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9月6日下午,在苹果发布会前夕,华为在线上发布了其首款支持北斗卫星短消息的大众智能手机华为Mate 50系列,这也是时隔两年,Mate系列手机重回市场。紧随其后发布的苹果iPhone 14系列也将支持卫星SOS通信功能。
受消息催化,部分卫星通信概念股近期大涨。那么卫星通信是什么,有何特点?智能手机搭载卫星通信功能有何战略意义,会面临哪些问题,未来趋势是怎样的?
核心看点:
卫星通信简单地说就是地球上(包括地面和低层大气中)的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。
从华为和苹果推出带有卫星通信功能的新手机来看,不涉及到抢占新的地球轨道卫星/频率资源,但是在不同国家/地区的服务落地政策上一定会有相应的限制。
智能手机搭载卫星通信源于卫星能力的提升,地面半导体技术的发展以及手机行业发展的新需求。
卫星通信是一项已经有60多年历史的成熟技术,有完整的产业链和商业模式,近期能够实现的消费级手机直连功能必然可以带动新一轮卫星通信产业的新变化,新的拓展方向不是质变而是量变。
卫星通信是什么,有什么特点?
卫星通信简单地说就是地球上(包括地面和低层大气中)的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。
卫星通信的特点是:
1)通信范围大:只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内,从任何两点之间都可进行通信;
2)可靠性高:不易受陆地灾害的影响;
3)开通电路迅速:只要设置地球站电路即可开通;
4)多址特点:同时可在多处接收,能经济地实现广播、多址通信;
5)电路设置非常灵活:可随时分散过于集中的话务量;
6)多址联接:同一信道可用于不同方向或不同区间。
有人认为5G+卫星=6G,这是业内认可的观点吗?
5G+卫星只是6G的一个组成部分,6G的研究是从2023年开始,所以现在不能这样说。
6G应该是5G+NTN(NTN,Non-terrestrial Network,非地面网络,是相对于传统的地面网络而言,采用典型的如卫星和高空平台参与布网的技术),甚至最后可能5G都没有或者发生改变了。卫星只是6G的一个节点,这个节点可能包含无人机、热气球等等。从这个角度来说,5G+卫星=6G太片面了。
智能手机搭载卫星通信有何战略意义,是否意在抢占低轨道卫星资源,会面临怎样的问题?
如果单纯从华为和苹果推出带有卫星通信功能的新手机来看,不涉及到抢占新的地球轨道卫星/频率资源。因为华为和苹果用的都是已经在轨的卫星,不涉及发射新的卫星。今年发布的新产品已经带有这个功能并且可以使用,这就意味着频率是在20年前就已经被抢占了。
频率需要先申请,然后再发射卫星,如果这个卫星需要升级,那么再发射新卫星就可以了。只要还在原来包络的框架内,比如说申请了发射100颗卫星,前面发射了40颗,然后现在再发射60颗,没有超出原来的包络,所以不算抢资源。
智能手机搭载卫星通信在不同国家/地区的服务落地政策上一定会有相应的限制。从信息安全的角度来说,这种限制是有必要的。我国卫星通信一定是需要由工信部去管理的。
管理至少有两方面,第一是频率方面需要有许可,第二是开展的业务必须得有许可。相关企业得先有频率许可,才可能拿到业务的许可。不过很多企业频率的许可都不一定能够拿到,这主要取决于是否符合国家的管理规定。
如果卫星通信未来真的强大到可以上网,类比翻墙,该有的限制也还是会有。现在卫星通信功能华为可以在中国用,苹果不能。苹果用的卫星频率在中国是没落地的,全球就只有美国和加拿大能用苹果的卫星通信功能。
如何看待智能手机搭载卫星通信?未来会是一种趋势吗?
智能手机搭载卫星通信有三方面原因。这三个条件缺一不可。
首先是卫星的能力在提升,像北斗短报文从第一代到第二代再到现在的第三代,天上的卫星功率在变大,使得地面的终端可以越做越小。
其次是地面半导体技术的发展,使得一个大的终端变成一个小的芯片成为可能。终端要想放到手机里,芯片肯定得是足够小的,功率得足够低,才能集成到手机里。
第三点是现在手机行业内卷,有新的发展需求。各手机厂商现在再去推出新手机,没有更加突破的功能,卫星通信对于智能手机来说是一个新的功能,所以手机厂商会选择卫星通信技术作为突破点。
在这三个条件下,天上的卫星可以再发射更多,功能更强,去更好地适应地面的系统,这可能是未来的一个发展的方向。
第二个方向就是芯片可以做得更小更融合,可以融合到地面的5G通信、6G通信里面去。像是苹果的手机里面是单独放了一个自己做的卫星通信芯片。高通现在也在做卫星通信的芯片,也许高通未来出厂的芯片就是带着卫星通信功能的,这对行业来说就是有巨大的变化。
第三个是手机加新功能这件事其实在历史上出现了很多次。手机加GPS、手机加摄像头、手机加大屏幕等等。这些加的功能都不是一个可以打电话发短信的手机真正需要的功能,但是这些功能把手机变成了一个对我们来说最重要的信息载体。
手机搭载GPS之前,GPS也是一个大的终端放在外面,测绘登山的人需要拿一个大大的GPS终端,现在我们可以把终端集成到手机里面,最后变成手机的一个功能。如果将GPS功能卸载,手机里面一大半的APP可能都用不了了。
随着卫星能力的提升和芯片技术的不断发展,智能手机搭载卫星通信未来就可能会有新的机会出现,但新的机会现在还无法预测,现在只能描绘这个趋势。
现在卫星通信的功能已经加入到手机中,成为一个亮点,未来的发展要看芯片能不能越做越小,功率能不能越做越低,用户能不能无感化使用。
类比GPS,用户在用的时候不必有其他特别的动作,顶多是像流量一样,将开关打开。而卫星通信必须要到空旷的地方对准天空,未来可以更无感地去使用卫星通信的功能,可能也会伴随一些新的机会出现。
卫星通信现在仅仅能够语音通话和发送短信,实现的功能还比较单一,未来会有哪些新的拓展方向?
我们可以将天上的卫星想象为在天上的一个基站,现有的很多功能理论上都可以实现,但是会受限于空间的环境、发射的费用、空间的高能粒子辐射等等条件,没有办法直接用这些功能。
例如,天上的基站离地面的距离远,那就必须有更大的天线以及更大的发射功率,进而会产生更多的热,而在真空环境,只能通过辐射散热,辐射散热很慢。所以天上的基站只能做的相对小,那么功率就受限,进而导致很多功能无法搭载。
其实卫星和地面基站都在不断发展,地面基站的发展速度更快,性价比也更高。天上的卫星的能力也在提升,但是它的价格没有办法突然有颠覆性的下降,可能得经过一个10年或者5年的时间。
综上,新的拓展方向不是质变的问题,而是量变的问题。卫星从2010年到现在发展也很快,原本单bps(比特/s)的成本可能是地面的200倍,但是现在可能降到了40倍50倍,可能再降到20倍的时候,卫星和地面基站就可以有很好的契合度了。