衛星互聯網在國內也搭上了政策的順風車,加上馬斯克的天才形象和Starlink計劃給人顛覆性的感覺,使其成為社會上備受關注的一個領域。有自媒體為了吸引眼球,甚至打出“Starlink將顛覆5G”的觀點。不可否認,Starlink帶來了很多創新的做法,但顛覆5G還只是一個臆想。
繼上周載人發射成功后,6月3日,SpaceX的獵鷹9號火箭將60顆衛星成功帶入地球軌道,這是SpaceX發射的第八批星鏈(Starlink)衛星。截止目前,馬斯克的Starlink在軌運行的衛星總數已達到482顆。當然,按照馬斯克的計劃,整個Starlink需要發射4.2萬顆近地軌道衛星,目前僅進行不足2%的進度。
今年4月,國家發改委明確了“新基建”的內涵和外延,衛星互聯網也納入了新基建的范圍。在上月結束的“兩會”上,小米公司創始人雷軍作為全國人大代表,提出了《關于推動衛星互聯網行業發展的建議》。
衛星互聯網在國內也搭上了政策的順風車,加上馬斯克的天才形象和Starlink計劃給人顛覆性的感覺,使其成為社會上備受關注的一個領域。有自媒體為了吸引眼球,甚至打出“Starlink將顛覆5G”的觀點。不可否認,Starlink帶來了很多創新的做法,但顛覆5G還只是一個臆想。
衛星互聯網已經“今非昔比”,有其廣闊天地
提起衛星互聯網,大家第一印象就是20多年前摩托羅拉推出的宏大“銥星計劃”和其暗淡收場的故事。然后就是近年來多個衛星互聯網公司前赴后繼的現象,尤其是進入2020年,全球最大的衛星服務商Intelsat和明星衛星互聯網公司OneWeb相繼因巨額債務申請破產,然而依然不能阻擋人們在衛星互聯網方面探索的熱情,Starlink就是其中最為積極的探索者之一。當然,隨著時間推移,衛星互聯網已經“今非昔比”,多個方面發生了實質性的改變,給予這些創新者更好的條件。
(1)衛星互聯網“基建”的成本大大降低:經過十多年技術迭代,商業衛星的研發費用大大減低,而發射成本也顯著降低,這方面Starlink具有明顯的優勢,比如SpaceX實現了可回收火箭技術,可以實現一箭多星發射。近日,媒體報道SpaceX采用了很多工業級器件替代宇航級器件,從而大大降低相應成本。成本的大幅下降,給衛星互聯網創新提供了基礎條件。
(2)衛星互聯網性能大大提升:正如移動蜂窩通信從1G向5G演進類似,衛星星座也開始了升級換代,其性能大大提升,從而擴大其服務范圍。比如,以前僅能提供短報文服務,現在能夠提供寬帶互聯網接入、提供空中WiFi接入、提供物聯網接入等。
(3)衛星互聯網應用場景更加豐富:伴隨著移動互聯網和物聯網的發展,各行各業數字化轉型需求越來越明顯,形成大量的應用場景,尤其是物聯網的需求,很多行業產生無處不在、隨時隨地接入的需求。這種情況下,很多地面通信無法滿足的場所,衛星通信的作用就凸顯出來,同時也擴大了衛星通信運營商和服務商的商業范疇,帶來新的商業模式。
因此,基于以上進展,衛星互聯網已不再是20年前高成本、低收益的領域,而是形成了廣闊的市場空間。當然,衛星互聯網尤其特殊的功能和場景,不能將其和5G的功能和場景混為一談。
然而,Starlink替代5G依然是一個“白日夢”
包括Starlink在內的衛星互聯網已經在為全球大量用戶提供服務,包括很多行業用戶的應急通信、物聯網等應用和少量個人用戶偏遠地區的通信服務。從多個角度仔細分析衛星互聯網和它們的應用,明顯可以看出一些自媒體宣揚的“Starlink顛覆5G”并沒有事實依據。
(1)從技術角度看基礎設施部署
此前,通信媒體C114就衛星互聯網話題專訪過中國信科副總經理陳山枝,陳山枝明確指出:
“所有通信系統容量上限都受制于香農公式:C=Wlog2(1+S/N),與采用的頻率帶寬及通信信道的信噪比有關。由于衛星與地面終端的通信距離、所受的噪聲和干擾都大于地面蜂窩移動通信系統,結果是衛星通信的頻譜效率遠低于同期的蜂窩移動通信系統,這是科學,不是馬斯克的商業奇才能夠顛覆的。”
根據陳山枝的測算,目前Starlink低軌衛星平均頻譜效率約在2.5bit/s/Hz,只達到3G水平;而目前5G是平均頻譜效率10 bit/s/Hz 以上,約4倍以上。若Starlink要顛覆5G,實現與5G相當的系統容量,至少要提供相當于5G基站數量的衛星。
根據工信部的數據,截止2019年底,國內4G基站已超過500萬。未來5G要實現4G的覆蓋,其基站數量可能是4G的2倍以上,即有可能超過1000萬。以此計算,Starlink要顛覆5G,至少需要發射1000萬顆衛星,而馬斯克計劃的4.2萬顆衛星是遠遠不夠的。
馬斯克4.2萬顆衛星已經讓世人非常震撼了,發射1000萬顆以上的衛星,不論是從成本上,還是從低軌容量上看,這似乎是一個不可能的任務。
(2)用戶和成本收益角度看服務范圍
首先是衛星互聯網服務群體
從Starlink的官網可以看到,其愿景是“為那些接入不可靠、昂貴或無法接入的區域提供高速寬帶接入”。所以,從這一愿景中我們就能明顯看出其服務的目標對象只是少數用戶,而不是像5G那樣面向所有行業和所有個人、家庭。
“接入不可靠、昂貴或無法接入的區域”范圍也非常廣闊,畢竟包括5G在內的移動通信主要覆蓋的還是人口密集的區域,而這些區域占據全球陸地的面積20%左右,還有廣闊的森林、沙漠、高山、灘涂以及更為廣闊的海洋都沒有有效的通信手段,這些就是衛星互聯網的用武之地,為應急通信、森林防火、船只航行、環境監控、電力巡檢等行業應用形成較好的基礎設施,甚至包括一些偏遠地區5G接入網的回傳。
其次是衛星互聯網的收益來源
根據Starlink計劃披露的信息,一些媒體測算過其背后的商業利益,如果一切按照SpaceX計劃,Starlink到2025年的用戶將超過4000萬,當年收入會達到300億美元。也就是說,平均每一用戶年均收入是750美元,約合人民幣超過5200元,這還是2025年的戶均費用。這個數字是什么概念呢?
與蜂窩通信相比,以中國移動公開的數據為例,2019年中國移動4G用戶ARPU值為56.4元,則每用戶年均收入為677元,而5G的ARPU值僅比4G高6.5%,到2025年5G每用戶年均收入與目前不會有太大差距。以5G單用戶年均600多元與Starlink單用戶年均5200元成本相比,Starlink能夠顛覆5G嗎?
從這個角度看,Starlink的用戶并不會和5G普通用戶有太多重合,而更多是一些支付能力較強的用戶。根據自媒體“量子位”的報道,Starlink計劃獲得美國軍方的訂單,可以看得出Starlink未來所服務的并非普通移動通信用戶。
那些鼓吹“Starlink顛覆5G”群體,你們愿意為每年750美元的通信費買單嗎?
衛星互聯網與5G的爭奪焦點:頻譜資源
馬斯克一向針對5G很少發表看法,然而今年2月,馬斯克曾發布推特,抱怨5G在頻譜獲取上非常貪婪,可以看出背后是對頻譜資源在衛星和蜂窩網絡之間分配的不滿,也從一個側面反映了其Starlink進展并非一帆風順。
衛星互聯網與蜂窩網絡一個典型的區別在于,衛星基礎設施建成后,可以為全球提供服務,而蜂窩網絡只是在本地提供服務。理論上來說,蜂窩網絡只要符合本地頻譜劃分和管理制度即可,而衛星互聯網必須符合全球統一的頻譜劃分規則。因此,頻譜資源對于衛星互聯網更為珍貴。
大部分衛星采用的是Ku、Ka、V等波段,即12GHz-75Ghz頻段,也有一部分使用C波段,即4GHz-8GHz。然而,隨著蜂窩通信的快速發展,尤其是5G的商用,蜂窩通信與衛星通信頻譜之爭也愈演愈烈。
舉例來說,上文提到的全球最大的衛星服務商Intelsat申請破產,一個插曲是在5G浪潮席卷全球的趨勢下,美國聯邦通訊委員會發布了加速清除C段波頻譜的指令,以支持美國5G無線基礎設施的建設。按照規則,Intelsat公司作為使用C段波頻譜的公司之一,需要在限定期限內交出C段波頻譜,才能獲得拍賣帶來的48億美元補償金。但想要獲得這些補償金,則需要Intelsat在規定的時間內籌集10億美金,對C段波頻譜中的客戶進行遷移。而美國運營商在毫米波頻段部署5G網絡,也在多個方面與衛星通信產生一些沖突。
去年12月,SpaceX曾卷入了一場對于12GHz頻段的爭奪。運營商希望聯邦通訊委員會發布新規,允許其在12GHz頻段建設5G網絡。而SpaceX對此提出反對,認為對于12GHz的重新分配,將對SpaceX服務的客戶造成很大影響。
這也許是馬斯克發推特抱怨5G在頻譜獲取上貪婪的原因。然而,在現實中,似乎5G與衛星通信在頻譜爭奪中,5G的群體占據有上風,衛星互聯網的創新者們還需要更多努力,爭取頻譜資源,畢竟頻譜也是衛星通信的資源瓶頸。從這里來看,Starlink顛覆5G也是一件不可能的任務。
總結一下,衛星互聯網與5G明顯不是替代、顛覆的關系,它們有各自的特點和應用場景、應用群體。目前,國家將衛星互聯網列入新基建之中,可以看出衛星互聯網在經濟社會中的地位越來越高,與5G等其他新基建的領域一起,構筑我國數字經濟的基石。
責任編輯:pj
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