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“卫星宽带”基建再忙,也要谈谈钱

来源:《电脑报》2024年第6期。

1 手机直连卫星成风
“把卫星通信装进手机”这一功能,从去年华为未发先售的Mate 60 Pro开始,正逐步成为高端智能手机的
“标配”。OPPO、荣耀都赶在2023年结束前发布了自家支持卫星通信的新款手机。
卫星通信也被称为“太空宽带”或“多媒体卫星通信”,指的是通过卫星进行语音、数据、图像和视频的处理
和传送。按马斯克的设想,未来“只要看得到天,就能连上线”。
这里简单介绍一下手机实现卫星通话的原理:
通过在手机特制通信模组中的内置天线直连卫星,卫星再将信息无差别回传至地面站;地面站完成解析之
后,传送至核心网,再由核心网拨打至4G、5G基站,最终打回至目标电话。
解释起来只有短短几句话,但实际上光是把手机连上卫星就已经面临诸多技术障碍。
比如在地面,我们的信号塔、基站都是固定且静止的,但是在太空中,考虑到地球的运动,卫星是相对于
地球上的用户以每小时数万公里的速度移动。这就会带来多普勒频移和时间延迟等问题。
普通手机仅需最远几公里范围内的基站,手机内置天线功率较低且灵敏度高。而当手机要向3.6万公里外
的卫星进行无线电波传输,信号会发生衰减,这要求手机天线的灵敏度要适配,功率也要增大。
华为的解决方式是增加天线数量、调整天线空间。
自己组建星网的美国太空探索公司SpaceX,为实现手机直连,选择的解决方式是在卫星上配备新型定制
硅片、相控阵天线和先进的软件算法。
总的来说,这种将卫星嵌入陆地网的宽带通信方案已经成为未来6G时代重要的特征之一。SpaceX的星链
(Starlink)、英国通信企业OneWeb等科技企业正是掀起这一轮太空宽带热潮的市场主力。
中兵北斗卫星通信科技公司一位负责人曾提到,现在国内推出卫星通信功能手机并不完美,其中短信、语
音主要是通过高轨道卫星实现,主要是应急需求,数据则更多地要依赖低轨卫星。“未来的卫星通信一定
是高、中、低轨卫星的全连接模式。”
但是,建设密集的低轨卫星网这种基础设施,成本实在太高。在刚刚激活消费级市场的背景下,卫星通信
产业链该如何平衡长期目标和短期收益?刚刚实现现金流平衡的星链系统或许是个值得借鉴的路径。
2 把成本降到“白菜价”需要几步?
由于是自建星网,星链自2019年以来,已经发射了超过5500颗卫星。2027年前,SpaceX的计划是送4.2
万颗卫星上天入轨。因此,星链项目一直被内部称为“现金流黑洞”。直到2023年11月,马斯克才宣布星链
实现了现金流平衡。
为什么卫星组网成本高?主要是送卫星上天的过程太烧钱。火箭或者卫星,尤其是定制卫星的成本已经为
民营企业树立了一道门槛。据国内卫星研发者透露,国内火箭发射一公斤的成本是15万元左右,而
SpaceX的成本是3万元左右。主要原因在于,SpaceX使用的是可回收复用的火箭,也就是发射越多,成
本越低;另一方面,SpaceX的卫星已经在批量生产,走定制化路线的卫星成本并不占优。
不过,好在于造卫星的门槛要比造火箭低得多。中国商业航天企业银河航天去年7月尝试发射了中国首款
柔性太阳平板通信卫星。这个卫星最大的优点在于“柔性制造”,其柔性太阳翼非常薄、可折叠,易于收
纳,大幅节约了发射成本。有市场分析师认为,银河航天的产品有望将卫星成本降至现有的几十分之一。
可回收复用的火箭研制,中国厂商也已经走到前列。走液体火箭路线的蓝箭航天“朱雀二号”、天兵科技“天
龙三号”都已经崭露头角,拿到客户订单。根据发动机使用的燃料不同,火箭可分为固体火箭和液体火
箭。液体火箭在成本、燃料消耗和可重复使用方面都具备优势,是可回收运载火箭目前的最佳选择。
尽管有主打低成本的民营企业参与,太空宽带的运维费用未来很长一段时间还是要以百亿元为单位计数。
卫星产业必须在下游找到更多落地场景才能平衡成本。
涵盖了5G核心网、IMS绝大多数知识点。
