衛星互聯網：這個故事怎么講？

高超

當5G部署如火如荼展開的時候，同為新基建范疇的衛星互聯網部署工作亦在穩步推進中，中國天地一體化通信體系正在形成。

6月6日，中國聯通與華為在北京簽署空天地一體化戰略合作協議。中國聯通網絡技術研究院與華為公司聯合搭建并演示了基于MEC的低軌衛星—5G融合業務演示平臺，雙方將在低軌衛星與5G網絡融合技術和方案方面開展合作，探索基于空地聯合的衛星物聯網、衛星車聯組網等業務應用，共建產業生態。

這是衛星互聯網納入新基建范疇，馬斯克星鏈計劃引起業界廣泛關注之后，三大運營商在衛星互聯網領域的最新動作。事實上，三大運營商對于衛星互聯網的布局并不僅限于此。

4月27日，中國聯通旗下聯通航美發布了四大衛星系列產品，為政府企業客戶展示了中國聯通在天、地、海一體化的應急通信服務能力。

早在今年1月份，中國電信的天通衛星通信服務正式商用，為政務應急、海上作業、航空通信等領域的客戶提供便捷優質、自主安全的語音、數據通信服務。

今年1月，中國移動也完成了衛星通信網第十二期工程的招標工作，以增強偏遠地區4G基站接入、應急通信車等業務能力。

近年來，因其重要的戰略意義，衛星互聯網已經從科技界的熱門話題，上升到了國家戰略層面，中國、美國、俄羅斯、歐盟、日本等國家和地區出臺了一系列政策措施，鼓勵衛星通信的發展。值得注意的是，衛星通信網建設也是今年兩會代表委員建議提案的主要內容之一。

很多企業也在這一時期紛紛入局，推動全球衛星產業規模穩步增長。

據賽迪顧問物聯網產業研究中心的數據，2019年全球衛星產業規模為2860億美元，同比增長3.20%。

另據申萬宏源研究預測，到2027年，中國衛星運營市場空間可達6975億元。顯然衛星互聯網未來的發展空間廣闊。

產業布局加速

衛星通信系統一般按照其運行的軌道分為同步軌道（GEO）、高橢圓軌道（HEO）、中軌道（MEO）和低軌道（LEO）等系統。國際上的海事通信衛星、中國的天通1號、中星16號均屬于GEO衛星通信系統，而馬斯克的星鏈計劃則屬于LEO衛星系統序列。

與GEO衛星系統相比，LEO衛星系統具有傳播延遲小、帶寬大、衛星和地面終端設備簡單等特點，適合應用于個人移動衛星通信，商業應用前景更加廣闊。因此，國內外已有多家企業提出了低軌衛星互聯網星座計劃，且都加快了部署速度。

在中國，正在推進的衛星互聯網計劃共有四個，分別是中國航天的鴻雁星座、中國航天科工的虹云工程、中國電科的天象星座和銀河航天的銀河Galaxy衛星星座。

鴻雁星座是中國投資規模最大的國家級商業航天項目，由超過300顆低軌道小衛星及全球數據業務處理中心組成。該項目共分為兩期建設，一期預計投資200億元，在2022年建成由60顆衛星組成的通信網絡;二期預計2025年完成建設，通過數百顆衛星構建“海、陸、空、天”一體的衛星移動通信與空間互聯網接入系統，實現全球任意地點的互聯網接入。

據悉，該項目首顆試驗衛星已于2018年12月發射升空，2020年7月計劃再發射兩顆試驗衛星。目前，鴻雁星座項目的實際運營者東方紅衛星移動通信有限公司已經開業，該公司由中國航天、中國電信、中國電子、中國國新等企業聯合投資成立。

虹云工程是中國航天科工五大商業航天工程之一。按照規劃，虹云工程為“1+4+156”三個發展階段。第一階段是在2018年前發射第一顆技術驗證星，實現單星關鍵技術驗證;第二步在2020年之前，發射4顆業務試驗星，組建一個小星座，讓用戶進行初步業務體驗;第三步到2025年，實現全部156顆衛星組網運行，完成業務星座構建。

據了解，虹云工程首顆技術驗證衛星已于2018年11月成功發射升空，該計劃應用示范系統也將于今年投入使用。

此外，中國航天科工還專門成立空間工程發展有限公司，與湖北省政府達成了戰略合作，計劃在武漢國家航天產業基地建設衛星產業園，預計2020年建成。該產業園可以滿足2020年“虹云工程”業務試驗星的發射需求，到2022年前后能夠滿足整個星座衛星的批量生產。

天象星座由天基骨干網、天基接入網和地基節點網組成，并與地面互聯網和移動通信網互聯互通，可實現“全球覆蓋、隨遇接入”。其中，天基骨干網由GEO軌道的6個節點聯網而成，天基接入網規劃60顆綜合星和60顆寬帶星，地基節點網由多個地面互聯的地基節點組成。

據介紹，該項目落地合肥，并由中國電科38所承建合肥中心。該中心主要承接空間高速傳輸載荷的研發，主導低軌通信衛星、 浮空平臺通信系統建設，是衛星及浮空平臺裝備制造及服務基地、地面核心信息港，并發展大數據產業。兩顆試驗衛星已于2019年6月發射，成功進入預定軌道，重大項目建設取得實質性進展。

銀河Galaxy衛星星座是中國民營企業中第一個有實質性進展的衛星互聯網計劃。據悉，該星座基于采用5G標準，通過由650顆低軌通信衛星組成的覆蓋全球的天地融合5G衛星通信網絡，讓用戶可以高速靈活地接入5G網絡。目前該項目的首顆衛星已于2020年1月16日發生升空入軌。

此外，九天微星物聯網星座計劃于2020年底前部署完成72顆低軌衛星，星網宇達、和德宇航、歐科微、國電高科等公司也公布了低軌衛星計劃，其中國電高科已發射了6顆衛星，歐科威也發射了1顆衛星。

與國內相比，國外企業的衛星互聯網計劃更加龐大。據統計，國外有超過8家企業提出了各自的衛星互聯網計劃，其中既有波音、O3b、Telesat這樣的老牌企業，也有OneWeb、SpaceX這些新興科技公司。

SpaceX的星鏈計劃是目前知名度、部署規模最大的衛星互聯網星座。據悉，該公司于2015年正式提出這項計劃，擬發射約12000顆小衛星建設兩個天基互聯網。截至今年3月，該公司共發射了358顆衛星，成為迄今為止全世界擁有衛星數量最多的商業衛星運營商。

與SpaceX針鋒相對的是OneWeb公司。據了解，該公司是第一家獲得FCC準入許可的低軌星座公司。2019年2月，OneWeb首批6顆衛星發射升空。截至目前，該公司共發射升空升空了76顆衛星，而該公司計劃共發射2000顆衛星，建設兩張衛星互聯網。

另外，波音公司、亞馬遜也分別提出了3000顆衛星、3200顆衛星的星座計劃，尚在籌備階段。

衛星互聯網的部署得到了中國、美國、俄羅斯、日本、歐盟等國家和地區政府部門的重視，紛紛出臺鼓勵政策，推動衛星互聯網建設。但是從實際情況來看，各國的發展速度和質量參差不齊，有些國家的網絡部署已進入實際操作階段，而有些國家還在探索和籌備階段。

有哪些挑戰？

建設一張高效的衛星物聯網需要克服部署、運營等多重難關。

在技術層面，面臨的衛星制造成本、發射成本和衛星發射數量等諸多難題。

在衛星制造成本方面，據未來宇航研究院發布的《2018中國商業航天產業投資報告》估計，中國商業衛星制造成本約為376萬美元/顆;據《The Future of the Space Industry》，美國衛星制造成本已下降至100萬美元左右/顆，重量更小的衛星制造成本甚至可以降至15萬美元。

在發射成本方面，SpaceX單顆衛星發射成本僅50萬美元，中國衛星發射成本約為470萬美元/顆。

在衛星數量方面，根據UCS的數據，截至2020年3月底，在軌運行的通信衛星有1194顆，其中美國有672顆，中國擁有49顆通信衛星，差距明顯。

值得注意的是，根據各家企業公布的衛星互聯網組網計劃，美國計劃部署衛星數量超過20000顆，中國2024年之前計劃發射650顆衛星。而美國SpaceX可以一次性發射60顆衛星，后期會增加到400顆，而中國最多可以一枚火箭發射20顆衛星。從衛星發射效率上來看，中國還有一定的發展空間。

在運營層面，要面臨長期投入、長期負債、商業推廣的挑戰。

眾所周知，衛星通信分為衛星制造、衛星發射、地面設備、衛星運營四個產業鏈環節。據申萬宏源研究發布的報告估計，在低軌衛星互聯網前期的投資階段，到2027年，衛星發射、衛星制造及衛星地面站設備中關口站的投資總規模累計達1690億元，各環節投資規模占比分別為46%、49%及5%。

較早開展相關服務的美國銥星公司就面臨著比較嚴峻的財務壓力。據該公司年報，2015—2019年，該公司總收入從4.11億美元增至5.60億美元;凈收入從710萬美元降至-1.62億美元;凈債務從10.42億美元增至15.86億美元。

與SpaceX齊名的OneWeb也遇到了麻煩。今年3月，OneWeb宣布向美國法院申請破產保護，并解雇了大多數員工。

在面臨經營壓力的同時，市場推廣也讓這些公司舉步維艱。據銥星公司年報，2019年，該公司用戶有130萬戶，五年間僅增長51.8萬戶。而SpaceX的星鏈計劃在建設階段，尚未推向市場。

顯然，衛星互聯網運營公司不僅需要在漫長的前期建設階段投入大量資金，還需要在后續較長時期內持續投入，以維持衛星的運轉。因此，從目前發展形勢而言，衛星互聯網要經過比較長時間的資金投入，對相關公司的資金鏈和現金流都是巨大的考驗。

未來如何發展？

盡管面臨一些挑戰，但是衛星互聯網因其眾多優良特性和獨特的戰略地位，正在得到越來越多國家的重視。

據了解，美國于2015年先后頒布了《商業航天發射競爭力法》等法律，規范和促進私營企業參與衛星發射活動。歐盟、日本等也出臺了類似的政策措施，強化航天一體化。

而中國在十三五期間也出臺了一系列航天領域的國家政策，促進衛星通信產業發展。特別是，衛星互聯網已經納入新基建范疇，獲得了與5G、工業互聯網等同等重要的地位，為商業航天領域帶來了廣闊的發展機遇。

那么，中國未來的衛星互聯網如何發展？

在政策層面，希望國家主管部門從戰略角度出發，規劃把控在軌衛星的數量，加大低軌衛星發射的扶持力度，為外部資本投資衛星通信提供更加便利的條件，也為商業航天企業落地提供更好的發展環境。

在企業層面，建議衛星制造和發射企業加強火箭回收、一箭多星等技術攻關，進一步降低衛星發射成本。同時，建議通信設備，特別是終端設備制造企業加快創新產品的研發，減輕終端設備的體積，提升設備的性能，改善設備的用戶體驗。

在投資層面，建議投資機構關注衛星平臺建設中鋰離子蓄電池、OBC、高精度星敏感器方向，衛星載荷眾多波束天線方向，通信基帶、射頻設備方向，為相關企業的研發提供資金支持，促進這些企業的成長，從而提升中國在衛星互聯網領域的話語權。