第三阶段还有一个重要的技术趋势,那就是高通量通信卫星(High Throughput Satellite,HTS)的崛起。
       高通量卫星采用了更高的通信频段(例如Ku波段、Ka波段)、更先进的卫星平台、更多的转发器、更强的天线技术,实现了比传统卫星(低通量,1-2Gbps以内)更强大的通信带宽能力,可以带给用户更好的网络体验。
       总而言之,正是因为低轨卫星和高通量卫星的技术飞跃,才奠定了如今全球卫星通信产业高速发展的局面。
卫星通信的应用价值
       人类之所以要发展卫星通信,是因为它确实拥有得天独厚的技术优势。
       卫星身处太空,正所谓:“站得高,看得远”。它利用了有限的空间资源,能够轻松实现广域信号覆盖。
       众所周知,经过数百年的建设和发展,人类已经在地球上建立了较为发达的地面通信网络(光纤、微波、移动通信),覆盖了大量的人口。但是,这些网络主要集中在居民生活区域。
      我们通常所说的网络覆盖率很高,主要是指人口覆盖率,而非国土覆盖率。以我国为例,我们的网络是世界上最强大的,能够实现99%的人口覆盖率。但国土覆盖率呢,仅仅只有30%左右。
       换言之,在广袤的地球表面,大量的深山、森林、沙漠、草原、戈壁等地区,是没有手机信号的,更不会有光纤。
       所以,我们可以通过卫星通信,弥补传统地面通信系统的不足,实现对这些偏远地区的覆盖。

卫星通信,拥有极强的覆盖能力
       卫星通信可以为资源勘探、森林防火、抢险救灾、探险旅游、野生动物保护等应用场景提供有力支持,既能方便业务开展,也能保障生命安全。
       对于经济欠发达地区的居民,卫星通信提供了快速且廉价的互联网接入,帮助提振当地经济,消灭数字鸿沟。
       这些年来,基于卫星通信的物联网应用(例如资产管理、地质灾害监测等),也有不错的发展,市场潜力巨大。
       除了陆地之外,卫星通信还有两个重要应用领域,就是船用通信和机载通信(飞机通信)。这些领域的互联网连接需求也是非常庞大的,拥有大量高价值客户,投资回报极高。

卫星通信的行业前景
       正是因为卫星通信具有广阔的应用场景和巨大的商业价值,才吸引了众多企业加入其中。
       除了前面所说的星链之外,国外还有不少企业发起了商业卫星互联网的项目。例如韩国三星的太空互联网项目,亚马逊的Kuiper项目,Telesat的Telesat LEO项目等。
        2022年,华为、苹果等主流手机厂商加速拥抱卫星通信领域,意味着属于“智能手机+卫星通信”的新兴赛道已铺就。随后,高通和铱星瞄准手机直连卫星市场,将卫星通信应用到安卓手机。这一技术将于今年下半年上市,预计比iPhone提供更多功能。
      行业普遍认为,2023年到2024年,卫星通信或将成为旗舰手机的标配。
      在国内,我们也在积极进行卫星互联网的产业和技术布局。
      2016年,国内发布了《航天白皮书》。其中明确提出:将提升卫星系统水平和基础产品能力,构建形成卫星遥感、卫星通信广播、卫星导航定位三大系统,建设天地一体化信息网络,基本建成空间基础设施体系,形成连续稳定的业务服务能力,促进卫星及应用产业发展。
       此外,白皮书还提出:“鼓励引导民间资本和社会力量有序参与航天科研生产等航天活动,大力发展商业航天。”
       2020年4月20日,国家发改委首次将卫星互联网和5G、工业互联网等一起,列入信息基础设施,明确了建设卫星互联网的重大战略意义。
       国内大家比较熟悉的卫星通信相关企业,是星网集团、中国卫通等国企。但事实上,参与商业航天的民营企业,也同样值得关注。
最后的话
       人类的征途,是星辰大海。
       过去的几十年里,我们见证了卫星技术的蓬勃发展,也见证了它对人类社会发展所创造的价值。如今,这一技术已经进入了新的演进阶段,它的商业落地不断加速,市场潜力也在不断爆发。
       在数字化转型的浪潮下,把握住卫星技术的发展机遇,构建空天一体的立体数字网络,具有极为重要的意义。

 
 
 
 
 

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