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

一方面,衛星互聯網風口已至,各國紛紛加快太空戰略資源部署,中國的衛星互聯網也迎來了重大的戰略機遇期;另一方面,頻率軌道原本就屬於稀缺性戰略資源,圍繞其開展的競爭正越演越烈,中國的衛星互聯網發展必須加速。

以下是張世傑教授對於全球衛星互聯網現狀、中國衛星互聯網的機遇等若干問題的洞察。

一、衛星互聯網的發展現狀

在說明衛星互聯網市場需求之前,需要回顧一下地面網絡的現狀。2005年,全球寬帶網絡的滲透率只有16.8%,2019年,全球寬帶網絡滲透率已超一半,爲53.6%,在過去十五年間,互聯網以10%的增長率把全球人口接入網絡。然而現在,增速急劇下降,這一增長曲線趨於平緩並觸達瓶頸。目前全球仍有30多億人尚未接入互聯網,這造成了新的數字鴻溝和信息貧困。

圖1:全球互聯網滲透率增速已觸達瓶頸

原因是什麼?目前接入網絡是靠兩種手段:地下埋的光纖和空中電波,即使用移動通信基站把人接入網絡。正是由於都依賴地面的原因,在接入53.6%的人口之後,世界範圍內其他30億人越來越難以被接入。要接入其他30億人,未來只能靠衛星,把手段推向太空。

再進一步分析,這30億人在哪?他們分佈於地面網絡比較難以到達,或者到達的地方非常昂貴的地區。因此太空互聯網作爲第三種接入手段被人們寄予厚望。

對於太空互聯網或者衛星互聯網,我們並不陌生,以前所用的衛星電話及現在收看的電視廣播等都使用到衛星。近幾年來,隨着低軌寬帶衛星通信的發展,衛星互聯網進入了人們的視野,也帶來了人們對於寬帶互聯網的期望。

低軌寬帶互聯網能帶來什麼?或者說,我們希望通過衛星互聯網實現什麼?首先人們要能用上網絡,然後網速要夠快,體驗要夠好,還要夠便宜。從這個角度講,和現在的GEO衛星相比,低軌寬帶通信衛星離地面非常近,具有時延低、通量高且成本低的特點。因此,這幾年,尤其是從2010年之後,低軌寬帶通信星座越來越受到人們的關注。

圖2:低軌寬帶通信星座優勢

其實作爲一種人們交流的手段,衛星通信從60年代就開始走入了人們的生活,衛星通信當時是洲際之間唯一能夠提供的通信手段。那時越洋電話,海底電纜不夠成熟,只能靠衛星。隨着地面通信發展,衛星通信也曾經歷被邊緣化的過程。

在4G時代,我們很少聽到衛星的聲音,此時網絡基本都是靠地面的手段實現。如今5G時代已經到來,地面的光纖和空中電波已經不能滿足人們的需求,人們對於用天的手段提出了需求。也有英國學者提出,衛星+5G就等於6G,這就是對於天基互聯網或者衛星互聯網的期望。空天地一體化的衛星互聯網將成爲5G/6G的重要解決方案。

未來的網絡,一是對於通信容量需求越來越高,二是對覆蓋能力的要求也越來越高。對於地面網絡而言,覆蓋越靠近城區覆蓋越好,離城市越遠覆蓋越有問題,而通過空間的手段互聯網解決方案,則能以低成本的方式覆蓋更大面積的區域,同時提供更強的服務能力和更大的服務容量,可作爲地面的協同和補充。

圖3:5G網絡建設大趨勢下的衛星通信需求

正是由於低軌衛星互聯網的發展,以及人們對它的未來發展的期望,各個國家都開始紛紛佈局。目前,在衛星互聯網領域,以美國、中國和歐洲爲代表的公司和一些企業已經開始佈局。OneWeb原來也是在美國運營,前不久被英國政府聯合印度把它收購,成了一家歐洲公司。

圖4:以美、中、歐爲代表的航天和互聯網巨頭爭先佈局衛星互聯網

我們所熟知的SpaceX的Starlink,是目前爲止經過一年發展的、具備內測能力的真實網絡,也是發射了超過650顆衛星的網絡。

針對前360顆衛星對於地球的覆蓋形成的星座,我們對它進行了分析,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來提供。

圖5:Starlink部署進展

在內部測試的時候,Starlink給大家提供了這個小終端。馬斯克形容是一個UFO插上一個棍就可以接收信號,這個小終端能夠提供60兆的通信速率,也就是說要超過我們4G的通信速率,但是沒有達到5G的通信速率。因爲這個用戶不是在北部測的,所以時斷時續,甚至掉網。我們看真實的數據,時延58毫秒,通信速率能夠做到249兆。

圖6:Starlink內測

到現在爲止,這650多顆衛星也使馬斯克一躍成爲了擁有衛星最多的男人。這也促使我們要加速發展中國的衛星互聯網,加快構建自己的系統。衛星互聯網是一個新的事物,誰都不知道衛星互聯網會給我們帶來什麼,能促生什麼新的應用。馬斯克是先給你建一個網,不管這個網是不是符合十年以後的真正的形態,我先給你提供一個最初級的衛星互聯網,你來試,試完了之後我們再迭代一個新的模式。

總之,未來大的趨勢一定是衛星互聯網,我們建當前能夠建的最好的就行了。至於後面應用模式是什麼,營收是什麼,市場是什麼,這些問題,我們可以在建的過程中,在提供服務的過程中逐漸摸索。

二、衛星互聯網的中國機遇

接下來我們看一下在中國的機遇。今年4月份,發改委將衛星互聯網納入了新基建。此前在兩會上,也有衆多的兩會代表提出相應的建議和提案。

我們看一下衛星互聯網的市場:衛星製造、衛星發射、衛星運營、衛星服務和衛星地面設備製造等。這個過程中既包括導航服務,也包括遙感,同樣也包括衛星互聯網通信服務。衛星通信服務佔據了絕大部分的衛星應用的份額,現在也是如此。

圖7:衛星互聯網市場需求

未來我們要針對這幾個領域進行產業佈局。來看衛星互聯網的地面產業,主要有地面終端和應用服務。有人做過預測,到2022年,我們國家的衛星互聯網初始具雛形,開始有相應的市場。到2028年,整個市場規模要達到500億美金的量級。這500億怎麼算出來的,我就不給大家介紹基站回傳、航海這一類產業的領域了,大家可能都很熟悉。我們看其他兩個領域:

第一個是車聯網。到2026年,我國私家車保有量將突破2.5億輛,未來,衛星通信終端基本上是會作爲汽車的高配的部件。按照8%的滲透率來算,安裝衛星通信終端的而車輛將突破2000萬輛;按照終端5000元/臺車的價格測算,終端市場規模將超1000億元,服務市場規模將超1500億元。這是我們現在認爲沒有看到,而未來可能要發展的一個市場。

圖8:我國車聯網市場亟待開拓

第二個市場是航空。航空市場應用提了很多年,但是現在坐飛機的上網機會並不太多,因爲衛星互聯網提供的服務還不夠好。不過我們可以看一下這個市場到底有多大。2019年,全球航班3800萬架次,旅客運送45億人次,其中我國6.1億人次。2028年,我國航空互聯網僅流量收益可達300億人民幣。

圖9:航空互聯網市場有望爆發

上述場景只是衛星互聯網衆多應用場景的一部分,衛星互聯網的未來充滿想象力。這就如同當時的智能手機出來之後,大家都不知道還會出來美團和滴滴打車各種應用服務。但是隻有智能手機出來纔會促生移動互聯的出現,移動互聯網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,我認爲,衛星互聯網應用場景至少有兩類,一個是存量市場,一個是增量市場。另外在傳統意義上認爲不賺錢的地方,我們能夠把產品做的足夠好情況下,我們認爲是有可能賺錢的。一個最簡單的例子,就是支付寶,當時銀行根本沒有給支付寶生存的空間,政策空間都沒有,但他們就是靠地推,把所有的一千塊錢以下的苦活累活扛下來。他們承包下來每一家繳費的地方,把水電煤氣一點一點啃下來。髒活累活人家願意幹,這才形成了今天的支付寶,我們認爲只要是有用,一定會有賺錢的空間,這就是我們最相信的地方。

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