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WiFi卫星不靠谱,但“星战”已经打响

科普小知识2021-11-17 05:38:13
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不久前,一条新闻被播出——中国第一颗私人无线卫星正式亮相。

准备发射卫星的公司是上海联昌网络技术有限公司(以下简称联昌网络)。根据联航网络,卫星项目“联航蜂群星座系统”是由该公司的卫星团队独立开发的,目标是在2026年在全球范围内提供免费的卫星网络。

根据联航网络提供的数据,这个“星座系统”由分布在低轨道的272颗卫星和数据处理应用中心组成。星座分为内层和外层,外层是72颗骨干星,离地面1000公里;内层是200颗节点星,离地面600公里。

许多人欢呼,但也有问题。通信专家、飞象网络首席执行官向立刚表示,将手机连接到卫星需要多大的能量?

那么,将手机连接到卫星WiFi可行吗?

手机不可能直接连接到卫星WiFi。

美国空间探索技术公司(SPACEX)研制的猎鹰9号火箭成功发射了两颗微型卫星,分别是SPACEX研制的全球宽带测试卫星和雄心勃勃的“星链计划”的探路者卫星。

该公司的创始人马斯克希望WiFi无处不在。卫星发射后,他“扒皮”并对公众说:当这两颗卫星到达美国的顶端时,你应该记得把你的手机连接到卫星wifi上。

现在,你也可以在网上看到这样的帖子:“有人在美国连接了马斯克的wifi卫星。请试试看。”

事实上,这只是马斯克的一个玩笑。南京世界天基通信技术有限公司总裁郭表示,从技术上讲,将地面手机等移动通信设备直接连接到所谓的卫星WiFi网络是不可能的。“wifi卫星本身是一个伪概念,我不同意媒体宣传中总是提到wifi卫星。”郭对说:

WiFi的有效传输距离通常只有几十米,但星地距离往往是数百公里,信道环境完全不同。“无线网络不是为这种太空环境设计的,使用无线网络在卫星和地球之间进行通信是不可能的。”郭介绍,WiFi适用于室内短距离、相对静止状态下的高速无线通信。星地长距离通信不可避免地会带来时间延迟,而低轨卫星的高速运动也会带来多普勒频移等问题,这些问题是现有的无线网络技术无法解决的。

此外,要实现通信,必须实现双向数据传输。尽管卫星有高功率的下行广播,但手机的上行功率并没有那么高。也就是说,在村子的入口处举行一次大型的喇叭广播,让村民们能听到并不困难。但是对于每个村民来说,在村子入口处用大喇叭进行一对一的交谈需要多大声呢?

郭说,在民用通信服务中,在空间使用无线电频谱必须向国际电信联盟报告,而且必须获得许可才能进行地面通信服务。无线网络是为在该地区工作而设计的,因此世界上将会有未经许可的频段,它必须工作在2.4千兆赫和5千兆赫频段,否则可能会干扰其他通信设备。

此外,卫星通常使用的频带与WiFi频带不同,使用的通信标准也完全不同。不同的“语言”使得交流变得不可能,地面终端需要一个调制解调器作为“翻译”。

卫星互联网是未来趋势

虽然WiFi卫星不可靠,郭认为,提供通信服务的非陆地网络将是未来的趋势。

没有多少企业想从航空网络中“淘金”。在国外,SpaceX是最著名的。他们提出了“星链”计划。就脸谱网而言,它首先想建立一个无人驾驶飞行器互联网项目,然后转向高空互联网传输系统。

在国内,国家队也加入了这支队伍。

中国航天科工集团启动了“红云工程”,并计划发射156颗小卫星,建设星载宽带全球移动互联网。中国航天科技集团公司正在建设红岩星座,这是一个全球低地球轨道卫星星座通信系统。

制定5G标准的3GPP在定义5G服务需求时也明确提出:5G应该能够支持各种3GPP和非3GPP接入(包括卫星接入);5G应支持属于同一运营商或商定的不同运营商的地面5G接入和卫星接入。

“5G卫星拥有一套完整的技术解决方案,背后是整个移动通信行业的推广。”相比之下,郭对5G卫星更为乐观,认为它更符合实际情况。他希望通过通用标准和5G空中接口技术实现频率共享。

南京世界天基通信技术有限公司正在研究设计一种新的基于卫星和其他非地面网络的空中接口接入方案。“我们相信,随着5G网络软件定义技术的使用,可以实现更加平坦的控制,并且可以根据空间信道环境来调整卫星接入方案。主流电信运营商和电信制造商将使用该协议标准来生产通信设备。”郭说,当时,“如果城市的信号好,将使用地面基站的信号,低轨道卫星网络将直接连接到飞机,船只和偏远地区。”

作为回应,尚网络卫星团队的首席科学家安阳甚至表示,未来的通信模式必须是天地一体,卫星通信将是对地面通信的补充。

距地球1000公里的商战

从联昌的行动可以看出,社会资本正涌入卫星互联网领域。为了在这个领域占有一席之地,资本、技术和资源是不可或缺的。

安阳表示,整个星座计划的成本预计在30亿元左右,其中包括超过20亿元的卫星成本和上亿元的地面操作和维护系统、卫星测量和控制以及操作和控制站成本。

作为一家拥有互联网基因的公司,联商网络选择了“免费”的商业模式,即免费向用户提供互联网服务。安阳表示,总体而言,卫星产业的投入产出比为1: 7至1: 14,卫星互联网接入成本占收入的比例不高。更广阔的世界是在大数据处理、分析和工业应用领域。

卫星通信公司云导航(Cloud Navigation)董事长关航告诉《每日科学》(ScienceDaily),一些私人资本可能别无选择,只能允许用户“免费”上网——因为卫星通信和地面互联网服务都必须获得工业和信息化部的许可。据他所知,拥有“天堂”和“地球”许可证的公司不超过五家。"没有许可证,你不能开始付费业务。"他认为,在铺设卫星互联网后,大多数企业仍应与中国电信等特许运营商合作。

关航对卫星通信的市场前景相当乐观。他认为光是电信服务费就蕴含着巨大的商机。“如果我们的产品总是比三大运营商的月平均售价低一半,而且信号覆盖率总是比他们的高80%,你会使用它们吗?”关航认为,当发射一颗总通信能力为100千兆位/秒的高吞吐量卫星时,这一愿景就可以实现。

希望是好的,但卫星网络实际上是一项高科技活动。关航表示,许多公司正在计划发射卫星,有些公司计划发射大量卫星。然而,卫星可以服务的用户数量取决于卫星的宽带容量和公司的卫星网络技术。换句话说,这也是一次“卫星发射”。最终服务能力可能会有很大差异。

"谁掌握了核心技术,谁就能在太空时代领先."关航强调道。联昌网络的轮值主席王小舒直言不讳地表示,整个卫星通信市场非常大。“目前,我们认为整个行业的员工数量较少,但并不多。我们欢迎更多的企业一起做这件事。我们可以实现互利共赢。我们不必互相残杀。”