張銳

國際著名飛機(jī)設(shè)備制造商波音公司日前終于從美國聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）手上拿到了四年前遞交的關(guān)于建立與經(jīng)營衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的申請批文，由此波音計(jì)劃9年內(nèi)向太空近地軌道發(fā)射147顆衛(wèi)星，以利于提供高速寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。受到波音獲準(zhǔn)發(fā)射衛(wèi)星的刺激，亞馬遜、Astra等紛紛向FCC遞交申請，提出新建或擴(kuò)建衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，最終FCC總共需要批準(zhǔn)發(fā)射的衛(wèi)星多達(dá)3.8萬顆。

業(yè)內(nèi)一般將距離海平面2000公里之內(nèi)的軌道位置視為低軌衛(wèi)星，區(qū)間范圍內(nèi)從低到高又分列為C頻段、Ku頻段、Ka頻段與V頻段，頻段越高，意味著衛(wèi)星的位勢高，帶寬越大，可以覆蓋的面積就越廣，同時(shí)傳輸容量也要比前面的頻段大了許多。目前來看，全球低軌衛(wèi)星主要布局在Ku頻段和Ka頻段，而隨著相關(guān)技術(shù)瓶頸的逐漸破解，V頻段會(huì)越來越受到航空航天企業(yè)的青睞，像波音公司所要發(fā)射的147顆衛(wèi)星都將在V頻段運(yùn)行。

當(dāng)然，處在同一頻段的任何一個(gè)衛(wèi)星都不是孤立封閉的，一定數(shù)量的衛(wèi)星還可以規(guī)模組網(wǎng)，由此組成了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。顧名思義，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)就是以通信衛(wèi)星為接入手段，因此不同于分別以地面基站和光纜通信為媒體的移動(dòng)通信和光纜通信僅能向地面終端發(fā)射信號，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)則可以同時(shí)向地面和空中終端提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)，廣覆蓋、低延時(shí)、寬帶化、低成本構(gòu)成了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的主要畫像。數(shù)據(jù)顯示，目前地球上超過70%的地理空間、約30億人口尚未實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)覆蓋，遼闊的海洋、廣袤的沙漠以及偏遠(yuǎn)的山區(qū)也因基站與光纖的鋪建難度大和成本高成為了互聯(lián)網(wǎng)與通信信號覆蓋的盲區(qū)，但借助衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，地球?qū)⒉辉贂?huì)有“信息孤島”與通聯(lián)死角。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值顯然并不只是通聯(lián)信號的發(fā)射與覆蓋而已，它已經(jīng)構(gòu)造出了一個(gè)上下游緊密關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)鏈的上游主要是電器元件及材料、燃料廠商，產(chǎn)業(yè)鏈的下游主要是企業(yè)、政府、高校、軍隊(duì)以及個(gè)人等終端用戶，產(chǎn)業(yè)鏈的中游主要分為衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射、地面設(shè)備制造和衛(wèi)星運(yùn)營及服務(wù)四個(gè)環(huán)節(jié)。目前全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)年度市場規(guī)模近3000億美元，而按照美國衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)的預(yù)測，到2040年，全球太空經(jīng)濟(jì)的價(jià)值將達(dá)到1萬億美元，其中衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)將占市場增長的50%-70%。值得關(guān)注的是，在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)價(jià)值構(gòu)成中，衛(wèi)星服務(wù)和地面設(shè)備的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)占比都超過了九成以上。

值得注意的是，低軌衛(wèi)星地帶目前還是一個(gè)無主的天地，國際電信聯(lián)盟（ITU）奉行的基本原則是“先到先得”，也就是誰申報(bào)注冊得早，某個(gè)軌道位置、頻率就歸誰。自然，不管是為了搶占目前的星座位置還是頻段資源，還是競奪未來的產(chǎn)業(yè)商機(jī)，主要國家都正在全力支持與推動(dòng)本國航空航天企業(yè)鉚足勁地朝著低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星地帶邁進(jìn)，并在國內(nèi)開足馬力鍛造與做強(qiáng)衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射以及衛(wèi)星服務(wù)與地面設(shè)備布局的綜合技術(shù)能力，低軌衛(wèi)星已經(jīng)成為了一片競爭異常激烈而活躍的天空。

美國已經(jīng)形成了由特斯拉、亞馬遜、Astra和波音公司等為主要核心成員的強(qiáng)大低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)編隊(duì)，其中特斯拉旗下太空公司SpaceX已經(jīng)發(fā)射了1740顆衛(wèi)星，其布局的“星鏈”計(jì)劃未來將總共發(fā)射出4.2萬顆衛(wèi)星，而亞馬遜所推進(jìn)的“柯伊伯項(xiàng)目”計(jì)劃在2026年7月之前將約1600顆衛(wèi)星送入軌道，火箭制造商Astra也在積極部署名下13600顆衛(wèi)星組成的太空網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，美國航天航空巨頭的內(nèi)部競爭也十分激烈，特別是在波音公司將衛(wèi)星發(fā)射方向主要對準(zhǔn)V頻段后，亞馬遜迅速向FCC提出申請，將“柯伊伯項(xiàng)目”下原本只有3236顆衛(wèi)星擴(kuò)容到7774顆，且增量衛(wèi)星也瞄準(zhǔn)V頻段;與此同時(shí)，目前還在Ku頻段與Ka頻段縱橫的SpaceX先前已經(jīng)拿到FCC授權(quán)發(fā)射約7500顆V波段星鏈衛(wèi)星的合同，也勢必要在這一新的高度與競爭對手分出個(gè)孰高孰低。航空航天企業(yè)自身雄厚而強(qiáng)大的資源與技術(shù)能力，外加國家宇航局的傾力支持，使得美國對低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的爭奪在目前全球博弈陣營中占據(jù)絕對優(yōu)勢。

但畢竟低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)還是一塊自由空間，因此伴隨著美國航天航空公司登陸身姿的也有其他國家企業(yè)開疆拓土的腳步。英國所有的衛(wèi)星服務(wù)提供商OneWeb已經(jīng)將300多顆衛(wèi)星發(fā)送到了低軌Ku頻段，成為目前唯一一個(gè)可以在近低軌道與SpaceX現(xiàn)場對視的航天航空企業(yè)，而且OneWeb還希望在低軌道上發(fā)射32.7萬顆小型衛(wèi)星，數(shù)量上令SpaceX望塵莫及。與此同時(shí)，一項(xiàng)名為“球體”的多功能衛(wèi)星系統(tǒng)項(xiàng)目正在俄羅斯航天國家集團(tuán)主導(dǎo)下采取財(cái)政+市場集合投資的方式穩(wěn)步推進(jìn)，這一項(xiàng)目計(jì)劃打造由分布在17個(gè)軌道面的640顆多用途衛(wèi)星組成的衛(wèi)星星座，其中包含一個(gè)由288顆衛(wèi)星構(gòu)成的低軌通信星座。另外，加拿大運(yùn)營商Telesat正在研究構(gòu)建由298顆衛(wèi)星組成的Lightspeed網(wǎng)絡(luò)，而且前不久加拿大政府承諾向其投資12億美元，以支持其開展“加拿大歷史上最大的太空計(jì)劃”，而韓國政府也發(fā)布了未來10年建設(shè)100顆微小衛(wèi)星組成的衛(wèi)星星座計(jì)劃，且更早之前三星公司還拋出了由4600顆微小衛(wèi)星組成的互聯(lián)網(wǎng)星座藍(lán)圖。根據(jù)公開資料統(tǒng)計(jì)，目前全球宣布衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座計(jì)劃的公司超過30家，部署衛(wèi)星計(jì)劃達(dá)5萬顆以上。

就中國而言，基于“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要中提出要建設(shè)高速泛在、天地一體、集成互聯(lián)、安全高效的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，專門建立了面向低軌衛(wèi)星組網(wǎng)的“鴻雁星座”和“虹云工程”計(jì)劃，其中“鴻雁星座”由300顆低軌道小衛(wèi)星及全球數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理中心集結(jié)而成，“虹云工程”由156顆低軌衛(wèi)星聯(lián)袂構(gòu)圖，兩個(gè)系統(tǒng)計(jì)劃將于2023建設(shè)完成，最終形成由近1.3萬顆衛(wèi)星構(gòu)成的巨大低軌天基網(wǎng)絡(luò);另外，中國還有“銀河Galaxy”計(jì)劃，該計(jì)劃由民營企業(yè)推動(dòng)，總共發(fā)射2800顆低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星。作為未來搶占衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)陣地的戰(zhàn)略之舉，中國已向ITU提交了包含建設(shè)兩個(gè)“國網(wǎng)系統(tǒng)”（GW）的低軌道星座與頻譜申請，總共可布局衛(wèi)星總量12992顆。更為重要的是，中國是除美國、俄羅斯之外擁有衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射以及衛(wèi)星服務(wù)與地面設(shè)備布局三位一體集成能力的國家，同時(shí)市場的旺盛需求構(gòu)成了中國加速發(fā)展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的天然優(yōu)勢。目前中國國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)用戶已達(dá)11.7億，全球智能手機(jī)用戶超四分之一來自中國，同時(shí)國內(nèi)加速擴(kuò)展的車載、艦載、機(jī)載等更多終端等都將成為互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星商用化的新場景。按照向ITU申報(bào)的計(jì)劃，未來三年將是中國低軌衛(wèi)星發(fā)射的集中窗口期，到2027年低軌衛(wèi)星總規(guī)模有可能達(dá)到3900多顆，至2030年有望突破6000顆。

綜上，依照衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢特征、產(chǎn)業(yè)屬性以及國際競爭格局，未來全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)將呈現(xiàn)出以下幾大鮮明趨勢：首先，隨著衛(wèi)星組網(wǎng)熱潮的開啟及各國衛(wèi)星計(jì)劃的展開，未來互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量將顯著加快，到2029年全球近地軌道衛(wèi)星總計(jì)可超過5.7萬顆;其次，除少量用于軍用與公共服務(wù)外，更多的互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星將轉(zhuǎn)為民用與商用，商用比例將從目前的50%提高至2030年80%以上，同時(shí)應(yīng)用場景不斷拓展;再次，鑒于小衛(wèi)星容易快速起量并促進(jìn)成本降低的優(yōu)勢，小衛(wèi)星將成為互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星的最主要發(fā)射與落軌標(biāo)的，但由于小衛(wèi)星壽命相對較短，相應(yīng)地地研發(fā)周期與替代周期就大大壓縮，小衛(wèi)星制造與發(fā)射組網(wǎng)周期短窗口會(huì)悉數(shù)打開;最后，相比于地球同步軌道，低軌道資源由于競爭加大而出現(xiàn)稀缺，對頻率的競爭也將由低頻段轉(zhuǎn)向高頻段。另外，作為一種必然結(jié)果，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與地面移動(dòng)通信網(wǎng)的融合會(huì)在廣度與深度上進(jìn)一步加強(qiáng)。