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卫星互联网首入新基建:相当于通信领域3G时代

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澎湃新闻记者 张静

国家发改委首次明确“新基建”概念范围,卫星互联网被纳入。未来宇航研究院创始人牛旼对澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者表示,这是中国首次将卫星互联网纳入新基建范畴。

全球处于空间基础设施建设期。牛旼认为,5年内,在中国,以航空和航海为主要市场的卫星互联网产业将有至少150亿美元的市场规模,带动上下游产业市场规模可达500亿-800亿美元。

“上世纪90年代美国铱星公司解决了卫星互联网从0到1的有无问题,而我国目前为止还没有自主建设和运营的全球卫星通信系统。”北京千域空天咨询有限公司创始人蓝天翼告诉澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者。

如果类比地面通信领域3G时代中国跟跑,4G时代齐头并进,5G时代中国领跑,今天中国的卫星互联网相当于3G初期。他表示,中国需要建设一套系统,而卫星新的基础设施形态提供新的产业链和应用场景需要通过新基建探索,这也是中国卫星通信行业走出去的重要象征。

相当于通信领域3G时代,市场规模至少150亿美元

4月20日,国家发改委创新和高技术发展司司长伍浩表示,新型基础设施主要包括3个方面内容,其中之一是信息基础设施,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。

卫星互联网即通过卫星为全球提供互联网接入服务。卫星互联网并非新事物,早在20世纪90年代就已经涌现出提供通信和网络服务的卫星星座。

包括美国铱星(Iridi⁃um)、全球星(Globalstar)、轨道通信(Orbcomm)以及比尔·盖茨所投资的Teledesic在内的多家公司都曾试图建立一个天基网络、销售独立的卫星电话或上网终端,与地面电信运营商竞争用户。

图片来自网络

但由于系统前期投资过大而导致入不敷出等原因,他们大约都在20年前经历过破产,尽管只有Teledesic未能从中走出并部署第二代星座系统而沦为“纸卫星”。

“上世纪90年代美国铱星公司解决了卫星互联网从0到1的有无问题,而我国目前为止还没有自主建设和运营的全球卫星通信系统。”北京千域空天咨询有限公司创始人蓝天翼在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者采访时表示。

如果类比地面通信领域3G时代中国跟跑,4G时代齐头并进,5G时代中国领跑,今天中国的卫星互联网相当于3G初期。蓝天翼表示,在卫星通信标准是国外的情况下,现在我们也需要建设一套系统,就像北斗卫星导航系统一样。

以卫星互联网促进培养产业链上从卫星到网关、地面终端、天地一体化通信系统的新构架,推动卫星批量化制造、火箭可重复使用等新技术拓展,带动飞机上网、车联网甚至船联网等新应用场景的出现。

“通信是基础设施,只要带宽足够大,能实时传回船上所有数据,未来很可能出现无人驾驶船,遥控一艘船就能出海打渔,在哪里撒网、收网都是自动的。”蓝天翼表示,卫星新的基础设施形态提供新的产业链和应用场景需要通过新基建探索,这也是中国卫星通信行业走出去的重要象征。

“卫星互联网被纳入新基建,是新一代通信基础设施发展的必然趋势。虽然我国地面网络发达,但在航空、航海、偏远山区等还没有完全网络覆盖,深入挖掘这部分市场存在巨大需求和市场空间。”牛旼表示。

根据美国卫星工业协会(SIA)2019年发布的报告,2018年全球卫星产业总收入为2774亿美元,同比增长3%。其中,卫星制造为195亿美元,卫星服务为1265亿美元,地面设备为1252亿美元,发射领域为62亿美元。

未来宇航研究院研究表明,5年内,在中国,以航空和航海为主要市场的卫星互联网产业将有至少150亿美元的市场规模,带动上下游产业市场规模可达500亿-800亿美元。

与此同时,牛旼认为,狭义的卫星互联网仅指卫星宽带通信,广义的卫星互联网泛指以卫星为载体的信息和通信,因此卫星物联网与遥感同样存在不小的发展空间。

视觉中国  图

始于上世纪90年代,全球都盯着

“未来通信网络要用上卫星已经是不可逆转了,就看谁搞得更快、更好。”民营卫星企业天仪研究院CEO杨峰对澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者表示,目前的挑战是如何把通信能力提上去、把卫星成本降下来,让更多人用上。

与早期企图替代地面通信网络的卫星互联网不同,2000年之后能重新站起来的卫星互联网星座计划,原因之一是不再与地面通信正面竞争,而是锁定地面通信设施覆盖不到的偏远地区用户;并且降低卫星研制和发射费用,增强卫星星座功能。

成立于2007年的“O3b Networks”即“other 3 billion(people )”,意为要为地球上另外30亿人提供网络服务,它在服务之初就取得成功,自2014年提供商业服务以来,仅用半年就达到原计划一年1亿美元的收入水平。

O3b将电信运营商作为客户,为地面通信设施覆盖不到的岛屿和海上大型舰只提供服务。部署在8000千米高的中地球轨道卫星覆盖了南北纬40°之间的区域,相比铱星66颗卫星的规模 ,O3b只需要12颗,其卫星数据传输速率也大大超过铱星和全球星系统。

O3b的成功刺激了一批雄心勃勃的投资商一拥而上。其创始人Greg Wyler也成立了一家新的通信公司OneWeb,计划通过低轨卫星互联网星座构建高速低延时的网络连接,让每个人都能用上网络,并连接世界上每一所学校。第一阶段是在2021年完成648颗卫星部署,如今在轨卫星74颗,但申请了破产保护。

在OneWeb提出星座计划后,SpaceX宣布4425颗卫星的低轨宽带卫星互联网项目,波音公司提出2956颗卫星星座计划,原天线设备供应商Kymeta公司创始人提出的Leosat低轨卫星星座有108颗卫星。

随后,加拿大老牌通信卫星公司Telesat也提出了近地轨道卫星网络Telesat LEO项目,预计发射298颗卫星以覆盖加拿大以及全球,到2022年开始提供服务。2018年1月,第一阶段近地轨道卫星成功发射。

亚马逊为自己的太空互联网项目“柯伊伯”(Project Kuiper)规划了3236颗卫星。这些卫星将部署在3个不同近地轨道上,为无互联网地区提供宽带服务。不过,亚马逊至今尚未发射。

“猜猜有多少低轨卫星星座没有破产?”今年3月,马斯克曾在美国华盛顿举行的2020年卫星会议上如此发问。他的答案是“零”,还开玩笑说SpaceX正致力于“不破产”。

SpaceX猎鹰9号发射

追加卫星后,SpaceX“星链”计划由近12000颗卫星组成。马斯克曾说,“星链”耗资巨大,是他“平生所做最难的工程项目之一”。SpaceX预计建成“星链”网络将花费至少100亿美元。

自去年5月首批60颗卫星上天、开始大规模部署“星链”计划后,SpaceX已将6批约360颗卫星送上天,成为世界上部署卫星数量最多的太空公司。

SpaceX总裁兼首席运营官Gwynne Shotwell去年底确认,从今年开始,每隔2-3周SpaceX就会发射60颗卫星。到2020年底,SpaceX计划完成24次卫星发射。

而马斯克的天马行空也得到了些许验证。去年10月,他用星链卫星发出了第一条推文,“通过Starlink卫星发送了这条推文。”随后又发了一条称,“哇,它成功了。”

SpaceX建美国的星链,中国有中国的星座新基建

全球处于空间基础设施建设期,中国也没有放松。SpaceX建美国的星链,中国也有自己的星座新基建。

拟以80颗低轨通信卫星完成组网的“行云工程”项目将于近日完成首发。由中国航天三江集团有限公司下属航天行云科技有限公司自主设计研制的行云二号01、02号卫星计划于4月中下旬搭载快舟一号甲运载火箭择机发射。

其中“行云二号”01星被命名为“武汉号”,将在低轨道上承担覆盖全球的“天基物联网”通信传输服务功能,并在集装箱、海洋、船舶、电力、地灾、环境、林业、工程机械等行业开展应用测试。

卫星示意图  图片来自银河航天

两个月前,中国首颗通信能力达10Gbps的民营5G低轨宽带卫星在轨通信试验成功。这颗由商业航天企业银河航天(北京)科技有限公司(下称“银河航天”)自主研制的首颗Q/V频段卫星首发于今年1月,单星可覆盖30万平方公里,大约相当于50个上海市的面积。

银河航天低轨星座计划由上千颗5G通信卫星在1200千米的近地轨道组成星座,无缝扩展地面通信网络,实现对陆地、海洋及天空全覆盖。

“未来卫星互联网基础设施建设由政府和国家主导,卫星应用端将有很大发展空间。”牛旼表示,就像移动互联网的发展,4G通信基础设施投入运营让下游应用行业具备巨大市场空间成为可能。

图片来自银河航天

作为地面通信手段的补充,在全球都紧盯卫星互联网建设。在SpaceX已发射近360颗卫星的情况下,分食这块大蛋糕究竟难不难?

牛旼说,目前卫星互联网建设面临很大挑战。“要有足够多的资金把卫星发射上去,还要能持续运营、补网维护。”哪怕融资34亿美元的OneWeb也在申请破产保护。

“这就需要依靠更大雄厚实力的主体投入,包括政府引导,目前在国内单纯依靠市场化的力量还不足以走到组网完成、开始运营的阶段。”

与此同时,卫星能否短时间内批量制造、是否有足够多的火箭支撑批量发射,也是卫星互联网真正形成组网的先决条件。若卫星互联网在全球落地,还需要取得各国运营许可。

低轨卫星星座计划层出不穷,国际电信联盟在频率分配上承受越来越大压力,频率现已成为高度稀缺的资源。

北京空间科技信息研究所刘悦曾撰文指出,卫星频率轨道资源是国家发展的战略性稀缺资源,是空间基础设施建设的基础。国外卫星互联网星座频率轨位的争夺再次说明频率的重要性和核心地位。

“获得频率资源的企业能在短期内获得资金帮助和合作伙伴,落后一步发展的企业频率协调遇到极大困难,即使技术、资金和市场条件俱全也进展缓慢。 ”

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