“衛(wèi)星通信在全球大多數(shù)地區(qū)的資費(fèi)已經(jīng)接近傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò),同時成本還在不斷下降中。未來,隨著低軌衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量的增加,以及商用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的逐步成型。地面終端將加速部署,并呈現(xiàn)指數(shù)級的爆發(fā)?!盦orvo中國區(qū)銷售總監(jiān)黃靖稱。
另一方面,從國家布局上看,全球各國都在積極布局衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),尤其是低軌的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。我國2025年政府工作報(bào)告中指出,培育壯大新興產(chǎn)業(yè)、未來產(chǎn)業(yè),深入推進(jìn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展,開展新技術(shù)新產(chǎn)品新場景大規(guī)模應(yīng)用示范行動,推動商業(yè)航天、低空經(jīng)濟(jì)等新興產(chǎn)業(yè)安全健康發(fā)展。
衛(wèi)星通信能做到“無死角”通信
衛(wèi)星通信可以看作是地面網(wǎng)絡(luò)的一個補(bǔ)充,如今地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋的面積尚未過半,對于沙漠、山區(qū)、海洋等大部分地區(qū),都未能覆蓋4G/5G信號或者光纖網(wǎng)絡(luò),而衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),無論是高軌還是低軌,都可以覆蓋到這些地面網(wǎng)絡(luò)未能觸及的地方。
對此,黃靖也表示,眾所周知,對沒有地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋,或者比較偏遠(yuǎn)的地方,比如沙漠、高山、海洋等網(wǎng)絡(luò)的“無人區(qū)”,借助衛(wèi)星通信的方式是一個最好的方法,“這些沒有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方,占地面積可能達(dá)到地球總面積的80%?!秉S靖指出。
尤其是隨著近年來國家大力推進(jìn)低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展,衛(wèi)星通信作為關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的重要性日益凸顯。當(dāng)前低空經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不僅需要依托4G/5G地面網(wǎng)絡(luò),還必須構(gòu)建衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)這一重要補(bǔ)充系統(tǒng)。從實(shí)際通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況來看,我國仍存在大量4G、5G信號未覆蓋區(qū)域,而低空飛行器的安全運(yùn)行又必須確保全程通信暢通。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)憑借其全域覆蓋特性,能夠有效填補(bǔ)地面網(wǎng)絡(luò)的信號盲區(qū)避免因通信中斷導(dǎo)致的飛行安全隱患。這種天地協(xié)同的通信架構(gòu),已成為低空經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施體系中重要的“拼圖”。
比如,在使用無人機(jī)完成縣域快遞投送的過程中,當(dāng)飛行器飛過山岳或野外樹林時,有很多地方是4G、5G信號沒有覆蓋的地方,在這些地方就需要通過切換信號,利用衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)對無人機(jī)進(jìn)行操控。此時,無人機(jī)就相當(dāng)于一個衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的終端,可用于接收衛(wèi)星信號。
另一方面,衛(wèi)星通信其實(shí)并不是一個新概念,早在20世紀(jì)60年代,高軌衛(wèi)星通信就開始被使用,早期典型系統(tǒng)包括國際通信衛(wèi)星組織(Intelsat)的系列衛(wèi)星,主要用于跨洋電話和電視轉(zhuǎn)播。例如,1965年Intelsat I(“晨鳥”)首次實(shí)現(xiàn)跨大西洋商業(yè)通信,帶寬僅240路電話,卻開啟了全球衛(wèi)星通信時代。
中國高軌衛(wèi)星通信起步于20世紀(jì)80年代,2000年后加速發(fā)展。2016年天通一號01星發(fā)射,標(biāo)志著我國自主衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)誕生,支持語音、短信和窄帶數(shù)據(jù)服務(wù),填補(bǔ)了軍民應(yīng)急通信空白。2024年,中國成功發(fā)射互聯(lián)網(wǎng)高軌衛(wèi)星,實(shí)現(xiàn)全球覆蓋與每秒500G的超高速傳輸,其安全性(軌道高度高、不易受攻擊)和穩(wěn)定性成為關(guān)鍵優(yōu)勢。
只不過,由于高軌衛(wèi)星無論是發(fā)射成本、衛(wèi)星制造成本等都極高,所以彼時僅限于在國家國防、科研等領(lǐng)域有著極小范圍的應(yīng)用。不過,隨著低軌衛(wèi)星的誕生及普及,總體成本逐漸下降,覆蓋面積得以擴(kuò)大,才讓這種“無死角”的通信方式開始了商業(yè)化的進(jìn)程。對此,黃靖表示,低軌衛(wèi)星的快速發(fā)展,在降低成本的同時,也帶來了大通量的衛(wèi)星交互體驗(yàn)。
與原先高軌衛(wèi)星窄帶數(shù)據(jù)傳輸,大多用于應(yīng)急通信不同的是,低軌衛(wèi)星通信接收模式的改變,讓它能適應(yīng)寬帶、大容量的數(shù)據(jù)傳輸,“低軌衛(wèi)星的數(shù)據(jù)流交互,不再像原先那樣低,而是可以提供大容量的交互,從本質(zhì)上改變了整個衛(wèi)星通信的‘面貌’,讓衛(wèi)星通信走進(jìn)C端用戶成為可能,后續(xù)市場需求潛力巨大。”黃靖強(qiáng)調(diào)道。
降本、降體積、提升性能是關(guān)鍵
雖然低軌衛(wèi)星的出現(xiàn),讓衛(wèi)星通信的商業(yè)化之路愈發(fā)清晰,也讓C端用戶享受“無死角”通信成為可能,但從當(dāng)下低軌衛(wèi)星應(yīng)用成本上看,仍然處于一個較高的水平,而這個成本上的差距,在中國尤為明顯。
對此,黃靖指出,中國因?yàn)樵镜牡孛婢W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)超前,所以用戶使用地面網(wǎng)絡(luò)的費(fèi)用遠(yuǎn)低于國際水平,這也就造成了國內(nèi)來看,衛(wèi)星通信與地面網(wǎng)絡(luò)通信的費(fèi)用差額比較大,“中國在基建方面的優(yōu)勢有目共睹,無論是蜂窩網(wǎng)絡(luò),還是光纖,都處于國際領(lǐng)先水平,這也導(dǎo)致了國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)遠(yuǎn)低于國際平均值,”黃靖進(jìn)一步指出,“這也拉大了地面網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)與衛(wèi)星通信資費(fèi)的差距。”
不過,站在全球視角上看,目前衛(wèi)星通信的資費(fèi)水平與地面網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)水平差距已經(jīng)逐漸縮小,“衛(wèi)星通信在全球大多數(shù)地區(qū)的資費(fèi)已經(jīng)接近傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò),同時成本還在不斷下降中。未來,隨著低軌衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量的增加,以及商用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的逐步成型。地面終端將加速部署,并呈現(xiàn)指數(shù)級的爆發(fā)。”黃靖如是說。
另一方面,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)需要巨量的資金投入,是全球通信基礎(chǔ)設(shè)施。我國的巨型衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)都是由國家進(jìn)行主導(dǎo)建設(shè)的。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)需要解放思想,不能按照傳統(tǒng)高軌衛(wèi)星“萬無一失”的建設(shè)理念。由于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的每個節(jié)點(diǎn),包括星載節(jié)點(diǎn)可以按照盡力服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)理念進(jìn)行建設(shè),降低可靠性要求和服務(wù)質(zhì)量要求,所以通過采用地面成熟的技術(shù)和器件設(shè)計(jì)星載負(fù)載,可大幅度降低單個節(jié)點(diǎn)的成本和能力要求,進(jìn)而大幅降低了單個節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜度;此外,采用系統(tǒng)工程的方法,通過將地面網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)相融合,可提高整個系統(tǒng)的可用性、可靠性和健壯性。與此同時,通過快速迭代的開發(fā)模式,實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案的持續(xù)優(yōu)化。
雖然在國內(nèi)衛(wèi)星通信與地面網(wǎng)絡(luò)通信資費(fèi)差距仍然較大,但衛(wèi)星通信及衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)化發(fā)展前景已得到行業(yè)普遍認(rèn)可。受美國星鏈巨型星座成功運(yùn)營的示范效應(yīng)影響,國內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的趨勢。
星鏈作為全球首個實(shí)現(xiàn)規(guī)?;\(yùn)營的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),不僅為行業(yè)提供了明確的技術(shù)追趕目標(biāo),更驗(yàn)證了低軌星座商業(yè)模式的可行性。其成功經(jīng)驗(yàn)表明,通過標(biāo)準(zhǔn)化量產(chǎn)、規(guī)模化部署和市場化運(yùn)營,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)完全可能實(shí)現(xiàn)與地面通信網(wǎng)絡(luò)的成本趨近。這一示范效應(yīng)正持續(xù)推動國內(nèi)衛(wèi)星通信技術(shù)路線和商業(yè)模式的創(chuàng)新探索。
當(dāng)前,衛(wèi)星通信領(lǐng)域正迎來顯著的投資熱潮與人才流動。據(jù)了解,大量資金正加速涌入衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)鏈,同時眾多具有體制內(nèi)背景的專家也開始向商業(yè)航天企業(yè)聚集。這些商業(yè)航天公司已構(gòu)建起完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài),業(yè)務(wù)范圍涵蓋可回收火箭研發(fā)、低成本衛(wèi)星制造、低成本衛(wèi)星載荷研發(fā)、星間激光通信、全球衛(wèi)星遙測遙控等多個關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié),形成覆蓋衛(wèi)星通信全鏈條的創(chuàng)新矩陣。
除了資費(fèi)與整體的衛(wèi)星通信成本是衛(wèi)星通信能否“照進(jìn)現(xiàn)實(shí)”的關(guān)鍵之外,衛(wèi)星通信設(shè)備的體積也是其能否真正在C端用戶中實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化的關(guān)鍵因素。黃靖告訴筆者,相控陣技術(shù)是目前低軌衛(wèi)星能夠?qū)崿F(xiàn)高通量數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾U?,但為了在單一設(shè)備上滿足大量用戶使用,相控陣的陣面就需要更大(體積也就更大),“比如,在飛機(jī)上,要滿足全機(jī)幾百名乘客使用,還要保障使用體驗(yàn)的前提下,陣面就很大,”黃靖進(jìn)一步指出,“不過以目前Qorvo的技術(shù)來看,在一些商用的產(chǎn)品上,已經(jīng)能做到很小的體積同時兼顧高性能了?!?/p>
從衛(wèi)星通信C端商業(yè)化應(yīng)用場景上看,黃靖表示,汽車、手機(jī)直連、低空經(jīng)濟(jì),會是接下來一段時期衛(wèi)星通信的三大重要發(fā)展方向。從市場預(yù)期來看,隨著低軌衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量增加和地面終端加速部署,低軌衛(wèi)星的發(fā)展目標(biāo)將從ToB市場逐漸拓展到ToC市場,應(yīng)用需求將呈指數(shù)級增長。
以汽車行業(yè)為例,黃靖告訴筆者,目前,因?yàn)榈蛙壭l(wèi)星將性能、成本、天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)的適配性提高了,汽車已經(jīng)成為衛(wèi)星通信重點(diǎn)發(fā)展的行業(yè)之一。
不過,在車頂部署相控陣技術(shù)需要占據(jù)一部分車頂?shù)拿娣e,但又不能因?yàn)椴渴鹆诵l(wèi)星通信設(shè)備影響汽車的美觀、風(fēng)阻等原先汽車具備的因素,所以行業(yè)還在持續(xù)的優(yōu)化中,“汽車的相控陣就沒有那么大,因?yàn)橐C合考慮性能、價格、散熱、耗電等各個因素,”黃靖指出,“尤其是價格,如果太貴的話,提升了汽車總價太多的話,對于車企來說是沒有意義的?!?/p>
除此之外,黃靖也向筆者表示,目前全球范圍內(nèi),衛(wèi)星通信的波段、制式仍存在不統(tǒng)一、不兼容的問題,不同波段的選擇也給衛(wèi)星通信的用戶造成了設(shè)計(jì)困難和選定方向的阻礙。不過,在黃靖看來,隨著中國低軌衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展步入快車道,諸如低空經(jīng)濟(jì)、車載衛(wèi)星通信等場景和應(yīng)用不斷涌現(xiàn)且逐漸成熟,用戶設(shè)計(jì)會更加集中化,制式的統(tǒng)一是必然的趨勢。
安全是基礎(chǔ)保障
滿足了性能、成本、體積的要求之后,衛(wèi)星通信無論是在C端的商業(yè)化應(yīng)用,還是在B端的企業(yè)級應(yīng)用,都還要面臨一個更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),那就是通信安全。
行業(yè)分析顯示,當(dāng)前國內(nèi)衛(wèi)星通信安全方面的布局尚不完善。市場觀察表明,許多企業(yè)現(xiàn)階段更關(guān)注功能實(shí)現(xiàn),普遍采取“先用起來”的發(fā)展策略,而對衛(wèi)星通信傳輸過程中的安全意識相對較薄弱。
以近來比較火熱的低空經(jīng)濟(jì)方面來看,關(guān)鍵通信系統(tǒng)如飛行器控制鏈路、導(dǎo)航系統(tǒng)、空中交通管制、數(shù)據(jù)鏈和應(yīng)急通信等,均可能遭遇信號干擾、傳輸延遲、連接中斷、數(shù)據(jù)失真及安全漏洞等多重可靠性挑戰(zhàn)。
例如,無人機(jī)與其控制模塊、遙測系統(tǒng)之間的通信缺乏接入身份認(rèn)證和數(shù)據(jù)防泄漏機(jī)制,容易被黑客假扮成控制者發(fā)出飛行指令,利用漏洞奪取控制權(quán),同時屏蔽無人機(jī)原本控制者的指令,對飛控進(jìn)行反向控制,并利用漏洞,侵入軟件包,進(jìn)行改變導(dǎo)航點(diǎn),更改飛行數(shù)據(jù)等操作。
另一方面,在衛(wèi)星通信安全體系中,需要構(gòu)建全方位的防護(hù)架構(gòu)。這既要確保信關(guān)站與衛(wèi)星之間的“天地”通信鏈路安全,同時也要保障兩大關(guān)鍵子系統(tǒng)的安全性:地面基站間的組網(wǎng)通信安全,以及衛(wèi)星星座內(nèi)部的星間鏈路安全。
從目前的應(yīng)用上看來,加密技術(shù)是當(dāng)下能有效滿足安全需求的一個選擇。使用先進(jìn)的加密算法對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密,確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的機(jī)密性和完整性確實(shí)是確保衛(wèi)星/航空器通信的不二之選。這其中,加密技術(shù)可以包括對稱加密、非對稱加密和哈希函數(shù)等,根據(jù)具體需求和應(yīng)用場景選擇合適的加密方式。
從安全市場上觀察來看,加密技術(shù)也成為了當(dāng)下安全公司業(yè)務(wù)布局的重要一環(huán)。比如,通過部署量子加密通信網(wǎng)絡(luò),為低空經(jīng)濟(jì)中各類通信提供超高安全性的加密傳輸服務(wù),防止數(shù)據(jù)被竊取、篡改;與此同時,行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)正將國密算法技術(shù)、密碼定義網(wǎng)絡(luò)邊界技術(shù)、超高速低延時通信加密技術(shù)應(yīng)用于空天地立體化網(wǎng)絡(luò)空間,為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、低空網(wǎng)絡(luò)提供入網(wǎng)身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)防泄漏、數(shù)據(jù)防篡改、跨域安全組網(wǎng)等安全防護(hù)措施,全面保障空中信息資產(chǎn)、空口通信信道、地面通信網(wǎng)絡(luò)、地面信息系統(tǒng)的運(yùn)行安全。
隨著低軌衛(wèi)星組網(wǎng)的逐漸成熟,以及技術(shù)不斷演進(jìn),衛(wèi)星通信的成本將持續(xù)下降。展望未來,黃靖表示,當(dāng)衛(wèi)星通信形成一定規(guī)模之后,其資費(fèi)會持續(xù)下降,用戶群體也將逐漸從ToB轉(zhuǎn)向ToC端,“目前來看,衛(wèi)星通信仍處于發(fā)展階段,市場前景很大?!秉S靖指出。(本文首發(fā)于鈦媒體APP,作者|張申宇,編輯丨蓋虹達(dá))
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