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、沙漠等基地無法觸達之處。天風證券預計我國或誕生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，這個數(shù)字預示著什么？ 3 5G+衛(wèi)星，成熟了嗎？車聯(lián)網(wǎng)、飛機上網(wǎng)、郵輪公海上網(wǎng)都不用擔心網(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80年代，時任美國總統(tǒng)羅納德·里根提出的星球大戰(zhàn)計劃曾讓那時的人們嘆為觀止。 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，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，是一個新名詞——“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”。 美國東部時間4月22日15時30分，航天公司Space X的獵鷹9號火箭從美國佛羅里達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 “星鏈計劃”的第7批衛(wèi)星。 “星鏈計劃”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，我國已有的星座計劃大多只有數(shù)百顆，規(guī)模和發(fā)射速度遠不及Space X。 中國何時會建自己的巨型星座？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)幾個獨立把握載人天地往返、空間交會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)星導航系統(tǒng)，與老牌導航系統(tǒng)GPS分庭抗禮。 北斗衛(wèi)星導航系統(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)通信輔助手段的機會。 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：央視財經(jīng) 目前天通衛(wèi)星信號主要覆蓋中國及周邊，當三顆衛(wèi)星發(fā)射完成后，預計信號將覆蓋全球，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，由于離地面距離近，無線通信信號減弱的現(xiàn)象相應較少。 但低軌衛(wèi)星環(huán)繞地球一周的時間約為10-40分鐘，衛(wèi)星運動軌跡在不斷變換，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。 天風證券研報數(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，已公布的計劃中，預計發(fā)送的衛(wèi)星數(shù)量將近5萬顆。 OneWeb、星鏈、亞馬遜Kuiper等公司計劃在2030年底之前集體發(fā)射多達57,000顆新衛(wèi)星。圖源/AGI 反觀國內(nèi)，衛(wèi)星星座計劃中發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量在30顆以上的有10個項目。 其中，國字頭背景的“鴻雁”星座計劃發(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)星星座計劃，圖源：天風證券 這些數(shù)字與Space X相去甚遠。 截至2021年5月，國際電聯(lián)已經(jīng)收到200多個大型衛(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，便可以占用相應頻段。 磐石量化的一篇研報顯示，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 中國電子科技集團公司電子科學研究院高級工程師方芳告訴《IT時報》記者，盡管遞交衛(wèi)星發(fā)射申請時，企業(yè)都會將避免碰撞、避免信號干擾方案寫入申請。 但是，衛(wèi)星上天后是否會產(chǎn)生這些負面現(xiàn)象，她認為仍有待考量。 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)，對一直在移動通信標準領(lǐng)域強調(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，除了人類長久以來對星空的熱愛，當然還有商業(yè)。 馬斯克在某次采訪中表示，星鏈建成后，預計每年收入可達300億美元，10倍于Space X。 馬斯克和星鏈計劃，圖源Business Insider 銀河證券預估，未來我國國內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的市場空間有望達到420—560億元，實現(xiàn)全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)后，市場空間將實現(xiàn)成倍增長。 但在星座建成之前，這是一個巨大的投資黑洞。 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，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)星很便宜售價也要幾百萬元人民幣。 “假如重量高達200公斤，售價在千萬級?！蔽⑿⌒l(wèi)星研發(fā)制造商微納星空的CEO高恩宇告訴《IT時報》記者。 組建一個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)動機火箭，因此搭載快舟系火箭的費用相對低點?！? 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個月到1年的審批，而且不答應國內(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。 因此如何讓水滴聚焦在某一區(qū)域，是衛(wèi)星研發(fā)、設(shè)計廠商需要思考的難題。 在這個重資產(chǎn)、重技術(shù)的行業(yè)中，能否誕生中國版Space X？ 天風證券認為，我國或?qū)⒓铀俑先蛐l(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)進度、社會發(fā)展戰(zhàn)略價值以及衛(wèi)星軌位資源的競爭。 中國版的Space X會以戰(zhàn)略制造業(yè)巨頭+通信技術(shù)巨頭+傳統(tǒng)電信運營商巨頭+新興產(chǎn)業(yè)巨頭的集團化模式運作。 它預計我國或誕生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，李書福也有一個太空夢。 今年3月3日，臺州吉利衛(wèi)星項目正式開工。而在上周五（4月17日）吉利汽車集團副總裁楊學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)曬出吉利旗下時空道宇招聘信息，其中衛(wèi)星荷載設(shè)計師月薪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時報》記者，吉利主要做衛(wèi)星業(yè)務(wù)，今年年內(nèi)會以一箭雙星的形式發(fā)射兩顆低軌衛(wèi)星，主要用于導航增強驗證。 一切似有預兆。 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)才可以進行自動駕駛地圖（高精地圖）制作，2021年曾有媒體報道國內(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航，是吉利動作背后的原因。 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)將拓展至自動駕駛HD Map、聰明交通等領(lǐng)域。 圖源：籮筐技術(shù)官網(wǎng) “要實現(xiàn)L4、L5級別的自動駕駛， 達到車道級、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)星實現(xiàn)。 但由于信號從衛(wèi)星傳輸至地面仍有時延，因此現(xiàn)實場景中還要地面增強基準站和5G網(wǎng)絡(luò)來實現(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。 湖南省交通運輸廳科技信息中心喬川龍曾表示，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，這是一個多么美妙的前景。 試想這樣一個場景：乘坐飛機時，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)，手機信號不會中斷。 圖源：pxhere 出國旅行時，假如辦理了5G+衛(wèi)星套餐，可以實時連上網(wǎng)絡(luò)，不需要再交付國際流量漫游費，公海上郵輪上網(wǎng)也不再心疼資費。 在郭正標看來，這一切都會成為可能。 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)的應用場景。 目前，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)主要應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時報》記者從3GPP SA1副主席夏旭那里了解到，5G與衛(wèi)星融合的標準將在R17 WID階段確立。 5G標準進展，圖源：3GPP官網(wǎng) 目前是由一家法國公司泰雷茲集團(THALES)在牽頭制定標準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標準凍結(jié)推遲到2021年12月。 SaT5G是另一條融合衛(wèi)星與5G的道路，項目由歐盟委員會資助。 SaT5G聯(lián)盟成員，來源：SaT5G官網(wǎng) 2021年6月，項目團隊在西班牙巴倫西亞舉行的2021年歐洲網(wǎng)絡(luò)與通信會議（EuCNC 2021）上公布成功演示5G衛(wèi)星系列操作，其目標是未來衛(wèi)星系統(tǒng)可能在衛(wèi)星鏈路上應用5G NR。 項目團隊在EuCNC 2021上的合影，圖源：Avanti/Twitter 不過，SaT5G目前還未正式商用。 在5G標準還未確定時，銀河航天的5G衛(wèi)星如何定義？截至發(fā)稿，對方并未回復記者的采訪需求。 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、延時大、移動快、換區(qū)頻、跟蹤難。 因此5G基站和低軌衛(wèi)星融合時，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)星特性引起的時間同步、頻率同步、小區(qū)切換以及動中通等技術(shù)難點。 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。 彎管衛(wèi)星結(jié)構(gòu)簡單，簡單實現(xiàn)，功能更像一個光纖節(jié)點放大器或者是射頻拉遠單元。 目前大部分低軌衛(wèi)星運營商都選擇了彎管類型，但缺點在于不能實現(xiàn)星間通信，必須需要大量強功能地面站進行信號收發(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?！敝x濤表示。