衛星互聯(lián)網(wǎng)的現狀、機遇及若干問(wèn)題

不久前，亞馬遜“柯伊伯”（Kuiper）低軌寬帶星座獲得美國聯(lián)邦通信委員會(huì )（FCC）正式授權，準許其使用FSS Ka頻段。FCC審批文件顯示，該星座計劃部署共計3236顆衛星。隨后，亞馬遜公司還宣布，將投資100億美元建設“柯伊伯”低軌通信衛星星座。

一方面，衛星互聯(lián)網(wǎng)風(fēng)口已至，各國紛紛加快太空戰略資源部署，中國的衛星互聯(lián)網(wǎng)也迎來(lái)了重大的戰略機遇期；另一方面，頻率軌道原本就屬于稀缺性戰略資源，圍繞其開(kāi)展的競爭正越演越烈，中國的衛星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展必須加速。

以下是張世杰教授對于全球衛星互聯(lián)網(wǎng)現狀、中國衛星互聯(lián)網(wǎng)的機遇等若干問(wèn)題的洞察。

一、衛星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現狀

在說(shuō)明衛星互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)需求之前，需要回顧一下地面網(wǎng)絡(luò )的現狀。2005年，全球寬帶網(wǎng)絡(luò )的滲透率只有16.8%，2019年，全球寬帶網(wǎng)絡(luò )滲透率已超一半，為53.6%，在過(guò)去十五年間，互聯(lián)網(wǎng)以10%的增長(cháng)率把全球人口接入網(wǎng)絡(luò )。然而現在，增速急劇下降，這一增長(cháng)曲線(xiàn)趨于平緩并觸達瓶頸。目前全球仍有30多億人尚未接入互聯(lián)網(wǎng)，這造成了新的數字?zhù)櫆虾托畔⒇毨А?/strong>

圖1：全球互聯(lián)網(wǎng)滲透率增速已觸達瓶頸

原因是什么？目前接入網(wǎng)絡(luò )是靠?jì)煞N手段：地下埋的光纖和空中電波，即使用移動(dòng)通信基站把人接入網(wǎng)絡(luò )。正是由于都依賴(lài)地面的原因，在接入53.6%的人口之后，世界范圍內其他30億人越來(lái)越難以被接入。要接入其他30億人，未來(lái)只能靠衛星，把手段推向太空。

再進(jìn)一步分析，這30億人在哪？他們分布于地面網(wǎng)絡(luò )比較難以到達，或者到達的地方非常昂貴的地區。因此太空互聯(lián)網(wǎng)作為第三種接入手段被人們寄予厚望。

對于太空互聯(lián)網(wǎng)或者衛星互聯(lián)網(wǎng)，我們并不陌生，以前所用的衛星電話(huà)及現在收看的電視廣播等都使用到衛星。近幾年來(lái)，隨著(zhù)低軌寬帶衛星通信的發(fā)展，衛星互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入了人們的視野，也帶來(lái)了人們對于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的期望。

低軌寬帶互聯(lián)網(wǎng)能帶來(lái)什么？或者說(shuō)，我們希望通過(guò)衛星互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現什么？首先人們要能用上網(wǎng)絡(luò )，然后網(wǎng)速要夠快，體驗要夠好，還要夠便宜。從這個(gè)角度講，和現在的GEO衛星相比，低軌寬帶通信衛星離地面非常近，具有時(shí)延低、通量高且成本低的特點(diǎn)。因此，這幾年，尤其是從2010年之后，低軌寬帶通信星座越來(lái)越受到人們的關(guān)注。

圖2：低軌寬帶通信星座優(yōu)勢

其實(shí)作為一種人們交流的手段，衛星通信從60年代就開(kāi)始走入了人們的生活，衛星通信當時(shí)是洲際之間唯一能夠提供的通信手段。那時(shí)越洋電話(huà)，海底電纜不夠成熟，只能靠衛星。隨著(zhù)地面通信發(fā)展，衛星通信也曾經(jīng)歷被邊緣化的過(guò)程。

在4G時(shí)代，我們很少聽(tīng)到衛星的聲音，此時(shí)網(wǎng)絡(luò )基本都是靠地面的手段實(shí)現。如今5G時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，地面的光纖和空中電波已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們的需求，人們對于用天的手段提出了需求。也有英國學(xué)者提出，衛星+5G就等于6G，這就是對于天基互聯(lián)網(wǎng)或者衛星互聯(lián)網(wǎng)的期望。空天地一體化的衛星互聯(lián)網(wǎng)將成為5G/6G的重要解決方案。

未來(lái)的網(wǎng)絡(luò )，一是對于通信容量需求越來(lái)越高，二是對覆蓋能力的要求也越來(lái)越高。對于地面網(wǎng)絡(luò )而言，覆蓋越靠近城區覆蓋越好，離城市越遠覆蓋越有問(wèn)題，而通過(guò)空間的手段互聯(lián)網(wǎng)解決方案，則能以低成本的方式覆蓋更大面積的區域，同時(shí)提供更強的服務(wù)能力和更大的服務(wù)容量，可作為地面的協(xié)同和補充。

圖3：5G網(wǎng)絡(luò )建設大趨勢下的衛星通信需求

正是由于低軌衛星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，以及人們對它的未來(lái)發(fā)展的期望，各個(gè)國家都開(kāi)始紛紛布局。目前，在衛星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，以美國、中國和歐洲為代表的公司和一些企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始布局。OneWeb原來(lái)也是在美國運營(yíng)，前不久被英國政府聯(lián)合印度把它收購，成了一家歐洲公司。

圖4：以美、中、歐為代表的航天和互聯(lián)網(wǎng)巨頭爭先布局衛星互聯(lián)網(wǎng)

我們所熟知的SpaceX的Starlink，是目前為止經(jīng)過(guò)一年發(fā)展的、具備內測能力的真實(shí)網(wǎng)絡(luò )，也是發(fā)射了超過(guò)650顆衛星的網(wǎng)絡(luò )。

針對前360顆衛星對于地球的覆蓋形成的星座，我們對它進(jìn)行了分析，對應到地球就是在北美地區。Starlink的內測基本上也是面向美國的北部用戶(hù)來(lái)提供。

圖5：Starlink部署進(jìn)展

在內部測試的時(shí)候，Starlink給大家提供了這個(gè)小終端。馬斯克形容是一個(gè)UFO插上一個(gè)棍就可以接收信號，這個(gè)小終端能夠提供60兆的通信速率，也就是說(shuō)要超過(guò)我們4G的通信速率，但是沒(méi)有達到5G的通信速率。因為這個(gè)用戶(hù)不是在北部測的，所以時(shí)斷時(shí)續，甚至掉網(wǎng)。我們看真實(shí)的數據，時(shí)延58毫秒，通信速率能夠做到249兆。

圖6：Starlink內測

到現在為止，這650多顆衛星也使馬斯克一躍成為了擁有衛星最多的男人。這也促使我們要加速發(fā)展中國的衛星互聯(lián)網(wǎng)，加快構建自己的系統。衛星互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)新的事物，誰(shuí)都不知道衛星互聯(lián)網(wǎng)會(huì )給我們帶來(lái)什么，能促生什么新的應用。馬斯克是先給你建一個(gè)網(wǎng)，不管這個(gè)網(wǎng)是不是符合十年以后的真正的形態(tài)，我先給你提供一個(gè)最初級的衛星互聯(lián)網(wǎng)，你來(lái)試，試完了之后我們再迭代一個(gè)新的模式。

總之，未來(lái)大的趨勢一定是衛星互聯(lián)網(wǎng)，我們建當前能夠建的最好的就行了。至于后面應用模式是什么，營(yíng)收是什么，市場(chǎng)是什么，這些問(wèn)題，我們可以在建的過(guò)程中，在提供服務(wù)的過(guò)程中逐漸摸索。

二、衛星互聯(lián)網(wǎng)的中國機遇

接下來(lái)我們看一下在中國的機遇。今年4月份，發(fā)改委將衛星互聯(lián)網(wǎng)納入了新基建。此前在兩會(huì )上，也有眾多的兩會(huì )代表提出相應的建議和提案。

我們看一下衛星互聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)：衛星制造、衛星發(fā)射、衛星運營(yíng)、衛星服務(wù)和衛星地面設備制造等。這個(gè)過(guò)程中既包括導航服務(wù)，也包括遙感，同樣也包括衛星互聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)。衛星通信服務(wù)占據了絕大部分的衛星應用的份額，現在也是如此。

圖7：衛星互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)需求

未來(lái)我們要針對這幾個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局。來(lái)看衛星互聯(lián)網(wǎng)的地面產(chǎn)業(yè)，主要有地面終端和應用服務(wù)。有人做過(guò)預測，到2022年，我們國家的衛星互聯(lián)網(wǎng)初始具雛形，開(kāi)始有相應的市場(chǎng)。到2028年，整個(gè)市場(chǎng)規模要達到500億美金的量級。這500億怎么算出來(lái)的，我就不給大家介紹基站回傳、航海這一類(lèi)產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)域了，大家可能都很熟悉。我們看其他兩個(gè)領(lǐng)域：

第一個(gè)是車(chē)聯(lián)網(wǎng)。到2026年，我國私家車(chē)保有量將突破2.5億輛，未來(lái)，衛星通信終端基本上是會(huì )作為汽車(chē)的高配的部件。按照8%的滲透率來(lái)算，安裝衛星通信終端的而車(chē)輛將突破2000萬(wàn)輛；按照終端5000元/臺車(chē)的價(jià)格測算，終端市場(chǎng)規模將超1000億元，服務(wù)市場(chǎng)規模將超1500億元。這是我們現在認為沒(méi)有看到，而未來(lái)可能要發(fā)展的一個(gè)市場(chǎng)。

圖8：我國車(chē)聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)亟待開(kāi)拓

第二個(gè)市場(chǎng)是航空。航空市場(chǎng)應用提了很多年，但是現在坐飛機的上網(wǎng)機會(huì )并不太多，因為衛星互聯(lián)網(wǎng)提供的服務(wù)還不夠好。不過(guò)我們可以看一下這個(gè)市場(chǎng)到底有多大。2019年，全球航班3800萬(wàn)架次，旅客運送45億人次，其中我國6.1億人次。2028年，我國航空互聯(lián)網(wǎng)僅流量收益可達300億人民幣。

圖9：航空互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)有望爆發(fā)

上述場(chǎng)景只是衛星互聯(lián)網(wǎng)眾多應用場(chǎng)景的一部分，衛星互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)充滿(mǎn)想象力。這就如同當時(shí)的智能手機出來(lái)之后，大家都不知道還會(huì )出來(lái)美團和滴滴打車(chē)各種應用服務(wù)。但是只有智能手機出來(lái)才會(huì )促生移動(dòng)互聯(lián)的出現，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)出現才促生了支付寶、滴滴、美團這些超級平臺級應用。

總體而言，我認為，衛星互聯(lián)網(wǎng)應用場(chǎng)景至少有兩類(lèi)，一個(gè)是存量市場(chǎng)，一個(gè)是增量市場(chǎng)。另外在傳統意義上認為不賺錢(qián)的地方，我們能夠把產(chǎn)品做的足夠好情況下，我們認為是有可能賺錢(qián)的。一個(gè)最簡(jiǎn)單的例子，就是支付寶，當時(shí)銀行根本沒(méi)有給支付寶生存的空間，政策空間都沒(méi)有，但他們就是靠地推，把所有的一千塊錢(qián)以下的苦活累活扛下來(lái)。他們承包下來(lái)每一家繳費的地方，把水電煤氣一點(diǎn)一點(diǎn)啃下來(lái)。臟活累活人家愿意干，這才形成了今天的支付寶，我們認為只要是有用，一定會(huì )有賺錢(qián)的空間，這就是我們最相信的地方。