▲圖片來源：微博截圖
當(dāng)?shù)貢r間2020年4月22日下午12:30，獵鷹9號火箭從佛羅里達州的肯尼迪航天中心基地發(fā)射，將第七批的60顆衛(wèi)星送上了太空。Starlink（星鏈）發(fā)射衛(wèi)星總數(shù)已達到422顆，而最終將達到42000顆！
4 月 23 日，馬斯克在推特上公布了計劃的最新目標(biāo)：“Starlink內(nèi)測差不多三個月后開始，公測在六個月以后。”最初的測試將適用于高緯度地區(qū)。星鏈服務(wù)最初將在 2020 年提供給加拿大和北美客戶，并在 2021 年進一步擴大服務(wù)范圍至世界其他地區(qū)。
▲馬斯克推特截圖
同樣是4月23日，我國商業(yè)航天企業(yè)銀河航天首發(fā)星首次實現(xiàn)3分鐘以上的視頻通話，中國商業(yè)公司自主研發(fā)的首顆低軌衛(wèi)星驗證了其通訊能力。這不僅是中國首顆通信能力達10Gbps的低軌寬帶通信衛(wèi)星，也是全球首顆低軌高頻毫米波衛(wèi)星。
這意味著，盡管曾面臨了無數(shù)的質(zhì)疑和爭議，今年之內(nèi)，真正的太空互聯(lián)網(wǎng)就會成為現(xiàn)實。有趣的是，4月20日，我國發(fā)改委初步研究明確新基建范圍，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)被納入。從這幾件事可以看到，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)不再是銥星時代的雞肋，很快將成為一種成熟且并不昂貴的技術(shù)產(chǎn)品進入我們的生活。
馬斯克的“星鏈”將取代5G？
馬斯克曾表示，星鏈計劃將實現(xiàn)個人用戶帶寬超過1Gbps，時延滿足在線游戲需求，也就是可以達到50毫秒以內(nèi)。高帶寬、低時延，這兩大特征不得不讓人聯(lián)想到作為國內(nèi)新基建頂梁柱的5G技術(shù)。
很多人也在探討，是否美國可以通過星鏈代替昂貴的5G實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的全面升級。
但實際上，SpaceX已經(jīng)明確表示，星鏈將為那些接入不可靠、價格昂貴或完全無法使用的地區(qū)，提供高速寬帶網(wǎng)絡(luò)。也就是說，其目標(biāo)并不是取代城市里的電信網(wǎng)絡(luò)。
星鏈所省去的光纖成本，在人口密集的大城市并不是什么問題。以城市高密度的設(shè)備接入需求，在香農(nóng)定律的限制下，也不可能實現(xiàn)廣泛的高帶寬接入。
▲圖片來源：推特截圖
網(wǎng)絡(luò)信號檢測企業(yè)網(wǎng)站OpenSignal在2018年底的統(tǒng)計，全球4G人口覆蓋率最高的前20個國家和地區(qū)中，相當(dāng)多的發(fā)達國家并未在列。事實上，到2018年底，意大利、法國和德國的覆蓋都不超過70%。而在全球范圍內(nèi)，覆蓋率超過50%的國家和地區(qū)只有83個。
▲上海市4G信號覆蓋范圍（作者供圖）
所以，僅為地廣人稀的地區(qū)、航空器、遠洋船只、科考探險等場景提供價格可負擔(dān)的通話和寬帶接入服務(wù)一項，一般認為每年的市場規(guī)模就在300億美元以上，收益足以覆蓋星鏈的成本。這種場景幾乎不可能以常規(guī)的光纖接入解決。
隨著低成本小衛(wèi)星技術(shù)和火箭回收等技術(shù)發(fā)展帶來的發(fā)射價格降低，星鏈這種收割長尾市場的商業(yè)模式終于得以成立。所以從這個意義上說，星鏈與現(xiàn)在的高軌衛(wèi)星通訊網(wǎng)一樣，是3GPP體系蜂窩無線通訊標(biāo)準(zhǔn)的補充而非挑戰(zhàn)。
▲OpenSignal.com的全球無線信號覆蓋應(yīng)用（作者供圖）
但既然說到3GPP，與星鏈的關(guān)系倒也并非一定永遠井水不犯河水。
從1G到5G的過程，雖然我國從跟跑變成了領(lǐng)跑，但其實一直在一個別人設(shè)定的路徑上狂奔。
更大的帶寬、更低的時延、更多的連接數(shù)，似乎成了不需要討論的指標(biāo)，盡管不惜代價同步提升就好。根據(jù)香農(nóng)定律，頻率越高，能使用的頻率資源越豐富，能實現(xiàn)的傳輸速率就越高。
但實際上，越來越高的頻段，越來越小的蜂窩，帶來的除了帶寬和連接數(shù)的紅利，也帶來了復(fù)雜度、成本和能耗的代價。
當(dāng)前的5G標(biāo)準(zhǔn)，試圖用一個網(wǎng)絡(luò)以所謂“切片”的方式滿足假想的各種需求，結(jié)果反而成就了一個似乎沒有合適的應(yīng)用場景的尷尬局面。
迄今為止，除了遠程駕駛（不是無人駕駛）等少量場景以外，似乎還并沒有出現(xiàn)什么真的需要5G解決的問題。只能寄希望于技術(shù)有了，應(yīng)用自然會出現(xiàn)，如同修了路就會有車。
雖然5G號稱包含了eMBB（增強移動寬帶）、URLLC（超高可靠超低時延通信）、mMTC（大連接物聯(lián)網(wǎng)）三大場景，但目前仍然主要聚焦在增強移動寬帶（eMBB），以及部分低時延的場景，暫時并不支持大規(guī)模機器連接（mMTC）。
4G時代關(guān)心的是人與人之間按需發(fā)起的連接，更關(guān)注管道的帶寬，而目前4G手機基帶芯片最高支持的LTE Cat16/18載波聚合標(biāo)準(zhǔn)（也稱為4G+），理論下行速率也可達1Gbps，中期看來可謂綽綽有余，以非獨立組網(wǎng)（NSA）為主的早期5G，真未必有什么飛躍。
如此說來，其實對于eMBB和URLLC場景，“4G+”+“星鏈”如果能很好地結(jié)合，同時解決城鄉(xiāng)帶寬和覆蓋問題，可能至少對北美的需求來說，短期內(nèi)是一個不錯的務(wù)實方案。
物聯(lián)網(wǎng)：星鏈的星辰大海
5G時代更關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)，大家似乎已經(jīng)有這個共識，只是同樣不知如何做起。從這個角度來說，可能星鏈的想象空間會更大些，也真正會挑戰(zhàn)5G的未來。
物聯(lián)網(wǎng)的邏輯與人際連接的真正差異還并未引起重視。萬物互聯(lián)只是第一步，基于連接的“萬物運營”才是重點。
物的連接實際是物體運行狀態(tài)與數(shù)字孿生平臺和CPS控制邏輯的通道，需要城鄉(xiāng)一體廣域無縫覆蓋、全天候?qū)崟r響應(yīng)、自主運行、智能調(diào)控、快速擴展。
▲圖片來源：新京報網(wǎng)
而現(xiàn)在的5G邏輯，為了滿足寬帶需求，傾向于城市的高密度部署、關(guān)注QoS、高頻段、地基，而對于廣域覆蓋、高可靠低時延方面優(yōu)先級并不高，或者說可能存在天然的缺陷。
對于星鏈來說，在窄帶、廣域、低時延需求下工作，完成窄帶物聯(lián)網(wǎng)的時空連續(xù)高效覆蓋，也許還真的是更理性的思路。
從應(yīng)用需求而言，物聯(lián)網(wǎng)用戶大都不需要實時的寬帶服務(wù)。類似資產(chǎn)跟蹤、設(shè)備監(jiān)控類型的用戶可以接受低速、存儲轉(zhuǎn)發(fā)式的通信服務(wù)，例如部署在荒野、高原等惡劣環(huán)境中的氣象觀測站、基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測儀表和地質(zhì)變化監(jiān)控設(shè)備等。
這些分散的需求匯聚在一起，同樣是百億級終端、萬億級產(chǎn)值的龐大市場，也是5G和低軌星鏈可能最終爭奪的星辰大海。
結(jié)語
總的來說，以Starlink為代表的低軌星鏈作為一種新興的技術(shù)，在滿足移動寬帶和語音需求方面，與蜂窩網(wǎng)絡(luò)有很好的互補性，可以共同完成對城鄉(xiāng)的覆蓋。
但以目前的應(yīng)用場景需求來看，比起星鏈，反而是5G似乎有點過于超前了。然而在窄帶物聯(lián)網(wǎng)方面，5G的進展則明顯落后，星鏈目前的優(yōu)勢在很多方面更為突出。
對我國來說，剛剛在新基建戰(zhàn)略中加入的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，將與5G并重發(fā)展，縮小與美國的差距，這是一項很重要的戰(zhàn)略決策。
物聯(lián)網(wǎng)是未來智慧城市最重要的基礎(chǔ)設(shè)施體系，也是無線通訊技術(shù)發(fā)展和商業(yè)模式創(chuàng)新的重點領(lǐng)域，需要我們跳出移動寬帶和語音需求的慣性思維，以場景而非技術(shù)驅(qū)動，重新思考通訊技術(shù)的頂層設(shè)計，設(shè)計更符合我國現(xiàn)實需求的技術(shù)體系。