继我国天通一号卫星之后，马斯克星链推出直连手机业务

电子发烧友网报道（文/李弯弯）近日，美国太空探索技术公司SpaceX星链官方网站推出“Starlink Direct to Cell直连手机”业务。根据官网信息，星链预计在2024年实现短信发送，2025年实现语音通话，2025年实现上网（Data），同年分阶段实现IOT（物联网）。
 
星链在官网表示，手机直连服务适用于现有的LTE（无线数据通信技术标准）手机，无需更改硬件、固件或特殊应用程序，便能实现无缝访问文本、语音和数据。
 
卫星直连手机难在哪
 
星链是由SpaceX于2014年提出的低轨互联网星座计划。目标是建设一个全球覆盖、大容量、低时延的天基通信系统，在全球范围内提供高速互联网服务。该计划拟用4.2万颗卫星来取代地面上的传统通信设施，从而在全球范围内提供价格低廉、高速且稳定的卫星宽带服务。
 
据介绍，SpaceX星链正在大规模部署具备直连手机功能的Starlink卫星。这些卫星最初将有SpaceX猎鹰9号运载火箭搭载发射，之后将由Starship（星舰）承载。卫星进入轨道后，将立即通过星间激光链路连接到Starlink星座，提供全球范围连接。
 
星链卫星配备了具有直达手机功能的先进eNB调制解调器（advanced eNodeB modem onboard），其作用类似于太空中的手机信号塔，可实现与标准漫游合作伙伴类似的网络集成。
 
目前，星链直连手机业务合作运营商包括美国T-MOBILE、澳大利亚OPTUS、加拿大ROGERS、新西兰ONE NZ、日本KDDI以及瑞士SALT。
 
今年9月，华为Mate60 Pro首发支持卫星通话功能，引起全球关注。其手机直连卫星业务是中国电信基于高轨移动通信卫星——天通一号卫星，提供的卫星通信服务。当时很多行业人士就有这样的疑问，为何天通一号能够实现卫星直连手机，而此前备受追捧的星链却不行。
 
要知道，星链是近地轨道互联网星座中最庞大的。此前苹果就在开发手机直连星链的业务，然而，直至现在，苹果手机并不能通过星链卫星拨打电话。苹果合作伙伴Globalstar为此还向SpaceX支付6400万美元，要求发射新的卫星以支持手机直连。
 
可以看到，SpaceX确实正在大规模部署具备直连手机功能的Starlink卫星。无论是天通一号，还是星链，它们的波段频率与手机通信的频段不一样，因此，除了手机需要进行相应的天线设计之外，卫星也需要配备合适的卫星天线。
 
根据专业人士介绍，天通一号卫星的移动通信业务使用的是S波段，发射频率为1980~2010MHz，接收频率为2170~2200MHz。虽然这个频段与3G网络的部分频段有些相似，但它们也并不完全一样。手机能够与卫星直接连接，这不仅仅取决于频段选择，更关键的是卫星天线的设计。天通一号卫星配备了一个巨大的S波段卫星天线，直径达到15.6米，并采用了多波束技术。这使得卫星支持1.2-9.6kbps的语音和短信通信，以及最高384kbps的宽带数据上网。
 
同样的，星链卫星使用的是Ka和Ku波段，频率在20GHz左右，手机使用的Wi-Fi频段通常在2.4GHz和5GHz，这两者的频率不匹配，无法直接连接。此外，手机通常使用3G、4G和5G等频段，这些频段与星链卫星的通信频段也不一致。因此，要实现手机直接拨打卫星电话，需要专门设计的卫星手机或使用转发器。手机天线的设计难度相对较小，而星链卫星要实现手机直连需要更复杂的设计。为了满足通信需求，V2.0的星链卫星必须安装在一个25平方米的天线中，而天通一号卫星只需15.6米的直径，是星链的8倍。
 
此外，天通一号卫星使用三颗卫星即可对大致东半球的大量区域实现语音通信，而星链卫星必须密集部署才能提供全球覆盖，因此需要更多的时间和资源。这也是为何星链在卫星直连手机上的进展更慢。
 
卫星直连手机的机会和挑战
 
目前，多个国家正在探索卫星直连手机，有业内人士预测，2023到2024年将会是智能手机直连卫星的爆发期。卫星直连手机业务是卫星公司和移动运营商合作推出，通过移动运营商拥有的地面频谱，而不是专用卫星频率提供相关功能。
 
国内外主要卫星公司正在该领域推动与移动运营商的合作。国外的卫星公司主要有SpaceX、AST SpaceMobile和Lynk等。运营商方面，2022年美国运营商T-Mobile宣布与SpaceX合作为手机带来Starlink（星链）卫星网络直连服务；今年4月，加拿大Rogers Communications Inc.宣布已与SpaceX和LynkGlobal分别签署卫星电话服务协议；今年8月，日本电信运营商KDDI宣布与基于SpaceX下一代Starlink V2.0卫星提供的手机直连卫星能力为日本au手机用户提供手机直连卫星的通信服务。
 
在中国，四大运营商也都在进行相关业务探索。中国电信天通卫星业务早在2018年开始试商用，并于2020年正式商用，近段时间华为Mate 60 Pro直连卫星业务就是由其提供。另外，中国联通、中国移动、中国广电也市场发布相关的技术进展。
 
手机直连卫星是星地融合通信的一个重要方面，这可以使得应用最广泛的移动通信终端与覆盖范围最大的卫星网络紧密结合。手机直连卫星将打开卫星网络在民用市场的应用空间，带来星载相控阵、星间链路、信号处理，以及手机芯片的全新增量市场。
 
可以看到，除了卫星公司和运营商之外，确实已经有很多产业链企业开始布局。比如，在今年的MWC上海展上，中兴通讯、中国信科、紫光展锐、移远通信都发布了手机直连卫星的通信产品。此前，高通、联发科、三星、爱立信、铱星通信、全球星、苹果、华为、vivo、OPPO都宣布已经开始布局。从手机端来看，华为和苹果已经推出多款直连卫星手机。
 
当然从当前的情况来看，手机直连卫星的发展也存在一些挑战。比如，手机直连卫星由于终端设备更为紧凑，发送功率低，对设备功耗要求严苛；卫星通信在不是那么空旷的地方还可以受到建筑物、树木、云等各种物体的影响；另外目前卫星通信的资费还较高，这对于普通的用户来说，在日常生活中的实用性并不大。可见，无论是从技术层面，还是商业运营层面，当前卫星直连手机还需要产业链各环节的企业继续探索。
 
小结
 
当前全球多个国家，各个卫星公司、运营商、手机厂商、芯片企业等都已经加入到卫星通信的探索中，未来卫星通信和地面通信或将以互补的模式向前发展。虽然星链规模庞大，不过从目前卫星直连手机的发展来看，国内的天通一号卫星占据了领先位置。从整体情况来看，卫星直连手机有它的优势，也面临一些挑战，未来还需要全球产业链企业共同持续探索。