新版星球大戰(zhàn)要來了這里沒有硝煙只有5G衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)

西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，第四顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星升空。圖源：東方IC 30秒快讀 1 4月24日是中國航天日，50年前的今天，中國第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”送入太空。中國航天由此踏上星辰大海。 2 全球僅有中美兩國開始全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，假如中國建成一張衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，意味著中國每一寸土地都能被覆蓋上信號，包括海洋、沙漠等基地?zé)o法觸達(dá)之處。天風(fēng)證券預(yù)計(jì)我國或誕生1-2家很高級衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，或需8年入軌1.1萬顆衛(wèi)星，這個(gè)數(shù)字預(yù)示著什么？ 3 5G+衛(wèi)星，成熟了嗎？車聯(lián)網(wǎng)、飛機(jī)上網(wǎng)、郵輪公海上網(wǎng)都不用擔(dān)心網(wǎng)絡(luò)問題，這些美好前程都依靠于5G與衛(wèi)星的完美融合。 在太空建立起一張網(wǎng)絡(luò)！ 上世紀(jì)80年代，時(shí)任美國總統(tǒng)羅納德·里根提出的星球大戰(zhàn)計(jì)劃曾讓那時(shí)的人們嘆為觀止。 1983年雷根在電視演講星球大戰(zhàn)，圖源：維基百科 今天，在太空建立民用、商用互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)不是天方夜譚。 4月20日，國家發(fā)改委召開新聞發(fā)布會(huì)，首次明確新型基礎(chǔ)設(shè)施（簡稱新基建）中信息基礎(chǔ)設(shè)施的范圍。 其中在5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等耳熟能詳?shù)拿~之后，是一個(gè)新名詞——“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”。 美國東部時(shí)間4月22日15時(shí)30分，航天公司Space X的獵鷹9號火箭從美國佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心升空。 將60顆衛(wèi)星送上了太空，這是特斯拉和Space X的創(chuàng)始人馬斯克 “星鏈計(jì)劃”的第7批衛(wèi)星。 “星鏈計(jì)劃”的第7批衛(wèi)星，圖源：Space X官網(wǎng) 至此，星鏈在太空中已有422顆衛(wèi)星，而根據(jù)馬斯克的規(guī)劃，星鏈很終是由4.2萬顆衛(wèi)星組成一個(gè)環(huán)繞地球的星座，為全球提供寬帶上網(wǎng)服務(wù)。 由于軌道和頻譜的稀缺性，各國面向距離地球500公里-1500公里的太空征途已然開始。 目前，我國已有的星座計(jì)劃大多只有數(shù)百顆，規(guī)模和發(fā)射速度遠(yuǎn)不及Space X。 中國何時(shí)會(huì)建自己的巨型星座？誰將是執(zhí)牛耳者？5G+衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)會(huì)帶來哪些變革？ 衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)在新基建表述中，或許只是一個(gè)伏筆。 今天是中國航天日，我們嘗試接近很終的答案。 01 太空中的必爭之地 深夜，火箭升空，心潮澎湃。 1970年4月24日,“長征一號”火箭成功把中國第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”送入太空。中國航天由此踏上星辰大海。 1970年4月24日，我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”，圖源：新華社 50年后，中國成為世界上少數(shù)幾個(gè)獨(dú)立把握載人天地往返、空間交會(huì)對接等重大航天技術(shù)的國家之一。 今年5月，第55顆北斗衛(wèi)星將發(fā)射，中國由此建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，與老牌導(dǎo)航系統(tǒng)GPS分庭抗禮。 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，圖源：AGI 但在太空中，中國還缺一張自主建設(shè)和運(yùn)營的全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，尤其是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。 全球范圍內(nèi)，沙漠、海洋等尤其環(huán)境下無法建設(shè)移動(dòng)基站，也有很多國家無法鋪設(shè)光纖，提供寬帶服務(wù)。 這是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)通信輔助手段的機(jī)會(huì)。 傳統(tǒng)意義上的衛(wèi)星大多是高軌、中軌衛(wèi)星，距離地面5000公里至35800公里，信號傳輸存在一定時(shí)延。 今年1月10日，天通衛(wèi)星系統(tǒng)公布商用，這是我國目前優(yōu)選一顆通信衛(wèi)星，只能覆蓋地球約三分之一表面。 天通衛(wèi)星系統(tǒng)提供衛(wèi)星電話服務(wù)，圖源：央視財(cái)經(jīng) 目前天通衛(wèi)星信號主要覆蓋中國及周邊，當(dāng)三顆衛(wèi)星發(fā)射完成后，預(yù)計(jì)信號將覆蓋全球，圖源：天通衛(wèi)星官網(wǎng) 近幾年來，距離地面500公里至1500公里的低軌空間成為熱點(diǎn)，由于離地面距離近，無線通信信號減弱的現(xiàn)象相應(yīng)較少。 但低軌衛(wèi)星環(huán)繞地球一周的時(shí)間約為10-40分鐘，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌跡在不斷變換，為了持續(xù)穩(wěn)定地向地面輸出信號，需要有多顆衛(wèi)星組成星座，即衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。 OneWeb衛(wèi)星星座，圖源：OneWeb/YouTube 假如建成一張衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，意味著全球每一寸土地都能被覆蓋上信號。 天風(fēng)證券研報(bào)數(shù)據(jù)顯示，目前全球僅有中美兩國開始全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)。 OneWeb、星鏈、亞馬遜Kuiper雄心勃勃，目標(biāo)都是通過小衛(wèi)星組成星座，網(wǎng)絡(luò)覆蓋全球，解決山高水長之處的上網(wǎng)難題，已公布的計(jì)劃中，預(yù)計(jì)發(fā)送的衛(wèi)星數(shù)量將近5萬顆。 OneWeb、星鏈、亞馬遜Kuiper等公司計(jì)劃在2030年底之前集體發(fā)射多達(dá)57,000顆新衛(wèi)星。圖源/AGI 反觀國內(nèi)，衛(wèi)星星座計(jì)劃中發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量在30顆以上的有10個(gè)項(xiàng)目。 其中，國字頭背景的“鴻雁”星座計(jì)劃發(fā)射300顆衛(wèi)星，首期投資約200億元人民幣，“虹云”星座計(jì)劃發(fā)射156顆衛(wèi)星，按此推斷投資也將超過100億人民幣，計(jì)劃發(fā)射數(shù)量很多的為銀河航天，但也只有650顆。 中國主要衛(wèi)星星座計(jì)劃，圖源：天風(fēng)證券 這些數(shù)字與Space X相去甚遠(yuǎn)。 截至2021年5月，國際電聯(lián)已經(jīng)收到200多個(gè)大型衛(wèi)星星座的申請。 2021年11月20日，國際電聯(lián)通過新版低軌衛(wèi)星通信頻段分配方案，采用先發(fā)先得原則，只要7年內(nèi)發(fā)射一顆衛(wèi)星并在隨后7年內(nèi)將申請的衛(wèi)星數(shù)量全部發(fā)射完成，便可以占用相應(yīng)頻段。 磐石量化的一篇研報(bào)顯示，目前，國外已經(jīng)公布的低軌通信衛(wèi)星方案中，衛(wèi)星軌道高度集中在1000~1500公里之間，頻段主要集中在Ka、Ku和V頻段。 在軌道高度有限、頻段高度集中情況下，各國競爭愈演愈烈。 常見電磁頻率和衛(wèi)星頻率，圖源：Bliley 中國電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院高級工程師方芳告訴《IT時(shí)報(bào)》記者，盡管遞交衛(wèi)星發(fā)射申請時(shí)，企業(yè)都會(huì)將避免碰撞、避免信號干擾方案寫入申請。 但是，衛(wèi)星上天后是否會(huì)產(chǎn)生這些負(fù)面現(xiàn)象，她認(rèn)為仍有待考量。 這是一場對太空的無聲爭奪戰(zhàn)。 在此前提下，“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”一詞出現(xiàn)在新基建表述中，似另有深意。 方芳的另一個(gè)考量是，未來6G具有天地互聯(lián)特性，很可能以5G+衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的形式呈現(xiàn)，對一直在移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域強(qiáng)調(diào)引領(lǐng)地位的中國而言，這是必爭之地。 2030年以后的下一代網(wǎng)絡(luò)設(shè)想，圖源：國際電聯(lián) 但誰將是中國的Space X？ 02 衛(wèi)星燒錢“黑洞” 近軌衛(wèi)星星座之所以成為焦點(diǎn)，除了人類長久以來對星空的熱愛，當(dāng)然還有商業(yè)。 馬斯克在某次采訪中表示，星鏈建成后，預(yù)計(jì)每年收入可達(dá)300億美元，10倍于Space X。 馬斯克和星鏈計(jì)劃，圖源Business Insider 銀河證券預(yù)估，未來我國國內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的市場空間有望達(dá)到420—560億元，實(shí)現(xiàn)全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)后，市場空間將實(shí)現(xiàn)成倍增長。 但在星座建成之前，這是一個(gè)巨大的投資黑洞。 3月28日，近軌衛(wèi)星領(lǐng)域的明星公司OneWeb申請破產(chǎn)保護(hù)，在花完34億美元融資之后，它“斷糧”了。 “猜猜有多少衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)沒有破產(chǎn)？”“零?！边@是馬斯克的回答。 2020年以來，中國陸續(xù)有民營企業(yè)進(jìn)入火箭和衛(wèi)星發(fā)射領(lǐng)域，但與馬斯克相比，成本居高不下。 資料顯示，Space X星鏈計(jì)劃中的一顆地軌衛(wèi)星制造成本在100萬美元左右，約合人民幣700萬元左右，一顆衛(wèi)星重約260公斤。 Space X推出的在線定制下單，100萬美元起步，圖源：Space X官網(wǎng) 但在國內(nèi)，一顆10公斤的小型近軌衛(wèi)星很便宜售價(jià)也要幾百萬元人民幣。 “假如重量高達(dá)200公斤，售價(jià)在千萬級?！蔽⑿⌒l(wèi)星研發(fā)制造商微納星空的CEO高恩宇告訴《IT時(shí)報(bào)》記者。 組建一個(gè)巨型星座意味著至少成百上千，甚至數(shù)萬顆衛(wèi)星，前期投資巨大。 同樣，發(fā)射衛(wèi)星也不便宜。 一位業(yè)內(nèi)人士表示，目前國內(nèi)提供火箭搭載服務(wù)的主要有兩家企業(yè)：航天科技和航天科工。 “航天科技旗下長征系列火箭大多執(zhí)行很高級大型發(fā)射任務(wù)，而航天科工旗下快舟系列是小型固體發(fā)動(dòng)機(jī)火箭，因此搭載快舟系火箭的費(fèi)用相對低點(diǎn)?！? 4月1日薇婭直播賣的火箭就是快舟系火箭，圖源：網(wǎng)絡(luò) 光大證券研報(bào)顯示，快舟一號甲是國內(nèi)具有商業(yè)優(yōu)勢的一款火箭，假如發(fā)射低軌衛(wèi)星，發(fā)射成本為10000美元/公斤。 而Space X獵鷹重型火箭的發(fā)射成本不過1400美元/公斤。 獵鷹重型火箭為 9000 萬美元/次，將載荷輸送至近地軌道的價(jià)格約為 1400 美元/公斤，圖源/Space X官網(wǎng) 高恩宇表示，國內(nèi)發(fā)射衛(wèi)星需要經(jīng)過9個(gè)月到1年的審批，而且不答應(yīng)國內(nèi)衛(wèi)星搭載其他國家火箭發(fā)射。 另一重門檻是技術(shù)。 南京世域天基通信技術(shù)有限公司 CEO郭正標(biāo)坦言，從研發(fā)到制造，衛(wèi)星行業(yè)都有技術(shù)門檻。 假如把衛(wèi)星向地面?zhèn)鬏斝盘栂胂蟪蓮母呖罩袨⑺?，落地的水滴如同地面用戶接收到的信號，區(qū)域內(nèi)水滴越多，說明用戶接收到的信號更強(qiáng)。 因此如何讓水滴聚焦在某一區(qū)域，是衛(wèi)星研發(fā)、設(shè)計(jì)廠商需要思考的難題。 在這個(gè)重資產(chǎn)、重技術(shù)的行業(yè)中，能否誕生中國版Space X？ 天風(fēng)證券認(rèn)為，我國或?qū)⒓铀俑先蛐l(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)進(jìn)度、社會(huì)發(fā)展戰(zhàn)略價(jià)值以及衛(wèi)星軌位資源的競爭。 中國版的Space X會(huì)以戰(zhàn)略制造業(yè)巨頭+通信技術(shù)巨頭+傳統(tǒng)電信運(yùn)營商巨頭+新興產(chǎn)業(yè)巨頭的集團(tuán)化模式運(yùn)作。 它預(yù)計(jì)我國或誕生1-2家很高級衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，或需8年入軌1.1萬顆衛(wèi)星。 03 吉利入場 和馬斯克一樣，李書福也有一個(gè)太空夢。 今年3月3日，臺(tái)州吉利衛(wèi)星項(xiàng)目正式開工。而在上周五（4月17日）吉利汽車集團(tuán)副總裁楊學(xué)良在微博透露吉利要招火箭總師的信息。 圖源：微博 此后，獵聘網(wǎng)曬出吉利旗下時(shí)空道宇招聘信息，其中衛(wèi)星荷載設(shè)計(jì)師月薪2.5萬元以上，而火箭總工藝師的月薪為2萬元至2.5萬元。 圖源：獵聘網(wǎng) 吉利方面相關(guān)人士告訴《IT時(shí)報(bào)》記者，吉利主要做衛(wèi)星業(yè)務(wù)，今年年內(nèi)會(huì)以一箭雙星的形式發(fā)射兩顆低軌衛(wèi)星，主要用于導(dǎo)航增強(qiáng)驗(yàn)證。 一切似有預(yù)兆。 去年11月，籮筐技術(shù)公布吉利科技4250萬美元投資及公司發(fā)行的普通、優(yōu)先股已促成完成對易圖通51%股權(quán)收購。 而易圖通具有國家甲級測繪資質(zhì)，是國內(nèi)主要的地圖公司之一，在汽車前裝市場占份額約24%。 擁有甲級測繪資質(zhì)才可以進(jìn)行自動(dòng)駕駛地圖（高精地圖）制作，2021年曾有媒體報(bào)道國內(nèi)十八年僅有十八家獲得，圖源：易圖通官網(wǎng) 厘米級的高精定位車載導(dǎo)航，是吉利動(dòng)作背后的原因。 吉利方面表示,相比于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，年銷售量過百萬的吉利在導(dǎo)航測試方面更有優(yōu)勢。 吉利汽車年銷售量過百萬，圖源：吉利官網(wǎng) 不過，吉利方面沒有對外透露有關(guān)星座計(jì)劃。在一位業(yè)內(nèi)人士看來，未來吉利需要發(fā)射更多低軌衛(wèi)星。 投入大量資金做衛(wèi)星只為了推出導(dǎo)航、地圖業(yè)務(wù)，這似乎并不是一筆劃算的生意?；蛟S吉利的野心不局限于此。 記者發(fā)現(xiàn)，籮筐技術(shù)公告稱，收購易圖通后起業(yè)務(wù)將拓展至自動(dòng)駕駛HD Map、聰明交通等領(lǐng)域。 圖源：籮筐技術(shù)官網(wǎng) “要實(shí)現(xiàn)L4、L5級別的自動(dòng)駕駛， 達(dá)到車道級、厘米級的高精度定位?！?一位業(yè)內(nèi)人士表示，這些通信可以通過低軌衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)。 但由于信號從衛(wèi)星傳輸至地面仍有時(shí)延，因此現(xiàn)實(shí)場景中還要地面增強(qiáng)基準(zhǔn)站和5G網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。 5G+低軌衛(wèi)星，是無人駕駛不可或缺的環(huán)節(jié)?；蛟S這也是看得見的未來。 湖南省交通運(yùn)輸廳科技信息中心喬川龍?jiān)硎?，在衛(wèi)星基站、地面站、5G承載網(wǎng)、核心網(wǎng)等新基礎(chǔ)設(shè)施支撐下，5G+衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)下的智能公交會(huì)催生出更多萬億級的新產(chǎn)業(yè)。 這后續(xù)是吉利對未來的布局，依靠于5G和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的融合。 04 5G+衛(wèi)星，成熟了嗎？ 今年1月16日11時(shí)02分，民營航天公司銀河航天發(fā)射了一顆低軌寬帶通信衛(wèi)星。 圖源：銀河航天官網(wǎng) 在各種媒體報(bào)道以及銀河官網(wǎng)中，這顆衛(wèi)星被稱為“5G衛(wèi)星”，銀河航天將建設(shè)一個(gè)覆蓋全球的天地融合5G通信網(wǎng)絡(luò)。 正在建設(shè)得熱火朝天的5G假如和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)相融合，完全解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋難題，這是一個(gè)多么美妙的前景。 試想這樣一個(gè)場景：乘坐飛機(jī)時(shí)，乘客們往往碰到飛行期間無法上網(wǎng)的難題，假如通過衛(wèi)星連接上網(wǎng)，手機(jī)信號不會(huì)中斷。 圖源：pxhere 出國旅行時(shí)，假如辦理了5G+衛(wèi)星套餐，可以實(shí)時(shí)連上網(wǎng)絡(luò)，不需要再交付國際流量漫游費(fèi)，公海上郵輪上網(wǎng)也不再心疼資費(fèi)。 在郭正標(biāo)看來，這一切都會(huì)成為可能。 相較封閉狀態(tài)的3G、4G，開放的5G天然擁有與衛(wèi)星寬帶網(wǎng)融合的基因，從2021年發(fā)布5G R14起，3GPP便開始展開衛(wèi)星通信研究工作，并提出了5G+衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景。 目前，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用場景包括天地融合通信、全球互聯(lián)、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)。 不過，《IT時(shí)報(bào)》記者從3GPP SA1副主席夏旭那里了解到，5G與衛(wèi)星融合的標(biāo)準(zhǔn)將在R17 WID階段確立。 5G標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展，圖源：3GPP官網(wǎng) 目前是由一家法國公司泰雷茲集團(tuán)(THALES)在牽頭制定標(biāo)準(zhǔn)R16 TR 38.821 （5G NR支持非地面網(wǎng)絡(luò)的研究規(guī)范）。 圖源：3GPP官網(wǎng) 受疫情影響，3GPP決定將5G的R17標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)推遲到2021年12月。 SaT5G是另一條融合衛(wèi)星與5G的道路，項(xiàng)目由歐盟委員會(huì)資助。 SaT5G聯(lián)盟成員，來源：SaT5G官網(wǎng) 2021年6月，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在西班牙巴倫西亞舉行的2021年歐洲網(wǎng)絡(luò)與通信會(huì)議（EuCNC 2021）上公布成功演示5G衛(wèi)星系列操作，其目標(biāo)是未來衛(wèi)星系統(tǒng)可能在衛(wèi)星鏈路上應(yīng)用5G NR。 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在EuCNC 2021上的合影，圖源：Avanti/Twitter 不過，SaT5G目前還未正式商用。 在5G標(biāo)準(zhǔn)還未確定時(shí)，銀河航天的5G衛(wèi)星如何定義？截至發(fā)稿，對方并未回復(fù)記者的采訪需求。 九天微星創(chuàng)始人兼CEO謝濤告訴記者，低軌衛(wèi)星特性是距離遠(yuǎn)、延時(shí)大、移動(dòng)快、換區(qū)頻、跟蹤難。 因此5G基站和低軌衛(wèi)星融合時(shí)，一定要在5G通信協(xié)議和體制的基礎(chǔ)上做優(yōu)化，從而解決由以上低軌衛(wèi)星特性引起的時(shí)間同步、頻率同步、小區(qū)切換以及動(dòng)中通等技術(shù)難點(diǎn)。 目前近軌衛(wèi)星主要包括兩類：透明轉(zhuǎn)發(fā)彎管衛(wèi)星和星上處理衛(wèi)星，兩種衛(wèi)星各有特點(diǎn)。 彎管衛(wèi)星結(jié)構(gòu)簡單，簡單實(shí)現(xiàn)，功能更像一個(gè)光纖節(jié)點(diǎn)放大器或者是射頻拉遠(yuǎn)單元。 目前大部分低軌衛(wèi)星運(yùn)營商都選擇了彎管類型，但缺點(diǎn)在于不能實(shí)現(xiàn)星間通信，必須需要大量強(qiáng)功能地面站進(jìn)行信號收發(fā)。 “未來趨勢一定是星上處理衛(wèi)星，可以將信號進(jìn)行物理層處理，從而獲得更多通信增益，降低終端功耗，延長使用壽命。 今年九天微星會(huì)在做好彎管衛(wèi)星的基礎(chǔ)上，投入研發(fā)力量，在星上處理衛(wèi)星方面做深度技術(shù)布局。”謝濤表示。