打造中國版“星鏈”?中國衞星網絡集團正式成立_風聞
西方朔-2021-05-30 08:21
芯智訊 5月5日
近日,國資委發佈公告,經國務院批准,新組建中國衞星網絡集團有限公司。據悉,中國衞星網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名單。據新華社報道,中國衞星網絡集團有限公司將是第一家註冊落户雄安新區的中央企業。
根據天眼查資料顯示,中國衞星網絡集團有限公司註冊資本100億元人民幣,註冊地是河北雄安,由國務院國資委100%控股。經營範圍包括,衞星互聯網的論證設計、研究試驗、工程設計、工程建設、工程服務、運行控制、運營管理;衞星互聯網系統軟硬件和系統衍生產品的標準制定、檢測鑑定、產品認證、網絡與信息安全、系統防護及相關技術服務;衞星互聯網發射和測控服務;基礎電信業務;第一類增值電信業務,第二類增值電信業務;軟件開發;系統集成及運營;信息服務、數字內容服務;衞星通信、廣播、導航、遙感業務及綜合服務;雲計算、大數據、物聯網技術應用服務;衞星互聯網及融合應用領域內的技術開發、技術諮詢、技術交流、技術轉讓、技術服務、技術推廣;衞星互聯網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。
衞星互聯網有何優勢?
衞星通信是利用衞星中的轉發器作為中繼站,通過轉發無線電信號,實現兩個或多個地球站之間的通信。
地球衞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衞星大約能夠覆蓋40%的地球表面,使覆蓋區內的任何地面、海上、空中的通信站能同時相互通信。
現有的中高軌道衞星解決了地球的覆蓋問題,相當於移動通信的2/3G網絡,僅提供基本語音和低容量的數據業務。中高軌衞星設計要求穿透性強、信號覆蓋面積大,一般採用的低頻段波段。其組建一個完整覆蓋地球的衞星數量少(如中國天通一號高通量衞星單一一顆可覆蓋全國)。
但存中高軌道衞星存在兩大問題:(1)地面終端要求嚴格,無法脱離成熟通信基礎設施向所有無基礎設施區域用户提供性價比高的數據業務。(2)帶寬有限,導致可容納用户數量有限,無法滿足全球海量用户的互聯容量需求。因此傳統中高軌道衞星通信主要用於特定用户的信息互聯或電視轉播。
相比之下,低軌衞星互聯網星座可實現:高帶寬、高性能全球覆蓋、低時延、可便攜式\嵌入式終端、低成本的全球互聯服務。
目前全球仍有近50%的人口未接入寬帶互聯網,低軌衞星星座能實現全球互聯網覆蓋,而隨着衞星製造成本和發射成本的快速降低,越來越多的企業開始進軍衞星互聯網市場。
根據今年2月,中國互聯網絡信息中心(CNNIC)在京發佈的第47次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》顯示,截至2020年12月,我國網民規模達9.89億,較2020年3月增長8540萬,互聯網普及率已達70.4%。但是,國內還有很多山地、草原、高原、戈壁、沙漠、海洋等地區沒有網絡覆蓋。
根據中國科學院院士尹浩發表了題為《天基信息網絡發展問題》的演講中指出,算上海洋麪積,中國還有60%多的國土面積沒有移動通信信號覆蓋,三大運營商網絡只覆蓋了本土陸地和近海。此外還有山區,邊境,沙漠等地區網絡覆蓋並不理想。相比之下,衞星互聯網恰恰可以解決上述地區的網絡覆蓋,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。
全球最大的衞星互聯網:SpaceX的星鏈計劃走在前列
目前衞星通信的趨勢從高軌向中低軌轉移,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衞星通信公司OneWeb、Space X的StarLink“星鏈”以及亞馬遜的Project Kuiper星座計劃等。
OneWeb成立於2012年,是一家全球性的通信公司,計劃通過低軌衞星互聯網星座構建高速低延時的網絡連接。2019年2月,OneWeb在成立7年後終於發射首批6顆衞星。
截至今年4月底,OneWeb累計已組網發射182顆衞星,預計到2021年6月可向北緯50度以上的地區提供網絡連接解決方案。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。
為了實現這一覆蓋目標,OneWeb還需要再發射兩批各36顆衞星,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來説,也是一個重要里程碑。
除了OneWeb之外,目前在衞星互聯網領域發展最快,同時也是最強的企業則是SpaceX。
早在2015年1月,SpaceX CEO馬斯克就宣佈了衞星互聯網服務計劃,這一項目被命名為Starlink“星鏈”,計劃發射超過1.2萬顆衞星。
而得益於SpaceX的火箭回收技術,SpaceX可以以相對的低廉的價格將衞星送上太空,並且可以一次發射60顆衞星。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次發射任務,在可翻新的條件下能完成100次發射任務。
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發射了重複使用了9次的獵鷹9號火箭(B1049.9),將第26批星鏈衞星送入太空,使得SpaceX的星鏈衞星總數已達1565顆,在軌活躍的超過1400顆。預計2027年完成全部部署。
根據預計,SpaceX的整個星鏈計劃的衞星製造及發射需要的總投入將達到274.28億美元。
目前“星鏈”衞星互聯網服務的用户預訂量已經超過50萬,可以提供1Gbps的上網服務(20年前的銥星的數據傳輸速度只有2.4KB/s),衞星上網服務費用為99美元/月。不過目前“星鏈”服務在美國和其他幾個國家仍處於測試階段。
此外,去年美國聯邦通信委員會(FCC)也已經批准了亞馬遜Project Kuiper星座計劃,該計劃投入數十億美元將3236顆衞星送入軌道,其中784顆衞星位於367英里(590公里)的高度,1296顆衞星位於379英里(610公里)的高度,1156顆衞星位於391英里(630公里)的軌道,這些衞星將為地球上的地點提供數據覆蓋,範圍從北緯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當中),來為全球用户提供互聯網寬帶服務。
值得一提的是,亞馬遜首席執行官傑夫·貝佐斯(Jeff Bezos)也擁有火箭公司Blue Origin。另外,為了執行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。
有限的衞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,低軌道衞星則能提供全球性的移動互聯網服務,目前申請的低軌衞星星座大多位於700km-1500km。
根據ITU,衞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、衞星通信等業務佔用。低軌衞星沿着不同軌道飛行,相對於地球同步軌道的唯一性,低軌衞星的軌道資源緊缺性沒有那麼突出,而頻段資源的稀缺性較為緊張。
一些國家申請了大量的衞星軌道和頻段資源,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“紙面衞星”,規定申請者需要在一定年限內發射衞星。
預計未來那些具備穩定衞星製造和發射能力的公司能夠鎖定住更多的資源,而衞星發射能力弱而佔據資源的申請者也存在出於商業目的交易頻段資源的可能性。
從戰略意義上來看,考慮到低軌衞星軌道先佔先得,一旦在整個全球搶佔卡位中錯失機遇,後續將面臨無軌可用的風險。因此中國加快衞星互聯網的建設刻不容緩。
中國衞星互聯網的後發優勢
資料顯示,中國曆經了四代衞星、50年的研發經驗積累,中國已成為全球範圍內少數可獨立設計、研製大容量通信衞星的國家之一,我國在無論是衞星設計、製造還是火箭發射等關鍵環節都具備較強的產業基礎。
從火箭運載能力來看,以我國現役運載火箭中起飛質量最大、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。若以低軌衞星載荷質量300公斤為基準進行粗算(假設衞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星發射能力,按照象山發射基地年發射規模100發來進行測算,我國長期來看或將具備單年2000顆以上衞星的發射能力。
從衞星製造能力來看,我國或將具備年產1000顆以上衞星製造能力。比如,航天五院通信衞星事業部正在天津航天城建設批量衞星生產線,將實現年出廠130顆衞星的總裝能力,滿足鴻雁星座生產能力需求。另據國內衞星互聯網企業銀河航天官方宣佈,其已完成最新一輪融資,投後估值近80億元人民幣。銀河航天將在南通重點打造新一代衞星智能製造超級工廠,向年產300-500顆衞星邁進,該工廠建成後將是我國商業航天領域首條對標“星鏈計劃”——具備低成本、批量化製造新一代低軌寬帶通信衞星的智能生產線,有望把中國新一代衞星批產能力和美國的差距縮短到兩年內。
資料顯示,截止2018年底,國內已發佈的衞星星座計劃超過27項,其中由民營企業發起的星座項目就有14個。根據這些星座計劃相加,到2025年前,我國將發射約3100顆商業衞星。
比如航天科技集團的324顆衞星的“鴻雁”星座和航天科工集團的156顆衞星的“虹雲”工程和80顆衞星的“行雲”工程、銀河航天的“銀河系”AI星座計劃等等。
2018年12月22日,“虹雲工程” 首發星被送入軌道,標誌着我國低軌寬帶通信衞星系統建設邁出實質性步伐。
另上海蔚星科技運營的天基互聯星座項目,落地咸陽市,總投資92.3億元,將建成由186顆低軌寬帶通信衞星組成的星座。
民營商業航天公司運營的星座,主要有銀河航天的銀河Galaxy星座,計劃發射衞星約1000顆,遙感衞星星座靈鵲和“星時代”AI星座計劃也將分別發射378顆和192顆。
由於衞星互聯網屬於信息基礎設施的通信網絡基礎設施範疇內,信息基礎設施主要是指基於新一代信息技術演化生成的基礎設施。2020年4月,衞星互聯網首次納入“新基建”範圍,意味着衞星互聯網建設已上升為國家戰略。
不過從目前國內衞星互聯網的發展來看,雖然相關的從業企業數量不少,但都是各自為戰,規劃的衞星星座中的衞星數量也遠低於國外SpaceX的規模。
此次由國資委組建中國衞星網絡集團,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寬帶衞星通信網絡的重任。
在中國衞星網絡集團有限公司成立大會上,國務委員王勇強調,組建中國衞星網絡集團有限公司,是立足國家戰略全局、順應科技產業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,着力提高全產業鏈創新能力和整體效能,確保系統安全穩定、自主可控。
業內人士認為,這次由國資委組建中國衞星網絡集團有限公司,在統籌規劃下,我國衞星通信的發展無疑將進入快車道,通過集中力量辦大事的制度優勢,快速構建一張更為強大的中國衞星互聯網,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