衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀、機遇及若干問題
不久前,亞馬遜“柯伊伯”(Kuiper)低軌寬帶星座獲得美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)正式授權,準許其使用FSS Ka頻段。FCC審批文件顯示,該星座計劃部署共計3236顆衛(wèi)星。隨后,亞馬遜公司還宣布,將投資100億美元建設“柯伊伯”低軌通信衛(wèi)星星座。
一方面,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)風口已至,各國紛紛加快太空戰(zhàn)略資源部署,中國的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)也迎來了重大的戰(zhàn)略機遇期;另一方面,頻率軌道原本就屬于稀缺性戰(zhàn)略資源,圍繞其開展的競爭正越演越烈,中國的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展必須加速。
以下是張世杰教授對于全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀、中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的機遇等若干問題的洞察。
一、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀
在說明衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場需求之前,需要回顧一下地面網(wǎng)絡的現(xiàn)狀。2005年,全球?qū)拵ЬW(wǎng)絡的滲透率只有16.8%,2019年,全球?qū)拵ЬW(wǎng)絡滲透率已超一半,為53.6%,在過去十五年間,互聯(lián)網(wǎng)以10%的增長率把全球人口接入網(wǎng)絡。然而現(xiàn)在,增速急劇下降,這一增長曲線趨于平緩并觸達瓶頸。目前全球仍有30多億人尚未接入互聯(lián)網(wǎng),這造成了新的數(shù)字鴻溝和信息貧困。
圖1:全球互聯(lián)網(wǎng)滲透率增速已觸達瓶頸
原因是什么?目前接入網(wǎng)絡是靠兩種手段:地下埋的光纖和空中電波,即使用移動通信基站把人接入網(wǎng)絡。正是由于都依賴地面的原因,在接入53.6%的人口之后,世界范圍內(nèi)其他30億人越來越難以被接入。要接入其他30億人,未來只能靠衛(wèi)星,把手段推向太空。
再進一步分析,這30億人在哪?他們分布于地面網(wǎng)絡比較難以到達,或者到達的地方非常昂貴的地區(qū)。因此太空互聯(lián)網(wǎng)作為第三種接入手段被人們寄予厚望。
對于太空互聯(lián)網(wǎng)或者衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),我們并不陌生,以前所用的衛(wèi)星電話及現(xiàn)在收看的電視廣播等都使用到衛(wèi)星。近幾年來,隨著低軌寬帶衛(wèi)星通信的發(fā)展,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)進入了人們的視野,也帶來了人們對于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的期望。
低軌寬帶互聯(lián)網(wǎng)能帶來什么?或者說,我們希望通過衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)什么?首先人們要能用上網(wǎng)絡,然后網(wǎng)速要夠快,體驗要夠好,還要夠便宜。從這個角度講,和現(xiàn)在的GEO衛(wèi)星相比,低軌寬帶通信衛(wèi)星離地面非常近,具有時延低、通量高且成本低的特點。因此,這幾年,尤其是從2010年之后,低軌寬帶通信星座越來越受到人們的關注。
圖2:低軌寬帶通信星座優(yōu)勢
其實作為一種人們交流的手段,衛(wèi)星通信從60年代就開始走入了人們的生活,衛(wèi)星通信當時是洲際之間唯一能夠提供的通信手段。那時越洋電話,海底電纜不夠成熟,只能靠衛(wèi)星。隨著地面通信發(fā)展,衛(wèi)星通信也曾經(jīng)歷被邊緣化的過程。
在4G時代,我們很少聽到衛(wèi)星的聲音,此時網(wǎng)絡基本都是靠地面的手段實現(xiàn)。如今5G時代已經(jīng)到來,地面的光纖和空中電波已經(jīng)不能滿足人們的需求,人們對于用天的手段提出了需求。也有英國學者提出,衛(wèi)星+5G就等于6G,這就是對于天基互聯(lián)網(wǎng)或者衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的期望。空天地一體化的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)將成為5G/6G的重要解決方案。
未來的網(wǎng)絡,一是對于通信容量需求越來越高,二是對覆蓋能力的要求也越來越高。對于地面網(wǎng)絡而言,覆蓋越靠近城區(qū)覆蓋越好,離城市越遠覆蓋越有問題,而通過空間的手段互聯(lián)網(wǎng)解決方案,則能以低成本的方式覆蓋更大面積的區(qū)域,同時提供更強的服務能力和更大的服務容量,可作為地面的協(xié)同和補充。
圖3:5G網(wǎng)絡建設大趨勢下的衛(wèi)星通信需求
正是由于低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,以及人們對它的未來發(fā)展的期望,各個國家都開始紛紛布局。目前,在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領域,以美國、中國和歐洲為代表的公司和一些企業(yè)已經(jīng)開始布局。OneWeb原來也是在美國運營,前不久被英國政府聯(lián)合印度把它收購,成了一家歐洲公司。
圖4:以美、中、歐為代表的航天和互聯(lián)網(wǎng)巨頭爭先布局衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)
我們所熟知的SpaceX的Starlink,是目前為止經(jīng)過一年發(fā)展的、具備內(nèi)測能力的真實網(wǎng)絡,也是發(fā)射了超過650顆衛(wèi)星的網(wǎng)絡。
針對前360顆衛(wèi)星對于地球的覆蓋形成的星座,我們對它進行了分析,對應到地球就是在北美地區(qū)。Starlink的內(nèi)測基本上也是面向美國的北部用戶來提供。
圖5:Starlink部署進展
在內(nèi)部測試的時候,Starlink給大家提供了這個小終端。馬斯克形容是一個UFO插上一個棍就可以接收信號,這個小終端能夠提供60兆的通信速率,也就是說要超過我們4G的通信速率,但是沒有達到5G的通信速率。因為這個用戶不是在北部測的,所以時斷時續(xù),甚至掉網(wǎng)。我們看真實的數(shù)據(jù),時延58毫秒,通信速率能夠做到249兆。
圖6:Starlink內(nèi)測
到現(xiàn)在為止,這650多顆衛(wèi)星也使馬斯克一躍成為了擁有衛(wèi)星最多的男人。這也促使我們要加速發(fā)展中國的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),加快構建自己的系統(tǒng)。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是一個新的事物,誰都不知道衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)會給我們帶來什么,能促生什么新的應用。馬斯克是先給你建一個網(wǎng),不管這個網(wǎng)是不是符合十年以后的真正的形態(tài),我先給你提供一個最初級的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),你來試,試完了之后我們再迭代一個新的模式。
總之,未來大的趨勢一定是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),我們建當前能夠建的最好的就行了。至于后面應用模式是什么,營收是什么,市場是什么,這些問題,我們可以在建的過程中,在提供服務的過程中逐漸摸索。
二、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的中國機遇
接下來我們看一下在中國的機遇。今年4月份,發(fā)改委將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)納入了新基建。此前在兩會上,也有眾多的兩會代表提出相應的建議和提案。
我們看一下衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的市場:衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射、衛(wèi)星運營、衛(wèi)星服務和衛(wèi)星地面設備制造等。這個過程中既包括導航服務,也包括遙感,同樣也包括衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通信服務。衛(wèi)星通信服務占據(jù)了絕大部分的衛(wèi)星應用的份額,現(xiàn)在也是如此。
圖7:衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場需求
未來我們要針對這幾個領域進行產(chǎn)業(yè)布局。來看衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的地面產(chǎn)業(yè),主要有地面終端和應用服務。有人做過預測,到2022年,我們國家的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)初始具雛形,開始有相應的市場。到2028年,整個市場規(guī)模要達到500億美金的量級。這500億怎么算出來的,我就不給大家介紹基站回傳、航海這一類產(chǎn)業(yè)的領域了,大家可能都很熟悉。我們看其他兩個領域:
第一個是車聯(lián)網(wǎng)。到2026年,我國私家車保有量將突破2.5億輛,未來,衛(wèi)星通信終端基本上是會作為汽車的高配的部件。按照8%的滲透率來算,安裝衛(wèi)星通信終端的而車輛將突破2000萬輛;按照終端5000元/臺車的價格測算,終端市場規(guī)模將超1000億元,服務市場規(guī)模將超1500億元。這是我們現(xiàn)在認為沒有看到,而未來可能要發(fā)展的一個市場。
圖8:我國車聯(lián)網(wǎng)市場亟待開拓
第二個市場是航空。航空市場應用提了很多年,但是現(xiàn)在坐飛機的上網(wǎng)機會并不太多,因為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)提供的服務還不夠好。不過我們可以看一下這個市場到底有多大。2019年,全球航班3800萬架次,旅客運送45億人次,其中我國6.1億人次。2028年,我國航空互聯(lián)網(wǎng)僅流量收益可達300億人民幣。
圖9:航空互聯(lián)網(wǎng)市場有望爆發(fā)
上述場景只是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)眾多應用場景的一部分,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的未來充滿想象力。這就如同當時的智能手機出來之后,大家都不知道還會出來美團和滴滴打車各種應用服務。但是只有智能手機出來才會促生移動互聯(lián)的出現(xiàn),移動互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)才促生了支付寶、滴滴、美團這些超級平臺級應用。
總體而言,我認為,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)應用場景至少有兩類,一個是存量市場,一個是增量市場。另外在傳統(tǒng)意義上認為不賺錢的地方,我們能夠把產(chǎn)品做的足夠好情況下,我們認為是有可能賺錢的。一個最簡單的例子,就是支付寶,當時銀行根本沒有給支付寶生存的空間,政策空間都沒有,但他們就是靠地推,把所有的一千塊錢以下的苦活累活扛下來。他們承包下來每一家繳費的地方,把水電煤氣一點一點啃下來。臟活累活人家愿意干,這才形成了今天的支付寶,我們認為只要是有用,一定會有賺錢的空間,這就是我們最相信的地方。
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