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信息通信

“星链”计划,概念炒作还是方向?

近日,马斯克旗下的美国太空探索技术公司(SpaceX)利用“猎鹰9”运载火箭成功将“星链”(Star-Link)首批60颗卫星送入轨道,其雄心勃勃的全球卫星互联网计划向前推进了一步。“星链”首批卫星发射,使大众目光再次聚焦在低轨卫星通信技术上。“星链”计划,是概念炒作还是未来方向?

星链”计划目标宏大

马斯克所计划的“星链”,目标是建成由12000颗卫星形成的卫星互联网,并将在2025年达成这一目标。

根据SpaceX自己发布的资料,其计划发射的12000颗卫星分为两期完成。第一期要上4425颗卫星,采用Ku和Ka频段,到2022年发射完;第二期7518颗卫星采用V频段。第一期4425颗卫星也分成两个阶段,原计划应该是先发1600颗卫星,高度1150公里,倾角是53度。现在看新计划里做了改变,第一阶段有1584颗,轨道高度550公里,卫星重量也由原来计划的386公斤调整为现在的227公斤。

中国卫通集团科技委原副主任、中星-16卫星工程副总师、研究员闵长宁对《中国电子报》记者说,这种调整能够带来三个好处,一是改善了空间环境,使得卫星离轨更安全;如果卫星离轨,即便卫星不带燃料,也会在5年内进入大气层,不会留下垃圾影响轨道的使用。二是低轨对性能有改善,降低了时延至15毫秒、卫星的总数量可减少16颗,相比原来1150公里高度能够降低6个分贝的路径传输损耗。三是成本,卫星重量下降能够降低系统建造成本。

“星链”计划第一期第一阶段1584颗星,是由24个轨道面、每个轨道面66颗卫星构成,今年计划发800-1080颗卫星,预计明年开始提供服务;第二批计划发2800颗卫星,第一期2022年全部发射完。

赛迪顾问信息通信研究中心副总经理申冠生认为,“星链”计划目标宏大,12000颗卫星是现役卫星的10倍之多,一旦构成将能为全球数十亿卫星互联网用户提供类似地面光纤上网的宽带速度。

目前卫星制造已经达到了批量化生产的水平。卫星设备模块化,可用准流水线的方式进行组装和集成。闵长宁认为,低轨星座的关键技术也很多,包括相控阵列天线、卫星轨道的控制和管理、低轨星座卫星与高轨卫星的频率兼容性管理,因为低轨卫星与高轨卫星的频率是重叠的,低轨卫星必须要规避对高轨卫星的干扰。以及卫星的规模化批产和发射、相控阵天线终端的低成本化等,说明在这些关键技术上,美国已经相对成熟。

“星链”商业推广存在短板

申冠生说,“星链”计划很容易让人联想到“铱星”计划。铱星系统是美国于1987年提出的第一代通信星座系统,耗资30多亿美元,1999年,成立仅半年的铱星公司宣布破产。前车之鉴历历在目,同样“星链”的未来商用也面临着重重困难。

首先,产业链和市场开发不足,“星链”采用的是Ka、Ku波段,与目前主流的通信设备产业链存在脱节,在市场方面,根据马斯克的预想,主要客户将来自地面互联网覆盖不足的区域,这些客户可以预计ARPU值不高。

其次,成本居高不下,“星链”使用的小型卫星寿命不足十年,平摊的设备折旧成本必然十分恐怖,另外数量庞大的卫星群又会造成空域堵塞,回收将成为马斯克无可逃避的难题,这些都会折算进用户使用成本。

第三,国际环境问题,“星链”需要遍布全球的地面基站的支持,但并不是所有国家的所有政府都愿意支持“星链”计划,政治风险不容忽视。综合来看,“星链”计划达成全球覆盖的可能性很低。

申冠生说,毋庸讳言,“星链”计划一旦成功,全球的移动通信产业将面临大洗牌,光纤骨干网可能直接退出市场,不过从现实角度考虑,“星链”计划覆盖全球几乎不可能实现,利用自身在长距传输上的时延优势,“星链”可能对海底光缆市场造成更明显的冲击。

闵长宁说:“从市场发展看,低轨卫星通信光靠流量赢市场是很难的,因为市场的不确定性太大,我估计两年之内把成本收回来很难。”

我国相关项目也在推进

我国从上世纪90年代开始研究卫星移动通信,也参与过“铱星”项目。最近几年我国重启卫星移动通信,相关项目正在推进。

申冠生说,从深层次分析看,“铱星”计划和“星链”计划在于抢占轨道资源和频率资源,也有商业包装和资本炒作的考虑因素。

闵长宁说,目前我国已经向国际电联申报了由864颗卫星组成的低轨星座宽带系统卫星网络资料,但目前我们在频率地位上还相对落后。

国际电联(ITU))规则规定,对于低轨星座系统卫星的频率使用同样须遵循先登先占的原则。卫星网络资料申报得早地位就优先,申报落后的卫星网络系统要服从前面已申报卫星网络资料、地位优先的低轨星座宽带系统。

而且先登先占的同时,要在7年规则期限后的7年内,卫星发射数量须满足ITU关于非静止轨道(NGSO)星座系统投入使用及里程碑的相关规定。这就意味着低轨星座系统不仅要按照ITU规定将卫星发射升空,同是要按照ITU规定的时间和比例,启用低轨星座系统并向公众提供服务,从而使频率地位合法化、固化。

我国从2017年开始申报低轨星座宽带卫星网络资料,但国外在2012年已经开始申报,2014年是高峰,目前全球有约200份低轨星座宽带卫星网络资料已申报。

闵长宁说,目前国内对低轨星座宽带卫星系统,从上到下都很重视,关键还是落实。从市场前景来看,我国宽带卫星主要的应用场景包括政府通信与与应急响应体系、远程教育和远程医疗、交通运输行业,包括机载应用、海上船舶运输应用、以及农业、渔业、林业和水利应用,包括国内沿海、山区、林场、草原、水库等地的宽带通信,还可以用于“一带一路”建设等。

据不完全统计,2020年我国卫星宽带通信需求约为450Gbps,2025年我国卫星宽带通信需求约为1400Gbps。全球卫星宽带通信服务共有七类主要市场,分别是消费宽带市场、政府和企业市场、基站回传和中继、航空宽带接入、海事市场、军用市场和视频服务市场,其中消费者宽带占比最大。据Euroconsult预测,2016年,全球卫星宽带总使用量395Gbps,到2025年,全球总带宽需求将达到3400Gbps,

责任编辑:刘晶


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