
卫星通信与日常生活并不遥远
2023年11月30日-12月1日,中国科技产业智库「甲子光年」主办的「致追风赶月的你」2023甲子引力年终盛典在北京举行。现场百余位嘉宾与数百位科技从业者齐聚一堂,全方位聚焦当前科技领域的前沿话题,探讨如何创造一个智能化、数字化、信息化的制造新纪元。
在12月1日上午“制造新纪元:智能制造、机器人、商业航天专场”中,银河航天解决方案专家林广荣带来了主题为《低轨卫星互联网行业变革与实践》的演讲。
林广荣认为目前全球低轨卫星的发展处于一个高潮,在未来十年,卫星互联网不仅限于传统的应急通信、政府用途、航空航海等,更将为工业互联、人工智能、元宇宙等领域提供支持,为商业航天服务人类的梦想创造条件。
以下是银河航天解决方案专家林广荣演讲实录,「甲子光年」整理删改:
各位嘉宾大家好,我是银河航天的林广荣,银河航天是一家商业航天公司,今天我就以一个商业航天建设者的角度来和大家分享一下,低轨卫星互联网行业变革与实践。
我主要分为三个部分进行分享。
1.卫星互联网正在发生工业化变革
一、卫星互联网工业化变革。
先简单回顾一下今年发生几个和卫星互联网相关的事情。
7月,门头沟遭遇暴雨和山洪,导致山体崩塌,交通、电力和通讯中断,K1396次列车也被困在门头沟附近,铁路局紧急组织了多方合作,利用卫星通信和无人机等设备,火速恢复了旅客通信。银河航天也积极参与了应对过程。
8月,华为发布了Mate 60手机,首次支持卫星通信,将这一技术引入了大众消费市场。
在国外,俄乌战争中,乌克兰地面通信系统因战争导致大面积中断。双方长时间围绕着星链终端和保障地面通信进行攻防。这突显了卫星通信在战时通信保障中的关键作用。
这些事情告诉我们卫星通信与我们的生活并不像大家想象的那样遥远。尽管通信技术迅速发展,全球仍有17亿人没有联网,90%以上的地区缺乏网络覆盖。未来的通信技术6G的发展目标是实现全域泛在的互联,而低轨卫星互联网被认为是实现这一目标的最有效手段。
全球低轨卫星的发展目前处于一个高潮。截至今年6月,全球在轨卫星超过8000颗,其中低轨卫星占据7600多颗。得益于强大的工业能力,马斯克的星链已经通过122次发射,将超过5000颗卫星送入轨道。
除了星链,英国的一网系统已发射600多颗卫星。中国在2020年4月将卫星互联网纳入新基建范畴,云航天建立了首个低轨宽带通信星座。
卫星通信过去是小众市场,一个通讯系统有数万或十几万用户就被认为相当成功。而现在,马斯克已将星链迅速扩展到200万用户,并宣称公司已经实现盈利。除了星链,公司如AST和凌克正在进行手机直连的在轨实验。目前卫星互联网主要分为两个方向:一是宽带通信,采用KU和K1的高频带,通过专用的卫星通讯终端实现大容量低时延的通信服务;另一类是手机直连,利用地面蜂窝频段,通过大众化的消费级手机实现全球无缝通信服务。
卫星互联网的显著特点是:低成本、高速率、低时延。让用户做到好用、易用、用得起,需要两方面的努力:
技术的进步。现在,在高通量卫星技术方面,包括毫米波频段和多波数天线等方面已经取得了长足的进展。
产业的发展,卫星的工业化制造和低成本量产等等。通过降低成本和大规模生产来满足快速部署的需求。
2.卫星互联网进入大众消费化时代
二、卫星互联网进入了大众消费化时代。
未来卫星互联网的应用场景涵盖传统卫星通信以及特殊场景,如航空、航海和应急通信。星链系统已经成功将卫星宽带引入北美、欧洲以及全球偏远地区,弥补了通信覆盖不足的乡村地带。随着手机直连和6G网络的发展,卫星互联网有望与地面通信网络实现速度同步,为城市和全球提供无缝宽带通信。
大众化消费市场,不可避免提到手机直连,顾名思义就是我们能够用消费级智能手机作为一个卫星通信直接接收终端,实现大众用户对通信的直接访问。这种模式的最大特点在于为用户提供直接访问通信的便利。Elon Musk的星链目前仅服务了200万用户,但如果手机直连市场实现,即使渗透率只有10%甚至1%,也可能达到数亿用户规模。这将带来超大规模的消费市场。
业内专家目前公认,手机直连卫星后续可能有三种技术路径:
现有的是,将轨道通信卫星集成到新的手机里,比如地面手机终端厂家华为、苹果等,都采用了这种方式,特点是实现特别快。
针对目前巨大的存量手机市场,研制新的针对手机直连的卫星,比如AST,可以直接依托现有巨量快速获得用户群。
针对手机和卫星同时进行技术方面的优化,类似于目前的5GNTN等技术,以实现未来系统的整体最优化。
通过现有地面电信厂商的推动,已经基本验证了手机的多种典型模式,卫星通信产业能实现一体化。这意味着未来产业发展不再是由单一卫星厂家努力,而是由地面通信厂家和运营商等共同合作,共同推动产业的发展壮大。
产业的发展趋势表现在运行模式协同、卫星的运营和地面深度融合,以及卫星通信大众消费化。通过整合典型模式,形成协同效应,有望加速卫星通信产业的成熟和落地。
3.目前的创新和实践成果
三、最后我向大家汇报一下我们在卫星互联网创新和初步实践方面的成果。
我们成立于2018年4月,成立后立即投入地面通信卫星的研发。截至目前,我们已成功完成了从单星技术到整个低成本工业化量产的阶段,最终实现订单落地和商业闭环。
自成立至今,我们已进入第三代研发阶段,涵盖已上天和正在研制的各类卫星。
第一代卫星是在初创时期推出的,为200公斤级的通信卫星。目前已成功实现7颗量产,并构建了在轨实现星座的体系。
第二代以星链平板卫星为标杆,采用平板化设计,通过大规模队列发射,以适应迅速组网和建设的需求。
第三代目前正在研发,专注于手机直连领域,并具备超大一体化的手机直连卫星设计。
在即将到来的全球6G覆盖时代,卫星互联网的应用范围将不仅限于传统的应急通信、政府用途、航空航海等传统场景,我们相信卫星互联网与地面网络的融合将为工业互联、人工智能、元宇宙等领域提供支持,推动这些场景快速实现落地。在未来十年,低轨卫星互联网的建设将迎来快速发展,为商业航天服务人类的梦想创造条件。
国家和政府对我们卫星互联网行业夜非常重视。总理李强于今年4月12日对卫星航天进行的调研。总理指出,卫星网络产业的发展目标是达到国际先进水平,并鼓励行业快速发展。我们一直在依托国家政策,不断努力实现科技创新和实际应用,以推动卫星互联网的健康发展。
谢谢大家!