深圳放开卫星通信经营许可,中国的卫星通信技术已初具商业化规模

微观人 2022-01-28

卫星通信通信通信技术

3665 字丨阅读本文需 8 分钟

1月26日,国家发改委、商务部在《关于深圳建设中国特色社会主义先行示范区放宽市场准入若干特别措施的意见》中提出,支持深圳开展5G室内分布系统、5G行业虚拟专网及特定区域5G网络建设主体多元化改革试点。安全有序开放基础电信业务,支持符合条件的卫星应用企业申请卫星相关基础电信业务经营许可或与具备相关资质的企业合作。

同时,支持深港澳三地通信运营商创新通信产品,降低漫游通信资费并支持优化5G、物联网等新一代信息技术应用方式落地。依托鹏城实验室等深圳优质资源搭建5G、物联网等新一代信息技术分布式实验平台。

在业内看来,上述意见将逐步降低5G、物联网等新一代信息技术和新型基础设施在相关领域准入门槛。“并且增加了局部竞争,以激活行业活力。”电信行业专家付亮对记者如是表示。

目前,广东已初步形成全球最大的5G产业集聚区。以深圳为例,截至2021年10月底,深圳累计建成5G基站5万个,基站密度达每平方公里24.68个,位居全国第一。而在上述文件中提到的鹏城实验室,是中央批准成立的网络通信领域新型科研机构,以网络通信、网络空间和网络智能为主要研究方向。

根据鹏城实验室官网信息显示,该实验室拥有31位院士、200位国际会士以及3000多位国家杰青等高端人才。鹏城实验室副主任余少华在去年年底的一场会议中表示,网络逐渐成为随时随地的“场景”,就像阳光、空气、水和电一样的“存在”。而网络世界无质、无实体、无界,网络空间已成为各国争夺的焦点,是继陆、海、空、天之后人类第五疆域和战略空间,制网权与制海权、制空权、制天权同等重要。

以卫星通信为例,上述文件提出,允许卫星应用企业在全国范围内开展卫星移动通信业务和卫星固定通信业务u。业内认为,对于现有的通信业来说,这将激发卫星通信建设的行业发展速度。

卫星通信行业现状

华西通信认为,2022年,大容量(高通量)卫星将占全球总卫星带宽的50%,2022年前后,我国宽带卫星容量需求也将达到1TB以上,带宽成本大大降低有利于带动应用普及。

但从全球发展轨迹来看,卫星发射模式及制造模式正在发生变化。在SpaceX等公司带动下,火箭、卫星等制造模式从传统的定制化变为批量化,传统发射制造成本大大降低。据SpaceX最新数据显示,截至2022年1月18日,马斯克的星链计划已经共计发射2042颗卫星,正在运行的已经有1700颗,远超过任何其他机构和主体,其远期规划发射4.2万颗。

此外,在国际市场上,布局卫星互联网企业不仅有专业空间运营公司,还包括软银、谷歌、Facebook等互联网巨头、空客和波音等航空公司,以及高通、可口可乐等其他领域巨头,各路资本参与活跃。

目前,我国也在推动高轨卫星与中低轨卫星的发展。中信证券表示,我国自2015年开始推出低轨道星座计划,包括鸿雁、虹云、银河在内的星座计划规划发射超3000+颗近地轨道卫星。

值得注意的是,今年1月18日,由银河航天自主研制的6颗低轨宽带通信卫星正式出厂,这是我国首次批量研制低轨宽带通信卫星。目前,该批卫星已运抵发射场,计划于2022年一季度由长征二号丙运载火箭发射。发射成功后,将构建卫星互联网试验网络,可实现单次30分钟以上的连续通信服务。

卫星互联网是构建“空天地”一体化网络的重要一环

卫星互联网与地面通信系统的融合,正逐步构建覆盖空天地一体化的网络体系,打造向地面和空中终端提供宽带互联网接入服务的新型基础设施。同时也将成为占领空间制高点、牵引新技术创新、振奋与凝聚民心的重要强心剂。

1.上亿人口尚未实现宽带网络覆盖。我国固定宽带业务发展较快,截至2021年4月底,我国固定互联网宽带接入用户总数超过5亿户,行政村光纤和4G网络通达比例均超过98%。但欧美发达国家人口密度相对较低,且居住分散,并不适合进行固定宽带尤其是光纤的铺设,高昂的成本对于电信运营商来讲是一笔不小的开支,而且成本收回时间较长。同时,“一带一路”沿线相关国家也存在信息通信基础设施不够完善的情况,而这些地面通信网络难以覆盖的用户群体,成为卫星互联网的潜在用户。

2.垂直领域网络接入需求旺盛。普通用户主要在城市或人口密集区域活动,但航海、航空、岛屿等区域也有较强的网络接入需求。据统计,全球有约20万架次飞机、十几万艘私人游艇,同时还有大量渔船和货轮在海上有通信需求。沙漠、森林等区域也需要有大量的网络覆盖,传统地面通信服务很难覆盖到以上地区,需要通过卫星互联网来进行补充。同时,国际金融业务交易频次以秒甚至毫秒计算,因此对网络时延要求非常高,进而对国际金融企业来讲具有较强的实用性。

3.卫星互联网与地面通信形成优势互补。根据国际电信联盟(ITU)统计分析,全球个人用户的互联网普及率仅为53.6%,虽然发达国家的个人用户普及率已经达到86.6%,但发展中国家的比例仅为47%,最不发达国家的用户上网比例仅为19.1%,尤其是非洲和东南亚国家的网络覆盖比例最低。卫星互联网作为一种重要的通信手段,与5G等移动通信技术并非对立而是不断融合,构建起空天地海一体化通信网络。早在2020年6月发布的5G标准R16中,就有卫星互联网的技术文档纳入其中。同时,6G研发工作已经将卫星互联网纳入其中并作为构建空天地一体化通信网络的重要组成部分,未来将在5G和6G等地面移动通信网络中与卫星互联网进行平滑切换。

4.发展卫星互联网是国家综合实力的重要体现。布局卫星互联网不但体现了一个国家卫星制造能力和发射水平,也是未来打造空天地网络基础设施,实现智慧航空、智慧海洋、智慧农业的重要抓手,逐步成为各国开展重大科学基础研究的重要平台设施。同时,按照卫星轨道资源先到先得的国际原则,先发国家发射的低轨道卫星将会抢占更多轨道资源,对其他国家卫星互联网发展带来挑战。例如地球近地轨道可容纳约6万颗卫星,而星链计划部署超过4.2万颗,占比超过70%。同时,卫星在轨道运行难以受到有效监控和管理,对国家安全密切相关。

“星辰大海”仍面临诸多风险和挑战

卫星互联网在快速发展的同时,仍面临大量挑战,一方面卫星互联网传输速率和时延难以满足多场景需求;另一方面卫星寿命较短,需要对卫星发射和后续运维工作做好长期规划和准备。

1.带宽较高,实用性有待验证。据媒体披露,目前星链提供的普通用户的实测速率在50-100Mbps,时延在50毫秒左右,基本达到4G增强型移动网络能力。但地面通信基站可以根据人口密集程度进行有针对性的配置和布局,灵活性较高。而卫星互联网无法解决在人口稀少地区资源被浪费的问题:主要是因为卫星的飞行轨道基本固定,对人口稠密和稀少地区提供的服务资源和能力相当,如何既能保证人口密集区域的通信覆盖,又能降低偏远地区或海洋等区域通信资源可能出现的浪费现象,需要进一步论证分析。同时,卫星互联网服务难以直接面向终端用户,需要通过碟形天线进行中转,很难实现当前我们用手机或者电脑直接连入网络的模式,用户体验仍需提升。

2.建设运维成本高,需持续投入。在制造与发射方面,我们以星链为例,按照每次发射60颗卫星,最终部署超过4万颗卫星的计划,SpaceX公司至少需要发射700次以上。即使卫星制造可以扩大量产规模以及实现猎鹰9火箭常规化重复使用,整个卫星制造和发射成本仍将超过500亿美元。在运维方面,由于星链卫星主要部署在低轨道,因此稀薄的空气将会对卫星飞行产生阻力和能量消耗。同时,卫星的寿命一般在5~7年左右,也就是说每隔7年左右就需要对卫星进行一轮更新,整体运维成本和更新费用预计每年超过百亿美元。

3.太空碎片与化学物质影响地球生态体系。目前以星链为代表的卫星互联网,卫星体积小寿命短且数量庞大,对光学、射电天文台会造成潜在观测干扰。同时大量卫星部署在近地轨道会产生太空碎片带来安全风险。虽然卫星在大气层中会烧毁绝大部分部件,但所产生的化学物质可能会破坏地球臭氧层。例如卫星的主要成分是铝,在燃烧后会产生氧化铝,如果大气中含有大量氧化铝将会造成散射,最终改变地球的反照率。

中国卫星通信技术

早在SpaceX的星链项目公布初期,中国就已经抛出了自己的低轨卫星通信项目“鸿雁星座计划”和“虹云工程”!

其中鸿雁星座由中国航天科技集团主导建设。系统一期计划发射60多颗骨干卫星,优先提供全球通信业务和部分地区的宽带互联网。二期拓展为300多颗补网卫星,将宽带业务拓展至全球,并在航天、航空、航海等领域提供综合性服务!

至于虹云工程,则是中国航天科工五大商业工程之一。以互联网接入为基础功能,同时具备通信、导航、遥感一体化、全球覆盖等特性。实现高速率、低延时的为全球用户提供互联网通信业务。

总体定位于SpaceX的星链项目基本一致。但不同的是,虹云工程的卫星较少,初期计划只发射156颗。不过虹云工程的单颗卫星重量却达到了500公斤,其性能也更为强悍。相比于星链项目而言,不仅可以占据更少的近地轨道,还能实现更为完善的通信效果!

而且更重要的是,两大计划各有侧重,“鸿雁星座”着重语音通信打电话,兼顾重点地区的互联网业务;而“虹云工程”侧重宽带互联网,也兼顾移动通信和其他信息服务。两者可以互相补充,进而组合成为一个更为全面的低轨卫星系统!现如今这两大系统已经进入规划建设阶段,预计在近两年内就可以进入初步运营阶段!

而且在去年4月份,中国还将卫星互联网列入了“新基建”设施建设名单。紧接着9月份,中国就向国际电信联盟递交了频谱分配档案,计划建设两个名为GW-A59和GW-2的宽带星座,其卫星数量为12992颗。可以预见,用不了多久,中国的卫星互联网系统就能进入运营阶段!

最重要的是,现如今除了我们的国家队以外,中国的民营企业也都纷纷迈入卫星互联网建设的浪潮。

像华为、吉利等已经公布了自己的卫星互联网计划,另外像北京的九天微星,小米投资的银河航天等,也在卫星互联网的广袤市场前跃跃欲试。

中国的卫星互联网和商业航天版图正在不断扩大。而面对外国资本在广袤星空中的野蛮布局,这些中国力量必将会用自己的方式,给予最有力的回击!

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