为何要加速建设中国版“星链”，因为再不快资源就没了

电子发烧友网报道（文/黄山明）如今，人们已经正式进入到了信息时代，通信的便捷性让全球距离都变小了，与此同时，也带来了信息大爆炸。不过在信息时代的背后，卫星成为支持通信的重要一环。就在两会期间，全国政协委员、北京航空航天大学教授张涛表示，要建设高中低轨卫星协同组网、天地网络深度融合、空天地海一体化的网络，尽快尽早布局中国版“星链”卫星互联网。
 

 

图源：央视网

 
为何要建设中国版“星链”，张涛也透露了原因，主要是需要中国在这场空间资源竞争和6G时代竞赛中占据主动。并且“星链”低轨卫星组网相对传统高轨通信卫星有着成本低、时延短、损耗小的优势，而其覆盖范围和建设效率远远大于地面5G通信基站。
 
“星链”计划与有限的资源
 
所谓的“星链”计划是马斯克在2014年提出的，通过发射12000颗低轨通信卫星，组成一个覆盖全球的卫星互联网，号称可以媲美地面的5G通信基站，未来也有可能被当作6G通信的解决方案。
 
当时有许多人认为马斯克在说大话，但如今来看，马斯克的SpaceX已经累计发射了近2300颗“星链”卫星，他们在玩真的，并且如今保持着每月发射1-2次，每次发射60颗左右，还将发射数量从原来的12000颗，提高至42000颗。
 
不仅是SpaceX，还有如美国亚马逊“柯伊伯项目”、英国卫星通信公司的“OneWeb”、波音卫星、Viasat等许多欧美企业已经开展低轨卫星组网的组局，不仅可以用来提供通信、气象观测等功能，还能为地面、海洋及空中提供导航与定位等服务。
 
甚至在近期的俄乌冲突中，这些低轨卫星发挥了重要的作用。乌克兰大量通信设施遭到破坏后，SpaceX的星链服务帮助乌克兰能够照常使用宽带服务，这也让乌克兰不至于与世界失去联系。
 
显然，这些卫星已经开始在方方面面中发挥了作用，并且对于中国而言，加速建设“星链”是有必要的。这里不仅是为了今后的6G时代做准备，更是因为地球卫星轨道资源有限且不可再生。
 
根据国际电信联盟规定，卫星频率及轨道使用权采用“先登先占”规则，即谁先发射了卫星，那这条轨道就是谁的。
 
同时，根据计算，以赤道同步轨道为例，同步轨道卫星最多不会超过120个，每隔三度一颗，再多的话可能会产生太空的交通事故。2021年7月份与10月份，SpaceX的星链卫星险些与我国空间站相撞，而在2020年10月，SpaceX也与Oneweb的一颗卫星险些碰撞，这些事件都已经表明太空轨道资源已经很紧张了。
 
据权威估计，地球近地轨道可容纳约6万颗卫星，到了2029年，地球近地轨道预计将部署总计约57000颗低轨卫星。在SpaceX、亚马逊等企业的计划下，这一进度将大大提前。
 
中国的卫星计划
 
中国也看到了这个太空互联网的重要性，在2016年，中国便已经有意建设自己的卫星通信网络，并发起了鸿雁星座虹云工程、天启一号等多个卫星星座计划。

2020年4月，卫星互联网作为通信网络基础设施的代表之一，首次被纳入新基建信息基础设施的范畴，标志着卫星互联网建设已经上升为国家战略性工程。目前，国内已经有超过1.5万家经营范围包含“卫星、航天”的相关企业。
 
到了2021年3月份，国家“十四五规划和2035远景目标”中再次明确提出要“打造全球覆盖、高效运行的通信、导航、遥感空间基础设施体系”。
 
到了近期，西昌卫星火箭发射中心开了个好头，长征二号丙运载火箭将7颗卫星采用一箭多星的方式成功将其送到了太空的指定位置，而这些卫星除了有一颗商业卫星外，其余都是通信卫星，意味着我国在卫星通信领域中又迈进了一大步。
 
这一技术的突破，也让中国成为全球第四个掌握一箭多星火箭卫星技术的国家，其余六颗通信卫星也将完成多星联网、通信遥感一体化的工作，建成国内首个低轨宽带通信试验星座，地面通信设施与卫星通信技术融合初步成型。
 
同时，就在前几天，长征八号遥二火箭在文昌顺利升空，这艘火箭也创下了中国航天“一箭多星”的最高纪录，达到了同一艘火箭搭载22颗卫星。此前电子发烧友也曾报道过其中一颗完全由学生为主导制造的卫星，便是搭乘这艘火箭升入太空。
 
尽管中国的卫星互联网产业应用虽然起步较晚，但发展势头较好，当前已经拥有高通量卫星资源总容量达到了70Gbps以上，可以在航空、海事、应急、能源、生态环保等多个领域提供服务。
 
具体在作用上，比如军事上，野外训练作战时，如果能够连接星链卫星网络，那么就能实现在全球任意地点都可以自由通讯，在情报实时共享上更快一步。
 
还有在救灾上，比如在此前河南抗灾时，国内触动了“翼龙-2H”无人机作为空中基站帮助受灾地区恢复公网通讯，效果显著。但无人机的出动需要时间，范围有限，同时也受到续航的影响，无法全天候覆盖所有区域。如果将“星链”网络搭建成功，即便再次发生意外天灾，通讯网络都不会中断。
 
庞大市场与技术瓶颈
 
与此同时，太空互联网在未来的市场非常广阔，将这一网络建设完成后，全球许多偏远地区没有网络基础设施的用户也将可以享受到网络服务。据统计，海外市场受到数字鸿沟驱动，平均移动宽带人口普及率少于48%。而我国受物联网与有限轨道资源驱动，预计2021-2035年卫星互联网总产值可以达到9337.7亿美元（约合59010.5亿人民币）。
 
低轨卫星也能与5G形成无缝衔接的通信网络。如今5G处于毫米波频段，而太赫兹波适用于卫星通信，这将在未来6G通信和空调一体化信息网络中发挥重要作用。
 
低轨卫星高通量系统技术发展也将实现吞吐量提升、高稳定性与低时延。再通过AI与云计算技术的卫星系统自主任务控制降低了卫星任务管理成本，也解决了卫星数量增多后带来的数据量指数型暴涨的问题。
 
此外，卫星制造业的发展，也将带动诸多半导体行业共同进步，其核心器件包括核心包含FPGA、功率放大器、基带、射频、DSP、陀螺仪、角加速度传感器、SoC等，并且对于这些商用芯片也提出了低成本、小体积、高质量的需求。
 
当然，目前来看，国内的商业卫星相比SpaceX等国际头部企业还有一定技术差距，比如SpaceX可以实现一箭60星，并且也实现了火箭回收技术，在成本上具有极大优势。
 
不过对于国内的卫星技术，也不必妄自菲薄。以长征二号丙运载火箭为例，虽然只是一箭7星，但星链计划的卫星重量达到220-380公斤，而国产卫星平均重量为190公斤，重量更轻。
 
带宽更大，星链计划的卫星带宽达到20GB，而长征二号丙发射的卫星带宽达到了40GB。同时最重要的一点是，这次发射的卫星将结合地面上的5G网络，尝试构建“天地融合”的一体化网络。
 
有业内专家认为，当前我国正处于卫星互联网1.0阶段，天网主要作为地面基站的补充覆盖，为偏远地区提供网络支持。到了2.0阶段，从全球范围的远距离传输来看，天网将比地面光线时延更低，跨境和跨州贸易与联系将更为顺畅。到了3.0阶段，天网反而将成为基础网络与骨干网络，地网基站作为天网补充，负责“最后一公里”的信号传输，主要数据传输将依赖于天网。
 
写在最后
 
此次的马斯克提出的“星链”计划正在受到全球的认可，并且也在此次俄乌冲突中实现了其价值，但中国需要建设自己的“星链”，并且还应该尽快尽早地推进这一计划的实现，不仅因为太空轨道资源有限，更是因为卫星互联网的建设，关乎未来网络空间的主权。