美國東部時間1月20日晨,太空探索技術公司(SpaceX)用1枚“獵鷹”9型運載火箭發射了第17組共60顆“星鏈”低軌寬帶星座衛星,使得已經發射的“星鏈”衛星數量破千。
這是太空探索公司今年的首次“星鏈”專項組網發射任務。自2019年5月組網發射啟動以來,該公司迄今已通過17次專項組網發射任務將1013顆“星鏈”衛星送入軌道。加上2018年初發射的2顆“丁丁”原型衛星,已發射“星鏈”衛星總數為1015顆。如此高密度的發射以及大規模的航天器,目的是為了打造屬於自己的衛星互聯網,併成為衛星產業的領頭人。
在這個背景下,我國前段時間成功發射,並即將組網的天通一號03星,其作用就顯得極為重要。在衛星移動通信方面,天通衛星可廣泛應用於政府應急救援、海洋漁業、旅遊探險等多個場景,為更廣闊的區域,更多樣的人群提供更優質的衛星移動通信的應用與服務。
作為我國首個自主研製和應用的衛星移動通信系統,天通一號03星的成功發射給我們在衛星通信這塊市場的爭奪上增添了很大的信心。
天通一號衛星由中國航天科技集團有限公司五院研製,01星、02星分別於2016年、2020年由長三乙火箭成功發射。天通一號03星發射入軌後,將與天通一號01星、02星在軌組網,構建我國首個自主可控的衛星移動通信系統,實現亞太區域覆蓋。為覆蓋地區用戶提供全天候、全天時、穩定可靠的話音、短消息和數據等移動通信服務,提升我國衛星通信服務水平和應急通信保障能力。
可以看出,在馬斯克星鏈項目的引領下,全球各國紛紛將衛星互聯網建設上升為國家層面的戰略,眾多企業也紛紛加入建設。那麼,衛星通信這塊蛋糕,到底有多大?
衛星通信發展概況
可以說,衛星通信是目前衛星技術最具產業化的應用方向,構成了衛星產業的最主要組成部分。衛星通信是利用衛星中的轉發器作為中繼站,通過反射或轉發無線電信號,實現兩個或多個地球站之間的通信。在衛星通信系統中,衛星運行的軌道分為低軌、中軌和靜止軌道三類。
由於靜止軌道衛星相對地面靜止,且覆蓋區大,三顆經度差約120°的衛星能夠覆蓋除南、北極以外的全球範圍,因此目前衛星通信系統大多採用靜止軌道衛星。
一般來說,不同的頻段有著不用的應用:
低於2.5GHz的L和S頻段主要用於衛星移動通信、衛星無線電測定、衛星測控鏈路等應用;C和Ku頻段主要用於衛星固定業務通信且已近飽和;Ka頻段正在被大量投入使用。
針對Ka以及Ku頻段即將飽和以及各國對於頻率軌道資源的需求,Q(36-46GHz)、V(46-56GHz)等更高的頻段資源也正在開發的過程中。
目前,衛星通信系統已經成為世界電信結構中的重要部分,為世界各國提供電話、數據和視頻等服務。衛星通信技術在國際通信、國內通信、國防通信、移動通信和廣播電視等領域得到了廣泛應用,尤其適用於邊遠地區、農村、山區、海島、災區以及遠洋艦隊和遠航飛機等陸地通信不易覆蓋的地區。
從當前我國的衛星通信星座的部署工作來看,我國的商用衛星通信,短期內會主要通過GEO軌道的高通量衛星來滿足市場需求較少、盈利模式不清晰的市場業務。從長遠來看,未來中長期衛星通信將會向高性價比的高通量衛星以及中低軌衛星網路組網技術融合發展,實現中低軌高通量衛星通信組網。同時結合 5G 移動通信網絡的落地,衛星通信在 5G,甚至是 6G(地面無線與衛星通信集成)的融合應用也有望被衛星通信運營商視為開闢新業務的重要方向。
6G是未來?
通信衛星運營行業是衛星通信行業的細分行業,也是衛星服務業的組成部分,可以為用戶提供廣播電視、通信、視頻、數據等傳輸服務。
根據國務院《“寬帶中國”戰略及實施方案》和發展改革委、財政部、國防科工局《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃(2015-2025年)》,通信衛星作為國家民用空間基礎設施中重要組成部分,是構建我國完整通信網絡的重要組成部分,衛星通信是國家戰略性新興產業。
隨著人們對信息通信的依賴度逐漸提高,衛星通信泛在化的特性愈發凸顯,對於構建全球無縫覆蓋的一體化綜合通信網具有重要作用。此前北鬥標三號國際標準發佈以及5G新標的確立,就是一個利好的消息。當然,從最近的英國以及法國禁止華為的5G建設也能看出各國對於信息通信建設的重視程度。
未來的6G通信網絡,將在5G的基礎上,進一步融合衛星通信,為人們提供真正無處不在的、全球性的移動寬帶網絡覆蓋。此前,三星電子發佈的通信白皮書就有關於6G技術的願景闡述。
在當前,6G尚屬極具前沿的預研性課題,但可以說,衛星互聯網是目前6G確定性最高的技術之一。在可預見的未來,衛星互聯網將作為地面通信的補充,參與到6G網絡的整體建設中。在5G通信基礎設施建設開展得如火如荼之時,將衛星互聯網納入新基建範疇,我國有望在未來的6G通信時代佔得先機。
衛星通信發展趨勢
高清節目對衛星服務的需求增加
根據工信部、國家廣播電視總局、中央廣播電視總檯印發的《超高清視頻產業發展行動計劃(2019-2022年):到2020年,央廣播電視總檯和有條件的地方電視臺將在文教娛樂、安防監控、醫療健康、智能交通、工業製造等領域開展基於超高清視頻的應用示範。
與此同時,高清特別是超高清節目對於衛星通信容量需求更大,將成為通信衛星運營行業增長的主要動力。
高通量衛星的應用和發展成為爆發點
高通量衛星,也稱高吞吐量通信衛星,目前主要使用Ka頻段。相對於傳統的通信衛星而言,高通量衛星主要技術特徵包括多點波束、頻率複用、高波束增益等。
多點波束:使用大量的點波束實現廣域範圍覆蓋,利用天線波束將空間分割出互不重疊的多個邏輯信道,以滿足同頻、同時向多點通信的目的。
頻率複用:將帶寬分為多個子波段,基於多點波束技術,使得大量不相鄰的點波束之間可以使用相同頻率,顯著增加了頻率利用率和衛星通信容量。
高增益波束:採用多波束技術和頻率複用技術增大通信容量,為了提高頻譜資源複用率,希望波束數量儘量多而波束寬度儘量小,因此高增益窄波束成為未來通信衛星的發展趨勢,高增益天線技術可以提高衛星G/T值,並簡化了地面終端設備,使其小型化。
高通量衛星的技術特點使其具有更大的通信容量、更低的單位帶寬成本以及更加靈活的終端設備,而其市場應用也將更為側重流量數據通信端,寬帶接入、船載、機載、車載通信有望成為主要的應用領域。同時,在戶外賽事等剛需場景,也有很多新的業務機會。
發展壁壘
蛋糕雖大,但並不是人人皆可進。瞭解衛星互聯網的朋友都清楚,雖然國外的星鏈項目搞得如火如荼,但在國內想要經營通信衛星運營業務,首先要取得經營資質,其對於經營者的企業性質、技術水平、資金規模都有著極為嚴苛的水平,因此當前我國僅有幾家公司取得了經營資質。
再加上客戶、技術和人才種種的因素的加持下,就形成了國內競爭格局相對穩定,國際市場競爭激烈的現狀了。
當然,不論是從國內外市場的市場容量,亦或是市場未來的發展趨勢來看,衛星通信這一塊的蛋糕是相當大的。國內的企業可以通過打造衛星產業集群,帶動整個產業發展,從而是衛星通信這一塊蛋糕做得更大更強。
而未來,伴隨衛星建設技術水平的進步以及衛星的發射成本逐漸降低,相信即將到來的十年,通信衛星運營行業市場規模將處於持續增長的態勢,全球衛星通信行業供需也會同步增長。
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