文/陈根

5G的发展如火如荼。5G构建起万物互联的核心基础能力,带来了更快更好的网络通信,肩负起赋能各行各业的历史使命。而在5G应用火热的另一边,卫星互联网也正以追赶之势走向人类的现实生活。

2020年4月20日,卫星互联网首次作为重要的信息基础设施被纳入国家“新基建”政策支持的重点方向,我国低轨卫星互联网发展迎来重大发展机遇。近日,马斯克的Starlink星链卫星宽带系统宣布获得英国通信监管机构的用户终端许可证,开始进入英国市场。希腊、德国和澳大利亚也相继批准。

卫星互联网的战略地位和商业价值不言自明,或许,卫星互联网开启的大航天时代,将是比大航海时代更加波澜壮阔的伟大时代。在这个时代,人们将建立前所未有的紧密连接,新的世界观甚至宇宙观也即将形成。

从5G到卫星互联网

卫星互联网是基于卫星通信的互联网,通过一定数量的卫星形成规模组网,从而辐射全球,构建具备实时信息处理的大卫星系统。同时,它也是一种能够完成向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络。

卫星互联网以卫星为中继站转发微波信号,从而实现多个地面站之间的通信,可实现全球性的互联网连接。与移动通信、地面光通信一样作为现代通信的重要方式之一,卫星通信也具有低延时、低成本、广覆盖、宽带化等优点。

卫星互联网系统由空间段、地面段、用户端三部分组成。空间段由卫星构成,主要负责接收和转发地面站传输的信号,完成地面站与卫星以及卫星之间通信;地面段主要包括地面站、控制站,负责对卫星下达相关指令;用户端则指各种接收终端等,主要用来发出和接收信号。

当太空中的通信卫星达到一定数量的时候,将相互交错形成一个辐射整个地球的卫星互联网,为地面和空中终端提供宽带互联网接入服务。

卫星互联网最早可以追溯到上世纪80年代,主要经历了三个阶段的迭代升级。在企图替代地面通信网络阶段(20世纪80年代-2000年)里,卫星互联网主要以提供语音、低速数据、物联网等服务为主。随着地面通信系统快速发展,卫星互联网由于市场定位错误、技术复杂度高、投资过大、研发周期长及系统能力弱等多方面原因,在与地面通信网络的竞争中宣告失败。

进入21世纪后,卫星进入成为地面通信网络的补充阶段(2000-2014年)。这个阶段里,互联网卫星的主要定位就是对地面通信系统的补充和延伸,同时也在极端条件下向航空、航海等用户提供移动通信服务。

从2014年开始,卫星互联网的发展进入到第三阶段,即卫星与地面通信网络融合阶段。这个阶段随着运载火箭、材料工艺、毫米波通讯等技术的创新与进步,以一网公司(OneWeb)、太空探索公司(SpaceX)等为代表的企业开始主导新型卫星互联网星座建设。以星链(StarAink)、0neWeb等计划为代表,卫星定位于与地面通信互补合作、融合发展的宽带互联网时期。