文/東方亦落
太空互聯(lián)網(wǎng)和我們真的有關(guān)系嗎?近日,NASA(美國宇航局)計劃在月球上安裝WiFi網(wǎng)絡(luò),以幫助地球上缺乏可靠網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)聯(lián)網(wǎng),從而縮小數(shù)字鴻溝。NASA位于克利夫蘭的格倫研究中心Compass實驗室進(jìn)行了這項研究,該實驗室的負(fù)責(zé)人Steve Oleson認(rèn)為,不能盲目地給月球設(shè)計無線系統(tǒng),而要關(guān)注其對地球有何用處。
如今位于月球上南極地區(qū)的“網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)”方法已在地球上應(yīng)用。此外許多國家和巨頭都在探索太空互聯(lián)網(wǎng),努力使它們改善地球上的互聯(lián)網(wǎng)狀況,并且逐漸形成了關(guān)于該領(lǐng)域的競爭趨勢。
在這場競爭里,中國做出了許多努力,并且取得了較為突出的成績。不過太空互聯(lián)網(wǎng)雖好,但要說取代現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)卻也不現(xiàn)實,最好的局面可能還是和現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)互補。但有一點大概是可以肯定的,即太空互聯(lián)網(wǎng)是未來趨勢。而且中國的太空互聯(lián)網(wǎng)成熟之后,很可能使通信網(wǎng)絡(luò)行業(yè)的現(xiàn)有格局產(chǎn)生變革。
一、“虛無縹緲”的太空互聯(lián)網(wǎng)到底和我們有什么關(guān)系?
NASA的月球WiFi計劃,有望為克利夫蘭近31%沒有寬帶接入的家庭提供WiFi服務(wù)。類似的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)以前在紐約布魯克林等社區(qū)小規(guī)模使用過,該方法還被提議用于阿爾特彌斯?fàn)I地,該營地有望在2030年之前建立。盡管月球WiFi的框架是概念性的,但這個概念的應(yīng)用已經(jīng)在啟發(fā)地球的人們?yōu)槁?lián)網(wǎng)進(jìn)行更多探索。
除了NASA,其他的一些巨頭也在為此努力。
SpaceX的“星鏈”在2019年就發(fā)射了120顆衛(wèi)星,其服務(wù)范圍從北美擴張至全球,星鏈的估值高達(dá)200億美元。
另一家商業(yè)衛(wèi)星公司OneWeb發(fā)射了6顆衛(wèi)星,雖然數(shù)量上沒有星鏈多,但其威力同樣巨大。截至去年,OneWeb累計融資達(dá)34億美元,估值約為80億美元。此后OneWeb又提出“低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座計劃”,計劃的第一階段是在今年部署648顆衛(wèi)星,最終實現(xiàn)超過1980顆衛(wèi)星覆蓋全球的目標(biāo),從而構(gòu)建高速低延時的網(wǎng)絡(luò)連接。
亞馬遜則建立了與高速衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的Kuiper項目。通過部署數(shù)千顆低地軌道衛(wèi)星,實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù),這對那些缺乏互聯(lián)網(wǎng)覆蓋的偏遠(yuǎn)地區(qū)尤為重要。
谷歌則計劃通過熱氣球項目Loon,對無法接入互聯(lián)網(wǎng)的地區(qū)提供服務(wù)。和NASA的月球WiFi計劃之于地球的作用類似,谷歌想要使用類似于熱氣球的空中網(wǎng)絡(luò)基站,為特定區(qū)域的人們提供快速的網(wǎng)絡(luò)鏈接服務(wù)。
太空互聯(lián)網(wǎng)聽上去和我們的生活似乎沒有什么聯(lián)系。提到關(guān)于太空的研究,人們雖不明覺厲,但多數(shù)人并不清楚這類研究對我們的生活能有什么實際的幫助。甚至有人說,探索太空花費的巨額經(jīng)費還不如用來救濟貧困的人。然而事實上,探索太空對人類的生存和發(fā)展有著巨大的意義。
人類當(dāng)前的文明是建立在石油、煤炭等一次性化石能源的基礎(chǔ)之上的,即使是如核裂變這類高階技術(shù),其燃料也是儲量有限的一次性能源。即使我們放棄工業(yè)文明,退回農(nóng)耕文明時代,土壤中的肥力也會逐漸流失,最終鹽堿化、沙漠化。哪怕是人類的后代完全放棄文明,以動物本能生存,可太陽壽命一旦耗盡,地球也無法獨自美麗。
因此人類不能只將眼光局限于地球,而是需要未雨綢繆,為人類的未來做打算。更重要的是,探索太空也能對眼下人類的生活質(zhì)量起到提升作用。
太空互聯(lián)網(wǎng)就是個很好的例子,從巨頭們的部署可以看到,太空互聯(lián)網(wǎng)能給那些缺乏網(wǎng)絡(luò)或沒機會使用網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)的人群提供靠譜的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。而且太空互聯(lián)網(wǎng)通常是借助部署在近地軌道的衛(wèi)星實現(xiàn)連接,軌道高度僅為幾百公里。
近地軌道衛(wèi)星的優(yōu)點是衛(wèi)星所需功率較低、通信信號時延少、部署成本低,對于那些偏遠(yuǎn)的很難接觸到互聯(lián)網(wǎng)的地區(qū),近地軌道衛(wèi)星想要部署就容易得多。目前全球還有將近40億人無法使用互聯(lián)網(wǎng),由此造成的信息不對稱問題以及衍生的一系列困境相當(dāng)嚴(yán)重。
基站雖好,但建設(shè)起來成本遠(yuǎn)高于收益,要在偏遠(yuǎn)地區(qū)推進(jìn)更是困難重重。而有了太空互聯(lián)網(wǎng),這一切都可以被改變:每顆衛(wèi)星的覆蓋范圍能夠達(dá)到方圓上千公里,數(shù)以千計的低軌道衛(wèi)星組成的網(wǎng)絡(luò),有望使互聯(lián)網(wǎng)遍布全球任何一個角落。
這種網(wǎng)絡(luò)不僅對偏遠(yuǎn)地區(qū)有效,對日常的互聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量提升也頗有益處。例如我們乘坐飛機之時通常不能上網(wǎng),即使可以,也是費用高昂、信號不穩(wěn)、網(wǎng)速也不快。但是如果有了覆蓋足夠廣闊的太空互聯(lián)網(wǎng),那么在飛機上的網(wǎng)絡(luò)就能與在地面一樣流暢,而資費也可以大大降低。
這樣看來,太空互聯(lián)網(wǎng)與我們的生活息息相關(guān),但是人們之所以覺得太空互聯(lián)網(wǎng)虛無縹緲,主要還是由于現(xiàn)在的太空互聯(lián)網(wǎng)概念大于實際,在生活中尚未起到十分明顯的作用。不過可以看到的是各國都在努力,其中也包括中國,并且中國在太空互聯(lián)網(wǎng)方面做出的努力和取得的成績都是相當(dāng)可觀的。
二、中國有望在新賽道上超車,而太空互聯(lián)網(wǎng)無法單獨存在
截至去年,全球航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模將近4000億美元(約合2.5萬億元人民幣)。而商業(yè)航天的規(guī)模占整個航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模的80%,在商業(yè)航天中衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)占比為80%,而衛(wèi)星通信服務(wù)的市場規(guī)模占整個衛(wèi)星服務(wù)收入的90%。
在規(guī)模如此巨大的市場中,隨便分一杯羹就可以賺到不少錢,更何況是布局太空互聯(lián)網(wǎng)。在中國,航天或許是最后一個開放的大規(guī)模工業(yè)體系,未來很可能發(fā)展成3000億元人民幣規(guī)模的市場。
從大方向來看,國家相關(guān)部門也給予了政策支持。早在2014年,國務(wù)院就出臺了《關(guān)于創(chuàng)新重點領(lǐng)域投融資機制鼓勵社會投資的指導(dǎo)意見》,其中首次提到鼓勵民間資本參與國家民用空間的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),引導(dǎo)民間資本參與衛(wèi)星導(dǎo)航地面應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè),中國的商業(yè)航天全產(chǎn)業(yè)鏈自此打破桎梏進(jìn)入全面發(fā)展時期,商業(yè)航天的成果層出不窮。
航天科技集團研發(fā)的全球衛(wèi)星星座通信系統(tǒng)“鴻雁”由300多顆低軌衛(wèi)星和全球數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理中心組成,旨在實現(xiàn)“溝通連萬物,全球不失聯(lián)”。2018年12月,鴻雁星座首顆試驗衛(wèi)星“重慶號”成功發(fā)射。
航天科工集團在2018年12月也成功發(fā)射“虹云”工程的第一顆衛(wèi)星。虹云工程計劃發(fā)射156顆小衛(wèi)星,在距地面1000公里的軌道組網(wǎng)運行,構(gòu)建星載寬帶全球移動互聯(lián)網(wǎng),預(yù)計在2022年完成部署,在全球范圍內(nèi)提供無縫覆蓋的寬帶服務(wù)。
去年9月,銀河航天完成新一輪融資,估值超50億元,加入了中國商業(yè)航天賽道的高估值行列。
照此看來,到2022年,鴻雁、虹云、銀河航天有望完成階段性部署或是整個太空網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),屆時中國的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)市場很可能出現(xiàn)爆發(fā)式增長的態(tài)勢。
然而,太空互聯(lián)網(wǎng)并不會像某些觀點所認(rèn)為的那樣完全取代當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng),而是會成為全球網(wǎng)絡(luò)通信的重要組成部分。如果把地面通信看作是二維,那么太空互聯(lián)網(wǎng)就可以看作是三維,而“二維+三維”是目前最有利于全球通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提升的模式,也會讓全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的成本大幅降低。據(jù)估計,假如全球每個角落都能部署太空互聯(lián)網(wǎng),那么投入低軌道通信衛(wèi)星的成本有機會降到基站建設(shè)的1%。
如今中國在4G方面投資了2萬億元人民幣,建設(shè)了400萬個基站。如果融入太空互聯(lián)網(wǎng)的方式,大概只需要投資幾百億元人民幣。而5G基站有十幾萬,卻只能覆蓋北上廣等一線城市,還無法做到全面普及,如果有了太空互聯(lián)網(wǎng)的加入,也能夠加速做到全覆蓋。
而現(xiàn)在我們常說的6G網(wǎng)絡(luò),其實就是“空天地一體”多接入的新型融合架構(gòu)。也就是在地面蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,融合天基衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),再通過多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng)。
而中國在6G技術(shù)方面的探索相當(dāng)領(lǐng)先:早在2019年,中國就成立了6G建設(shè)團隊。2020年,中國第一顆6G實驗衛(wèi)星“電子科技大學(xué)號”成功發(fā)射,這也是全球首顆6G試驗衛(wèi)星。在6G專利的申請數(shù)量方面,中國達(dá)到40.3%,居全球首位,美國和日本分別以35.2%和9.9%的占比排名第二和第三。
在全球商業(yè)通信衛(wèi)星飛速發(fā)展的當(dāng)今,提前占領(lǐng)市場很重要。而中國在太空互聯(lián)網(wǎng)和6G方面占據(jù)先機且有足夠的實力,未來或許能彎道超車引領(lǐng)潮流。
三、太空互聯(lián)網(wǎng)成“鯰魚”,中國通訊格局或?qū)l(fā)生變革
以中國在太空互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的成績和實力來看,未來很可能出現(xiàn)一家如同星鏈那樣的巨頭。它可能會讓太空互聯(lián)網(wǎng)與運營商的地面網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,但同時可能也會給運營商帶去一種無形的“壓迫”。現(xiàn)在我們上網(wǎng)不得不使用三大運營商的業(yè)務(wù),因為沒有其他選擇,而如果太空互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展出一家巨頭,那么三大運營商可能就要面對一條“鯰魚”。
其實這也是行業(yè)發(fā)展的必然規(guī)律,代表先進(jìn)技術(shù)的一方必然會勢如破竹地破除“舊勢力”。在這種情況下,舊勢力選擇抱殘守缺最終會被淘汰,唯有積極迎接新變革,擁抱新技術(shù),才可能繼續(xù)存活,并且對未來的發(fā)展形成利好局面。
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