卫星互联网星链计划,中美间5G通讯领域

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4月20日,国资委和国家发展改革委同时召开经济运行例行发布会。国家发改委首次就“新基建”概念和内涵作出正式的解释。应该是对前期盛传的“民间”定义的“新基建”内容进行了正名和纠正。

国家发改委创新和高技术发展司司长伍浩在这次希望发布会上表示,新基建中的“信息基础设施”主要是指基于新一代信息技术演化生成的基础设施,比如,以5G、物联网、工业互联网、卫星互联网+为代表的通信网络基础设施,以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施等。

显然,与前一阵子市场解读的“新基建”最明显的差异在于将卫星互联网+首次被纳入“新型基础设施”的范畴。这个表述不仅仅正式解释了什么是新基建,同时反映的是我国在即将完成“北斗”导航系统之际,正式宣布进入卫星互联网、及外太空领域的通信领域。也许这是为更加宽泛6G通讯做准备。

一、全球卫星互联网的基建和竞争早已开始。

关于卫星互联网的建设,在太平洋的彼岸早就在进行:如“全球星系统”、“铱星计划”和“星链计划”等等已经先行展开。当然市场最熟悉、也是眼下最火热的当属“星链计划”。

4月下旬,世界各地爱好天文的网友陆续在网上发布消息说,各地夜空中相继发现排成一排的星星。据知情人透露,这是SpaceX公司星链(Starlink)计划发射的最新一批卫星。

说起SpaceX公司,其老板我再熟悉不过了。就是那个1月7日在国产特斯拉Model3交付现场,因为非常太高兴,大献街舞的埃隆马斯克。要选当今世界上最拉风的男人,埃隆马斯克一定是排在前面的几位之一。

大名鼎鼎的埃隆马斯克曾经被称为“硅谷钢铁侠”,他的“超”能力不光是有钱,而且是敢想敢干,把梦想变为现实。我们最熟悉的就是特斯拉了。这样一位大人物的一举一动当然引人瞩目,这不,这几天60颗卫星的发射、和那一排星星又让这位大佬的新闻刷屏。

SpaceX公司的全称是美国太空探索技术公司,是由埃隆马斯克于年6月创立的一家太空运输公司,开发了可重复使用的猎鹰系列运载火箭。此前,SpaceX公司已经进行6次发射,加上4月22日发射的60颗卫星,迄今为止,已经把颗星链卫星送上了太空。

星链计划只是“钢铁侠”涉足的一个项目,但仅仅这一个项目的庞大就可以佐证埃隆马斯克的传奇人生。

年1月,马斯克宣布了SpaceX公司的卫星互联网服务计划,计划在年至年这5年间在太空搭建由约1.2万颗卫星组成的“星链”网络。其中颗将部署在地球上空千米处的近地轨道,并从年开始工作。整个项目计划投资亿美元。

根据最新的信息显示,该公司还准备再增加3万颗,将计划使用的卫星总量增加到约4.2万颗。不少网友不由惊叹,马斯克将象“放烟花”一样发射卫星。

据统计,整个人类迄今为止一共向太空发射了多颗卫星,能工作的大约只有一半。而SpaceX公司在几年内就要发射人类有史以来发射量的3倍,最终计划完成以后要达到10倍。

SpaceX公司敢于实施这样庞大的项目,得益于它掌握着先进的火箭发射技术。SpaceX公司开发的猎鹰系列运载火箭可重复使用,这样可以大幅降低星链计划所需发射卫星的成本。据估算,单颗星链卫星的总成本在万美元左右,随着技术进步和规模的扩增还有可能进一步降低。

值得一提的是,年2月,美国空军相关人员拜访马斯克和公司首席运营官奎恩,一起探讨星链计划的低轨卫星用于军事的可行性。会后,美国空军决定向spaceX赞助万美元,用以扶持把星链计划拓展到军事用途。财年,有2.15亿美元的专项军费,拨给了商业航天企业寻求高速军用互联网计划。

毫无疑问,美国空军已经成为了星链计划的早期启动用户,而这也许正是特朗普早几天因为无法超越中国的5G,而宣布要跃过5G,直接发展6G的底气。

二、卫星互联网竞争发展的必要性和现实意义

在说完我国的“卫星互联网”计划,并简单介绍了美国SpaceX公司正在实施的“星链计划”和美国的态度,我们有必要聊一聊这种竞争发展的必要性和现实意义。

现在我们带着手机在人类能活动的大部分区域都能通话,在有高速网络的地方还能畅快的网上冲浪,仿佛无线技术无所不能,其实最终主干网的数据传输还要靠有线网络。

一个基站能覆盖的范围有限,从几百米到几千米不等。基站收发的数据最终还要靠光缆传输,实现各个用户之间的通信,所以在无法架设基站的地方就很难进行通讯。

如果你因为装修、思考过网线的布线就知道有线技术是多麻烦。要考虑到如何布线,还要打洞等等各种不便。如果搞一台无线路由器,那一切烦恼就都没了,插上电就能用。

所以人类很想给整个地球都装上无线路由,这样走到哪里都可以通讯,不管是海洋还是沙漠,无死角覆盖。此时,卫星通信的优势就完全体现了出来。

年12月13日,美国发射了低轨道卫星“中继1号。年11月23日该星首次实现了横跨太平洋的日美间的电视转播。

年4月6日发射了最初的半试验、半实用的静止卫星“晨鸟”,用于欧美间的商用卫星通信,从此卫星通信进入了实用阶段。

最初的通信卫星大多是地球同步卫星。所谓的“同步卫星”是指卫星入轨后与地球相对静止,绕地球一周的时间跟地球自转一周时间相同,故曰“同步”。

但是,同步卫星虽然具备传输距离长的优点,但由于距离地球太远,所以导致通讯的延时太长。加上卫星数量少,提供的带宽有限,并不适用个人通信业务。

最著名的同步卫星通讯系统是海事卫星系统,基于以上的原因海事卫星系统主要提供海上常规通信,海陆灾害救援、应急通信等服务。

为了克服同步卫星高延时的缺点,很多公司开发了近地轨道通信卫星系统。比较著名的有前面提及的全球星系统和铱星计划,另外还有中轨道卫星(ICO)、Ellipso系统等等。

全球星系统由美国劳拉公司和高通公司发起,还有许多美国高科技公司加入。没错,高通公司正是现在赫赫有名的手机芯片制造厂商。全球星由48颗卫星加上8颗备份卫星组成,轨道高度为米,向用户提供话音、传真、数据、短信息、定位等服务。全球星系统在年2月开始卫星发射,年1月正式投入使用。

注意啊,年5月全球星系统开始在中国地区提供服务。

铱星计划由美国摩托罗拉公司实施,很可惜,第一次的项目已经失败。计划的最初设计是发射77颗近地卫星,实现全球覆盖,可以让客户在全球任何地方都可以进行通讯。因为金属铱原子序数为77,有77个电子,所以这项计划被称为铱星计划。

虽然后来卫星数目降为66个,但铱星计划的名称仍然得以保留。铱星计划年开始实施,年开始投入使用。铱星系统投入使用的时候正是地面移动通信大发展的时期,铱星系统的手持设备因为非常笨重,加上价格昂贵,导致用户数量过少,最后不得不宣布项目失败。

给铱星系统研发出第一部手持设备的公司同样是摩托罗拉,可以说摩托罗拉公司的两个部门同室操戈。最终铱星系统败下阵来,后来连摩托罗拉的手机业务也被我国的联想公司收购,真是世事难料,令人唏嘘。

不过好在铱星公司又开发了第二代铱星系统(IridiumNEXT),并于去年开始使用。

由于单颗卫星提供的带宽有限,要提供高速的网络服务,必须增加卫星的数量。所以,星链计划最初的设计数字是1颗,最终的计划是4颗,远远超过以前的那些系统,甚至超过人类以前发射的卫星总数。

三、卫星互联网的发展前景依然广阔。

卫星通信是目前仅有的可同时实现抗毁性强、覆盖范围广、部署快速灵活、传输容量大、性能稳定可靠、不受地形和地域限制的通信技术。卫星通信可以实现有线电话网和地面移动通信网均无法实现的广域无缝隙覆盖,尤其适用于传统陆地通信不宜覆盖的地区。

对于广大低业务密度地区与通信基础设施严重缺失地区人口来说,搭建卫星互联网基础设施来使其接入全球互联网是核心解决方案之一。而根据联合国披露的关于全球互联网接入数据显示,全球有49%的人口依然未进入互联网世界。

可想而知,如果卫星互联网真的可以将这近一半地球人口开发成其用户,将会取得何等的收益。

而卫星互联网的这种覆盖率刚好和即将商用的5G实现互补。在城市人口密集地区,5G保证了大量用户同时使用的高速网络,而在5G覆盖较少的偏远地区,诸如大海、沙漠、林区等人烟罕至的地区,卫星互联网确保了区域之中用户的网络使用。

四、卫星互联网将是商业发展的沃土。

用一句时髦的话说,广袤的太空不再是一片神秘空间,而是一片商业沃土。

年,我国三大电信运营商营业总收入总和为1.41万亿元。按照“太空狂人”马斯克推出的“星链”系统客户约占传统电信用户的3%—4%比例来估算,未来我国卫星互联网的市场空间有望达到—亿元。

这给卫星互联网的全产业链提供投资机会,从卫星制造到火箭发射,每一个细分行业都充满了商机。

卫星互联网产业链主要由卫星制造及火箭发射、地面基站及终端设备和卫星通信运营三部分。按照美国卫星协会(SIA)的预测,三部分的市场规模占比约为7.5%、44.6%和47.9%。

因此,与卫星制造和火箭发射相关的公司将首先受益,与终端设备和卫星通信运营相关的公司将在后期受益,但市场空间更大。

根据价格的预估,我国卫星互联网年产值将有望于年达到0.4万亿元人民币。其中卫星制造年产值.62亿元,火箭发射年产值.7亿元,地面设备.1亿元,卫星应用.9亿元。

根据美国卫星产业协会(SIA)的数据显示,早在年,全球航天经济规模已经到达亿美元。不难看出,未来在这方面的市场仍然有十分巨大的发展潜力。

五、卫星互联网在国外已经风起云涌。

卫星互联网如此巨大的市场中,早已经是风起云涌。因为率先发力的国外科技巨头已经走在了前头。如我们前面说过的马斯克就是一个典型的例子。根据报道,SpaceX今后将计划每两周发射一批卫星,以完善其“星链计划”。

虽然与计划的1.2万颗卫星相比,已经发射的颗卫星仅仅是九牛一毛,但这已经成为了全球最大的商业卫星星座。

此外,OneWeb公司作为星链计划的主要竞争对手,其造星能力也不容小觑。

OneWeb公司声称,它是第一个利用商业化和批量生产技术大大降低卫星生产时间和成本的公司。相比于行业内制造每颗卫星一般需要12—18个月的速度,OneWeb卫星公司的卫星制造速度高达每天2颗。

同样发力卫星的还有亚马逊。其“柯伊伯项目”计划将颗卫星发射入轨,并为全球提供低延迟、高速度的太空互联网服务。尽管亚马逊官方还没有表示何时发射其第一颗柯伊伯卫星,但根据亚马逊向国际电信联盟申请了为期7年的频段来看,卫星升空指日可待。

而根据彭博社的报道,苹果公司也正在研发卫星网络技术,试图找到将数据(如互联网连接)直接传输到其设备上的方法。报道中提及,苹果已经拥有约12名相关行业的工程师,预计五年内部署其成果。

无论是SpaceX还是OneWeb,或者是亚马逊和苹果,他们早已经瞄准了广袤无垠的太空,正在或是已经建设了其卫星互联网体系。这也让他们捷足先登,抢占了市场。

六、穷追不舍的国内企业们。

仰望星空的肯定不只是国外的马斯克他们。在国内,依旧有不少的企业将目光汇聚在了头顶的那片天空。

尽管在卫星互联网基建这个赛道中已经开始拥挤,且相比于美国的建设进度,中国落后了差不多一年的时间,但目前两国仍然同处于第一梯队。

央企集团方面,早在年中国航天科技和中国航天科工就分别提出自己的低轨通信项目“鸿雁星座”和“虹云工程”。这两项工程均在年底发射了自己的首颗验证卫星。

鸿雁星座计划由颗低轨道小卫星及全球数据业务处理中心组成,可以为用户提供全球实时数据通信和综合信息服务。虹云工程计划发射颗卫星,计划组成一个星载宽带全球移动互联网络。

值得一提的是,中国航天科技下属的上市公司中国卫通,作为一家从事卫星运营服务的公司,是国内唯一一家拥有通信卫星资源且自主可控的卫星通信运营企业。

除了这些“国家队”之外,同样发力的还有民营航天公司。

年1月16日,银河航天成功发射其首颗通信能力达10Gbps的低轨宽带通信卫星,该卫星可通过卫星终端为用户提供宽带通信服务。九天微星则计划用72颗卫星,构建低轨物联网星座。按照计划,九天微星的物联网卫星星座,将在年前完成部署。

而最新报道有汽车企业吉利科技旗下的时空道宇公司,也着手招聘火箭工程师,预备涉足火箭领域。并得到了吉利汽车集团副总裁杨学良的证实。

虽然我国对商业卫星产业规划及低轨小卫星组网技术的探索起步相对较晚,但目前国企和民营卫星星座计划整体呈现出更加多样化和多点位的格局,这也在一定程度上弥补了起步晚的不足。

七、搭上“新基建”顺风车的卫星互联网,在资本市场可能成不了单独的“风口”。

通过上面的分析,不难看出,在卫星互联网这一片风起云涌的市场,早已不是一片蓝海。但是身处“新基建”的风头浪尖之上,难免会有人被热情冲昏头脑,失去理智。

就在4月20的新闻发布会结束之后,当日下午国内市场的卫星互联网概念股走强,多家相关公司股票股价上涨。但随后的几个交易日又相继风平浪静,甚至再度低迷。

因为这些最直白的相关概念公司其业务的竞争实在是太激烈了。

透过这些现象和走势来看,未来卫星互联网+的真正商机可能更加倾向于:全球范围内建立全天候万物互联过程中具体应用。

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