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手机直接连接到卫星,星链真正的竞争对手出现了吗?

人处在沙漠、远洋或者高山等地方的时候,普通的手机如果没有地面基站的支持的话,以前人们一般有两种办法:一是放弃通讯;二是带一部卫星电话和一个卫星天线。
Starlink提供的就是第二种方式。用户要买专用天线以及路由器等设备,设备费用大约为599美元/台,每月的服务费约为120美元,在室外还需要配备电源。它的好处是显而易见的:覆盖面广、网速快、适用于船艇、房车、乡村住宅以及紧急联络。

但是问题也十分明显。设备比较重,安装要花费一定的时间,并且功耗也不小,而费用更是普通消费者很难接受的一种。
真正能够改变行业的竞争方式,并且不会被取代的是把手机和卫星直接相连的技术。
这也正是我国通信行业所走的道路。
主要的变化就是卫星不需要用户更换设备了

3GPP R18版本中包含了5G-NTN的标准。通俗地讲, NTN 就是非地面网络,卫星可以起到类似于基站的作用,手机也按照修改过的 5G 协议来进行通讯。
这件事情难就难在不能把手机连接到天上那么简单。
低轨道卫星离地几百公里左右,它的运行速度大概为每秒钟7到8公里。手机发射功率一般在0.2瓦左右,而且受制于机身大小的原因,所以天线尺寸也很小。地面手机没有卫星终端可以使用的大天线,并且没有足够的电源来一直发送信号。
要想使信号得到有效的传递,那么手机芯片就必须要在之前就对由于卫星运动所引起的频率变化以及通信延时进行处理。而卫星端要用到的是高增益天线,并且要利用波束控制来锁定地面终端。卫星飞过头顶之后,马上就要做连接切换的工作了。

过去很难把这两件事做好。目前芯片算法、相控阵天线以及星上处理的能力都得到了提升,手机直接连接到卫星也已经接近实现。
但是说普通的5G手机可以随便在任何没有信号的地方用上完整的卫星网络,还是不太准确的。目前的服务主要以短信、定位、紧急通知以及少量的数据传输为主,是否能够提供稳定的语音、视频以及高速互联网,则要视卫星的数量、频率、终端芯片、运营商网络以及当地的管制规定而定。
技术的方向已经确定了,但是要实现大规模的应用还需要一段时间。
Starlink的优点就是它的缺点

Starlink目前所用的主要方式为专用卫星终端接入。它不一定要有很强的卫星通信功能,所以可以提供更加稳定的、更高的带宽服务。
此方法适用于对网络质量有具体要求的人群。比如海上船舶、边远地区的公司、野外营地以及灾难救援现场等地方可以接受多带一些设备,并且愿意承担相应的服务费。
但是它不能够满足一般消费者日常生活的需求。人们一年之中很少会有时间去到完全没有信号的地方,也不会为了偶尔用一下通讯工具而花大价钱买一套完整的设备。
而手机直接连接到卫星的商业模式就有所不同了。只要有手机芯片以及操作系统能够实现相应的功能,在没有额外天线的情况下就可以使用该服务,并且可以通过运营商提供的套餐来完成。即使最初只能进行求救、发短信以及定位等简单的操作,对于户外使用者来说也是很有用处的。

这并不是简单的“谁的速度快”的问题了,而是在于谁能把卫星通讯带入到更广阔的市场中去。
中国的手机产业链每年出货量很大。如果5G-NTN功能逐渐被中高端芯片所采用,并且进一步推广到更多的机型上的话,那么卫星通信用户的数量将会远远大于专用终端市场的规模。设备的成本、售后服务以及使用难度都会随着规模的缩小而降低。
但是这不表示Starlink就会立刻丧失竞争力。专用终端仍然具有带宽好、稳定性高、成熟度好的优点。在未来很长的一段时间里,这两种方式大概率会共存:手机主要承担起基本的通讯以及紧急联络的任务,而专用设备则提供高速网络服务。
摩托罗拉以前的经验,在现在依然适用

20世纪90年代的时候,摩托罗拉曾经推行过铱星项目。该系统的66颗低轨道卫星已经部署完毕,技术很先进,但是终端的价格高达四千元人民币,并且通话费曾一度高达每分钟七元钱,而且设备体积比较大。
当时的地面2G网络很快地被铺设开来,普通的手机的价格也降低了,通信资费也在不断地下降。铱星电话因为没有建立起足够的用户群体而背上高达四十几亿美金的债务,并且申请了破产。
后来铱星系统被重新整合之后仍然为航运、航空、政府以及一些特殊的行业服务。但是它早期的失败也表明了一个道理,即卫星通讯要想取得成功就必须能够进入到普通的终端设备以及大众的价格体系当中去,并且不能仅仅依靠技术上的优势来实现这一点。
Starlink要比铱星更先进一些,并且在火箭发射以及卫星制造方面也有着成本上的优势。但是它并没有完全消除专用硬件带来的障碍。

如果将来手机可以做很多基本的卫星通讯工作的话,那么Starlink仍然依靠“大天线+专有服务”这种方式的话就会面临新的挑战了。它所拥有的网络价值仍然存在,但是用户不再只有一种选择了。
中国所要争取的,并不是仅仅通信服务
中国正开展“千帆”星座、“国网”星座的建设工作,“千帆”星座计划部署大约1.5万颗卫星,“国网”星座则要部署约1.3万颗卫星。相关的发射能力、卫星制造以及地面通信设备等都在不断的发展当中。
项目的实施是否能按照预定的时间表进行下去,则取决于发射次数、卫星费用、频率分配、网络运行以及盈利情况等几个因素。卫星的数量多了,并不代表服务质量就一定好;能够发射出去,并不代表就可以长期稳定地工作了。
但是从产业布局的角度来看,中国的重点是把卫星系统和现有的通信网络、芯片制造商以及手机制造商联系起来。卫星是由航天企业来建造的,而终端则是被通信产业链所吸收掉的,最后的服务又交给了运营商去进行推广。这样分工可以减少用户的使用难度。
5G-NTN还有一层含义。国际通信标准决定着设备怎样互相连接、网络怎样协作,并且会影响到芯片、终端以及运营商未来的战略规划。谁能够最早实现大规模商用,就有可能获得更多的实际网络数据,并参与到未来的6G天地一体化标准中去。
因此这场竞赛不能仅仅看哪一方先发射了多颗卫星,也不能只看哪一个声音更大一些。
另外就是卫星通讯能不能成为像手机一样的普通功能,在没有地面网络的情况下也能让使用者发送求救信号、定位自己,并与亲人取得联系。
只有完成了这一环节之后,卫星通信才算是进入了普通人的生活当中。Starlink专用终端并不会消亡,但是它所面临的竞争已经不是另外一套卫星网络了,而是在于整个手机产业对于使用模式的一种再认识上。