打造中國版“星鏈”？中國衛(wèi)星網(wǎng)絡集團正式成立

近日，國資委發(fā)布公告，經(jīng)國務院批準，新組建中國衛(wèi)星網(wǎng)絡集團有限公司。據(jù)悉，中國衛(wèi)星網(wǎng)絡集團有限公司由國務院國資委代表國務院履行出資人職責，列入國務院國資委履行出資人職責的企業(yè)名單。據(jù)新華社報道，中國衛(wèi)星網(wǎng)絡集團有限公司將是第一家注冊落戶雄安新區(qū)的中央企業(yè)。

根據(jù)天眼查資料顯示，中國衛(wèi)星網(wǎng)絡集團有限公司注冊資本100億元人民幣，注冊地是河北雄安，由國務院國資委100%控股。經(jīng)營范圍包括，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的論證設計、研究試驗、工程設計、工程建設、工程服務、運行控制、運營管理；衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)軟硬件和系統(tǒng)衍生產(chǎn)品的標準制定、檢測鑒定、產(chǎn)品認證、網(wǎng)絡與信息安全、系統(tǒng)防護及相關技術服務；衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)射和測控服務；基礎電信業(yè)務；第一類增值電信業(yè)務，第二類增值電信業(yè)務；軟件開發(fā)；系統(tǒng)集成及運營；信息服務、數(shù)字內(nèi)容服務；衛(wèi)星通信、廣播、導航、遙感業(yè)務及綜合服務；云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術應用服務；衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)及融合應用領域內(nèi)的技術開發(fā)、技術咨詢、技術交流、技術轉(zhuǎn)讓、技術服務、技術推廣；衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領域的國際合作及跨境服務；國際工程設計、工程承包；貨物及技術進出口等。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)有何優(yōu)勢？

衛(wèi)星通信是利用衛(wèi)星中的轉(zhuǎn)發(fā)器作為中繼站，通過轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號，實現(xiàn)兩個或多個地球站之間的通信。

地球衛(wèi)星的軌道主要分為低中高三種，低地球軌道（LEO）：又稱近地軌道，距地面約200-2000公里的圓軌道；中地球軌道（MEO）：距地面約2000-20000公里的圓軌道；地球同步軌道（GEO）：又稱高地球軌道，距地面約36000公里的圓軌道。

通常一顆高軌靜止軌道通信衛(wèi)星大約能夠覆蓋40%的地球表面，使覆蓋區(qū)內(nèi)的任何地面、海上、空中的通信站能同時相互通信。

現(xiàn)有的中高軌道衛(wèi)星解決了地球的覆蓋問題，相當于移動通信的2/3G網(wǎng)絡，僅提供基本語音和低容量的數(shù)據(jù)業(yè)務。中高軌衛(wèi)星設計要求穿透性強、信號覆蓋面積大，一般采用的低頻段波段。其組建一個完整覆蓋地球的衛(wèi)星數(shù)量少（如中國天通一號高通量衛(wèi)星單一一顆可覆蓋全國）。

但存中高軌道衛(wèi)星存在兩大問題：（1）地面終端要求嚴格，無法脫離成熟通信基礎設施向所有無基礎設施區(qū)域用戶提供性價比高的數(shù)據(jù)業(yè)務。（2）帶寬有限，導致可容納用戶數(shù)量有限，無法滿足全球海量用戶的互聯(lián)容量需求。因此傳統(tǒng)中高軌道衛(wèi)星通信主要用于特定用戶的信息互聯(lián)或電視轉(zhuǎn)播。

相比之下，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座可實現(xiàn)：高帶寬、高性能全球覆蓋、低時延、可便攜式\嵌入式終端、低成本的全球互聯(lián)服務。

目前全球仍有近50%的人口未接入寬帶互聯(lián)網(wǎng)，低軌衛(wèi)星星座能實現(xiàn)全球互聯(lián)網(wǎng)覆蓋，而隨著衛(wèi)星制造成本和發(fā)射成本的快速降低，越來越多的企業(yè)開始進軍衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場。

根據(jù)今年2月，中國互聯(lián)網(wǎng)絡信息中心（CNNIC）在京發(fā)布的第47次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》顯示，截至2020年12月，我國網(wǎng)民規(guī)模達9.89億，較2020年3月增長8540萬，互聯(lián)網(wǎng)普及率已達70.4%。但是，國內(nèi)還有很多山地、草原、高原、戈壁、沙漠、海洋等地區(qū)沒有網(wǎng)絡覆蓋。

根據(jù)中國科學院院士尹浩發(fā)表了題為《天基信息網(wǎng)絡發(fā)展問題》的演講中指出，算上海洋面積，中國還有60%多的國土面積沒有移動通信信號覆蓋，三大運營商網(wǎng)絡只覆蓋了本土陸地和近海。此外還有山區(qū)，邊境，沙漠等地區(qū)網(wǎng)絡覆蓋并不理想。相比之下，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)恰恰可以解決上述地區(qū)的網(wǎng)絡覆蓋，以及船舶、飛機、科考的寬帶通信問題，是地面移動通信的有益補充。

全球最大的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)：SpaceX的星鏈計劃走在前列

目前衛(wèi)星通信的趨勢從高軌向中低軌轉(zhuǎn)移，全球新推出的MEO和LEO星座計劃有20個左右，其中最具代表性的則是英國衛(wèi)星通信公司OneWeb、Space X的StarLink“星鏈”以及亞馬遜的Project Kuiper星座計劃等。

OneWeb成立于2012年，是一家全球性的通信公司，計劃通過低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座構建高速低延時的網(wǎng)絡連接。2019年2月，OneWeb在成立7年后終于發(fā)射首批6顆衛(wèi)星。

截至今年4月底，OneWeb累計已組網(wǎng)發(fā)射182顆衛(wèi)星，預計到2021年6月可向北緯50度以上的地區(qū)提供網(wǎng)絡連接解決方案。今年底開始，覆蓋英國、阿拉斯加、北歐、格陵蘭島、冰島、北冰洋和加拿大，2022年提供全球服務。

為了實現(xiàn)這一覆蓋目標，OneWeb還需要再發(fā)射兩批各36顆衛(wèi)星，才能在今年底前為整個英國提供服務。而這對剛剛出售給英國政府和印度電信公司Bharti Global的OneWeb來說，也是一個重要里程碑。

除了OneWeb之外，目前在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領域發(fā)展最快，同時也是最強的企業(yè)則是SpaceX。

早在2015年1月，SpaceX CEO馬斯克就宣布了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務計劃，這一項目被命名為Starlink“星鏈”，計劃發(fā)射超過1.2萬顆衛(wèi)星。

而得益于SpaceX的火箭回收技術，SpaceX可以以相對的低廉的價格將衛(wèi)星送上太空，并且可以一次發(fā)射60顆衛(wèi)星。馬斯克曾表示，最新的獵鷹9號在幾乎不需要翻新的條件下可以完成10次發(fā)射任務，在可翻新的條件下能完成100次發(fā)射任務。

北京時間5月5日凌晨3點1分，在美國肯尼迪航天中心，SpaceX發(fā)射了重復使用了9次的獵鷹9號火箭(B1049.9)，將第26批星鏈衛(wèi)星送入太空，使得SpaceX的星鏈衛(wèi)星總數(shù)已達1565顆，在軌活躍的超過1400顆。預計2027年完成全部部署。

根據(jù)預計，SpaceX的整個星鏈計劃的衛(wèi)星制造及發(fā)射需要的總投入將達到274.28億美元。

目前“星鏈”衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務的用戶預訂量已經(jīng)超過50萬，可以提供1Gbps的上網(wǎng)服務（20年前的銥星的數(shù)據(jù)傳輸速度只有2.4KB/s），衛(wèi)星上網(wǎng)服務費用為99美元/月。不過目前“星鏈”服務在美國和其他幾個國家仍處于測試階段。

此外，去年美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）也已經(jīng)批準了亞馬遜Project Kuiper星座計劃，該計劃投入數(shù)十億美元將3236顆衛(wèi)星送入軌道，其中784顆衛(wèi)星位于367英里（590公里）的高度，1296顆衛(wèi)星位于379英里（610公里）的高度，1156顆衛(wèi)星位于391英里（630公里）的軌道，這些衛(wèi)星將為地球上的地點提供數(shù)據(jù)覆蓋，范圍從北緯56度到南緯56度（世界上大約95％的人口生活在這個廣闊地區(qū)當中），來為全球用戶提供互聯(lián)網(wǎng)寬帶服務。

值得一提的是，亞馬遜首席執(zhí)行官杰夫·貝佐斯（Jeff Bezos）也擁有火箭公司Blue Origin。另外，為了執(zhí)行Kuiper星座計劃計劃，亞馬遜還專門從SpaceX挖來了星鏈計劃的副總裁拉吉夫·巴季亞爾。

有限的衛(wèi)星低軌道和頻段資源

中高軌道所能提供的通信能力有限，主要作為地面通信的補充和延伸，低軌道衛(wèi)星則能提供全球性的移動互聯(lián)網(wǎng)服務，目前申請的低軌衛(wèi)星星座大多位于700km-1500km。

根據(jù)ITU，衛(wèi)星的可用頻段可劃分為L、S、C、X、Ku、Ka等頻段，目前大部分的頻段資源已被移動通信、雷達、衛(wèi)星通信等業(yè)務占用。低軌衛(wèi)星沿著不同軌道飛行，相對于地球同步軌道的唯一性，低軌衛(wèi)星的軌道資源緊缺性沒有那么突出，而頻段資源的稀缺性較為緊張。

一些國家申請了大量的衛(wèi)星軌道和頻段資源，但大部分的申請者不具備構建完整星座的能力，而ITU為了不讓這些資源成為“紙面衛(wèi)星”，規(guī)定申請者需要在一定年限內(nèi)發(fā)射衛(wèi)星。

預計未來那些具備穩(wěn)定衛(wèi)星制造和發(fā)射能力的公司能夠鎖定住更多的資源，而衛(wèi)星發(fā)射能力弱而占據(jù)資源的申請者也存在出于商業(yè)目的交易頻段資源的可能性。

從戰(zhàn)略意義上來看，考慮到低軌衛(wèi)星軌道先占先得，一旦在整個全球搶占卡位中錯失機遇，后續(xù)將面臨無軌可用的風險。因此中國加快衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建設刻不容緩。

中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的后發(fā)優(yōu)勢

資料顯示，中國歷經(jīng)了四代衛(wèi)星、50年的研發(fā)經(jīng)驗積累，中國已成為全球范圍內(nèi)少數(shù)可獨立設計、研制大容量通信衛(wèi)星的國家之一，我國在無論是衛(wèi)星設計、制造還是火箭發(fā)射等關鍵環(huán)節(jié)都具備較強的產(chǎn)業(yè)基礎。

從火箭運載能力來看，以我國現(xiàn)役運載火箭中起飛質(zhì)量最大、長度最長的火箭長征二號F（CZ-2F）火箭為例，該運載火箭可以實現(xiàn)將8.8噸的有效載荷送入近地點200千米、遠地點350千米、傾角42°的地球近地軌道。若以低軌衛(wèi)星載荷質(zhì)量300公斤為基準進行粗算（假設衛(wèi)星入軌分離提升將提升載荷使用率至100%），則我國運載火箭目前已具備一箭30星發(fā)射能力，按照象山發(fā)射基地年發(fā)射規(guī)模100發(fā)來進行測算，我國長期來看或?qū)⒕邆鋯文?000顆以上衛(wèi)星的發(fā)射能力。

從衛(wèi)星制造能力來看，我國或?qū)⒕邆淠戤a(chǎn)1000顆以上衛(wèi)星制造能力。比如，航天五院通信衛(wèi)星事業(yè)部正在天津航天城建設批量衛(wèi)星生產(chǎn)線，將實現(xiàn)年出廠130顆衛(wèi)星的總裝能力，滿足鴻雁星座生產(chǎn)能力需求。另據(jù)國內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)銀河航天官方宣布，其已完成最新一輪融資，投后估值近80億元人民幣。銀河航天將在南通重點打造新一代衛(wèi)星智能制造超級工廠，向年產(chǎn)300-500顆衛(wèi)星邁進，該工廠建成后將是我國商業(yè)航天領域首條對標“星鏈計劃”——具備低成本、批量化制造新一代低軌寬帶通信衛(wèi)星的智能生產(chǎn)線，有望把中國新一代衛(wèi)星批產(chǎn)能力和美國的差距縮短到兩年內(nèi)。

資料顯示，截止2018年底，國內(nèi)已發(fā)布的衛(wèi)星星座計劃超過27項，其中由民營企業(yè)發(fā)起的星座項目就有14個。根據(jù)這些星座計劃相加，到2025年前，我國將發(fā)射約3100顆商業(yè)衛(wèi)星。

比如航天科技集團的324顆衛(wèi)星的“鴻雁”星座和航天科工集團的156顆衛(wèi)星的“虹云”工程和80顆衛(wèi)星的“行云”工程、銀河航天的“銀河系”AI星座計劃等等。

2018年12月22日，“虹云工程” 首發(fā)星被送入軌道，標志著我國低軌寬帶通信衛(wèi)星系統(tǒng)建設邁出實質(zhì)性步伐。

另上海蔚星科技運營的天基互聯(lián)星座項目，落地咸陽市，總投資92.3億元，將建成由186顆低軌寬帶通信衛(wèi)星組成的星座。

民營商業(yè)航天公司運營的星座，主要有銀河航天的銀河Galaxy星座，計劃發(fā)射衛(wèi)星約1000顆，遙感衛(wèi)星星座靈鵲和“星時代”AI星座計劃也將分別發(fā)射378顆和192顆。

由于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)屬于信息基礎設施的通信網(wǎng)絡基礎設施范疇內(nèi)，信息基礎設施主要是指基于新一代信息技術演化生成的基礎設施。2020年4月，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)首次納入“新基建”范圍，意味著衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設已上升為國家戰(zhàn)略。

不過從目前國內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展來看，雖然相關的從業(yè)企業(yè)數(shù)量不少，但都是各自為戰(zhàn)，規(guī)劃的衛(wèi)星星座中的衛(wèi)星數(shù)量也遠低于國外SpaceX的規(guī)模。

此次由國資委組建中國衛(wèi)星網(wǎng)絡集團，主要目的之一就是為了解決目前各類星座的亂局，擰成一股繩，勁往一處使，以期滿足我國構建全球?qū)拵l(wèi)星通信網(wǎng)絡的重任。

在中國衛(wèi)星網(wǎng)絡集團有限公司成立大會上，國務委員王勇強調(diào)，組建中國衛(wèi)星網(wǎng)絡集團有限公司，是立足國家戰(zhàn)略全局、順應科技產(chǎn)業(yè)變革大勢的重大舉措。其中特別提到，要做好頂層設計和資源整合，加強科技攻關，著力提高全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新能力和整體效能，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定、自主可控。

業(yè)內(nèi)人士認為，這次由國資委組建中國衛(wèi)星網(wǎng)絡集團有限公司，在統(tǒng)籌規(guī)劃下，我國衛(wèi)星通信的發(fā)展無疑將進入快車道，通過集中力量辦大事的制度優(yōu)勢，快速構建一張更為強大的中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，以便能夠更好的應對未來的國際競爭。

編輯：芯智訊-浪客劍    部分資料來源：天風證券、知乎等