趙燕 溫曉君

2019年5月24日，美國SpaceX公司以一箭多星方式發(fā)射了60顆“星鏈”衛(wèi)星，引起了全球高科技產(chǎn)業(yè)界的廣泛關注?！靶擎湣庇媱潝M向近地軌道共發(fā)射11927顆衛(wèi)星，最終目標是向全球終端用戶提供低延遲、大帶寬的網(wǎng)絡寬帶服務。在深入分析了“星鏈”計劃的實施可能給通信、互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)帶來的沖擊后，賽迪智庫電子信息研究所提出三點建議：我國應積極開展太空方面的國際合作，加速頻譜規(guī)劃與研究管理，開展衛(wèi)星通信在重點領域的應用示范。

2019年5月24日，美國SpaceX公司以一箭多星的方式發(fā)射了60顆“星鏈”衛(wèi)星，引起全球高科技業(yè)界的廣泛關注。馬斯克的 SpaceX 公司于2015 年提出“星鏈”計劃，預計到2025年完成衛(wèi)星組網(wǎng)部署，將向全球終端用戶提供網(wǎng)速最低1Gbps、最高可達 23Gbps的低延遲、大帶寬的網(wǎng)絡寬帶服務。“星鏈”計劃的實施可能對包括通信、互聯(lián)網(wǎng)等在內的多個行業(yè)帶來沖擊，將使頻譜資源競爭加劇、信息安全隱患加大，必須予以高度警惕，并積極開展趨勢研判和必要應對。

“星鏈”低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的四大特點

“星鏈”計劃規(guī)模龐大。馬斯克的“星鏈”計劃擬向地球近軌道發(fā)射11927顆衛(wèi)星，大約是目前全部在軌工作衛(wèi)星數(shù)量的6倍，其中包括550公里高度軌道面衛(wèi)星4409顆，340公里高度軌道面衛(wèi)星7518顆。每顆“星鏈”衛(wèi)星重約227kg，由氪工質霍爾推進器提供動力，配備星敏感器高精度導航系統(tǒng)?！靶擎湣庇媱潓?020年起在美國建造100萬個地面站供用戶使用，其最終目標是部署一個覆蓋全球的空、天、地衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)絡，從而為全球用戶提供低時延、大帶寬、廣覆蓋或全覆蓋的寬帶網(wǎng)絡服務。

火箭回收及一箭多星技術難度高?；厥占夹g是運載火箭技術發(fā)展的重要趨勢，一般可劃分為部分可回收和完全可回收兩大類。目前，掌握部分火箭回收技術的只有中美兩國，完全可回收技術尚未實現(xiàn)。一箭多星需要控制好火箭的姿態(tài)、每顆衛(wèi)星的運行軌道、多個衛(wèi)星間的無線電干擾等問題。每顆衛(wèi)星需“量身定做”最佳的分離路線和分離時刻，按照預定程序順利“出艙”且不能相互擦碰。在實施“星鏈”計劃的過程中，馬斯克一直致力于利用可回收火箭技術降低衛(wèi)星發(fā)射成本。此次發(fā)射使用的“獵鷹9號”運載火箭的第一級即為第三次發(fā)射的可回收部分。

適用于特殊地形的低軌衛(wèi)星通信延時小。按照軌道飛行高度 ，衛(wèi)星可分為低軌衛(wèi)星 （200～2000km ）、中軌衛(wèi)星（2000～20000km）以及高軌衛(wèi)星（20000km以上）。傳統(tǒng)通信衛(wèi)星一般部署在地球上空約3.6萬千米處的軌道上，信號往返時間較長，延遲比較明顯。農(nóng)村、山地、沙漠、海島等地區(qū)光纖寬帶普及程度不高，在向偏遠地區(qū)提供互聯(lián)網(wǎng)接入時經(jīng)常會發(fā)生延時情況，無法滿足實時通信、網(wǎng)絡游戲等需要低延遲的應用場景。與現(xiàn)有的中軌、高軌通信衛(wèi)星相比，低軌衛(wèi)星通信的傳播距離短、延時小?！靶擎湣庇媱澋男l(wèi)星均部署在近地軌道，可將延時降至 20毫秒，達到家用光纖接入網(wǎng)絡水平。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)潛在商業(yè)價值大。由于大部分網(wǎng)絡連接都來自陸地和海底的光纖電纜，目前在全球范圍內大約還有一半人口尚未享受到互聯(lián)網(wǎng)的便捷，市場發(fā)展?jié)摿薮?。在這一背景下，國內外互聯(lián)網(wǎng)巨頭紛紛布局衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。美國亞馬遜公司提出“柯伊伯項目”，計劃將3236顆衛(wèi)星送入近地軌道。我國航天科技集團公司計劃組建“鴻雁”全球衛(wèi)星通信星座系統(tǒng)，360公司投資了舊金山的立方體衛(wèi)星公司 Spire，連尚網(wǎng)絡公布了“連尚蜂群”衛(wèi)星發(fā)射計劃，阿里巴巴、斗魚、華米等公司則發(fā)射了冠名衛(wèi)星進軍商業(yè)衛(wèi)星領域。馬斯克預測，“星鏈”計劃潛在的寬帶網(wǎng)絡收入將達到每年300億美元。

“星鏈”計劃自身還存在諸多問題。從技術層面看，軌道上的星座鋪設、星地之間通信載荷、衛(wèi)星間的通信干擾，以及地面信號干擾阻塞、天地間信息網(wǎng)絡的統(tǒng)一組網(wǎng)協(xié)議等大量難題，目前仍然亟需得到克服和解決。從全球組網(wǎng)的可行性看，大規(guī)模衛(wèi)星發(fā)射以及連續(xù)地面站建設，需要得到所在國的準許與協(xié)同，提供覆蓋全球的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務也因此道阻且長。

“星鏈”計劃帶來的沖擊和影響

低軌衛(wèi)星通信使通信產(chǎn)業(yè)形成競爭新格局。首先，“星鏈”的太空組網(wǎng)模式打破了地面通信系統(tǒng)的局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和主干網(wǎng)等慣有模式。其次，低軌衛(wèi)星通信是海上、南北極、荒漠等不適宜架設地面基站地區(qū)的優(yōu)質通信選擇。衛(wèi)星移動通信與地面移動通信的融合將真正打造出一個覆蓋全球的通信網(wǎng)絡。再次，隨著衛(wèi)星通信服務的推廣和應用成本的不斷下降，衛(wèi)星通信業(yè)務在全球通信業(yè)務中的占比將得到提升，使用衛(wèi)星通信的行業(yè)用戶和個人用戶也將更多。不過，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是否具有成本競爭優(yōu)勢目前還不得而知，部署完成后其是否具有商業(yè)競爭力也是一個未知數(shù)。太空探索技術公司預計，整個“星鏈”項目耗資至少在 100億美元，后續(xù)的網(wǎng)絡維護、衛(wèi)星維修回收等費用巨大。無論數(shù)據(jù)傳輸速度還是網(wǎng)絡延時方面，5G 網(wǎng)絡都比現(xiàn)有的衛(wèi)星通信更勝一籌。隨著衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)成熟與普及，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)有地面互聯(lián)網(wǎng)的關系，很可能會由互補關系轉變?yōu)楦偁幪娲P系。

低軌衛(wèi)星通信為互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)帶來了新的增長極。目前全球仍然有超過 30億人無法使用互聯(lián)網(wǎng)服務，地面通信在偏遠農(nóng)村、山區(qū)、沙漠、戈壁地區(qū)和飛機、船舶上仍存在盲區(qū)。而低軌衛(wèi)星通信網(wǎng)能夠解決這一問題，使人們在偏遠地區(qū)也能隨時隨地上網(wǎng)，從而帶來大量的新增用戶群。低軌衛(wèi)星通信延展了地面網(wǎng)絡的空間維度，能夠用于海洋運輸、極地探測、遠洋漁業(yè)、航空高鐵客運和應急通信等領域，帶來新的互聯(lián)網(wǎng)應用場景和服務模式。衛(wèi)星通信網(wǎng)絡可以天然累積海洋/航空運輸、航洋漁業(yè)、旅游等行業(yè)綜合數(shù)據(jù)，為實時信息采集與產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)分析提供大數(shù)據(jù)服務。衛(wèi)星運營商可通過構建集群衛(wèi)星網(wǎng)絡，提供創(chuàng)新的互聯(lián)網(wǎng)服務，與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)開展競爭。換言之，互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的競爭格局或將重新洗牌。

低軌衛(wèi)星通信將加劇頻譜資源的競爭問題。在通信領域，由于相近頻率間會產(chǎn)生信號干擾，原則上不同的衛(wèi)星通信系統(tǒng)不能使用相同頻率。實際上，衛(wèi)星通信頻譜資源存量本身已非常緊張：一方面，低軌衛(wèi)星覆蓋全球，頻率協(xié)調難度較大，可用頻段較少;另一方面，5G網(wǎng)絡向毫米波段發(fā)展，新開放的頻段與互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星使用頻率接近，可能導致信號干擾和阻塞。按照頻譜資源先用先得的國際慣例，一旦一個公司的大規(guī)模衛(wèi)星網(wǎng)絡組網(wǎng)完成，留給其他衛(wèi)星網(wǎng)絡計劃的頻譜和空間就會大幅減少。為了占得先機，各公司都會搶發(fā)衛(wèi)星以搶占頻譜使用主動權，衛(wèi)星通信的競爭也將日益加劇。

“星鏈”計劃帶來的其他影響?；鸺厥占夹g的成熟和衛(wèi)星的大規(guī)模應用，勢必引發(fā)小型衛(wèi)星研發(fā)制造的新一波熱潮，衛(wèi)星通信行業(yè)、商用航天產(chǎn)業(yè)也將進入快速發(fā)展期。但與此同時，它也可能帶來一系列的負面影響，比如，對近紅外天文觀測、地球氣象監(jiān)測、地質勘探遙感帶來干擾，產(chǎn)生過量的“太空擁堵”和“太空垃圾”，密集低空衛(wèi)星群被用作軍事用途進而引發(fā)信息安全和國家安全問題等。