中國(guó)自己的高軌道叫星通信電話來(lái)了

陳興華

中國(guó)自己的衛(wèi)星電話來(lái)了

2020年1月10日，中國(guó)第一個(gè)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)一天通系統(tǒng)正式面向全社會(huì)提供服務(wù)。該系統(tǒng)中的衛(wèi)星、芯片、終端均由國(guó)內(nèi)自主研發(fā)生產(chǎn)，擺脫了中國(guó)用戶長(zhǎng)期對(duì)國(guó)外衛(wèi)星移動(dòng)通信服務(wù)的依賴。

“天通一號(hào)”國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星電話系統(tǒng)在2008年汶川地震后開(kāi)始論證立項(xiàng)，由國(guó)家前后投入，上百億資金建設(shè)而成，可廣泛應(yīng)用于海洋漁業(yè)、應(yīng)急救援以及野外作業(yè)等多個(gè)場(chǎng)景。

盡管在技術(shù)指標(biāo)方面與國(guó)外衛(wèi)星通信有差異，但“天通一號(hào)”被認(rèn)為把昂貴的全球衛(wèi)星電話做成了“白菜價(jià)”。相對(duì)而言，民用版本的“天通一號(hào)”資費(fèi)比“海事衛(wèi)星”（Inmarsat）、“銥星”（Iridium）、“歐星”（Thuraya）等便宜不少。目前，“天通一號(hào)”只發(fā)射了01星，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)我國(guó)領(lǐng)土、領(lǐng)海的全面覆蓋。未來(lái)，隨著“天通一號(hào)”02星和03星的規(guī)劃發(fā)射，將完成覆蓋另外2/3的地球，這一系統(tǒng)還將面向全球提供更廣范圍的服務(wù)。

“天通一號(hào)”的來(lái)龍去脈

20世紀(jì)90年代，歐美國(guó)家開(kāi)始研發(fā)衛(wèi)星電話，中國(guó)一直沒(méi)有涉足這一領(lǐng)域。2008年，汶川大地震帶來(lái)慘痛教訓(xùn)。

根據(jù)“天通一號(hào)”官網(wǎng)介紹，汶川大地震時(shí)地面通信全部中斷，基站倒塌，座機(jī)和手機(jī)都打不通。直到31個(gè)小時(shí)后，依靠國(guó)外衛(wèi)星電話，重災(zāi)區(qū)映秀才和指揮部聯(lián)系上，147個(gè)小時(shí)后，災(zāi)區(qū)通信才得到恢復(fù)。這一方面耽誤了救援，另一方面使用國(guó)外衛(wèi)星通信系統(tǒng)也難免“隔墻有耳”。于是，“天通一號(hào)”國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星電話系統(tǒng)開(kāi)始論證立項(xiàng)，依靠國(guó)家投入上百億資金建設(shè)。據(jù)了解，衛(wèi)星電話是個(gè)龐大的系統(tǒng)，相當(dāng)于重建一個(gè)中國(guó)移動(dòng)生態(tài)鏈。除了天上的衛(wèi)星，地面的交換機(jī)、控制站、衛(wèi)星通信芯片、終端設(shè)備等均由國(guó)內(nèi)自主研發(fā)生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)整個(gè)軍工通信圈子都在為“天通一號(hào)"做貢獻(xiàn)。2016年初第一次終端設(shè)備招標(biāo)的時(shí)候，足足有八九十家企業(yè)參加。

其中，“天通一號(hào)”衛(wèi)星是航天五院研發(fā)的，地面信關(guān)站由中電江浙某所研制，“天通一號(hào)”民用版通信模塊（CP）主要由中電54所和華立創(chuàng)通兩家開(kāi)發(fā)。此外，大唐聯(lián)芯提供了處理器（AP）和通信協(xié)議棧，中興、54所和華立創(chuàng)通負(fù)責(zé)研制早期的終端設(shè)備。主攻硬件物聯(lián)網(wǎng)的燚智能團(tuán)隊(duì)也早在2014年投入了“天通一號(hào)”設(shè)備的研發(fā)。十年磨一劍，“天通一號(hào)”直到2018年才正式對(duì)公眾開(kāi)放使用。

規(guī)劃3顆衛(wèi)星覆蓋全球

目前，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有50多顆衛(wèi)星了，美國(guó)“銥星”移動(dòng)通信系統(tǒng)有七八十顆，那么，“天通一號(hào)”有幾顆衛(wèi)星呢？

2016年8月6日00時(shí)22分，“天通一號(hào)”衛(wèi)星01星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空，這是我國(guó)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的首發(fā)星，也是目前在軌運(yùn)行的唯顆通信衛(wèi)星。

據(jù)悉，“銥星”之所以數(shù)量多，是因?yàn)槠浞植荚诟叨戎挥?80公里的近地軌道，每顆衛(wèi)星的覆蓋面積很小。而“天通一號(hào)”在高度接近3.6萬(wàn)公里的地球同步軌道上，每顆衛(wèi)星的覆蓋面積很大，所以少量衛(wèi)星就夠了。

不過(guò)，每一顆地球同步軌道衛(wèi)星可以覆蓋大約1/3的地球面積，需要3顆才可以覆蓋完全。目前，國(guó)際海事組織的“海事衛(wèi)星”便是采用3顆地球同步軌道衛(wèi)星覆蓋全球南北緯750以下地區(qū)。“天通一號(hào)”“歐星”的方案與之類似。按照規(guī)劃，“天通一號(hào)”將在2020-2021年覆蓋“一帶一路”范圍，而“天通一號(hào)”01星不足以覆蓋到歐洲和非洲地區(qū)，要和“天通一號(hào)”02星一起才能覆蓋。根據(jù)相關(guān)估計(jì)，“天通一號(hào)”02星將在2020年發(fā)射升空。

此外，后續(xù)會(huì)再發(fā)射03星，覆蓋另外1/3的地球，屆時(shí)除了南北極，地球其他區(qū)域可以實(shí)現(xiàn)全部覆蓋。

把衛(wèi)星電話做成“白菜價(jià)”

和“北斗”一樣，“天通一號(hào)”也是一個(gè)軍民融合的項(xiàng)目，依靠國(guó)家投入巨資建設(shè)，并通過(guò)民用降低運(yùn)營(yíng)成本。

目前，通信衛(wèi)星主要是廣播、數(shù)據(jù)中繼和移動(dòng)通信3種，廣播的衛(wèi)星只能看電視，上網(wǎng)的衛(wèi)星只能上網(wǎng)，數(shù)據(jù)中繼的衛(wèi)星只做點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)中繼，這些都需要較大的地面設(shè)備，不可能裝在包里拿著走。想要實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星電話，只有“天通一號(hào)”。隨著衛(wèi)星電話用戶量越來(lái)越大，“天通一號(hào)”的產(chǎn)品類型也越來(lái)越多。

“天通一號(hào)”官網(wǎng)的數(shù)據(jù)顯示，衛(wèi)星產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋了天通+4G雙模手機(jī)天通單模手機(jī)、天通+短波對(duì)講+4G三模手機(jī)、天通+AIS雙模船載手機(jī)、天通車載終端、天通船載終端、天通機(jī)載終端、“天通一號(hào)”衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)終端等，在售手機(jī)超過(guò)20款。

目前，“天通一號(hào)”的基本年套餐費(fèi)用是1000元，包含了750分鐘時(shí)長(zhǎng)的通話費(fèi)。從2018年3月試商用起至今，已經(jīng)有近3萬(wàn)用戶。相對(duì)而言，民用版本的“天通一號(hào)”資費(fèi)比國(guó)外衛(wèi)星電話便宜不少。目前國(guó)外的衛(wèi)星電話主要有“海事衛(wèi)星”“銥星”和“歐星”3個(gè)。

論價(jià)格，“天通一號(hào)”在國(guó)內(nèi)區(qū)域和“海事衛(wèi)星”“銥星”“歐星”相比有優(yōu)勢(shì)，被國(guó)內(nèi)主流媒體認(rèn)為“把衛(wèi)星電話做成‘白菜價(jià)”。在手機(jī)價(jià)位上，“天通一號(hào)”能在開(kāi)通不到一年，就把衛(wèi)星手機(jī)價(jià)格拉到和國(guó)外衛(wèi)星電話同一水平線上也屬不易。誠(chéng)然，就技術(shù)指標(biāo)而言，“天通一號(hào)”沒(méi)有“后來(lái)居上”，只是達(dá)到了國(guó)際通用水準(zhǔn)。對(duì)此，“天通一號(hào)”官網(wǎng)表達(dá)的觀點(diǎn)是：該系統(tǒng)立項(xiàng)的時(shí)候設(shè)計(jì)指標(biāo)沒(méi)有提得比較高，一是沒(méi)什么必要，夠用就行;二是使用成熟技術(shù)，快速穩(wěn)定地上線，先解決有沒(méi)有的問(wèn)題，再看要不要更好。

衛(wèi)星移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)

從歷史上看來(lái)，“銥星”通信和地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)通信幾乎是同一時(shí)代開(kāi)始的。如今地面手機(jī)已發(fā)展到5G，可是“銥星”才剛到第二代。那么，中國(guó)的衛(wèi)星移動(dòng)通信又將何去何從呢？

可以說(shuō)，衛(wèi)星電話是蜂窩網(wǎng)絡(luò)手機(jī)的補(bǔ)充，兩者不是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。衛(wèi)星電話優(yōu)點(diǎn)很明顯，缺點(diǎn)更明顯：資費(fèi)貴、容量小、難以在室內(nèi)使用。這些缺點(diǎn)決定了衛(wèi)星電話不可能像地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)手機(jī)的普及率那么高。目前，“海事衛(wèi)星”電話發(fā)展了二三十年，擁有幾十萬(wàn)的用戶量。隨著“天通一號(hào)”衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的逐步完善、終端成本的降低、政策支持力度的加大，肯定會(huì)擠占“海事衛(wèi)星”“歐星”和“銥星”的市場(chǎng)份額。

根據(jù)“天通一號(hào)”官網(wǎng)預(yù)測(cè)，在國(guó)內(nèi)強(qiáng)大的Costdown能力支持下，天通手機(jī)價(jià)格在3年內(nèi)會(huì)降到2000元以下，電信有可能推出30元以下的套餐。屆時(shí)，衛(wèi)星電話借助一定量的戶外剛需，可以在普及程度上做到更好。此外，三大運(yùn)營(yíng)商宣傳的99%的網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，指的是“人口覆蓋率”，而“國(guó)土覆蓋率”僅有30%左右，也就是說(shuō)深山、沙漠、戈壁無(wú)人區(qū)都是沒(méi)有手機(jī)信號(hào)的。另外，國(guó)土覆蓋率不包含領(lǐng)海和專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)，在海上肯定是沒(méi)有手機(jī)信號(hào)的。在上述沒(méi)有手機(jī)信號(hào)的地方，戶外游、自駕游、野外作業(yè)、海上通信、漁船出海、海產(chǎn)養(yǎng)殖、應(yīng)急搶險(xiǎn)救災(zāi)等情況下，便有使用衛(wèi)星電話的需要。

不過(guò)，相對(duì)當(dāng)前的4G主流手機(jī)而言，衛(wèi)星電話的問(wèn)題并不在于價(jià)格，而是衛(wèi)星電話的網(wǎng)絡(luò)速度較慢。用微信來(lái)收發(fā)文字消息或許問(wèn)題不大，但是收發(fā)圖片、語(yǔ)音就會(huì)慢下來(lái)，視頻類應(yīng)用幾乎不可能使用。值得一提的是，衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)終端的數(shù)量被認(rèn)為很可能會(huì)很快超越衛(wèi)星電話的數(shù)量。

更多衛(wèi)星通信系統(tǒng)將陸續(xù)建成：隨著衛(wèi)星微型化、火箭廉價(jià)化，衛(wèi)星通信可以不再依賴于幾噸重的同步軌道衛(wèi)星，而是可以快速建立百公斤級(jí)低軌道小衛(wèi)星集群。國(guó)內(nèi)的300顆衛(wèi)星的“鴻雁星座”60顆衛(wèi)星的“九天微星”，國(guó)外Telesat的117顆低軌道星座、OneWeb的2000顆中軌道星座、SpaceX的12000顆“星鏈”計(jì)劃，更加降低了衛(wèi)星通信的門檻，加速了衛(wèi)星電話、衛(wèi)星上網(wǎng)、衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的普及速度?！疤焱ㄒ惶?hào)”官網(wǎng)認(rèn)為，到2022年，衛(wèi)星通信終端的數(shù)量可能會(huì)有百倍級(jí)的增長(zhǎng)。