▲圖片來(lái)源：微博截圖
當(dāng)?shù)貢r(shí)間2020年4月22日下午12:30，獵鷹9號(hào)火箭從佛羅里達(dá)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(dá)到422顆，而最終將達(dá)到42000顆！
4 月 23 日，馬斯克在推特上公布了計(jì)劃的最新目標(biāo)：“Starlink內(nèi)測(cè)差不多三個(gè)月后開(kāi)始，公測(cè)在六個(gè)月以后。”最初的測(cè)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(jìn)一步擴(kuò)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(guó)商業(yè)航天企業(yè)銀河航天首發(fā)星首次實(shí)現(xiàn)3分鐘以上的視頻通話，中國(guó)商業(yè)公司自主研發(fā)的首顆低軌衛(wèi)星驗(yàn)證了其通訊能力。這不僅是中國(guó)首顆通信能力達(dá)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(wú)數(shù)的質(zhì)疑和爭(zhēng)議，今年之內(nèi)，真正的太空互聯(lián)網(wǎng)就會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。有趣的是，4月20日，我國(guó)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(shí)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(jìn)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(jì)劃將實(shí)現(xiàn)個(gè)人用戶帶寬超過(guò)1Gbps，時(shí)延滿足在線游戲需求，也就是可以達(dá)到50毫秒以內(nèi)。高帶寬、低時(shí)延，這兩大特征不得不讓人聯(lián)想到作為國(guó)內(nèi)新基建頂梁柱的5G技術(shù)。
很多人也在探討，是否美國(guó)可以通過(guò)星鏈代替昂貴的5G實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的全面升級(jí)。
但實(shí)際上，SpaceX已經(jīng)明確表示，星鏈將為那些接入不可靠、價(jià)格昂貴或完全無(wú)法使用的地區(qū)，提供高速寬帶網(wǎng)絡(luò)。也就是說(shuō)，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(wèn)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(shí)現(xiàn)廣泛的高帶寬接入。
▲圖片來(lái)源：推特截圖
網(wǎng)絡(luò)信號(hào)檢測(cè)企業(yè)網(wǎng)站OpenSignal在2018年底的統(tǒng)計(jì)，全球4G人口覆蓋率最高的前20個(gè)國(guó)家和地區(qū)中，相當(dāng)多的發(fā)達(dá)國(guó)家并未在列。事實(shí)上，到2018年底，意大利、法國(guó)和德國(guó)的覆蓋都不超過(guò)70%。而在全球范圍內(nèi)，覆蓋率超過(guò)50%的國(guó)家和地區(qū)只有83個(gè)。
▲上海市4G信號(hào)覆蓋范圍（作者供圖）
所以，僅為地廣人稀的地區(qū)、航空器、遠(yuǎn)洋船只、科考探險(xiǎn)等場(chǎng)景提供價(jià)格可負(fù)擔(dān)的通話和寬帶接入服務(wù)一項(xiàng)，一般認(rèn)為每年的市場(chǎng)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(chǎng)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(lái)的發(fā)射價(jià)格降低，星鏈這種收割長(zhǎng)尾市場(chǎng)的商業(yè)模式終于得以成立。所以從這個(gè)意義上說(shuō)，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(wú)線通訊標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充而非挑戰(zhàn)。
▲OpenSignal.com的全球無(wú)線信號(hào)覆蓋應(yīng)用（作者供圖）
但既然說(shuō)到3GPP，與星鏈的關(guān)系倒也并非一定永遠(yuǎn)井水不犯河水。
從1G到5G的過(guò)程，雖然我國(guó)從跟跑變成了領(lǐng)跑，但其實(shí)一直在一個(gè)別人設(shè)定的路徑上狂奔。
更大的帶寬、更低的時(shí)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(jià)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(shí)現(xiàn)的傳輸速率就越高。
但實(shí)際上，越來(lái)越高的頻段，越來(lái)越小的蜂窩，帶來(lái)的除了帶寬和連接數(shù)的紅利，也帶來(lái)了復(fù)雜度、成本和能耗的代價(jià)。
當(dāng)前的5G標(biāo)準(zhǔn)，試圖用一個(gè)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(gè)似乎沒(méi)有合適的應(yīng)用場(chǎng)景的尷尬局面。
迄今為止，除了遠(yuǎn)程駕駛（不是無(wú)人駕駛）等少量場(chǎng)景以外，似乎還并沒(méi)有出現(xiàn)什么真的需要5G解決的問(wèn)題。只能寄希望于技術(shù)有了，應(yīng)用自然會(huì)出現(xiàn)，如同修了路就會(huì)有車(chē)。
雖然5G號(hào)稱包含了eMBB（增強(qiáng)移動(dòng)寬帶）、URLLC（超高可靠超低時(shí)延通信）、mMTC（大連接物聯(lián)網(wǎng)）三大場(chǎng)景，但目前仍然主要聚焦在增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB），以及部分低時(shí)延的場(chǎng)景，暫時(shí)并不支持大規(guī)模機(jī)器連接（mMTC）。
4G時(shí)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(jī)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(dá)1Gbps，中期看來(lái)可謂綽綽有余，以非獨(dú)立組網(wǎng)（NSA）為主的早期5G，真未必有什么飛躍。
如此說(shuō)來(lái)，其實(shí)對(duì)于eMBB和URLLC場(chǎng)景，“4G+”+“星鏈”如果能很好地結(jié)合，同時(shí)解決城鄉(xiāng)帶寬和覆蓋問(wèn)題，可能至少對(duì)北美的需求來(lái)說(shuō)，短期內(nèi)是一個(gè)不錯(cuò)的務(wù)實(shí)方案。
物聯(lián)網(wǎng)：星鏈的星辰大海
5G時(shí)代更關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)，大家似乎已經(jīng)有這個(gè)共識(shí)，只是同樣不知如何做起。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，可能星鏈的想象空間會(huì)更大些，也真正會(huì)挑戰(zhàn)5G的未來(lái)。
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(wàn)物互聯(lián)只是第一步，基于連接的“萬(wàn)物運(yùn)營(yíng)”才是重點(diǎn)。
物的連接實(shí)際是物體運(yùn)行狀態(tài)與數(shù)字孿生平臺(tái)和CPS控制邏輯的通道，需要城鄉(xiāng)一體廣域無(wú)縫覆蓋、全天候?qū)崟r(shí)響應(yīng)、自主運(yùn)行、智能調(diào)控、快速擴(kuò)展。
▲圖片來(lái)源：新京報(bào)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(duì)于廣域覆蓋、高可靠低時(shí)延方面優(yōu)先級(jí)并不高，或者說(shuō)可能存在天然的缺陷。
對(duì)于星鏈來(lái)說(shuō)，在窄帶、廣域、低時(shí)延需求下工作，完成窄帶物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)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(shí)時(shí)的寬帶服務(wù)。類(lèi)似資產(chǎn)跟蹤、設(shè)備監(jiān)控類(lèi)型的用戶可以接受低速、存儲(chǔ)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(cè)站、基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)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(jí)終端、萬(wàn)億級(jí)產(chǎn)值的龐大市場(chǎng)，也是5G和低軌星鏈可能最終爭(zhēng)奪的星辰大海。
結(jié)語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō)，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(dòng)寬帶和語(yǔ)音需求方面，與蜂窩網(wǎng)絡(luò)有很好的互補(bǔ)性，可以共同完成對(duì)城鄉(xiāng)的覆蓋。
但以目前的應(yīng)用場(chǎng)景需求來(lái)看，比起星鏈，反而是5G似乎有點(diǎn)過(guò)于超前了。然而在窄帶物聯(lián)網(wǎng)方面，5G的進(jìn)展則明顯落后，星鏈目前的優(yōu)勢(shì)在很多方面更為突出。
對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)，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(guó)的差距，這是一項(xiàng)很重要的戰(zhàn)略決策。
物聯(lián)網(wǎng)是未來(lái)智慧城市最重要的基礎(chǔ)設(shè)施體系，也是無(wú)線通訊技術(shù)發(fā)展和商業(yè)模式創(chuàng)新的重點(diǎn)領(lǐng)域，需要我們跳出移動(dòng)寬帶和語(yǔ)音需求的慣性思維，以場(chǎng)景而非技術(shù)驅(qū)動(dòng)，重新思考通訊技術(shù)的頂層設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)更符合我國(guó)現(xiàn)實(shí)需求的技術(shù)體系。