在硅谷

也許沒有人比埃隆·馬斯克更具傳奇色彩

他是眼光獨到的夢想家

也是敢于冒險的挑戰(zhàn)者

從 PayPal ，到特斯拉、Space X

馬斯克總會走在時代的前列

鐘情于充滿創(chuàng)造與挑戰(zhàn)的領域

最近，馬斯克又盯上了衛(wèi)星互聯(lián)網，5 月 12 日，馬斯克在推特上公布了將在本周發(fā)射的 60 顆衛(wèi)星，這些是 Space X 計劃發(fā)射的數(shù)千上萬顆衛(wèi)星的第一批。未來幾年內，馬斯克希望向太空發(fā)射 12000 顆衛(wèi)星，讓網絡信號覆蓋全球每一個角落。

5G 網絡的缺陷

所謂衛(wèi)星互聯(lián)網，與我們平常用的光纖寬帶網絡、4G 網絡沒什么本質不同。區(qū)別在于網絡通信的中間環(huán)節(jié)由埋在地下的電纜、建在地面的基站換成了太空中的衛(wèi)星?；蛟S會有小伙伴心中疑惑，都說 5G 網絡是未來的趨勢，怎么又突然蹦出一個衛(wèi)星互聯(lián)網。

事實上，5G 網絡確實是大趨勢，高速率和低延遲兩大核心優(yōu)勢有望帶來一場萬物互聯(lián)的革命。但是任何事物都有其兩面性，5G 也不例外。 5G 網絡采用“毫米波”頻段，毫米波在具備高速率、高帶寬的同時，也存在著損耗大和傳輸距離短的缺陷。

傳統(tǒng) 4G 基站覆蓋半徑約為 1-3 公里，而 5G 基站覆蓋半徑只有 500 米左右。因而，為了讓用戶隨時隨地都能接入 5G 網絡，運營商們需要建設更多的基站。保守估計，今后 5G 基站的數(shù)量將是 4G 基站的 2-3 倍。

同時， 5G 基站的建設維護費用也遠在 4G 基站之上。由于頻率提升， 5G 基站單站點的功耗相比 4G 大幅增長。而隨著功耗大幅增加，存量 4G 基站的開關電源、蓄電池、空調等也需擴容改造，改造成本不亞于新建一座 5G 基站。

數(shù)量翻一番的基站數(shù)量，加上昂貴的建設維護成本，直接導致 5G 網絡建設總費用難以預估。所以，別看現(xiàn)在鋪天蓋地的全是 5G 的消息，其實我們距離 5G 網絡依然很遙遠。未來兩三年，國內應該會優(yōu)先實現(xiàn)北上廣深等一二線城市 5G 網絡覆蓋，那些三四線城市乃至廣袤的鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)短時間內根本無法領略到 5G 網絡的便利。

衛(wèi)星互聯(lián)網競賽打響

在當今這個信息化時代，網絡覆蓋一直困擾著包括我國在內的各國政府。 5G 網絡速度再快，沒有信號只能望洋興嘆。 其實不僅僅是 5G ，4G 網絡信號覆蓋同樣不是很理想。即使強大如我們國家，4G 通信基站總量占據(jù)了全球的 64%，覆蓋率在全球遙遙領先，都無法保證每一寸國土都有 4G 網絡信號。其他國家就更不用說了，非洲、拉美國家通信基礎設施落后，網絡信號一直是個大問題。發(fā)達國家也沒好到哪里去，在美國中部、加拿大北部人煙稀少的地區(qū)，4G 網絡信號覆蓋同樣很不理想。

既然 4G、5G 這些陸基基站無法解決網絡覆蓋問題，那為何不在天上建基站呢?抱著這樣的心思，很多公司都開始用各種方式嘗試天上的基站。Facebook 推出過大型太陽能無人機，從天上發(fā)出網絡信號。谷歌則選擇了高空氣球，試圖利用高空氣球在天上不間斷地提供網絡信號。相比之下，馬斯克的“星鏈”衛(wèi)星互聯(lián)網計劃看起來要靠譜的多。

早在 2015 馬斯克就透露了“星鏈”計劃，第一階段在 2019 年-2024 年向 1100 公里左右近地軌道發(fā)射 4425 顆小型衛(wèi)星。第二階段則是向 340 公里的近地軌道發(fā)射 7518 個類似的衛(wèi)星，將網絡信號覆蓋光線和通信基站難以到達的偏遠地區(qū)。兩個階段合計 12000 顆衛(wèi)星，共同構建一個大型衛(wèi)星網絡，給全球提供高速互聯(lián)網服務。

除了馬斯克，世界首富貝索斯、非盈利組織 Outernet、拿到了大量投資的 OneWeb 以及我們的中國航天科工集團，都在積極籌備衛(wèi)星互聯(lián)網，一場悄無聲息的衛(wèi)星互聯(lián)網競賽已然打響。其中，貝索斯旗下的 Kuiper 項目計劃發(fā)射 3236 顆近地軌道衛(wèi)星，Outernet 提出要發(fā)射 700 顆左右的衛(wèi)星，OneWeb 也提出要發(fā)射上千顆衛(wèi)星。五年之后，宇航員在國際空間站對地球進行觀測時，多半會留下“密恐慎入”的感嘆。

難以逾越的難關

為了解決全球范圍內的上網問題，馬斯克與貝索斯等科技大佬已經開始了“軍備競賽”。他們的計劃看上去都野心勃勃，不過介于理想與現(xiàn)實之間，還有腳踏實地的奮斗過程。衛(wèi)星互聯(lián)網計劃看上去十分美好，實際做起來卻困難重重。

就拿“星鏈”計劃來說， SpaceX 的互聯(lián)網衛(wèi)星使用的波段和手機頻段互不兼容，衛(wèi)星上下行頻率在 11-13GHz ，而目前 4G 網絡的最高頻率也只有 2635MH。頻段不同就無法溝通，手機想要接收衛(wèi)星信號，還得通過調制解調器作為“翻譯”。調制解調器和披薩一般大小，可以想象，這個世界沒幾個人忍得了如此費勁的上網方式。

此外，衛(wèi)星互聯(lián)網的概念從來沒被實現(xiàn)過，因而沒有成功的模式可供參考。倒是有些失敗的例子，例如上世紀摩托羅拉公司的銥星計劃。上世紀 80 年代手機通訊技術還不發(fā)達，很多地方都沒手機信號。摩托羅拉就突發(fā)奇想，企圖環(huán)繞地球建立一個太空通訊網絡，從而實現(xiàn)全球信號覆蓋。可惜，摩托羅拉好不容易將銥星星座網絡建成，人們卻都不需要這項服務了。原來，那幾年地面通訊技術飛速發(fā)展，通話信號有了很大的改善，人們不用通過摩托羅拉昂貴的銥星網絡，也能享受良好的通話服務。

無法兼容的頻段問題，飛速發(fā)展的通訊技術，還有昂貴的衛(wèi)星發(fā)射成本，這些都是橫亙在馬斯克等人面前的鴻溝。介于“星鏈”計劃實施難度太大，甚至有不少人懷疑這只是馬斯克用來騙融資的手段。其實，馬斯克和貝索斯既不是傻子，也不是瘋子，他們大張旗鼓的衛(wèi)星互聯(lián)網計劃實際上另有所圖。

搶占太空資源

從小我們就知道，太空廣袤無垠，小小的衛(wèi)星在太空中毫不起眼，外太空中可以容納無數(shù)個衛(wèi)星軌道。不過，衛(wèi)星軌道也有價值高低之分，為了保證頻率隔離、空間隔離，衛(wèi)星間需要保持一定的安全距離。因此，有價值的軌道，如地球靜止軌道，數(shù)量并不多，這些軌道上某些靜止點更是極為稀缺。

國際上有一個空間軌道分布協(xié)會協(xié)調空間軌道，理論上哪個國家或公司優(yōu)先申報，就可以獲得優(yōu)先使用權。馬斯克、貝索斯他們如此不計代價的開展衛(wèi)星互聯(lián)網計劃，未嘗沒有通過大量通訊衛(wèi)星占據(jù)高價值衛(wèi)星軌位的心思。

更為關鍵的一點是，通訊衛(wèi)星在 5G 之后的 6G 時代意義非凡。我國工信部 IMT-2020(5G) 無線技術工作組組長粟欣曾經透露：“目前來看，5G 在廣聯(lián)接也就是物聯(lián)網的應用還不太理想，6G 可能會在這個場景上擴展向更廣泛的層面、更高的空間，比如衛(wèi)星移動，實現(xiàn)地空全覆蓋的網絡，實現(xiàn)真正無所不在的任意設備之間的信息傳輸，真正的萬物互聯(lián)時代?！?/p>

另外，上個月美國聯(lián)邦通信委員會一致投票決定開放“太赫茲波”頻率段，該頻率段在 95GHz 到3THz 范圍內，正是預測 6G 通信技術將進入的頻段。目前業(yè)界觀點普遍認為，未來 6G 將使通信向空間發(fā)展，衛(wèi)星通信將發(fā)揮重要甚至關鍵的作用。

如此看來，馬斯克、貝索斯的衛(wèi)星互聯(lián)網計劃，更像是提前為未來布局。通過隨處可達的衛(wèi)星互聯(lián)網，為全球每個人跡罕至的角落提供網絡信號。在造福用戶的同時，積累低軌寬帶天基互聯(lián)網組網經驗。等到 6G 技術標準正式確立，就可以利用自身豐富的衛(wèi)星互聯(lián)網組網經驗以及占據(jù)的高價值衛(wèi)星軌位搶占先機。