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步入2024年，我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域捷報頻傳：2月，“中國移動01星”和“星核”驗證星成功發(fā)射入軌；5月，上海藍箭鴻擎科技向ITU提交了包含1萬顆衛(wèi)星的“鴻鵠三號”衛(wèi)星星座申請備案；6月，銀河航天在泰國建成基于低軌寬帶衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座“小蜘蛛網(wǎng)”的地面試驗站；8月，上海垣信“千帆星座”首批組網(wǎng)衛(wèi)星以“一箭18星”的方式發(fā)射入軌；9月，時空道宇“一箭10星”將吉利星座03組衛(wèi)星發(fā)射入軌……在商業(yè)航天公司與地面運營商的共同努力下，我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域呈現(xiàn)出一派欣欣向榮的美好景象。
然而，倘若把目光投向全球，便會發(fā)現(xiàn)形勢并不樂觀。領(lǐng)先者如SpaceX已經(jīng)發(fā)射了7062顆星鏈星座衛(wèi)星，在100多個國家和地區(qū)提供高速互聯(lián)網(wǎng)連接服務(wù)，用戶規(guī)模超過400萬人；排名第二的英國OneWeb也已發(fā)射700多顆衛(wèi)星。數(shù)字方面的差距，映射出技術(shù)、應(yīng)用、模式等方面的不足，也愈發(fā)凸顯空域資源競爭的戰(zhàn)略緊迫性。當逐夢九天、遨游蒼穹的夢想照進現(xiàn)實，業(yè)界如何奮起直追？當“手機直連衛(wèi)星”引爆衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場，我國能否彎道提速并超車？
01、現(xiàn)實：整體處于追趕階段
伴隨著航天技術(shù)的發(fā)展、商業(yè)衛(wèi)星的不斷升空，世界主要國家紛紛入局，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)“競賽”全面開啟。從銥星計劃到O3b星座、星鏈星座，再到GW星座和千帆星座，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過幾波建設(shè)熱潮，已經(jīng)成為全球矚目的熱點領(lǐng)域。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2023年12月，全球在軌運行衛(wèi)星共計9691顆，比2013年增長了8倍之多；2024年1—9月新增800多顆，總量達到10505顆，并且這一數(shù)字幾乎每天都在更新，彰顯了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)加速發(fā)展的態(tài)勢。具體到我國，1972年北京一、二號衛(wèi)星地面站獲批建設(shè)，標志著我國衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的開始。
經(jīng)過50多年的發(fā)展，我國涌現(xiàn)出了中國衛(wèi)通、亞太星通、中兵北斗、中國星網(wǎng)、銀河航天、上海垣信、時空道宇等商業(yè)航天公司，同時地面運營商也積極布局，探索星地融合及空天地一體化的無限可能。然而無法回避的事實是，無論高軌衛(wèi)星還是低軌衛(wèi)星，我國與歐美相比均處于追趕階段?！皬募夹g(shù)角度看，我國高軌衛(wèi)星與歐美相比有10年的差距，而低軌衛(wèi)星則剛剛起步。”
在近日舉行的“2024衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”上，與會專家一致認為。在高軌方面，雖然我國發(fā)射了天通一號、中星、亞太等系列衛(wèi)星，但是衛(wèi)星制造成本較高，總體建設(shè)進度滯后；在低軌方面，我國在衛(wèi)星運載能力、在軌處理能力等方面存在短板，限制了衛(wèi)星的發(fā)射以及對衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的整體布局。
事實上，目前全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域呈現(xiàn)出一家獨大的市場格局。規(guī)模最大的SpaceX，不僅以72%的全球低軌衛(wèi)星總量占比和60%的全球衛(wèi)星發(fā)射總量占比遙遙領(lǐng)先，并且已經(jīng)邁過盈虧平衡點，實現(xiàn)了商業(yè)閉環(huán)，成為資本市場的“寵兒”。在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展道路上，SpaceX已經(jīng)一騎絕塵。
02、拐點：手機直連引爆市場
面對客觀存在的差距，我國需要奮起直追，這不僅是為了縮小在技術(shù)、市場等方面的差距，更是因為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場特殊的管理機制。眾所周知，發(fā)射衛(wèi)星離不開申請空間頻率和軌道資源。目前，全球絕大多數(shù)國家對于頻率和軌道資源采用協(xié)調(diào)法，即通過國際申報、國際協(xié)調(diào)、國際登記來獲取衛(wèi)星頻率和軌道資源，遵循的原則是“先申先得、先占先得”甚至“先占永得”。
由于衛(wèi)星頻率和軌道等太空資源屬于全球性不可再生的稀缺資源，因此主要發(fā)達國家均采取“占頻保軌”的策略，大規(guī)模部署低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)，以爭奪衛(wèi)星頻率和軌道資源，構(gòu)建新一代網(wǎng)絡(luò)控制權(quán)。值得注意的是，全球低軌最大容量為6萬顆星，而目前全球申報數(shù)量已超過10萬顆。雖然ITU規(guī)定了頻軌資源的核減細則，如申請者未在規(guī)定時間內(nèi)按照規(guī)定數(shù)量發(fā)射衛(wèi)星，則其已經(jīng)獲取的資源將被核減，但是需求和容量之間的差距依舊顯現(xiàn)出了頻軌資源的緊張稀缺，因此我國加快布局衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)已迫在眉睫、刻不容緩。
雖然SpaceX呈現(xiàn)絕對領(lǐng)先之勢，但是市場格局并非堅如磐石。因為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并非始終勻速前行，某些特定的技術(shù)或應(yīng)用可能改變其原有軌跡，進而帶來躍變式增長，而這往往也成為后來者彎道超車的好時機。在衛(wèi)星通信領(lǐng)域，這一特別的機遇則是“手機直連衛(wèi)星”。以我國為例，過去因為價格昂貴、終端較少、使用場景有限，衛(wèi)星通信如同陽春白雪一般，用戶非常小眾。
2024年華為Mate60系列宣布支持天通衛(wèi)星通話，隨后中國電信開通“手機直連衛(wèi)星”業(yè)務(wù)并推出流量套餐，引爆了衛(wèi)星通信市場。當價格不再高高在上且使用更加便利時，“手機直連衛(wèi)星”激發(fā)了用戶需求，下沉到大眾市場，正可謂“昔日王謝堂前燕，飛入尋常百姓家”。得用戶者得天下，當用戶規(guī)模上量起勢，衛(wèi)星通信有望形成良性健康的商業(yè)循環(huán)。
此外，Mate60等掀起的用戶討論熱潮，成功地為“手機直連衛(wèi)星”帶來了一波流量，從而吸引了更多產(chǎn)業(yè)力量進入。事實上，就連遙遙領(lǐng)先的SpaceX對于“手機直連衛(wèi)星”也不敢輕視。2024年5月15日，AT&T與ASTSpaceMobile宣布將為AT&T智能手機提供基于衛(wèi)星的寬帶網(wǎng)絡(luò)連接；8月28日，Verizon宣布將聯(lián)合skylo推動終端直連衛(wèi)星的短信息商業(yè)服務(wù)。
SpaceX緊隨其后，于9月12日為ASTSpaceMobile發(fā)射了5顆能夠直接與普通手機通信的商業(yè)衛(wèi)星?！笆謾C直連衛(wèi)星”已經(jīng)成為巨頭們競爭的主戰(zhàn)場?！笆謾C直連衛(wèi)星乾坤未定，市場格局改變猶未可知?！币晃粚＜冶硎?。對于我國來說，面對這樣一個能夠觸達廣大用戶、有望彎道提速的機會，必須牢牢把握、加快布局。
03、解題：跨過技術(shù)、需求兩道檻
近兩年，我國衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈集體發(fā)力，好消息接連不斷。除了前述進展之外，銀河航天與中國聯(lián)通合作完成了國內(nèi)運營商首個NRNTN低軌在軌試驗，打通了在軌端到端數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實現(xiàn)了VoNR衛(wèi)星通話；中國電信完成了5GNTN實驗室測試認證，在基于天通一號高軌衛(wèi)星系統(tǒng)的IoTNTN真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下完成了試驗；中國移動基于5G星地融合網(wǎng)關(guān)原型，完成了業(yè)界首個真實低軌衛(wèi)星與地面商用版本5G網(wǎng)絡(luò)互通測試。
除此之外，中國星網(wǎng)、中國兵器工業(yè)集團、中國移動合資成立中國時空信息集團有限公司，中國移動研究院設(shè)立星地融合技術(shù)研究所，中國電信成立第二家衛(wèi)星公司“天通衛(wèi)星科技有限公司”，彰顯出地面運營商布局衛(wèi)星領(lǐng)域的堅定決心。產(chǎn)業(yè)鏈伙伴也基于各自優(yōu)勢從不同角度發(fā)力。例如，思朗科技推出面向移動通信小基站和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的UCP系列新一代產(chǎn)品寬帶無線SoC芯片——“信芯”；星思在2023年8月實現(xiàn)了低軌寬帶衛(wèi)星基帶芯片的突破，率先實現(xiàn)衛(wèi)星高清視頻電話，同時配合三大運營商進行NRNTN技術(shù)驗證；網(wǎng)翎推出了民用衛(wèi)星上網(wǎng)終端設(shè)備——OneLinQ網(wǎng)翎衛(wèi)星上網(wǎng)機，質(zhì)量只有4.5千克，價格不到3萬元。
盡管衛(wèi)星領(lǐng)域好消息連連，然而產(chǎn)業(yè)發(fā)展并非勢如破竹，一些問題橫亙在前，阻擋了產(chǎn)業(yè)前進的腳步。“衛(wèi)星商業(yè)運營繼續(xù)發(fā)展必須邁過兩道檻，一是技術(shù)，二是需求?！迸c會專家表示。在技術(shù)方面，我國與國外相比存在一定的差距，而在某種程度上，技術(shù)優(yōu)劣代表了成本優(yōu)劣，如果成本居高不下，何談規(guī)模上量和商業(yè)運營？在需求方面，如果缺乏真正的市場需求帶動，何談商業(yè)運營和實現(xiàn)盈利？在技術(shù)方面，衛(wèi)星制造、發(fā)射、運營、回收等全流程的技術(shù)能力都有待提升。
中國衛(wèi)通的專家強調(diào)，要夯實產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，就需要立足產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定，突破在芯片研發(fā)、終端研制、標準制定等方面的難題，提升關(guān)鍵核心技術(shù)自主掌控能力。中國聯(lián)通的專家提出了一些需要提升的具體方向，如衛(wèi)星的星歷精準度、衛(wèi)星天線接收增益、多普勒頻偏處理能力、移動性管理能力、終端的發(fā)射能力和敏感度等。
此外，博鼎實華無線網(wǎng)絡(luò)部主任金艦認為，目前衛(wèi)星通信存在一些私有協(xié)議，影響到整個系統(tǒng)的互聯(lián)互通和全球覆蓋，并且給監(jiān)管帶來挑戰(zhàn)，因此建立統(tǒng)一的測試標準、進行聯(lián)調(diào)聯(lián)試十分有必要。在需求方面，重點是拓展應(yīng)用場景、培育市場需求。與會專家認為，低空經(jīng)濟、機上Wi-Fi、機艙調(diào)度、車聯(lián)網(wǎng)等都是前景廣闊的應(yīng)用場景。而借鑒5G發(fā)展經(jīng)驗，與會專家指出，某些垂直行業(yè)雖然需求非常強烈，但是其對價格也極為敏感，因此整個行業(yè)還需要切實打磨技術(shù)，降低成本，并為不同行業(yè)、不同場景的用戶適配不同的技術(shù)方案，從而打開市場，形成規(guī)模效應(yīng)。
在此方面，前述網(wǎng)翎衛(wèi)星上網(wǎng)機特別值得一提——質(zhì)量4.5千克，價格不到3萬元，既降低了使用門檻，又方便攜帶使用，改善了用戶體驗。
04、未來：星地融合勢不可擋
在這一輪發(fā)展熱潮中，地面運營商積極布局，不僅為自己開辟了新的賽道，也為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)帶來了新的動力，成為衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈上的重要一環(huán)。在這背后，是星地融合勢不可擋的發(fā)展邏輯，以及由此催生的對地面運營商的需求。所謂星地融合，即衛(wèi)星通信系統(tǒng)與地面通信系統(tǒng)相互融合補充，構(gòu)成完整的端到端通信系統(tǒng)。中國聯(lián)通研究院高級工程師葉陽認為，星地融合的發(fā)展路徑可分為三大階段：簡單業(yè)務(wù)融合階段、通信體制融合階段、系統(tǒng)全面融合階段。從現(xiàn)有應(yīng)用場景看，星地融合仍處于簡單業(yè)務(wù)融合階段，正在向通信體制融合階段拓展。
即便是在簡單業(yè)務(wù)融合的階段，衛(wèi)星和地面的互補效應(yīng)也已經(jīng)充分體現(xiàn)。從衛(wèi)星補充地面來看，現(xiàn)有的蜂窩通信從技術(shù)原理角度來看并不適合大規(guī)模覆蓋，全球也存在很多地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋的盲區(qū)，而衛(wèi)星可以實現(xiàn)全球無縫覆蓋，彌補地面網(wǎng)絡(luò)的不足。從地面補充衛(wèi)星來看，中國衛(wèi)通專家表示，雖然我國高軌技術(shù)與全球相比有10年的技術(shù)差距，但是有發(fā)達的地面網(wǎng)絡(luò)做補充，能夠滿足全域范圍內(nèi)連接的需要。
展望未來，隨著星地融合的推進，地面通信系統(tǒng)有望發(fā)揮更重要的作用?！拔覈谕ㄐ蓬I(lǐng)域有著非常堅實的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，與商業(yè)航天相結(jié)合，擁有進一步發(fā)展的空間?！便y河航天解決方案總監(jiān)楊波表示，“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)即將迎來摩爾定律的再次生效，業(yè)界需要將國內(nèi)先進的信息通信技術(shù)升級應(yīng)用到衛(wèi)星領(lǐng)域。”
特別是在5G方面，我國在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、用戶規(guī)模上全球領(lǐng)先，優(yōu)勢明顯，為此可以“以地強天”，充分發(fā)揮地面網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)優(yōu)勢，為衛(wèi)星組網(wǎng)提供更優(yōu)的技術(shù)路徑。標準的融合則早已先行。3GPP在R15階段開始進行NTN（非地面網(wǎng)絡(luò)）的技術(shù)研究，R17定義了基礎(chǔ)版本，R18進行查漏補缺，未來的R19將優(yōu)化增強，提升終端能力，納入星上處理模式等。運營商也動作頻頻。
以中國移動為例，其用“星地融合”為研究所命名，由此可見對星地融合的重視程度。此外，中國移動提出“三步走”技術(shù)路線，將星地融合網(wǎng)絡(luò)演進劃分為天地互聯(lián)、天地協(xié)同、天地一體三個階段，致力于打造星地深度融合的天地一體網(wǎng)（SECN）創(chuàng)新技術(shù)體系，全面推進天地一體化網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。
展望未來，伴隨著星地融合的深入，我國在地面通信領(lǐng)域的強大優(yōu)勢將進一步顯現(xiàn)，從“以地補天”到“以地強天”的躍升將成可能。而當下群雄逐鹿，處于比拼速度和耐力之際，誰占領(lǐng)了市場，誰就獲得了資源，成為實質(zhì)性的標準制定者，最終成為市場贏家。
