通过发射大量近地卫星实现互联网信号覆盖地球表面的计划,此前已经得到了不少报道,比如 SpaceX 的“星链”(Starlink)已经获得批准发射近 1.2 万颗宽带卫星,有 Google 渊源的 OneWeb 计划到 2027 年发射 900 颗, Facebook 在终止无人机互联网项目后又启动了卫星互联网计划,中国航天科工集团也在去年宣布“虹云工程”将发射 156 颗卫星。
《经济学人》网站最近发表的一篇《卫星可能会将整个世界介入互联网》则更加详细地扫描了目前整个卫星互联网产业链的情况。
报道提到,卫星互联网并不是一件新事,在 90 年代末期的互联网新经济繁荣时期,就出现过多家公司斥资数百亿美元尝试用近地轨道卫星(low-earth orbit satellite)来进行互联网覆盖,以克服距离地球更远的同步卫星需要大传输功率和信号延时的缺点,即便后者由于和地面保持相对静止,有着天线无需移动的好处。但由于当时卫星成本过高,地面接收天线技术也尚未成熟,这些试验未能获得商业成功,即便在技术上可行。
斗换星移,如今卫星制造、地面接收天线和运载火箭发射技术都已经远比当时成熟和廉价,因此新一轮尝试正在大规模展开。除了本文开头提到的四家公司,至少还有三家公司正在陆续发射卫星,组成其低轨道卫星群,卫星数量从数十颗到数百颗不等。比如其中的 OneWeb 的卫星将沿着地球经度线,经南北极上空运行,像移动到信号塔一样,将信号传输给地面接收设备。
新的卫星生产线也已经大大降低了制造成本,提升了速度,缩小了体积——比如每个几十万美元,每周生产十个,除了天线和电池板的核心部分仅相当于一个排球大小。
地面信号接收设备包括大型基站、用于住宅和企业的独立小型接收终端,和适合车辆的移动接收终端。对后两者来说,天线技术都是关键。由于卫近地星相对地面是移动的,在 90 年代的那波尝试中,企业使用的是具有机械部件的活动天线,而如今,光学或电子天线已经取而代之,大大缩小了尺寸。消费者终端的大小和形状,可能接近一块批萨。
不同的卫星和天线公司,采取不同的商业策略。卫星厂商中,有的直接面向消费者,有的则寻求和电信公司合作,填补地面蜂窝网络部署的空白。天线企业也有同样的差异化,有的专注于消费者终端,有的则瞄准企业客户,装备轮船、飞机。
而对于互联网卫星产业常常宣称的让地球 30 多亿尚未联网的人接入网络的目标而言,降低成本是至关重要的,因为其中绝大多数是穷人。OneWeb 的老板、被认为是“普遍接入布道者”的 Greg Wyler 认为只有将天线成本降低到每台 200 美元以下,他的公司面向穷人市场的生意才是可行的。
一个迟早必须面对的问题是,当成千上万颗互相之间不处于静止状态的卫星在太空运行,而且为了节省成本,这些卫星自身机动性很差的时候,卫星间的相撞机率就会增加。这与同步地球轨道卫星时代是完全不同的状况。
还有一个问题没有找到理想的答案。那就是如何解决卫星全域覆盖和国家控制自己网络边界之间的矛盾。
根据今年 7 月的一篇报道,为了服从国家的监管,OneWeb 打算放弃其他公司的普遍做法——在卫星间建立直接通信,而是在全世界建立 40 座乃至更多的地面网关站(gateways),让卫星经由这些网关站接入互联网,而国家保持对这些网关站的控制。
问题似乎解决了,但这是否算个好消息?
题图来自 International Laser Ranging Service
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