在硅谷

也許沒有人比埃隆·馬斯克更具傳奇色彩

他是眼光獨到的夢想家

也是敢于冒險的挑戰(zhàn)者

從 PayPal ，到特斯拉、Space X

馬斯克總會走在時代的前列

鐘情于充滿創(chuàng)造與挑戰(zhàn)的領域

最近，馬斯克又盯上了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，5 月 12 日，馬斯克在推特上公布了將在本周發(fā)射的 60 顆衛(wèi)星，這些是 Space X 計劃發(fā)射的數(shù)千上萬顆衛(wèi)星的第一批。未來幾年內(nèi)，馬斯克希望向太空發(fā)射 12000 顆衛(wèi)星，讓網(wǎng)絡信號覆蓋全球每一個角落。

5G 網(wǎng)絡的缺陷

所謂衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，與我們平常用的光纖寬帶網(wǎng)絡、4G 網(wǎng)絡沒什么本質(zhì)不同。區(qū)別在于網(wǎng)絡通信的中間環(huán)節(jié)由埋在地下的電纜、建在地面的基站換成了太空中的衛(wèi)星。或許會有小伙伴心中疑惑，都說 5G 網(wǎng)絡是未來的趨勢，怎么又突然蹦出一個衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。

事實上，5G 網(wǎng)絡確實是大趨勢，高速率和低延遲兩大核心優(yōu)勢有望帶來一場萬物互聯(lián)的革命。但是任何事物都有其兩面性，5G 也不例外。 5G 網(wǎng)絡采用“毫米波”頻段，毫米波在具備高速率、高帶寬的同時，也存在著損耗大和傳輸距離短的缺陷。

傳統(tǒng) 4G 基站覆蓋半徑約為 1-3 公里，而 5G 基站覆蓋半徑只有 500 米左右。因而，為了讓用戶隨時隨地都能接入 5G 網(wǎng)絡，運營商們需要建設更多的基站。保守估計，今后 5G 基站的數(shù)量將是 4G 基站的 2-3 倍。

同時， 5G 基站的建設維護費用也遠在 4G 基站之上。由于頻率提升， 5G 基站單站點的功耗相比 4G 大幅增長。而隨著功耗大幅增加，存量 4G 基站的開關電源、蓄電池、空調(diào)等也需擴容改造，改造成本不亞于新建一座 5G 基站。

數(shù)量翻一番的基站數(shù)量，加上昂貴的建設維護成本，直接導致 5G 網(wǎng)絡建設總費用難以預估。所以，別看現(xiàn)在鋪天蓋地的全是 5G 的消息，其實我們距離 5G 網(wǎng)絡依然很遙遠。未來兩三年，國內(nèi)應該會優(yōu)先實現(xiàn)北上廣深等一二線城市 5G 網(wǎng)絡覆蓋，那些三四線城市乃至廣袤的鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)短時間內(nèi)根本無法領略到 5G 網(wǎng)絡的便利。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)競賽打響

在當今這個信息化時代，網(wǎng)絡覆蓋一直困擾著包括我國在內(nèi)的各國政府。 5G 網(wǎng)絡速度再快，沒有信號只能望洋興嘆。 其實不僅僅是 5G ，4G 網(wǎng)絡信號覆蓋同樣不是很理想。即使強大如我們國家，4G 通信基站總量占據(jù)了全球的 64%，覆蓋率在全球遙遙領先，都無法保證每一寸國土都有 4G 網(wǎng)絡信號。其他國家就更不用說了，非洲、拉美國家通信基礎設施落后，網(wǎng)絡信號一直是個大問題。發(fā)達國家也沒好到哪里去，在美國中部、加拿大北部人煙稀少的地區(qū)，4G 網(wǎng)絡信號覆蓋同樣很不理想。

既然 4G、5G 這些陸基基站無法解決網(wǎng)絡覆蓋問題，那為何不在天上建基站呢?抱著這樣的心思，很多公司都開始用各種方式嘗試天上的基站。Facebook 推出過大型太陽能無人機，從天上發(fā)出網(wǎng)絡信號。谷歌則選擇了高空氣球，試圖利用高空氣球在天上不間斷地提供網(wǎng)絡信號。相比之下，馬斯克的“星鏈”衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃看起來要靠譜的多。

早在 2015 馬斯克就透露了“星鏈”計劃，第一階段在 2019 年-2024 年向 1100 公里左右近地軌道發(fā)射 4425 顆小型衛(wèi)星。第二階段則是向 340 公里的近地軌道發(fā)射 7518 個類似的衛(wèi)星，將網(wǎng)絡信號覆蓋光線和通信基站難以到達的偏遠地區(qū)。兩個階段合計 12000 顆衛(wèi)星，共同構建一個大型衛(wèi)星網(wǎng)絡，給全球提供高速互聯(lián)網(wǎng)服務。

除了馬斯克，世界首富貝索斯、非盈利組織 Outernet、拿到了大量投資的 OneWeb 以及我們的中國航天科工集團，都在積極籌備衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，一場悄無聲息的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)競賽已然打響。其中，貝索斯旗下的 Kuiper 項目計劃發(fā)射 3236 顆近地軌道衛(wèi)星，Outernet 提出要發(fā)射 700 顆左右的衛(wèi)星，OneWeb 也提出要發(fā)射上千顆衛(wèi)星。五年之后，宇航員在國際空間站對地球進行觀測時，多半會留下“密恐慎入”的感嘆。

難以逾越的難關

為了解決全球范圍內(nèi)的上網(wǎng)問題，馬斯克與貝索斯等科技大佬已經(jīng)開始了“軍備競賽”。他們的計劃看上去都野心勃勃，不過介于理想與現(xiàn)實之間，還有腳踏實地的奮斗過程。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃看上去十分美好，實際做起來卻困難重重。

就拿“星鏈”計劃來說， SpaceX 的互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星使用的波段和手機頻段互不兼容，衛(wèi)星上下行頻率在 11-13GHz ，而目前 4G 網(wǎng)絡的最高頻率也只有 2635MH。頻段不同就無法溝通，手機想要接收衛(wèi)星信號，還得通過調(diào)制解調(diào)器作為“翻譯”。調(diào)制解調(diào)器和披薩一般大小，可以想象，這個世界沒幾個人忍得了如此費勁的上網(wǎng)方式。

此外，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的概念從來沒被實現(xiàn)過，因而沒有成功的模式可供參考。倒是有些失敗的例子，例如上世紀摩托羅拉公司的銥星計劃。上世紀 80 年代手機通訊技術還不發(fā)達，很多地方都沒手機信號。摩托羅拉就突發(fā)奇想，企圖環(huán)繞地球建立一個太空通訊網(wǎng)絡，從而實現(xiàn)全球信號覆蓋?？上?，摩托羅拉好不容易將銥星星座網(wǎng)絡建成，人們卻都不需要這項服務了。原來，那幾年地面通訊技術飛速發(fā)展，通話信號有了很大的改善，人們不用通過摩托羅拉昂貴的銥星網(wǎng)絡，也能享受良好的通話服務。

無法兼容的頻段問題，飛速發(fā)展的通訊技術，還有昂貴的衛(wèi)星發(fā)射成本，這些都是橫亙在馬斯克等人面前的鴻溝。介于“星鏈”計劃實施難度太大，甚至有不少人懷疑這只是馬斯克用來騙融資的手段。其實，馬斯克和貝索斯既不是傻子，也不是瘋子，他們大張旗鼓的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃實際上另有所圖。

搶占太空資源

從小我們就知道，太空廣袤無垠，小小的衛(wèi)星在太空中毫不起眼，外太空中可以容納無數(shù)個衛(wèi)星軌道。不過，衛(wèi)星軌道也有價值高低之分，為了保證頻率隔離、空間隔離，衛(wèi)星間需要保持一定的安全距離。因此，有價值的軌道，如地球靜止軌道，數(shù)量并不多，這些軌道上某些靜止點更是極為稀缺。

國際上有一個空間軌道分布協(xié)會協(xié)調(diào)空間軌道，理論上哪個國家或公司優(yōu)先申報，就可以獲得優(yōu)先使用權。馬斯克、貝索斯他們?nèi)绱瞬挥嫶鷥r的開展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃，未嘗沒有通過大量通訊衛(wèi)星占據(jù)高價值衛(wèi)星軌位的心思。

更為關鍵的一點是，通訊衛(wèi)星在 5G 之后的 6G 時代意義非凡。我國工信部 IMT-2020(5G) 無線技術工作組組長粟欣曾經(jīng)透露：“目前來看，5G 在廣聯(lián)接也就是物聯(lián)網(wǎng)的應用還不太理想，6G 可能會在這個場景上擴展向更廣泛的層面、更高的空間，比如衛(wèi)星移動，實現(xiàn)地空全覆蓋的網(wǎng)絡，實現(xiàn)真正無所不在的任意設備之間的信息傳輸，真正的萬物互聯(lián)時代?！?/p>

另外，上個月美國聯(lián)邦通信委員會一致投票決定開放“太赫茲波”頻率段，該頻率段在 95GHz 到3THz 范圍內(nèi)，正是預測 6G 通信技術將進入的頻段。目前業(yè)界觀點普遍認為，未來 6G 將使通信向空間發(fā)展，衛(wèi)星通信將發(fā)揮重要甚至關鍵的作用。

如此看來，馬斯克、貝索斯的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃，更像是提前為未來布局。通過隨處可達的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，為全球每個人跡罕至的角落提供網(wǎng)絡信號。在造福用戶的同時，積累低軌寬帶天基互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)經(jīng)驗。等到 6G 技術標準正式確立，就可以利用自身豐富的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)經(jīng)驗以及占據(jù)的高價值衛(wèi)星軌位搶占先機。