2020年8月9日，美國SpaceX公司宣布已經(jīng)成功發(fā)射并部署了第十批“星鏈”衛(wèi)星。到目前為止，通過10次發(fā)射， Spacex已經(jīng)實現(xiàn)成功部署總共595顆“星鏈”衛(wèi)星（其中2顆失效），成為全球最大的商業(yè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)擁有者，據(jù)估計將在2020年末期為美國和加拿大客戶提供在軌應(yīng)用服務(wù)，2021年再將服務(wù)區(qū)域擴(kuò)大到全球其他地區(qū)。星鏈計劃作為低軌衛(wèi)星星座，最終目標(biāo)是形成一個低成本、全覆蓋的天基全球通訊系統(tǒng)，也計劃向科研組織和軍方提供衛(wèi)星服務(wù)。
“星鏈”計劃的本質(zhì)
“星鏈”計劃的本質(zhì)其實就是低軌通信星座，其概念其實已經(jīng)提出多年。摩托羅拉在上世紀(jì)90年代就提出了近地軌道衛(wèi)星組建無線通信網(wǎng)絡(luò)的概念，提出了“銥星計劃”，原計劃由77顆衛(wèi)星（實際為66顆）構(gòu)建，共耗資超過50億美元，可提供全球范圍內(nèi)的電話通信業(yè)務(wù)然而由于當(dāng)時地面2G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟，用戶數(shù)量與日俱增，相比之下銥星計劃的總用戶數(shù)剛剛超過5萬，遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于盈虧平衡所需的60多萬用戶，嚴(yán)重入不敷出，最終在1999年8月宣告破產(chǎn)，后來被美國國防部接手。
60顆一組的“星鏈”衛(wèi)星
從衛(wèi)星的原理和功能上，星鏈計劃和銥星計劃其實相差不大，兩者的區(qū)別在于：一是，銥星為用戶提供語音通信這類“窄帶”服務(wù)，而“星鏈”專門為用戶提供上網(wǎng)連接服務(wù)這類“寬帶”服務(wù)；二是，“星鏈”計劃的衛(wèi)星數(shù)量更多，量產(chǎn)成本更低，獵鷹9號火箭重復(fù)使用發(fā)射成本更低。
“星鏈”計劃的局性
正是由于“星鏈”計劃本身作為低軌道通信星座的本質(zhì)，決定了“星鏈”計劃會有很多應(yīng)用限制，具體如下：
一是，便攜手機(jī)無法直連。由于“星鏈”衛(wèi)星工作在Ka、Ku和V波段，與日常手機(jī)上的WIFI不是一個頻段，因此“星鏈”無法實現(xiàn)手機(jī)直連，需要有專門的接收終端，且無法集成到目前的便攜手機(jī)中，這是日常使用上一個巨大的限制。馬斯克更早時候就曾坦言，地面人員在使用“星鏈”的專用路由器后才能成功享用“星鏈”WIFI功能。
二是，室內(nèi)無法直接使用。由于衛(wèi)星通訊信號無法穿透鋼筋水泥等建筑物，甚至下雨時雨水也會隔斷信號，因此衛(wèi)星電話在室內(nèi)不能正常接收到衛(wèi)星信號，這是日常使用上另一個巨大的限制，必須通過外接專門的衛(wèi)星天線將信號引入室內(nèi)，天線尺寸約0.48米，安裝在屋頂或屋外，并需要對準(zhǔn)開闊的天空
三是，通信時延仍不夠低。由于“星鏈”衛(wèi)星是軌道高度340km～1300km的低軌衛(wèi)星，距離地面更近，信號傳輸?shù)臅r延可達(dá)到15ms～20ms，與有線互聯(lián)網(wǎng)水平相當(dāng)，雖然比軌道高度6000km的地球同步衛(wèi)星的250ms時延已經(jīng)小了一個數(shù)量級，但還是遠(yuǎn)高于地基5G無線通信的1ms時延，對于無人駕駛等對時延要求苛刻的應(yīng)用場景無法應(yīng)用，可以與5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互補(bǔ)，實現(xiàn)萬物互聯(lián)和全球覆蓋。
SpaceX利用“獵鷹9號”火箭進(jìn)行“星鏈”衛(wèi)星的發(fā)射
四是，高速通信用戶數(shù)量受限。“星鏈”單顆衛(wèi)星的設(shè)計帶寬大小為17～20Gbps，42000顆衛(wèi)星全部部署完成后總帶寬就是84萬Gbps，若按5G入門標(biāo)準(zhǔn)上網(wǎng)速度1Gbps計算，僅能同時供84萬用戶使用，若降到4G標(biāo)準(zhǔn)的100Mbps，能同時供84萬用戶使用；這就意味著僅能提供給全球部分或高端用戶使用，無法成為全球范圍內(nèi)的大眾化通信網(wǎng)絡(luò)。
五是，融資壓力和盈利挑戰(zhàn)巨大。從成本角度來看，“星鏈”計劃總共發(fā)射的數(shù)量巨大，一顆衛(wèi)星的成本約100萬美元，42000顆衛(wèi)星光造價就是420億美元，按理想情況獵鷹9號火箭重復(fù)使用10次，單次發(fā)射成本為1000萬美元，700次發(fā)射費用約70億美元，再加上部署后的維修，以及定期的擴(kuò)張網(wǎng)絡(luò)與更換衛(wèi)星，保守估計整個“星鏈”計劃的研制、部署和維持需要耗資高達(dá)1000～2000億美元以上，Spacex是否能夠融到足夠資金支持這樣的高成本投入是一個疑問。在需要投入如此巨額的費用的情況下，如何盈利又成為一個問題，如上面分析，星鏈有各種應(yīng)用限制，注定無法成為全球普羅大眾日常使用的通信網(wǎng)絡(luò)，主要用戶群仍然是有特殊通信需求的少數(shù)用戶的美國軍方。前車之鑒就擺在眼前， OneWeb成立之初就成為馬斯克最有力的競爭對手，也是通過衛(wèi)星組網(wǎng)的方式實現(xiàn)天地?zé)o線通信，但在發(fā)射74顆衛(wèi)星、創(chuàng)始以來逛花30多億美元后，賬面上依然未有盈利，再加上疫情影響新的融資無望，今年三月份已宣布破產(chǎn)，原計劃的650顆衛(wèi)星發(fā)射計劃也被擱淺。
路漫漫其修遠(yuǎn)兮，盡管“星鏈”計劃在如火如荼的進(jìn)展之中，但我們不得不看到“星鏈”計劃仍有不少限制，發(fā)展過程也存在很多挑戰(zhàn)。我國也該正視低軌道互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星星座計劃的優(yōu)勢和局限，加快部署適應(yīng)我國發(fā)展需要的低軌道通信星座，在與強(qiáng)國的新一輪信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)競爭中迎頭趕上。
(作者 張洪禮)
（來源：環(huán)球網(wǎng)）
