文｜動點科技
作者｜黃塵
編輯｜Steven Lee
近日，據海外媒體爆料，蘋果計劃為其産品帶來衛星通訊功能，衛星連接配接将使 iPhone 能夠繞過營運商，通過衛星網絡聯系緊急聯絡人。該功能最早可能在今年的 iPhone 14 上搭載，之後，蘋果可能将該技術引入 Apple Watch。
提起衛星通訊，不得不說衛星網際網路，其是以衛星為接入手段的網際網路寬帶服務模式。網際網路服務商先把網際網路信号發送至太空中的衛星，再通過二次發射，将信号傳回至使用者端的衛星接收天線，天線又接入使用者的數據機，再進一步把信号還原成計算機能夠使用的網絡資料。而由計算機一側發出的信号，再經過相同的路徑，前往網際網路服務商，通過重複往來實作資料互動。未來将在在工業網際網路、物聯網、數字城市等方面具有廣泛的應用場景。
2020 年 4 月國家發改委首次明确 “新基建” 範圍，涵蓋了包括 5G、人工智能、物聯網、工業網際網路、衛星網際網路等在内的資訊基礎設施，應用邊際未來甚至可激活萬億市場空間，甚至有人揚言其将取代傳統的地面通信網絡，而各大廠甚至有實力的國家都早已開始布局，以搶占這一未來基礎設施的先機。
先行者
目前，衛星網際網路已經成了全球科技企業的新風口，已知的有亞馬遜、SpaceX、OneWeb、Telesat 等等多家公司。據華泰證券分析，2022 年全球低軌衛星互聯服務市場規模将達 1100-2000 億美元。擁有衛星制造能力的商業航天企業也是以成為資本追逐的熱點。
該領域最知名的要數馬斯克在 2018 年建立的太空探索公司 SpaceX，截至 2022 年 2 月，地球軌道上共運作有 2091 顆 Starlink 衛星，2027 年底前總共要布署大約 12000 顆低軌衛星組成星鍊網絡，能夠為地球上的大部分地區提供網絡連接配接覆寫。
緊随 SpaceX 之後的是 OneWeb 公司，預計要發射 648 顆衛星布建相關網絡，截至目前，該公司在軌衛星總數已達近 300 顆，有望在不久的将來提供區域商業服務。對于 OneWeb 來說，其實更偏向傳統集中采購組網。但因為地面站受限，路由的路徑更長，是以時延相比也會長一些。
國内有吉利在布局低軌衛星網絡，早在 2018 年，吉利戰略投資的浙江時空道宇科技有限公司就成立了，其的低軌衛星高精度導航系統目前已完成 305 座高精時空基準站的布署。目前，銀河航天、九天微星等國内企業也逐漸嶄露頭角。銀河航天将精力聚焦在研發對标 Starlink 的低軌小衛星寬帶通信系統上；而創辦時間更早的九天微星，則經曆了更為曲折的探索，産品定位和技術路線曆經多次調整，才逐漸從一些應用市場打開局面。
大國角逐場
除了企業，一些國家也開始關注這個領域并加大投入。歐盟近日提出了一項投資額達 60 億歐元的 “天基安全通信系統” 提案，建立屬于自己的低地球軌道衛星系統。歐盟的 “天基安全通信系統” 将成為現有的 “哥白尼”（地球觀測系統）和 “伽利略”（導航服務系統）的補充。
盡管要部署的衛星數量尚未确定，但其将支援 “邊緣計算、物聯網、自動駕駛、電子健康、智能工作和教育、海空通信連接配接以及智能農業”，并為交通部門提供寬帶連接配接服務和衛星接入。
歐盟估計，計劃部署的衛星網絡總成本将為 60 億歐元，其中，歐盟将在 2022 年至 2027 年期間投入 24 億歐元，其餘資金則來自成員國、歐洲航天局和私營機構投資者。
而早在 2018 年，俄羅斯總統普京宣布了一項名為 “球體” 的多功能衛星系統項目。這一項目由俄羅斯航天國家集團主導，采用财政撥款加市場投資的方式，計劃打造由分布在 17 個軌道面的 640 顆多用途衛星組成的衛星星座，其中包含一個由 288 顆衛星構成的第二代 “信使” 低軌通信星座。整個 “球體” 星群除了服務于軍事需求外，還能為消費者提供通信、導航等服務。
2021 年 7 月，加拿大政府承諾向衛星電信營運商 Telesat 投資 12 億美元，以支援其開展 “加拿大曆史上最大的太空計劃”。這家成立于 1969 年的老牌衛星公司不同于 SpaceX 和 OneWeb，其更專注于商業客戶而非普通消費者。雖然其發射計劃一推再推，但是憑借其在衛星營運方面數十年的經驗積累，Telesat 的星座計劃仍然被業界視為 Starlink 和 OneWeb 的 “強敵”。
而中國的星座計劃，在 2016-2018 年間已經開始醞釀。其中，航天科技、航天科工、中國電科、中國電信等國家隊這此期間紛紛提出了各自的低軌網際網路星座建設方案，并陸續發射了試驗星。
短期内恐難進入日常體驗
傳統網際網路往往要求使用者在特定區域内布設固定網絡，例如掀開地闆埋下幾米長的線纜，再分别延伸至各個房間。搞定之後，地闆或者牆體下頭将是迷宮般的電線和線路。這種要求還限制了服務的覆寫範圍。對于地形較為險峻或者傳輸線路較差的偏遠地區，固網服務幾乎不可能實作連通。而衛星網際網路則一般不受地形限制。
不過以往的衛星網際網路速度極慢。據了解，之前提供的下載下傳速度約為 750 Kbps，而技術發展與新衛星的更新讓網速表現有了質的飛躍。如今，某些衛星網際網路服務商已經能夠支援 100 Mbps 的傳輸速度，差不多跟大部分固網及 DSL 網絡服務的性能處于同一水準。
而且長期以來，由于經曆的傳輸步驟過多，延遲問題一直困擾着衛星網際網路的可行性。光纖網際網路提供的延遲一般在 20-50 毫秒之間，而衛星網際網路的延遲可能高達 600 毫秒。高延遲會影響多種應用環境，比如強調超高速響應的遊戲在使用衛星網際網路時将比較尴尬，而網頁浏覽、查收郵件等則對延遲不算敏感。
另外，衛星網際網路的成本遠遠高于正常光纖網際網路，導緻資費是一個大問題。即便 Starlink 對接收服務所需的硬體進行了大量的補貼，該裝置的費用僅為 499 美元，而其實際成本至少是這個數字的四倍。在美國市場上，衛星寬帶每月的費用為 99 美元，大約是光纖服務價格的兩倍。雖然依靠規模有望在之後把成本繼續攤薄至接近光纖，但是能否獲得普遍認可還有待商榷。
總結
誠然，建設衛星網際網路系統能為現有的地面通信網絡形成有效補充，但由于資金、技術、頻段資源等各方面條件限制，絕大部分星座目前都處于規劃階段，據航天市場研究咨詢公司 Northern Sky Research（NSR）2020 年預測，大約隻有 18% 的星座能走到發射階段。
目前中國從事火箭發射和衛星制造的商業航天企業，雖然在部分技術上取得突破，但是從産品成熟度和生産能力來看都還與 SpaceX 有一定差距，如果做不到像 Starlink 那樣低成本、大規模的小衛星組網，無法攤薄資費，那麼就會面臨像如今 5G 一樣的尴尬境地。
銥星計劃的前車之鑒猶在眼前，低軌通信星座建設周期長、投入巨大。如果空間網際網路的建設和營運成本無法接近地面網絡，衛星星座的商業價值将大打折扣。同時，使用者使用成本過高，也将使得産品難以具備國際競争力。
再加上衛星網際網路在對大型城市密集使用者提供服務方面承載能力較弱，對目前工業網際網路、智慧城市等場景的促進還不如光纖、5G 等地面網絡，談何取代傳統通信網絡？
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