衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)正當(dāng)時(shí)
當(dāng)前，5G地面通信網(wǎng)絡(luò)正在如火如荼地建設(shè)中，與此同時(shí)，以天地一體化為特點(diǎn)的6G網(wǎng)絡(luò)研究也已經(jīng)啟動(dòng)——在人類非居住區(qū)，如海洋、山區(qū)、沙漠和邊遠(yuǎn)地區(qū)，限于經(jīng)濟(jì)等因素，地面信息網(wǎng)絡(luò)的覆蓋很難延伸。在我國(guó)，盡管國(guó)家付出了巨大的努力，地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率仍小于國(guó)土面積的40%。
然而，衛(wèi)星通信網(wǎng)的高覆蓋能力，卻能夠解決這一全球通信問題，并顯示出廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景。人們可以用衛(wèi)星把地面互聯(lián)網(wǎng)拓展到海上、空中、太空，并將信息傳送至深空；可以用通信星座組網(wǎng)的方式實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋的互聯(lián)網(wǎng)接入；還可以通過快速提升衛(wèi)星容量，支持寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入，為天基寬帶互聯(lián)網(wǎng)星座的建設(shè)和應(yīng)用提供最根本的驅(qū)動(dòng)力。
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)正當(dāng)時(shí)
自從1957年蘇聯(lián)發(fā)射Sputnik -1衛(wèi)星以來，迄今為止，人類已經(jīng)將上千顆衛(wèi)星發(fā)射至了太空，用于通信、導(dǎo)航、天氣預(yù)報(bào)、地球觀測(cè)、科學(xué)和軍事服務(wù)等。
衛(wèi)星的應(yīng)用范圍也牽涉每個(gè)人的生活，無論是遠(yuǎn)程通信、出行導(dǎo)航，還是收看世界新聞和天氣預(yù)報(bào)，都離不開衛(wèi)星。衛(wèi)星還被用作陸地、空中或海上的導(dǎo)航輔助設(shè)備；被用于遙感，如發(fā)現(xiàn)隱藏的礦物資源，以及天文研究和氣層探索?；陬A(yù)期的應(yīng)用，衛(wèi)星又可大致分為通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、天氣預(yù)報(bào)衛(wèi)星、地球觀測(cè)衛(wèi)星和軍用衛(wèi)星等。
當(dāng)然，與衛(wèi)星在其他領(lǐng)域的應(yīng)用相比，衛(wèi)星在電信領(lǐng)域的應(yīng)用表現(xiàn)最為突出，不論是電視廣播、國(guó)際電話，還是數(shù)據(jù)通信服務(wù)，都需要通信衛(wèi)星在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、多點(diǎn)交互服務(wù)中充當(dāng)中繼站的作用。
使用衛(wèi)星進(jìn)行通信的概念可以追溯到1945年，當(dāng)時(shí)，20世紀(jì)著名的英國(guó)科幻作家Arthur Charles Clarke在《世界無線電》雜志發(fā)表的著名論文《地球外的中繼》中提出利用通信衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球通信的科學(xué)設(shè)想，指出利用3顆同步軌道衛(wèi)星即可實(shí)現(xiàn)全球通信，衛(wèi)星通信的概念也因此誕生。
1954年，美國(guó)海軍成功實(shí)現(xiàn)了利用月球、無源氣球衛(wèi)星等進(jìn)行跨大洋的中繼通信，證實(shí)了通信衛(wèi)星和衛(wèi)星通信的實(shí)用價(jià)值。
1957年，蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星“斯普特尼克”（Sputnic），開啟了人造衛(wèi)星進(jìn)行有源通信的歷史，同時(shí)，蘇聯(lián)發(fā)射衛(wèi)星這一標(biāo)志性事件震驚了美國(guó)，史稱“斯普特尼克時(shí)刻”。
1958年12月，美國(guó)航空航天局（NASA）將世界上第一顆試驗(yàn)通信衛(wèi)星“斯科爾”（Score）發(fā)射到橢圓軌道上，利用星載錄音磁帶實(shí)現(xiàn)了異步電話、電報(bào)通信，正式拉開了衛(wèi)星通信的序幕。
不過，衛(wèi)星通信真正成為現(xiàn)實(shí)，還是在1962年的Telestar-1衛(wèi)星的發(fā)射。1962年7月，美國(guó)電話電報(bào)公司（AT&T）發(fā)射了“電星1號(hào)”（Telestar-1）低軌道衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了橫跨大西洋兩岸的電話和電視服務(wù)，這也是通過衛(wèi)星通信建立了的美國(guó)和歐洲之間的第一個(gè)洲際鏈接。
1962年12月，AT&T又發(fā)射了“中繼1號(hào)”（Relay）衛(wèi)星，進(jìn)入1270～8300km的橢圓軌道，在美國(guó)、歐洲、南美洲之間進(jìn)行了洲際電話、電視、傳真的傳輸實(shí)驗(yàn)，并對(duì)衛(wèi)星的通信頻率、姿態(tài)控制、遙測(cè)跟蹤、通信方式等進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。
在過去的60年里，自從Telestar-1發(fā)射以來，通信衛(wèi)星技術(shù)就開始以一種飛躍性的進(jìn)展向前發(fā)展。通信衛(wèi)星的技術(shù)和應(yīng)用在過去五十多年里已經(jīng)增長(zhǎng)了許多倍。作為比較，在1963年發(fā)射的Syncom 2衛(wèi)星的發(fā)射質(zhì)量為68kg，持續(xù)運(yùn)行三年并且具有幾瓦的發(fā)射放大功率。而如今的衛(wèi)星，已經(jīng)適用于全球區(qū)域和點(diǎn)波束區(qū)域應(yīng)用。從模擬衛(wèi)星通信、數(shù)字衛(wèi)星通信，到衛(wèi)星移動(dòng)通信、窄帶衛(wèi)星星座、高通量衛(wèi)星通信和寬帶衛(wèi)星星座等，人們正在朝著衛(wèi)星時(shí)代狂奔而去。
互聯(lián)網(wǎng)的最后一公里
這幾天，衛(wèi)星通信方便，被討論最多的，就是華為和蘋果之間的衛(wèi)星通信爭(zhēng)奪。一方面，今年蘋果秋季發(fā)布會(huì)邀請(qǐng)函為“太空”主題，讓不少業(yè)內(nèi)人士猜測(cè)，蘋果 iPhone14 系列將會(huì)支持傳言已久的“衛(wèi)星通信”功能。而知名蘋果分析師郭明錤也公布了他對(duì)于蘋果衛(wèi)星通信功能的最新研究，他認(rèn)為iPhone 支持衛(wèi)星通信已是必然，但該功能是否會(huì)在 iPhone14 中落地，仍不能完全確定。
另一方面，相對(duì)于蘋果對(duì)衛(wèi)星通信功能的遮遮掩掩，另一巨頭華為則大方得多，華為終端業(yè)務(wù) CEO、智能汽車解決方案 BU CEO 余承東在一段宣傳視頻中，就明確提及華為 Mate50 將發(fā)布一項(xiàng)“向上捅破天”的技術(shù)，另外有華為內(nèi)部人士向媒體證實(shí)，華為 Mate50 的確將支持衛(wèi)星通信功能。
而衛(wèi)星通信之所以會(huì)讓科技大廠們?yōu)橹疇?zhēng)奪，則在于其背后所藏著的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的力量。隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，衛(wèi)星通信開始進(jìn)入衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。而所謂衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，就是指人么直接通過衛(wèi)星來訪問互聯(lián)網(wǎng)。人們只要通過計(jì)算機(jī)衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器、衛(wèi)星天線和衛(wèi)星配合便可接入互聯(lián)網(wǎng)。
互聯(lián)網(wǎng)上的信息在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行一系列處理后，進(jìn)入衛(wèi)星地面站，由地面主站發(fā)往衛(wèi)星。遠(yuǎn)端的用戶，無論是集體用戶還是個(gè)體用戶，都可以通過衛(wèi)星信道獲取需要的信息。另外，衛(wèi)星也可以將用戶所需的內(nèi)容推送到用戶的硬盤上，這一切也可以通過衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)商來實(shí)現(xiàn)。
衛(wèi)星接入不受地域限制，真正實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)的無縫接入。要知道，國(guó)內(nèi)的5G技術(shù)發(fā)展已經(jīng)非常快速，5G基站基本覆蓋各大城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)縣城地區(qū)，4G基站的覆蓋面則更廣。但即便如此，4G/5G網(wǎng)絡(luò)都只能覆蓋全球20%左右的范圍，更大的區(qū)域如海洋、沙漠、森林等都是“信息荒原”，一旦踏足這些區(qū)域，手機(jī)信號(hào)再?gòu)?qiáng)也會(huì)喪失打電話、發(fā)短信的能力。
實(shí)際上，從全球信息化建設(shè)來看，主干網(wǎng)得到了足夠重視和大規(guī)模投入，帶寬有了極大提高，可以說網(wǎng)絡(luò)的主干已經(jīng)為承載各種寬帶業(yè)務(wù)做好了準(zhǔn)備。但“最后一公里”——從骨干網(wǎng)到網(wǎng)絡(luò)用戶端之間的接入，由于不同的情況，而發(fā)展相對(duì)滯后，帶寬較低，已成為互聯(lián)網(wǎng)的“瓶頸”。當(dāng)前，“最后一公里”問題正得到越來越多人的重視，而只有解決好“最后一公里”問題，互聯(lián)網(wǎng)才有可能達(dá)到“高速、互動(dòng)、個(gè)性化”的最終目標(biāo)。
目前全球的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)主要通過地下或水下光纜傳輸，光纜鋪設(shè)成本高，覆蓋范圍小是限制互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要原因，因此，要真正實(shí)現(xiàn)5G的萬物互聯(lián)愿景，還需要借助可以真正實(shí)現(xiàn)全球覆蓋的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。衛(wèi)星通信覆蓋范圍大、通信距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，使其在大區(qū)域、稀路由、無縫隙移動(dòng)通信方面有其他通信方式無法比擬的優(yōu)勢(shì)。
一方面，衛(wèi)星通信可以實(shí)現(xiàn)用戶在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)高速地從互聯(lián)網(wǎng)獲取信息，并能對(duì)環(huán)境和物體進(jìn)行信息監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集，滿足物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求。另一方面，衛(wèi)星通信是地面通信網(wǎng)的有益補(bǔ)充。將通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)相互融合，形成天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)全球通信無縫覆蓋，彌補(bǔ)現(xiàn)有地面互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋盲點(diǎn)，滿足偏遠(yuǎn)、分散地區(qū)以及空中、海上用戶的聯(lián)網(wǎng)需求。