华侨网 金融财经 卫星互联网版图分割,大国博弈时代将至

卫星互联网版图分割,大国博弈时代将至

卫星互联网版图分割,大国博弈时代将至

综合权衡之下,未来卫星互联网最为激烈的竞争很可能在美国、中国、欧盟与俄罗斯之间展开。

在去年平均3.92天密集弹射一批互联网卫星的基础上,马斯克旗下的太空探索技术公司(SpaceX)今年以来更是将发射周期压缩到了只有3天,前两个月借助“猎鹰”9号火箭共计发射了80多颗互联网卫星,启动10年的“星链”计划截至目前已总共布局了5800余颗互联网卫星,从而组成了目前人类有史以来规模最大的卫星星座。按照马斯克的计划,2024年“猎鹰”9号火箭至少完成150次的发射任务,至2027年“星链”卫星总量达到4.2万颗。SpaceX在低轨卫星领域的率先抢跑且进攻气势越来越生猛,势必令大国之间围绕卫星互联网布局展开激烈的竞夺战。

地球上再无通信盲区

按照运行轨道距离海平面的高度,卫星可以分为低轨卫星、中轨卫星和高轨卫星,其中轨道位置约在340~2000公里高度的为低轨卫星。低轨卫星之前,人类就已经向太空发射了地球同步轨道卫星,甚至只要3颗这样的卫星便可将通信信号覆盖全球,只是无奈它们距离地表远达3.6万公里,信号传递中不仅存在着不短的时延,带给地球人的体验感也较差,而且费用还高得离谱,相比之下,低轨卫星则不然。

处在同一轨道上的低轨卫星分布于不同的频段上,也就是说各自运行活动的区间范围不同,一般从低到高分为C频段、Ku频段、Ka频段与V频段,频段越高,意味着卫星的位势高,而位势越高,带宽就越大,可以覆盖的面积就越广,同时传输容量也要比前面的频段大出许多。目前来看,全球低轨卫星主要布局在Ku频段和Ka频段,而随着相关技术瓶颈的逐渐破解,V频段会越来越受到航空航天企业的青睐。

当然,活动与作业于同一频段的任何一个卫星又都不是孤立封闭的,一定数量的卫星还可以规模组网,由此组成了卫星互联网。顾名思义,卫星互联网就是以通信卫星为接入手段,其不同于分别以地面基站和光缆通信为媒体的移动通信和光缆通信仅能向地面终端发射信号,卫星互联网则可以同时向地面和空中终端提供宽带互联网接入服务,这些网状般的卫星如同一个漂浮在太空中的大号WIFI,只要地面与空中配备有终端接收系统,就能随时实现高速流畅上网,因此,广覆盖、低延时、高速率与低成本构成了卫星互联网的主要画像。

数据显示,目前地球上约30亿人口无法享受到互联网服务,他们或者居住在纬度不低的险峻高山,或者栖息在海底电缆无法触及的大洋小岛,或者根本无法铺(架)设光纤与基站的偏远地区,再算上海洋作业、科考探险等人类行为可触达但通信信号未能严密覆盖的旷野地带,至少还有70%的地表成为互联网与通信信号覆盖的盲区,不仅许多人的交际与触及范围受到极大限制,生活质量无从谈起,而且人类的野外科考、应急救援等活动及其成功率也受到重大影响,同时许多稀缺的矿产资源也难以发现并进行勘测与开发,而借助卫星互联网,地球上再也不会出现通联死角,更不会看到信息孤岛。

巨大的产业与商用价值

卫星互联网的实际意义不仅局限于便利通信、辅助导航以及远程遥感与观测,也不只停留在基于广覆盖功能而释放出的科技力量普惠价值层面,作为人类的一道全新经济景观,卫星互联网已经构造出一个由卫星制造、火箭发射、地面设备和运营服务四大部分组成的完整产业链,就此,美国卫星产业协会(SIA)的研究报告指出,四部分价值构成分别是5%、2%、51%和42%。权威机构统计数据表明,2023年全球卫星产业链收入达3083亿美元,而摩根士丹利的报告预测,2040年全球太空经济的价值将达到1万亿美元,其中卫星互联网将占市场增长的50%,最乐观的情况下可达70%。

进一步可以看到的客观事实是,产业链成本的下降也的确为更多市场主体加入到卫星互联网的布局阵营创造了便利条件。从制造环节看,不同于传统大卫星通常采用专门化定制而产生出不菲的成本,低轨卫星用的是小卫星,走的是模块化设计、柔性化生产和智能化制造的技术路线,同时采用流水线并行的生产方式,由此不仅可以显著缩短卫星设计与生产周期,同时大幅降低制造成本;不仅如此,在卫星平台环节,公用平台与模块化平台的采用同样可以缩短卫星研制周期与降低研制成本,美国宇航公司给出的试验结论是,使用模块化卫星平台技术会使卫星成本降低29%;在火箭发射环节,一箭多星以及实现火箭回收已经获得了非常稳定的技术支持,由此不仅提高了资源利用率,也大大降低了发射成本。

国际电信联盟(ITU)已经正式启动面向2030年的6G研究工作,且将卫星互联纳入网络核心架构也是6G建设最深的变革之一。据了解,6G通信技术不再是简单的网络容量和传输速率的突破,而是为了实现全球无缝覆盖,实现“万物互联”这个终极目标。同时,6G网络架构的一个重大转变是:从地面接入向空天地海泛在接入的转变,需要支持天基、空基、地基多种接入方式,固定、移动、卫星多种连接类型。这样,作为未来通信重要的基础设施,卫星互联网将不再是5G技术情景下的支援部队与策应力量,而是必然上升为6G网络背景下的先锋部队与主力阵容,而紧跟通信技术与产品的迭代升级节奏,从而竞夺用户与拓展市场将成为许多企业下注卫星互联网的战略诉求。

美国国内商业暗战正酣

向低空发射卫星马斯克绝对算不上第一人。起步于上世纪80年代的摩托罗拉公司“铱星”计划曾成功发射了66颗低轨卫星,只是由于高昂成本约束以及当时市场并没有回应出非常壮观的需求,“铱星”仅存续了不到3年就销声匿迹。相比前辈,马斯克手中的SpaceX则赶上了好时光。美国宇航局(NASA)除了让SpaceX免费使用军用发射基地外,还以各种补贴形式直接供氧输血,同时不间断地采购服务,当然,最为关键的还是SpaceX无论是资金、技术还是市场张力都身处一流。一方面,SpaceX猎鹰9号火箭目前一箭60星的发射奇迹可谓前无古人,并且无数次实现火箭回收复用,由此带动发射成本从最初的6000多万美元降低到如今的35万美元;另一方面,从卫星制造到为低轨卫星提供电力,再到火箭生产与发射以及运营服务,SpaceX都可自己操盘,其打造出的闭环产业链与垂直整合商业模式无人能及。还有就是,第三代“星链”终端路由覆盖面积由186平方米扩展至297平方米,并且具备了防尘功能以及在大风天气下传输数据的本领,去年“星链”系统也生成了直连手机的能力,也就是说,不经过第三方设备如天地基站,“星链”就能为存量智能手机提供文本、语音和数据传输服务。

其实,“星链”计划也曾经历了大把烧钱与持续亏损的阵痛,直到去年第一季度才迎来亏盈平衡的高光时刻。数据显示,2023年SpaceX旗下的火箭发射和“星链”业务可实现营收约90亿美元,到2024年销售额则有望进一步增加至150亿美元左右,预计到2025年仅卫星互联网就可贡献300亿美元的收入。而如此乐观的商业前景无疑源自“星链”业务所揽收到的庞大用户以及其全球覆盖优势和商业天基通信能力。

在大本营的美洲稳打稳扎且不论,“星链”三年前就先后从英国、德国和葡萄牙政府手上拿到了提供卫星宽带互联网服务的许可证,去年在欧洲的流量同比劲增了六成以上。除了稳步占据美洲、欧洲及大洋洲等地区的商业天基网络服务市场外,“星链”系统自2023年起加快了在亚洲的“圈地”速度,目前韩国、日本、菲律宾、缅甸、马来西亚与蒙古国均已全面批准“星链”系统在其境内提供网络通信服务,同时非洲的尼日利亚、卢旺达、莫桑比克、赞比亚等国也接入了“星链”服务系统,至2023年底,“星链”共在65个国家实现落地应用,服务用户超200万,预计至2025年用户将超过4000万,届时互联网卫星业务销售额将超过火箭发射和载人航天而成为SpaceX的最大收入来源。

不过,越是利润回报丰厚的赛道,愈会招徕资本的集群进入与疯狂追逐。亚马逊推出了“柯伊伯项目”计划,拟投入数十亿美元发射3236颗近低轨道卫星,后申请增加部署4538颗卫星;波音公司计划9年内向太空近地轨道发射147颗卫星,后申请增至5789颗;火箭制造商Astra也在积极部署名下1.36万颗卫星组成的太空网络等。同时,多家美国初创公司也提交了部署数百至上千颗卫星的申请。作为应对,SpaceX推出了“星盾”计划,专门开发服务于美国国防部的互联网卫星系统,此举令美国国内的商业肉搏战再度升级。

即将进入大国竞技博弈时代

根据ITU的测算,近地轨道卫星总容量约为6万颗,目前无论是航空航天企业自身资金与技术能力,还是国家宇航局可以调配的资源与服务能力,美国对卫星互联网的争夺无疑占据着绝对优势,如果SpaceX、亚马逊、Astra和波音公司组成的强大卫星互联网编队如期实现了各自的计划,美国将霸占卫星互联网90%以上的空间。只是在资源极为紧缺以及美国捷足先登的倒逼之下,全球其他国家也加快了开疆拓土的步伐。

英国:依托通信公司OneWeb推出了OneWeb星座计划,目前已成为世界第二大规模的通信卫星星座。OneWeb最初计划发射720颗卫星,第一代星座36颗卫星在2023年3月已交由印度新航天公司发射成功,实际组网卫星数量达到618颗,基本具备全球服务能力。OneWeb的终极目标是在1200公里高度的近地轨道上部署6372颗卫星。

加拿大:计划通过卫星通信公司Telesat打造由198颗卫星组成的Lightspeed星座,为加拿大的企业、政府客户以及乡村与偏远社区提供卫星通信服务,资本投资总额约为35亿美元,预计Telesat将在2026年年中启动Lightspeed卫星网络的第一次发射,在2027年底第156颗卫星发射入轨时启动全球服务。

德国:通过Rivada Space Networks、KLEO Connect等初创企业推动低轨卫星网络布局。其中,Rivada Space Networks计划在18个月内开始建造一个由600颗低地球轨道卫星组成的星座,部署将于2024年开始,预计2028年年中全部完成。这些低轨卫星将通过结合中、高卫星和地面能力,以提供高速低延迟的全球网络覆盖。

俄罗斯:四年前就制定了“球体”计划,计划打造一个由600多颗卫星组成的卫星星座。“球体”卫星星座预计在距地870公里的轨道上运行,高于美国“星链”的运行高度。通过运行在不同高度的多种卫星,“球体”星座将具备卫星通信服务、对地观测等不同功能,从而让俄罗斯拥有“最现代化的太空通信和监控系统”。

中国:已向ITU提交了布局卫星总量1.3万颗的低轨道星座与频谱申请,国内组建出的中国航天科工集团、中航天科技集团和中国卫星网络集团三大特种劲旅分别推出了“虹云工程”“鸿雁星座”与“星网工程”三大战略运营计划,且2023年11月已成功发射一颗卫星互联网技术试验卫星。有计划显示,2027年中国低轨卫星的发射数量将达3900多颗,2030年将突破6000颗。

但综合权衡之下,未来卫星互联网最为激烈的竞争很可能在美国、中国、欧盟与俄罗斯之间展开,毕竟目前只有上述四大经济体拥有卫星制造、卫星发射、地面设备以及运营服务的产业集成能力,同时欧美、中国与俄罗斯还可以独立发射航天空间站,简言之,只有上述四大经济体才具备一箭多星的发射与运载能力,同时具备在全产业链降低卫星互联网总成本的能力,而其他国家要想进入卫星互联网天空,只有从欧美、中国与俄罗斯手中租借卫星频道与资源,受制于人的境况下自然很难施展拳脚。

(作者系中国市场学会理事、经济学教授)

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