在中國熱火朝天地建設地面5G基站時，特斯拉創始人馬斯克卻“投機取巧”要在太空建基站。
這種讓常人感覺癲狂的行為是否有合理之處？其背後究竟隱藏什麼樣的深意？讓我們從本文中找找答案吧！
01
5G/6G時代
低軌衛星迎來機遇期
自去年以來，我國5G建設如火如荼地展開，截至2019年底，全國共建成5G基站超13萬個，實現超50個城市的覆蓋，全球規模第一名。
而美國建設的5G基站數為2-3萬個左右，只有中國5G基站的四分之一。
不過，特斯拉創始人馬斯克構想了宏偉的星鏈計劃（Starlink），有助於美國在5G基站建設方面實現對中國的趕超。
那麼，星鏈計劃究竟是什麼呢？為什麼有如此大的魔力？
簡單來說，星鏈計劃是通過向太空發射低軌道通信衛星來進行組網，以衛星為基站，為地面用戶提供互聯網服務。
也就是，與傳統在地面建設通信基站所不同，馬斯克提出的星鏈計劃，是在太空建設基站。
這種組網方式，我們也叫天基互聯網。
有人可能提出這樣的疑問：
既然能夠在地面建設通信基站，為何要花費巨大成本通過向太空發射衛星的方式組建太空通信基站呢？
我們都知道，在我們這個廣袤的星球上，有80%的面積由海洋、沙漠、高原和森林等構成。
受制於自然環境的束縛以及建設成本方面的考量，這些區域互聯網尚無法全部覆蓋。
以我國為例，當前我國地面通信網絡僅覆蓋國土面積的30%-40%。
其中2G信號覆蓋佔39%，3G覆蓋佔14%，4G信號則不足10%。
這意味著我國大部分國土並無信息接入手段。
儘管如此，我國通信服務覆蓋人口在全球來說已經處於非常靠前的位置。
根據《中國移動互聯網2019半年報告》，我國移動互聯網用戶已達11.38億，相較14億的人口基數，應該說互聯網已基本實現全人口覆蓋。
令人吃驚的是，由於基礎設施缺乏等原因，目前全球仍有30多億人沒有接入互聯網。
這部分人約佔全球總人口的42%。其中，經濟欠發達地區用上互聯網的人口比例尚不足15%。
當前，地面基站主要用於人口稠密地區，但在人類活動較少卻又需要通信的區域——比如海上——安裝基站、鋪設線路難度非常大，且成本極其高。
在此背景下，用衛星解決這些人類不常出沒地區的通訊問題，可以說反而是投入產出比最高的一種方式。
首先，衛星基站覆蓋的半徑，大約是4G基站的近五百倍。
這解決了惡劣環境下地面基站無法建設的問題，可實現全球互聯網的無縫覆蓋。
其次，衛星基站幾乎不受天氣、地理條件影響，系統抗毀性強，可全天時全天候工作。
另外，衛星基站易於向大範圍運動目標(飛機、艦船等)提供無間斷的網絡連接等。
這有助於解決飛機等飛行器的互聯網接入問題。
更令人關注的是，星鏈計劃不僅僅是為美國的5G建設助力，甚至可以說是前瞻性地為未來的6G建設做鋪墊。
早在2017年11月，英國電信集團首席網絡架構師NeilMcRae對6G通信進行了展望。
他認為6G將是“5G+衛星網絡”，即在5G的基礎上集成衛星網絡來實現全球覆蓋。
目前，國際通信組織以及業內人士已就此達成共識，認為5G/6G時代將是衛星通信與地面通信網絡相融合將真正實現全球通信。
而我國科技部也開始著手開展衛星通信與5G/6G相融合的問題。
這意味衛星通信時代即將開啟！
介紹完天基互聯網，我們再來說說天基物聯網。
二者的相同之處都是通過向太空發射近地軌道通信衛星的方式進行太空組網。
不同之處是，一個是提供互聯網接入服務，一個是提供物聯網的連接。
天基物聯網將是為真正實現“萬物互聯”而打造的星座系統。
廣義上的天基物聯網，可廣泛服務於電力，石油，金融等國家安全領域，以及農業，林業，運輸業等國民經濟領域。
目前，全球的生物紀錄片、科學研究都在使用法國、美國等國家航天部門在1978年創建的衛星物聯網系統Argos——
他們為鳥類、北極熊、海洋生物等約2.2萬個生物佩戴了Argos的小型衛星接收設備，用於追蹤採集記錄位置、速度、體溫等信息。
在Argos之後，成立於1993年的Orbcomm則將衛星物聯網的商業市場從科學研究擴大到交通、農業、電力、航運等諸多領域。
近年來，全球不少天基互聯網及天基物聯網項目都提出了近地軌道衛星發射計劃，這其中以馬斯克SpaceX公司的Starlink最為宏偉。
今年1月，SpaceX兩次分別發射60顆Starlink衛星，共發射242顆。
Starlink計劃目前已規劃11943顆衛星，同時正在為另外3萬顆衛星申請軌道資源。若申請成功“Starlink”計劃將共計擁有4.2萬顆衛星。
預計，隨著衛星小型化、輕量化、低軌道發射成本的大幅下降，以及5G/6G時代物聯網、移動互聯網的迅速發展，未來幾年，低軌通信星座必將迎來新的發展高潮！
02
政策鬆綁
產業注入新力量
通過上文，我們瞭解到近地軌道通信衛星系統的兩大用武之地：
一是通過天基互聯網星座為地面用戶提供互聯網接入服務；二是通過天基物聯網星座為物聯網設備提供物聯網的連接。
從用途來看，天基互聯網和天基物聯網都分為軍用和民用兩種。
從民用來看，天基互聯網可作為傳統地面通信的有效補充，用於互聯網難以完全覆蓋的地區。
而天基物聯網可在物流、交通運輸、防災減災等方面發揮重要作用。
從軍用來看，低軌通信衛星系統的低延遲、高通量特性將大幅提升部隊的通信保障能力。
據報道，美國SpaceX公司的Starlink項目已經進行了早期的低軌技術驗證試驗，其中包括衛星和美國空軍戰鬥機的天線陣列進行直接互聯的試驗。
Starlink衛星還可同時搭載光學觀測模塊，利用其重訪率高的優勢，對主要地區可實現24小時不間斷光學監控分析。
另外，Starlink衛星可搭載發射全向波束的模塊，可對航天器進行遙測、跟蹤和控制。
進而轉變成為運載火箭/衛星的監測控制系統，或者大型導彈的高精度預警系統，為後續的攔截工作提供信息支撐。
2019年初，美國國防部新組建的航天發展局明確表示將從OneWeb、SpaceX公司等實施低軌道星座計劃的企業採購服務。
由此不難看出，儘管美國SpaceX公司的Starlink是商業衛星系統計劃，但是其軍事應用潛在價值巨大。
這對美國之外的國家尤其是直接競爭對手中國構成極大的威脅。
民用方面，近地軌道通信衛星理論上可以為各個國家的終端設備提供互聯網或物聯網接入服務。
這會規避掉現有的網絡管控措施，帶來新的監管空白區域，從而威脅我國網絡主權。
而根據國際電聯《無線電規則》，除衛星廣播業務外，我國並不能向其他國家提出該國衛星網絡不可覆蓋我國領土的要求。
如此一來，一旦國外的天基互聯網、天基物聯網項目與我國地面應用形成生態系統，就可能給我國帶來更大的監管風險和安全隱患。
現實情況也驗證，這種擔憂並不是沒有道理。
據統計，目前全球共有627顆通信衛星在軌運行，其中美國是全球擁有通信衛星數量最多的國家，目前共有274顆遙感衛星在軌運行。
中國只有35顆衛星在軌運行，數量少於俄羅斯、法國和英國，位居全球第5。
儘管如此，美國等國仍在搶佔有限的地球近空領域軌道和頻段資源。
截至2019年，國際電聯已收到200餘個大型衛星系統計劃申請，但其中大部分申請人都不具備部署完整星座的能力，提交申請的主要目的是搶佔頻段資源。
為此，國際電聯於2019年就修改申請條件達成初步共識，即讓申請人在1年或者3年內完成第一個里程碑階段，並且需要發射更多的衛星來保住所申請的頻段。
這意味著各國搶佔軌道和頻段資源的關鍵或將從“寫申報”變為“發衛星”，競爭會日趨激烈。
因此，無論是出於商業上的利益，還是從保障國家安全的角度看，積極推動我國近地軌道通信衛星發射項目的迅速落地已經變得極為緊迫！
我們欣喜地看到，2016年12月的《十三五國家信息化規劃》中明確提及“通過移動蜂窩、光纖、低軌衛星等多種方式，完善邊遠地區及貧困地區的網絡覆蓋”。
同月發佈的《2016中國的航天》白皮書中，進一步提出，鼓勵引導民間資本和社會力量有序參與航天科研生產、空間基礎設施建設、空間信息產品服務、衛星運營等航天活動，大力發展商業航天。
之後幾年裡，我國在火箭和衛星配套及總體制造，測控、導航和遙感應用等環節湧現出了大量的民營企業。
截至2018年年底，國內已註冊的商業航天領域公司有141家，其中民營航天企業123家，成為參與航天活動的新勢力。
具體在近地軌道通信衛星發射方面，中國航天科技和中國航天科工兩大集團都啟動了各自的低軌通信項目“鴻雁”和“虹雲”星座計劃。
2018年它們都相繼成功發射第一顆衛星並進入軌道，從而實現我國低軌寬帶通信衛星系統零的突破。
據瞭解，“鴻雁”星座首期投資約200億元，是我國首個國家級的、投資規模最大的、具有里程碑意義的商業航天項目，將實現“溝通連接萬物、全球永不失聯”。
“虹雲工程”則以建立天基寬帶互聯網系統為主要目標，旨在實現全球範圍的無線寬帶覆蓋。
其定位的主要用戶群體就是飛機、輪船、客貨車輛、野外場區、作業團隊以及一些偏遠地區的村莊、島嶼等。
隨著“鴻雁星座”、“虹雲工程”等星座計劃的不斷實施，未來幾年，我國將會有超過600顆低軌通信衛星迎來密集發射。
也就意味著，從衛星製造、航天發射、到通信服務組成的產業鏈，都將迎來新的發展機遇！
那麼，未來幾年，國內低軌通信衛星產業市場規模有多大?受益主體有哪些？哪類公司將成功卡位我國天基物聯網和天基互聯網星座的建設及運營呢？下期見。
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