宽带卫星历史的十年回顾

宽带卫星通信市场回顾

WhitneyQ. Lohmeyer、Phillip Post、KatieFleming、Celvi Lisy、ArgyrisKriezis和Abby Omer，OlinCollege of Engineering

自2012年以来，宽带卫星行业以前所未有的速度发展着。本文讨论了过去十年的主要历史里程碑、系统发展和挑战，主要侧重于非地球同步轨道（NGSO）的低地球轨道（LEO）卫星，同时也提到了地球同步轨道（GSO或GEO）卫星的发展。

Olin Satellite + Spectrum Technology & Policy（OSSTP）小组的研究人员在22年4月进行的一项研究发现，超过20个实体已经向美国联邦通信委员会（FCC）提交了美国市场准入申请，总共将有7万颗固定卫星服务（FSS）卫星在Ku、Ka和/或V波段运行。1在这些系统中，有几个实体（Starlink、OneWeb、Kepler）已经开始部署卫星，如图1所示，截至22年12月1日，OneWeb和Starlink在轨的NGSOFSS卫星总数超过4000颗。

图1美国NGSO FSS发射的次数。

使这些系统得以实现的大部分监管和技术框架是在1990年代末或21世纪初为Skybridge和Teledesic等系统建立的。虽然这些1990年代的网络在商业上并不成功，但它们推动了卫星行业的发展。这些工作有助于在国际电信联盟（ITU）建立GSO干扰缓解技术，并在FCC内完善了处理轮回申报框架（processinground filing framework）。这些网络也推动了技术的进步，如低成本的用户终端天线，以及网关和远程端口架构，这些都是当今行业的关键性的垫脚石。

宽带卫星历史：十年回顾

对OneWeb、Starlink、Lightspeed和Kuiper等最新一代NGSO系统的评估始于12年11月，如图2所示，当时GregWyler向ITU申请了Ku波段频率。这些频率在1990年代的许多世界无线电会议（WRC）上被研究过，并被留给NGSO系统。在同一时期，GSO高通量卫星（HTS）网络，如Viasat-1和中地球轨道（MEO）O3b，也是由Wyler创立，开始提供服务。O3b通常被描述为到那时为止最成功的卫星网络，因为它提供高容量，而且从未申请破产。

如图3所示，Wyler将他的NGSO项目带到了谷歌，在短暂的时间内，他与谷歌接入部门的一个团队合作。在离开谷歌并带来NGSOFSS项目后，Wyler和ElonMusk在卫星领域进行了合作，但后来在15年分裂，诞生了今天的OneWeb和Starlink卫星网络。

图3 LEO卫星的演变。 在WRC-15会议上，针对GSO系统的NGSO保护标准（被称为等效功率通量密度（EPFD）限制）的研究正在V波段中发展，同时还有NGSO投入使用（BIU）要求、高空平台（HAPS）频率分配和5G系统的地面频率分配。WRC-15定义的规则将为未来的NGSO革命建立框架。同年，Wyler向Telesat首席执行官DanGoldberg通报了他的LEO宽带星座计划。尽管最初反对LEO星座，但Goldberg通过加拿大申请进入COMMStellation，一个现有的ITU网络。当他获得频谱后，Goldberg组建了最终成为Telesat的Lightspeed NGSO星座。

随着卫星行业的主流企业、初创企业和科技企业集团开始申请NGSO星座，这掀起了一股热潮。16年，SES通过收购O3b在这场竞赛中找到了自己的立足点，而亚马逊宣布他们计划发射Kuiper LEO星座，如图4。

图4 15年后NGSO卫星活动。 17年，铱星公司在其通过SpaceX发射的NEXT系列卫星上升级了他们的通信服务。尽管早期取得了一些成功，但LEO星座并非没有风险。GregWyler的OneWeb是新格局中最大的参与者之一，由于资金的不确定性，在20年3月宣布破产，但8个月后OneWeb找到了新的资金，摆脱了破产，如图5。

图5卫星行业的发展速度。

20年5月，FCC宣布了Ka波段的分配结果，有10名申请人申请进入LEO星座。SpaceX也宣布在20年10月进行公开测试，为大众引入快速、低延迟的LEO互联网。即使有其固有的风险，NGSO卫星行业也在快速扩张和发展。

21年，这一步伐继续，加拿大向Telesat的Lightspeed星座投入11.5亿美元。但22年给卫星行业带来了挑战。COVID-19已经造成了后勤方面的麻烦，俄乌战争使这些挑战更加复杂。Telesat公司的反应是将他们的LEO卫星减少三分之一，OneWeb公司则经历了发射延迟。

编辑：黄飞