不久前结束的华为以及苹果的发布会,相信小伙伴们都有关注吧。
可能大多数小伙伴关注的是手机的配置和价格,但老狐注意到,两家公司都介绍了自己的手机卫星通信功能。
这让老狐也来了兴趣,两家都开始在这方面发力,看来可不简单啊。
* 华为官方
手机卫星通信,其实不算什么很高深的技术,在上世纪八九十年代,就有公司为此试水,甚至还付出破产的代价。
卫星通信,准确的描述应该是“卫星紧急短信联络功能”,顾名思义,可以直接通过天上的通信卫星,来发送一些简短的联系信息。
现阶段支持卫星通讯的电话,天线的功率要远比普通手机大、抗干扰性要远强于普通手机。
所以常见的卫星电话,基本都配备有一根很长的天线,且只能在户外场景使用。
卫星通信的最大优势,就是信号覆盖广。
现有的手机信号,都是依赖于就近的基站,基站分布越多,信号就越好,反之就越差。
而基站覆盖的地区,大多是人类活动范围较多的地方,如各大城市及乡镇县城。
如果是人类活动较少的区域,例如海洋、沙漠、森林等野外地区,基站信号无法覆盖,不管手机信号有多强,一样会陷入彻底失联的状态。
和基站不同,卫星通信直接连接太空中的卫星,其信号基本覆盖地球上绝大多数区域。
如果手机支持该技术,一旦在野外遭遇意外,就能通过卫星通信功能紧急求救,避免意外发生。
所以,手机支持卫星通信,具有非常重大的意义,能与目前基站技术互补,拓宽手机的通讯适用范围。
鉴于其意义重大,从上世纪八九十年代开始,就有公司开发类似的技术,最为人所知的,就是摩托罗拉的“铱星计划。”
1985 年某天,摩托罗拉工程师巴里·柏林格,携家人一起前往加勒比海度假。
那时候,手机还是稀缺品,基站数量也少得可怜,他们度假的地方,没基站,手机没信号,柏林格的太太没少跟丈夫抱怨。
柏林格就开始设想,如果能制作低轨道卫星,组建一个太空网络,那在全球任何地方,不就都有信号,都能打电话了吗?
柏林格向摩托罗拉高层提出了这个建议,一开始他的主管断然拒绝,但却引起了董事长罗伯特·加尔文的兴趣。
加尔文认为,这个建议虽然很大胆,却并非不可行,如果能完成,利润就能滚滚而来,于是着手制定计划。
按照计划,摩托罗拉公司会制作并发射 77 颗卫星,这个数字,是金属元素“铱”拥有的电子数量,所以这个计划被命名为“铱星计划”。
*铱元素
这项计划从 1987 年启动,4 年后摩托罗拉还成立了铱星公司,专门负责推动铱星计划。
铱星公司耗费 50 多亿美元,花了十年时间,一共制造出 66 颗人造卫星。
尽管比原计划少了 11 个,但铱星公司认为已经足够,开始发射卫星,到 1998 年 5 月,66 颗低轨道人造卫星全部发射成功。
1998 年 11 月,铱星公司正式开通全球的通信业务,在他们的构想中,到 2002 年卫星电话用户将达到 1200 万人。
*铱星当时的广告
不过,事情的发展验证了一句话:计划赶不上变化。
由于成本过于巨大,因此无论是手机还是花费,铱星的定价都非常高。
铱星公司推出的手机,价格是每部 3000 美元(折合人民币约 3.6 万元),每分钟话费 3 美元(折合人民币约 12.5 元)。
在 2000 年定下如此高昂的价格,结果可想而知,在开业的前两个季度,铱星公司只发展了一万名用户。
* ITU数据
偏偏在这段时间,无线通信发展突飞猛进,基站数量大幅增多,大多数地区都能实现信号覆盖,话费也远较卫星电话便宜。
而且,由于当时技术不完善,铱星公司的卫星电话,虽然能接受信号,但延迟很高,在很多地区甚至还比不上普通电话。
* 铱星手机
技术优势没有,价格又那么贵,你是消费者,你会怎么选?
在消费者用脚投票之下,铱星公司的用户量一直上不去,直到申请破产保护,也仅有用户 5.5 万人。
1999 年 8 月,铱星公司申请破产保护,距离它开通铱星计划,仅仅只过了 9 个月。
虽然在商业上,铱星计划是彻头彻尾的失败,但从技术角度看,铱星计划是成功的,它的很多技术理念,到现在仍不过时。
因此,新一代的“铱星计划”依然络绎不绝,这些计划,有成功,也有失败。
其中比较著名的,是谷歌的气球计划,以及 SpaceX 的星链计划。
谷歌气球计划在 2013 年推出,该计划试图通过在热气球内安装通信设备,然后利用热气球在空中的移动,为世界上最偏远的地区覆盖网络。
在气球计划里,气球会漂浮两万米处的平流层,每个气球都携带了一个小箱子,配备有太阳能电池板和电子设备。
通过这些电子设备,热气球能为地面带去无线通信网络,为覆盖范围内的智能手机和其他设备提供蜂窝数据信号。
相比位置固定的基站和轨道固定的卫星,气球计划涉及到如何应付各种复杂多变的气候,如何精确控制气球的运行轨迹,成本也变得无法预估。
始终找不到合适的商用模式,谷歌最终只能忍痛割爱。2021 年 1 月,谷歌气球计划宣布关停。
相比谷歌的“壮士断腕”,下面这个就显得重量级了。
2015 年,埃隆·马斯克通过旗下的 SpaceX 公司,计划发射 4425 枚卫星,组成一个庞大的卫星网络,向人们提供互联网服务网络。
这就是星链计划,自从 2019 年第一颗星链卫星发射升空之后,截至目前,在地球的近地轨道上,SpaceX 已经部署了约 3000 颗星链卫星。
星链计划的工作原理,是把这些卫星发射到 550 公里高度、倾角为 53° 的近地轨道上。
与传统的地球同步卫星相比,它们具有优势,因为距离地球较近,延迟时间更短。
每颗卫星将通过激光与4颗相邻卫星相连,卫星通过四个面对面的天线传送信号。
这个技术原理,和多年前的铱星计划大体没差,难怪人们更愿意把它看作铱星计划的 2.0 版本。
虽然星链计划发展得如火如荼,但星链计划的缺点还是有不少。
其实,星链并没有实现真正的移动上网,用户没办法用卫星网络直接上网,而是需要另外买一个信号接收器,装在自家屋顶上或者车顶上。
而且,用户只能在接收器的信号范围内使用卫星网络,稍微离开一下都没有信号,这其实更像是“固定上网”,而不是“移动上网”。
此外,星链网络没有和地面网络并网,星链的网络和设备都是专用的,和地面通信是两套完全不同的系统。
这就意味着,用户无法做到在卫星通信和地面网络之间自由切换,如果想换一套系统,还要专门花时间去弄,十分麻烦。
不管有多少缺点,星链计划依然是现在最火热的卫星通信计划,包括我国在内的其他国家,都在急起直追。
可能很多小伙伴会看到头晕脑胀,这些什么计划,跟我自己的手机有啥关系呢?
老实说,老狐也觉得,现在的手机卫星通信技术,跟普通消费者关系不会太大。
但对于手机厂商、通讯运营商而言却意义重大,华为和苹果,都把目光聚焦到卫星通信,背后肯定是有其道理。
卫星通信技术,可能关乎着未来 6G 技术的发展。
近年来,国家国防科工局、工业和信息化等部门出台了,很多关于支持卫星通信技术发展的相关文件。
* 第一财经
这些文件,计划分为多个阶段部署和推动卫星通信产业发展,为6G时代到来做铺垫。
即便现在对消费者作用不大,但在未来的日子里,或许就是一个重大突破。
要想在全球的通信领域掌握话语权,要想在大国竞争中拔得头筹,技术发展,刻不容缓。
参考资料:
雷科技:苹果、华为、谷歌都抢着用,手机卫星通信到底有什么用?
36 氪:摩托罗拉的悲情往事
樱落网:埃隆·马斯克的“星链”是如何工作的?会不会成为现代通信的一场革命?
PE 早餐:投资 50 亿美元之铱星计划大败局!
网络截图
编辑:陈展翔
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