衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀、機(jī)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(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）正式授權(quán)，準(zhǔn)許其使用FSS Ka頻段。FCC審批文件顯示，該星座計(jì)劃部署共計(jì)3236顆衛(wèi)星。隨后，亞馬遜公司還宣布，將投資100億美元建設(shè)“柯伊伯”低軌通信衛(wèi)星星座。

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

以下是張世杰教授對(duì)于全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀、中國(guó)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)遇等若干問(wèn)題的洞察。

一、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

在說(shuō)明衛(wèi)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(xiàn)狀。2005年，全球?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)的滲透率只有16.8%，2019年，全球?qū)拵ЬW(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(zhǎng)率把全球人口接入網(wǎng)絡(luò)。然而現(xiàn)在，增速急劇下降，這一增長(zhǎng)曲線趨于平緩并觸達(dá)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(shù)字鴻溝和信息貧困。

圖1：全球互聯(lián)網(wǎng)滲透率增速已觸達(dá)瓶頸

原因是什么？目前接入網(wǎng)絡(luò)是靠?jī)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(nèi)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(wèi)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(dá)，或者到達(dá)的地方非常昂貴的地區(qū)。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(duì)于太空互聯(lián)網(wǎng)或者衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，我們并不陌生，以前所用的衛(wèi)星電話及現(xiàn)在收看的電視廣播等都使用到衛(wèi)星。近幾年來(lái)，隨著低軌寬帶衛(wèi)星通信的發(fā)展，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入了人們的視野，也帶來(lái)了人們對(duì)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(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)什么？首先人們要能用上網(wǎng)絡(luò)，然后網(wǎng)速要夠快，體驗(yàn)要夠好，還要夠便宜。從這個(gè)角度講，和現(xiàn)在的GEO衛(wèi)星相比，低軌寬帶通信衛(wèi)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(shì)

其實(shí)作為一種人們交流的手段，衛(wèi)星通信從60年代就開(kāi)始走入了人們的生活，衛(wèi)星通信當(dāng)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，海底電纜不夠成熟，只能靠衛(wèi)星。隨著地面通信發(fā)展，衛(wèi)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(wèi)星的聲音，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)基本都是靠地面的手段實(shí)現(xiàn)。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)不能滿足人們的需求，人們對(duì)于用天的手段提出了需求。也有英國(guó)學(xué)者提出，衛(wèi)星+5G就等于6G，這就是對(duì)于天基互聯(lián)網(wǎng)或者衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的期望。空天地一體化的衛(wèi)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(duì)于通信容量需求越來(lái)越高，二是對(duì)覆蓋能力的要求也越來(lái)越高。對(duì)于地面網(wǎng)絡(luò)而言，覆蓋越靠近城區(qū)覆蓋越好，離城市越遠(yuǎn)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(qū)域，同時(shí)提供更強(qiáng)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(bǔ)充。

圖3：5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)大趨勢(shì)下的衛(wèi)星通信需求

正是由于低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，以及人們對(duì)它的未來(lái)發(fā)展的期望，各個(gè)國(guó)家都開(kāi)始紛紛布局。目前，在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，以美國(guó)、中國(guó)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(guó)運(yùn)營(yíng)，前不久被英國(guó)政府聯(lián)合印度把它收購(gòu)，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(zhēng)先布局衛(wèi)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(nèi)測(cè)能力的真實(shí)網(wǎng)絡(luò)，也是發(fā)射了超過(guò)650顆衛(wèi)星的網(wǎng)絡(luò)。

針對(duì)前360顆衛(wèi)星對(duì)于地球的覆蓋形成的星座，我們對(duì)它進(jìn)行了分析，對(duì)應(yīng)到地球就是在北美地區(qū)。Starlink的內(nèi)測(cè)基本上也是面向美國(guó)的北部用戶來(lái)提供。

圖5：Starlink部署進(jìn)展

在內(nèi)部測(cè)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(hào)，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(dá)到5G的通信速率。因?yàn)檫@個(gè)用戶不是在北部測(cè)的，所以時(shí)斷時(shí)續(xù)，甚至掉網(wǎng)。我們看真實(shí)的數(shù)據(jù)，時(shí)延58毫秒，通信速率能夠做到249兆。

圖6：Starlink內(nèi)測(cè)

到現(xiàn)在為止，這650多顆衛(wèi)星也使馬斯克一躍成為了擁有衛(wèi)星最多的男人。這也促使我們要加速發(fā)展中國(guó)的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，加快構(gòu)建自己的系統(tǒng)。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)新的事物，誰(shuí)都不知道衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)會(huì)給我們帶來(lái)什么，能促生什么新的應(yīng)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(jí)的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，你來(lái)試，試完了之后我們?cè)俚粋€(gè)新的模式。

總之，未來(lái)大的趨勢(shì)一定是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，我們建當(dāng)前能夠建的最好的就行了。至于后面應(yīng)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(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的中國(guó)機(jī)遇

接下來(lái)我們看一下在中國(guó)的機(jī)遇。今年4月份，發(fā)改委將衛(wèi)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(yīng)的建議和提案。

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

圖7：衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)需求

未來(lái)我們要針對(duì)這幾個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局。來(lái)看衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的地面產(chǎn)業(yè)，主要有地面終端和應(yīng)用服務(wù)。有人做過(guò)預(yù)測(cè)，到2022年，我們國(guó)家的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)初始具雛形，開(kāi)始有相應(yīng)的市場(chǎng)。到2028年，整個(gè)市場(chǎng)規(guī)模要達(dá)到500億美金的量級(jí)。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(guó)私家車(chē)保有量將突破2.5億輛，未來(lái)，衛(wèi)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(wèi)星通信終端的而車(chē)輛將突破2000萬(wàn)輛；按照終端5000元/臺(tái)車(chē)的價(jià)格測(cè)算，終端市場(chǎng)規(guī)模將超1000億元，服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模將超1500億元。這是我們現(xiàn)在認(rèn)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(guó)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(yīng)用提了很多年，但是現(xiàn)在坐飛機(jī)的上網(wǎng)機(jī)會(huì)并不太多，因?yàn)樾l(wèi)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(yùn)送45億人次，其中我國(guó)6.1億人次。2028年，我國(guó)航空互聯(lián)網(wǎng)僅流量收益可達(dá)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(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)眾多應(yīng)用場(chǎng)景的一部分，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)充滿想象力。這就如同當(dāng)時(shí)的智能手機(jī)出來(lái)之后，大家都不知道還會(huì)出來(lái)美團(tuán)和滴滴打車(chē)各種應(yīng)用服務(wù)。但是只有智能手機(jī)出來(lái)才會(huì)促生移動(dòng)互聯(lián)的出現(xiàn)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)才促生了支付寶、滴滴、美團(tuán)這些超級(jí)平臺(tái)級(jí)應(yīng)用。

總體而言，我認(rèn)為，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(tǒng)意義上認(rèn)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(rèn)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(dāng)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(fèi)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(rèn)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。