電子發(fā)燒友原創(chuàng) 章鷹

2023年將成為中國星網(wǎng)建設的元年，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)有望迎來長達十年的成長期。2月19日，銀河航天披露，中國首顆通信能力達到10Gbps的低軌寬帶通信首發(fā)衛(wèi)星，在軌30天后開展了通信能力試驗。這顆5G衛(wèi)星在國內第一次驗證了低軌Q/V/Ka頻段通信能力，并且獲得了通信試驗的成功。

5月23日，中國衛(wèi)通在印度尼西亞首都雅加達利用我國首顆超100G容量的Ka高通量衛(wèi)星—中星26號，首次在境外實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)接入，開啟了Ka高通量衛(wèi)星國際化業(yè)務拓展的新征程。在業(yè)務演示過程中，工作人員使用0.6米口徑的高通量衛(wèi)星國產(chǎn)化自動便攜重案，120秒內完成從設備組裝到對星入網(wǎng)全過程，實現(xiàn)Whatsapp、Instagram等社交軟件的高清視頻通話，Google、YouTube等網(wǎng)站的流暢訪問瀏覽等功能，實測下行94.3Mbps，上行7.03Mbps的高速傳輸能力，為后續(xù)國際客戶的互聯(lián)網(wǎng)接入、基站回傳等應用規(guī)模化推廣奠定堅實的技術基礎。

近年來，伴隨著低軌衛(wèi)星星座的全面建設和衛(wèi)星數(shù)據(jù)消費市場的興起，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。衛(wèi)星通信技術呈現(xiàn)怎樣的發(fā)展趨勢？衛(wèi)星終端主要包括哪些類型？衛(wèi)星通信有哪些落地的代表應用場景？在應用場景當中的衛(wèi)星通信解決方案是怎樣的？深圳金信諾高新技術股份有限公司的系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)營部總經(jīng)理李波博士帶來了精彩的市場、技術分析和落地解決方案解讀。

衛(wèi)星通信技術的演進趨勢

中國工程院院士鄔賀銓表示：“移動通信每10年進步一代，面向移動通信進入5G-A周期，移動通信正從追求峰值速率邁向效率的提升。”

1G是模擬蜂窩小區(qū)，傳輸速率約2.4kbit/s。2G是GSM為代表的數(shù)字通信時代，其特點是數(shù)字化語音編碼，像CDMA、TDMA和GSM都是屬于第二代無線通信技術，用戶體驗速率為10kbps，峰值速率為100kbps；3G是GSMA，用碼道不同區(qū)分用戶。3G是移動通信國際化的開始；4G把頻率、時間和碼道多重因素利用起來，速度可以高達100Mbps，比撥號上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達到20Mbps；5G采用正交頻分多址技術，下行速率達到4G的10倍。中國信通院最新數(shù)據(jù)顯示，全國5G網(wǎng)絡平均下行接入速率和上行接入速率分別為334.98Mbps和70.21Mbps。與之相對，4G網(wǎng)絡分別為39.02Mbps和21.63Mbps。

李波博士表示，衛(wèi)星通信和無線通信保持同步的發(fā)展，在不同階段保持不同的演進。衛(wèi)星的發(fā)展，從最早的L波段衛(wèi)星、S波段衛(wèi)星、C波段衛(wèi)星、傳統(tǒng)Ku波段衛(wèi)星、到高通信衛(wèi)星、衛(wèi)星星座，頻段越來越高，原來都是一個波束覆蓋一大片地方，高通信衛(wèi)星覆蓋范圍小，波束覆蓋縮小，但是衛(wèi)星能力變強。

2月23日，中國首顆超 100Gbps 容量的K波段高通量衛(wèi)星——中星 26 號衛(wèi)星成功發(fā)射，該星是中國目前通信容量最大、波束最多、技術最復雜的民商用通信衛(wèi)星。預計2025年，中國會發(fā)射超300Gbps容量的高通量衛(wèi)星。

李波博士分析說：“比起以往幾個G容量的衛(wèi)星，現(xiàn)在衛(wèi)星容量提升了幾十倍。以前3顆高軌道衛(wèi)星可以覆蓋地球，現(xiàn)在大家發(fā)現(xiàn)，高軌道衛(wèi)星有一些不足，在3.6萬公里的高空，時延會達到200-300毫秒，在車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)上很難發(fā)揮作用。在5G要求的大容量、低時延前，高軌道衛(wèi)星暴露出不足。近5年來低軌道衛(wèi)星發(fā)展迅猛，美國SpaceX公司建立星鏈，已經(jīng)發(fā)射了4105顆衛(wèi)星。Oneweb星座互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃了648顆星（已發(fā)射584顆星）。國內主要是航天科技的“鴻雁計劃”，航天科工“虹云工程”（156顆星）、衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)“行云工程（80顆星）、GW衛(wèi)星星座（12992顆衛(wèi)星）。低軌道衛(wèi)星空間軌位和頻譜資源日益緊張，歐美衛(wèi)星部署領跑，中國也在迅速跟上。”

低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡可以提供全球范圍內的高速、低時延、低成本的互聯(lián)網(wǎng)接入服務，特別是在偏遠地區(qū)、海洋、空中等地面基礎設施覆蓋不到的場景，大幅減少該地區(qū)的網(wǎng)絡運營和業(yè)務支持成本，具有很大的市場需求。

除手機直連衛(wèi)星外，衛(wèi)星終端多元化發(fā)展已成趨勢

電子發(fā)燒友調研顯示，超過八成工程師認為衛(wèi)星通信是新款手機必備的功能，超過六成工程師對華為手機使用的北斗通信芯片認可。2022年9月，華為在Mate50系列全球首發(fā)了衛(wèi)星通信，將北斗衛(wèi)星消息應用到手機上，即使在沒有信號的情況下，也可以進行緊急通信。9月8日，蘋果的iPhone14宣布支持衛(wèi)星通信。

據(jù)GSMA分析數(shù)據(jù)，2022年全球獨立移動用戶數(shù)為54億，到2030年將達到63億，將有數(shù)十億部智能手機具備直連衛(wèi)星的能力。李波博士分享說：“我們最近參加的衛(wèi)星通信會議當中，大量的終端廠商都來參加衛(wèi)星的討論。他們認為2024-2025年，手機不支持直連衛(wèi)星，估計以后賣不動了。”

目前，華為已經(jīng)在多款機型上支持衛(wèi)星通信，包括Mate X2、Mate X3、P60、nova 11系列等，也是國內唯一擁有這項技術的廠商，并且實現(xiàn)了雙向北斗衛(wèi)星通信第二代技術，在P60等機型上應用。華為的智能手表WATCH Ultimate也支持第二代北斗衛(wèi)星通信。業(yè)內專家表示，從各主要廠商策略來看，小米、OPPO、Vivo、榮耀有望在2023年推出具有衛(wèi)星通信的機型。

低軌衛(wèi)星NTN帶來新的衛(wèi)星終端需求。李波博士分享行業(yè)報告顯示，2021年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)總收入2790億美元，其中地面設備制造業(yè)收入1420億美元，占據(jù)產(chǎn)業(yè)收入最大部分。高軌道衛(wèi)星收入預計未來5年增長率接近50%，低軌道高通量衛(wèi)星銷售市場規(guī)模增速從前期的30%增長到70%，且今后幾年保持76%以上的增長速度。

調研機構TrendForce最新報告預估，2023-2026年全球5G非地面網(wǎng)絡（NTN）市場產(chǎn)值將從49億美元上升至88億美元，年復合成長率為7%，在全球5G非地面網(wǎng)絡市場產(chǎn)值逐年上升趨勢下，也會提升芯片大廠發(fā)展5G NTN技術意愿。

李波博士表示，衛(wèi)星移動終端類型更加多元化，包括手機移動終端、衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)終端、便攜衛(wèi)星終端、LET衛(wèi)星便攜基站、衛(wèi)星相控陣動中通、天通手機+衛(wèi)星中繼器。衛(wèi)星應用的場景上，通過無人機、WiFi基站，還有其他設備進一步擴展，用在很多地方。在低軌道衛(wèi)星發(fā)展下，車聯(lián)網(wǎng)會得到快速發(fā)展。手機只是衛(wèi)星通信技術商業(yè)化場景之一，在汽車自動駕駛、定位導航、應急通信保障、智慧農業(yè)、新能源都是未來潛力應用場景。

衛(wèi)星通信落地場景拓展，金信諾推出自研產(chǎn)品和解決方案

李波博士指出，目前特斯拉的車和星鏈結合緊密，未來高鐵、輪船、飛機配置衛(wèi)星通信是一個必然的趨勢。衛(wèi)星行業(yè)市場應用，包括油田采集監(jiān)控、礦區(qū)信號覆蓋、森林防火視頻回傳、新能源數(shù)據(jù)回傳、遠洋船舶信號互聯(lián)、民航機上的WiFi接入、應急通信保障等。

李波博士舉了兩個衛(wèi)星通信應用場景。一、全域快速機動部署設備，比如一個背包里面放置一個衛(wèi)星終端（金信諾推出了0.75米Ku頻段智能便攜衛(wèi)星通信終端），一鍵對星，操作人員技術門檻低，設備小，傳輸速率快，一體化集成WiFi或LTE功能，適應更多的信號接入。解決目前車載終端輪廓高、道路通過性差、重量大、維護困難等難題。

二、提供靈活豐富的組網(wǎng)方式，衛(wèi)星+移動通信基站，比如高度集成衛(wèi)星和LTE小站，利用衛(wèi)星回傳，LTE小基站提供無線接入功能，打造一體化解決方案。衛(wèi)星+WiFi，WiFi基站可以覆蓋1.7公里，一般的救援場所夠用了，實現(xiàn)聯(lián)合組網(wǎng)。

金信諾衛(wèi)星終端+LTE基站系統(tǒng)方案已經(jīng)取得權威用戶測試認證，基站信號可以覆蓋近3000平方米。解決運營商基站中斷，無人區(qū)、偏遠山區(qū)等區(qū)域通信問題。