卫星通信的春天来了
通信产业网|2023-10-25 00:00:00
作者:芦钱江来源:通信产业网

【通信产业网讯】(记者 芦钱江)近年来,卫星互联网和手机直连卫星产业的迅猛发展,不仅极大的增强了传统卫星通信产业的影响力,也对地面通信技术提出了更高的要求和挑战,以空天地一体化为目标的星地融合通信网络已经成为通信产业的新趋势和新赛道,卫星通信产业也迎来了新的“春天”。

党的二十大擘画了以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴的宏伟蓝图,作出了“加快建设网络强国、数字中国”的战略部署。构建服务万物互联的新型基础设施、发展以卫星互联网为主的空天信息产业是事关国家安全、经济发展和民生福祉的战略任务,是打通经济社会发展信息“大动脉”的关键举措,是实现中国式现代化的必然要求。

现阶段,国内外卫星通信发展状况如何?还面临着哪些新的机会和挑战?

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技术与市场逐步成熟

目前,移动通信卫星可分为三类,即低轨通信卫星(LEO)、中轨通信卫星(MEO)和高轨地球同步通信卫星(GEO);其中高轨卫星相对地面保持“静止”,难以满足实时性高的卫星通信需求,而低轨卫星通信以其路径衰耗小、传输时延短、研制周期短、发射成本低等优点,成为卫星通信发展热点。

从技术发展上看,低轨卫星的制造、发射和相关技术的迅速发展,为空天地一体的星地融合网络走向成熟打造了基础条件。《通信产业报》全媒体记者从北京联通卫星局相关负责人处了解到,目前包括一箭多星、火箭回收等制造、发射技术极大降低了低轨卫星的使用成本,此外,星上处理技术、星间链路和相控阵等先进的卫星通信技术为星地联结实现宽带通信提供了技术基础。同时在标准的制定上,3GPP 等标准组织针对卫星通信特点制定了3GPP R17版本中5G NTN第一个标准规范,保障了一系列通用解决方案能有效推进,实现星地网络的深度融合。

从市场发展来看,除了传统广播、应急、军事、公安、交通、电力、水利、煤炭、石油、银行、证券、医疗、教育、环境、气象、导航市场,普通消费市场和新型行业用户对星地融合通信网络的需求也越来越强烈,尤其在消费电子市场,用户希望通过手中的民用终端实现卫星网络的无缝覆盖与随时随地接入;在新型行业市场,海洋互联网、航空互联网已经开始在部分民用游轮及航班实装,在新型市场实现空天地一体化的泛在连接已经提上日程。

产业链积极布局

据了解,全球卫星通信产业因为新技术的成熟和新市场需求的出现,都呈现了勃勃生机。目前,海外低轨卫星互联网应用已初具规模。当前以SpaceX、AST SpaceMobile和Lynk为代表的卫星公司,纷纷部署低轨卫星互联网建设,并积极探索手机直连卫星,与多个国家和地区的移动运营商建立合作伙伴关系。其中,SpaceX与美国的 T-Mobile、澳大利亚Optus 等运营商合作,推出星链直连手机业务;AST SpaceMobile 公司与美国 AT&T 运营商合作,通过使用 BlueWalker3 卫星,实现双向语音通话;Lynk 已与全球30多个移动通信运营商签订了手机直连卫星服务商业协议。除海外运营商以外,海外终端产业链也在积 极 推 动 卫 星 应 用 。 苹 果 公 司 与GlobalStar合作,为iPhone 14 系列、15系列手机提供紧急 SOS 服务;高通也宣布与铱星合作,为智能手机提供卫星服务。

国内方面,数据显示我国在2020年卫星通信市场规模即达到723亿元,预计到2023年底将超过900亿元,其中手机直连卫星市场保持在33.49亿元,属于增量市场。

联通研究院总监周晶对记者表示,我国尽管是世界第二大在轨有效卫星的拥有国,但在低轨通信卫星领域仍处在积极发展、努力追赶的阶段。而作为数字信息基础设施运营服务的国家队、网络强国数字中国智慧社会建设的主力军、数字技术融合创新的排头兵,包括中国电信、中国联通、中国移动、中国卫通在内的电信运营商也在积极布局卫星通信领域。

其中,中国电信早在2018年就开始商用天通卫星业务,至今用户规模已突破11万户,中国电信也是目前三大运营商中唯一一家拥有消费级卫星通话业务的运营商。中国联通则在2017年成立了致力于卫星通信产品与服务的专业化子公司——联通航美网络有限公司,业务涵盖了卫星通信、广域覆盖、区域组网、物联感知以及空天地一体卫星互联网创新应用,发布了“沃星空”、“沃星陆”、“沃星海”三大品牌业务线,为客户提供覆盖全时域、空天地海一体化的卫星互联网接入服务。就在2023年10月,中国联通召开了卫星应用推介会暨卫星应用五十周年活动,会上中国联通多家单位联合发布了《中国联通空天地一体化白皮书》,阐述了构建地基网络为基础,天基网络为补充的立体网络结构目标,以及追求“永远在线、永不失联”的服务和应用体验愿景。活动全面展示了中国联通相关卫星产业链在空、天、地、海等多领域案例和应用,以及卫星与创新产品相结合的解决方案。

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中国移动方面也在积极布局卫星通信产业,2023年9月,中国移动宣布携手中兴通讯、是德科技共同完成了国内首次运营商NR-NTN低轨卫星实验室模拟验证,支持手机卫星宽带业务,同时,中国移动还发布了总预算达1.4亿元的超级基站卫星网升级工程项目招标,全新的卫星通信业务蓄势待发。

中国卫通拥有15颗商用通信广播卫星,是我国唯一拥有自主可控通信广播卫星资源的基础电信运营商,多年来中国卫通重点发展卫星空间段运营、地理信息与位置服务和卫星地面应用三大主营业务,是我国卫星通信领域的龙头企业之一。

终端产业链方面,包括华为、中兴、vivo、OPPO都在积极探索卫星通信新应用,目前华为与北斗及中国电信卫通合作,已经商业化推出包括Mate50系列、Mate60系列等多款支持卫星短报文和语音通信的5G智能手机,获得了极大的市场反响。

机会和挑战并存

加快构建以空天地一体化为目标的星地融合通信网络已经成为我国通信产业发展的重要目标和愿景,但现阶段机会和挑战并存。

政策层面利好。国务院立足国际竞争和国家安全,在“十四五”系列规划中明确提出建设高速泛在、天地一体网络,加速构建天地一体基础设施;发改委从战略新兴产业发展的角度,将卫星互联网纳入“新基建”;工信部则强调天地一体深度融合,推进卫星通信系统与地面信息通信系统深度融合。地方政府层面,国内多个省份 10 余个地方政府将空天信息产业、卫星应用及卫星互联网产业划为重点,提出了具体的发展目标及相关政策举措。积极的政策引领,结合行业资金投入和技术创新,新的产业格局亟待打开。

技术层面方向明朗。空天地一体是未来通信网络发展的重要目标,也是移动通信与卫星通信融合的必然结果,当前空天地一体发展以网络融合和业务融合为主,随着5G-A的普及以及6G技术的到来,未来将是结合了网络、业务、终端、资源和管理的深度融合。

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同时记者注意到,目前空天地一体还处在初级发展阶段,面临多方面的挑战,包括网络架构、频率资源、空口传输、终端能力等,此外产业链协同、运营协同、国内外协同都存在挑战,还需要全球卫星通信上下游企业的深度参与,实现技术创新和产业升维的双重突破。

赛迪智库无线电管理研究所副所长彭建对《通信产业报》全媒体记者表示,现阶段国内各个卫星通信建设主体虽百花齐放,但力量分散,合作力度需要进一步加强。

技术方面,关键核心技术有待进一步突破。目前热门的“手机直连卫星”还存在瓶颈,小型化手机形态难以内置大尺寸卫星天线,手机电池也难以支撑大功率通信长时间续航。此外,手机实现低轨卫星通信需要对基带芯片进行定制,以保证信号切换和收发的灵敏度,加大了硬件成本投入。卫星发射技术方面,我国虽已完成一箭22星的发射,位列全球第四,但仍需不断改进集成化多星发射装置以提升“一箭多星”发射水平。另外,在回收技术分方面,我国虽已掌握部分可回收技术,但完全可回收技术尚未实现。

同时,安全性方面也存在挑战,主流的低轨卫星通信还将带来空间网络安全监管挑战。卫星可以无须通过境内地面网络系统,直接跨境通信,突破了地面互联网信息安全监管。

中国联通研究院无线技术研究中心总监李福昌则对记者表示,加速发展卫星通信产业有三方面关键问题需要聚力突破:一是加快推进火箭发射与卫星制造技术革新,进一步降低星座建设成本,解决商用部署成本痛点;二是推动卫星与蜂窝产业融合,互为补充,唱响行业协同大合唱;三是深耕传统卫星领域,探索新应用,提升市场空间。

政策引领,产业跟进,一个具备多层立体、空间大尺度、动态时变的空天地一体化星地融合网络正在逐步形成,作为6G通信网络的重要特征之一,蓬勃发展的卫星通信新技术新应用也将是6G网络的超前预演。随着技术和场景探索的不断深入,届时,一张可以实现任何时候、任何地点、任何事情和任何人的通信网将得以建成,让通信实现真正的无所不在。

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责任编辑:芦钱江

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