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2020-09-09 16:32
卫星互联网风口已至,中国机遇何在?

本文来自微信公众号:卫星互联网百人会(ID:Satellite_Internet),作者:张世杰(卫星技术专家、哈尔滨工业大学教授),原标题《张世杰:卫星互联网的现状、机遇及若干问题(一)》,题图来自:视觉中国


不久前,亚马逊“柯伊伯”(Kuiper)低轨宽带星座获得美国联邦通信委员会(FCC)正式授权,准许其使用FSS Ka频段。FCC审批文件显示,该星座计划部署共计3236颗卫星。随后,亚马逊公司还宣布,将投资100亿美元建设“柯伊伯”低轨通信卫星星座。


一方面,卫星互联网风口已至,各国纷纷加快太空战略资源部署,中国的卫星互联网也迎来了重大的战略机遇期;另一方面,频率轨道原本就属于稀缺性战略资源,围绕其开展的竞争正越演越烈,中国的卫星互联网发展必须加速。


以下是张世杰教授对于全球卫星互联网现状、中国卫星互联网的机遇等若干问题的洞察。


一、卫星互联网的发展现状


在说明卫星互联网市场需求之前,需要回顾一下地面网络的现状。2005年,全球宽带网络的渗透率只有16.8%,2019年,全球宽带网络渗透率已超一半,为53.6%,在过去十五年间,互联网以10%的增长率把全球人口接入网络。然而现在,增速急剧下降,这一增长曲线趋于平缓并触达瓶颈。目前全球仍有30多亿人尚未接入互联网,这造成了新的数字鸿沟和信息贫困。


图1:全球互联网渗透率增速已触达瓶颈


原因是什么?目前接入网络是靠两种手段:地下埋的光纤和空中电波,即使用移动通信基站把人接入网络。正是由于都依赖地面的原因,在接入53.6%的人口之后,世界范围内其他30亿人越来越难以被接入。要接入其他30亿人,未来只能靠卫星,把手段推向太空。


再进一步分析,这30亿人在哪?他们分布于地面网络比较难以到达,或者到达的地方非常昂贵的地区。因此太空互联网作为第三种接入手段被人们寄予厚望。


对于太空互联网或者卫星互联网,我们并不陌生,以前所用的卫星电话及现在收看的电视广播等都使用到卫星。近几年来,随着低轨宽带卫星通信的发展,卫星互联网进入了人们的视野,也带来了人们对于宽带互联网的期望。


低轨宽带互联网能带来什么?或者说,我们希望通过卫星互联网实现什么?首先人们要能用上网络,然后网速要够快,体验要够好,还要够便宜。从这个角度讲,和现在的GEO卫星相比,低轨宽带通信卫星离地面非常近,具有时延低、通量高且成本低的特点。因此,这几年,尤其是从2010年之后,低轨宽带通信星座越来越受到人们的关注。


图2:低轨宽带通信星座优势


其实作为一种人们交流的手段,卫星通信从60年代就开始走入了人们的生活,卫星通信当时是洲际之间唯一能够提供的通信手段。那时越洋电话,海底电缆不够成熟,只能靠卫星。随着地面通信发展,卫星通信也曾经历被边缘化的过程。


在4G时代,我们很少听到卫星的声音,此时网络基本都是靠地面的手段实现。如今5G时代已经到来,地面的光纤和空中电波已经不能满足人们的需求,人们对于用天的手段提出了需求。也有英国学者提出,卫星+5G就等于6G,这就是对于天基互联网或者卫星互联网的期望。空天地一体化的卫星互联网将成为5G/6G的重要解决方案。


未来的网络,一是对于通信容量需求越来越高,二是对覆盖能力的要求也越来越高。对于地面网络而言,覆盖越靠近城区覆盖越好,离城市越远覆盖越有问题,而通过空间的手段互联网解决方案,则能以低成本的方式覆盖更大面积的区域,同时提供更强的服务能力和更大的服务容量,可作为地面的协同和补充。


图3:5G网络建设大趋势下的卫星通信需求


正是由于低轨卫星互联网的发展,以及人们对它的未来发展的期望,各个国家都开始纷纷布局。目前,在卫星互联网领域,以美国、中国和欧洲为代表的公司和一些企业已经开始布局。OneWeb原来也是在美国运营,前不久被英国政府联合印度把它收购,成了一家欧洲公司。


图4:以美、中、欧为代表的航天和互联网巨头争先布局卫星互联网


我们所熟知的SpaceX的Starlink,是目前为止经过一年发展的、具备内测能力的真实网络,也是发射了超过650颗卫星的网络。


针对前360颗卫星对于地球的覆盖形成的星座,我们对它进行了分析,对应到地球就是在北美地区。Starlink的内测基本上也是面向美国的北部用户来提供。


图5:Starlink部署进展


在内部测试的时候,Starlink给大家提供了这个小终端。马斯克形容是一个UFO插上一个棍就可以接收信号,这个小终端能够提供60兆的通信速率,也就是说要超过我们4G的通信速率,但是没有达到5G的通信速率。因为这个用户不是在北部测的,所以时断时续,甚至掉网。我们看真实的数据,时延58毫秒,通信速率能够做到249兆。


图6:Starlink内测


到现在为止,这650多颗卫星也使马斯克一跃成为了拥有卫星最多的男人。这也促使我们要加速发展中国的卫星互联网,加快构建自己的系统。卫星互联网是一个新的事物,谁都不知道卫星互联网会给我们带来什么,能促生什么新的应用。马斯克是先给你建一个网,不管这个网是不是符合十年以后的真正的形态,我先给你提供一个最初级的卫星互联网,你来试,试完了之后我们再迭代一个新的模式。


总之,未来大的趋势一定是卫星互联网,我们建当前能够建的最好的就行了。至于后面应用模式是什么,营收是什么,市场是什么,这些问题,我们可以在建的过程中,在提供服务的过程中逐渐摸索。


二、卫星互联网的中国机遇


接下来我们看一下在中国的机遇。今年4月份,发改委将卫星互联网纳入了新基建。此前在两会上,也有众多的两会代表提出相应的建议和提案。


我们看一下卫星互联网的市场:卫星制造、卫星发射、卫星运营、卫星服务和卫星地面设备制造等。这个过程中既包括导航服务,也包括遥感,同样也包括卫星互联网通信服务。卫星通信服务占据了绝大部分的卫星应用的份额,现在也是如此。


图7:卫星互联网市场需求


未来我们要针对这几个领域进行产业布局。来看卫星互联网的地面产业,主要有地面终端和应用服务。有人做过预测,到2022年,我们国家的卫星互联网初始具雏形,开始有相应的市场。到2028年,整个市场规模要达到500亿美金的量级。这500亿怎么算出来的,我就不给大家介绍基站回传、航海这一类产业的领域了,大家可能都很熟悉。我们看其他两个领域:


第一个是车联网。到2026年,我国私家车保有量将突破2.5亿辆,未来,卫星通信终端基本上是会作为汽车的高配的部件。按照8%的渗透率来算,安装卫星通信终端的而车辆将突破2000万辆;按照终端5000元/台车的价格测算,终端市场规模将超1000亿元,服务市场规模将超1500亿元。这是我们现在认为没有看到,而未来可能要发展的一个市场。


图8:我国车联网市场亟待开拓


第二个市场是航空。航空市场应用提了很多年,但是现在坐飞机的上网机会并不太多,因为卫星互联网提供的服务还不够好。不过我们可以看一下这个市场到底有多大。2019年,全球航班3800万架次,旅客运送45亿人次,其中我国6.1亿人次。2028年,我国航空互联网仅流量收益可达300亿人民币。


图9:航空互联网市场有望爆发


上述场景只是卫星互联网众多应用场景的一部分,卫星互联网的未来充满想象力。这就如同当时的智能手机出来之后,大家都不知道还会出来美团和滴滴打车各种应用服务。但是只有智能手机出来才会促生移动互联的出现,移动互联网出现才促生了支付宝、滴滴、美团这些超级平台级应用。


总体而言,我认为,卫星互联网应用场景至少有两类,一个是存量市场,一个是增量市场。另外在传统意义上认为不赚钱的地方,我们能够把产品做的足够好情况下,我们认为是有可能赚钱的。一个最简单的例子,就是支付宝,当时银行根本没有给支付宝生存的空间,政策空间都没有,但他们就是靠地推,把所有的一千块钱以下的苦活累活扛下来。他们承包下来每一家缴费的地方,把水电煤气一点一点啃下来。脏活累活人家愿意干,这才形成了今天的支付宝,我们认为只要是有用,一定会有赚钱的空间,这就是我们最相信的地方。


本文来自微信公众号:卫星互联网百人会(ID:Satellite_Internet),作者:张世杰(卫星技术专家、哈尔滨工业大学教授)

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