虽然无法取代5G 卫星通信为何仍成为新基建“宠儿”？

近日，关于卫星通信的话题争议再次被点燃。

先是硅谷“钢铁侠”埃隆・马斯克旗下的SpaceX将60颗Starlink卫星发射升空，宣告其雄心勃勃的卫星通信“星链（Starlink）”计划拉开序幕，随后中国首个天基物联网——“行云工程”首发星由“快舟一号甲”运载火箭发射升空。这一计划拟发射80颗卫星，建设我国首个低轨窄带通信卫星星座，构建天基物联网。

对此，曾经一度被认为无法实现的“用卫星来进行互联网通信”也再度成为新闻热点，甚至有业内人士认为，卫星通信能在太空中建立下一代宽带网络，绕过5G，直接升级到6G，并据此认为“6G并不遥远”。

对此，业界争议也再次燃起：一个如此庞大的卫星通信计划，真的能替代5G吗？

无法替代5G

对于卫星通信，很多业界人士并不陌生。早在上世纪90年代初，时处1G时代的摩托罗拉便提出了“铱星计划”，即通过66颗卫星来实现覆盖全球的移动通信。但这一设想很快被现实打败，极少的用户与高昂的卫星运营维护成本，使得铱星计划商用市场极小，同时随着2G技术逐步起势，铱星计划更是变成“鸡肋”。最终，1997年铱星公司独立上市，2000年铱星公司申请破产，摩托罗拉损失50亿美元，并进一步加速了美国通信设备业的衰败。

但是，对卫星通信的探索并未就此结束。从摩托罗拉拆分出来后，铱星公司依旧在进行业务，并于2017年部署铱星二代。同时，更为高调的马斯克横空出世，于2015年1月提出“宣布SpaceX计划将约1.2万颗通信卫星发射到轨道，其中1584颗将部署在地球上空550千米处的近地轨道，并从2020年开始工作。

而在2019年10月16日，SpaceX又将卫星发射总数量从1.2万颗更新到了令人咋舌的4.2万颗卫星。马斯克宣称，届时无论是在人迹罕至的山川冰河，还是茫茫大海，都能接收到高通量、低延时的互联网通信网络信号。

对于“星链计划”替代现行移动通信系统，甚至是5G，业界人士并不看好。中国信息通信科技集团副总经理、专家委主任，无线移动通信国家重点实验室主任陈山枝在接受媒体采访时表示，假设全球通信使用高轨卫星，只需要三颗3.6万公里的高轨卫星，就可以实现全球覆盖，但是时延长达500ms-800ms，目前单星容量在20Gbps左右，系统容量远远不够供全球人民的互联网接入使用。为降低时延和损耗，低轨卫星星座成为更优选择，然而随着用户数量的增加和接入速率的提升，系统容量也一样成为最大的瓶颈。

知名通信媒体人“奥卡姆剃刀”张弛在微博表示，单颗卫星的总带宽非常有限，我国最牛的通信卫星总带宽约20Gbps，按照马斯克的星链计划，一颗卫星覆盖上百平方公里，这颗卫星下面可能好几千万人口，20Gbps的资源怎么够分呢？这也失去了普遍高速上网的意义。因此，他认为星链计划直接替代现行网络通信系统并不成立。

曾将“铱星计划”评价为“通信史上一个流星”的《浪潮之巅》作者吴军也同样指出，卫星离地面的距离，最近也有几百公里，至少是4G网络的上百倍，因此到地面上的信号强度只有4G基站的万分之一。如果想提高传输率，就要加大功率，但是卫星的功率显然没法和连了电线的基站相比。因此卫星的传输率其实非常有限，远不如一个基站。就算大家可以按照和基站通信的方式和卫星通信，每个小小的卫星总的传输率也无法和连有光纤的基站相比。实际上大约只有基站的1/10～1/100。要知道全中国有500万个基站，马斯克那一点点卫星(一万个)，只能提供4G时代中国移动通信量的十万分之一左右。

卫星通信市场利好

虽然卫星通信无法彻底替代5G，但业界也认同“星链计划”依然具备一定可行性，因此可作为5G的补充。

陈山枝认为，相比“铱星计划”，20多年过去，卫星通信技术在卫星技术、集成电路技术和通信技术三个方面进步明显，就卫星技术进步而言，“星链计划”的核心是利用可回收火箭，且一箭60星，可以低成本将12000颗卫星送到轨道平面，服务海洋、森林和荒漠及偏远区域；集成电路技术的进步，增强了卫星的星上处理能力，可以降低时延和实现星间组网，同时集成电路技术进步可以减少终端的成本和体积；就通信技术而言，基于毫米波、太赫兹、可见光通信的星际链路等逐渐成熟，可以实现卫星间大带宽直接组网。

因此，建立卫星互联网的计划，实现偏远地区的覆盖，为5G时代提供有益的补充，具有非常大的战略意义。ITU2019 年报告便指出，发生自然灾害时地面网络容易受损而导致通信网络的中断。地面通信网络的覆盖范围是有线的，而卫星通信可以作为地面网络的补充和延伸，助力于突破数字鸿沟，连接未联网的49%的人口。

正因如此，我国也正在加大建设卫星互联与通信系统，其中最受关注的当属“北斗”，据悉，我国从1994年启动北斗系统工程，分三步走，先后实现中国、亚太乃至全球区域的卫星导航服务。自2018年12月27日开始，北斗导航已经开始提供全球服务，目前北斗三号最后一颗组网卫星已经抵达西昌卫星发射中心，将于近期正式发射。在北斗三号全球组网完成后，中国将成为继美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧盟伽利略之后，第四个拥有自主卫星导航系统的国家。

而在实现卫星导航系统的自主可控后，全球覆盖的卫星互联网建设将接力成为下一个建设重点。这也是目前我国加大建设“鸿雁”和“虹云”低轨卫星通信星座计划的重要原因，据悉，二者将分别发射300颗和156颗低轨通信卫星组建太空通信网，两个系统计划将于2023年建设完成。

在最新的“新基建”内容中，“卫星互联网”也首次被纳入其中。据测算，微小卫星生产将为全球新增200亿美元/年的产值，卫星需求的增长也将带来生产模式和产业链的变化，而这无疑将开辟出一个新的市场。