新的網際網路衛星對5G有什麼影響？

事件

快科技報道，4月23日馬斯克旗下的Space X成功將第七批60顆星聯(Starlink)衛星發射升空之後，SpaceX入軌衛星總數已達到422顆，而且馬斯克的衛星網際網路寬頻也有了最新動態。日前，馬斯克在其推特上釋出訊息表示，Starlink衛星寬頻私下測試將會大約在3個月後進行，而美國寬頻服務不佳的地區的消費者最早可能在8月份就能第一次嘗試SpaceX的Starlink衛星寬頻服務。公測將會在大約6個月內進行，在私下測試之後進行。

點評

針對此次事件，諸如“顛覆5G的不是6G，而是衛星網際網路”之類話題在網路迅速發酵，衛星網際網路真能替代5G?

首先區分5G和衛星通訊的通訊鏈路區別

如果使用者需要透過衛星網際網路訪問一個網站，資料的傳輸過程是：資料中心->核心網->地面站->發射到地面站上空的通訊衛星->星間傳輸->到達使用者上空的通訊衛星->接收終端(接收天線可裝在車/飛機/輪船上)->wifi訊號到手機。很多人不理解為何衛星要透過信關站訪問資料中心——因為資料中心無法建在太空中。

而5G的通訊過程是這樣：資料中心->核心匯聚接入->基站AAU->手機。

由上可見，衛星網際網路並非手機wifi直連衛星，因此你需要購買一個接收終端或者帶此功能的特斯拉汽車。

5G重要特性是高可靠低延時，衛星通訊無法做到

高可靠、低延時是5G網路的重要特性，在此1ms低時延的基礎上才有工業網際網路、遠端醫療、無人駕駛等高可靠級別應用場景。

衛星網際網路的低軌道衛星，以Starlink為例，軌道高度550公里，地->空->地所需傳輸時間為550*2/光速，約為3.6ms，這個延時是人類無法解決的，如果加上伺服器/衛星轉發延時，則延遲更高。在 SpaceX 早期公佈 Starlink 計劃時曾提出網路延遲大概在 20ms-35ms 之間，這個延時接近現有4G網路(10~20ms)，可實現實時通訊和網路遊戲等場景，但無法替代5G。

可靠性方面，Ku/Ka等衛星通訊波段存在雨衰問題，簡單說，就是如果用它輔助汽車駕駛，陰雨天可能會有風險。

衛星網際網路無法提供5G巨大頻寬

整個StarLink前期的3200顆衛星將能夠達到64Tbps頻寬，單星頻寬20Gbps。2019年底中國擁有4G基站544萬個，如果僅以單站1Gbps測算，總頻寬5440Tbps，StarLink前期的頻寬實際上連中國4G網路都替代不了。

5G基站目前接入層以50G組環為主，單基站(3個AAU)上下行總頻寬150Gbps，未來前傳頻寬可高達數百G至Tbps。若以單站150Gbps測算，2020年底中國預計建成超66萬個5G基站，總頻寬達99000Tbps。

衛星通訊終端天線體積仍存瓶頸，2B使用者仍為主流

雖然半導體、射頻等技術快速發展，天線更加小型化，由於衛星訊號較弱，接收終端體積仍較大。文章前面提到，如果個人使用者平時需要用手機上衛星網際網路，需要購買一個接收終端(按SpaceX說法，接收終端約披薩盒大小)，或者帶有該接收功能的特斯拉汽車。

為了讓使用者使用到衛星網際網路，SpaceX計劃建造100萬個地面天線，以實現使用者手機與衛星之間連線。(這相當於又建了一遍地面基站，可以理解為starlink替代的不是基站，而是光纖)。

衛星通訊優勢在海洋、沙漠等偏遠地區，與地面通訊網路(2/3/4/5G)形成互補

中國地面通訊系統已非常發達，約30%的面積有地面基站訊號，還有70%的面積，例如海洋、部分高原、無人區都沒有訊號。

中國2018年啟動低軌道小衛星部署——虹雲工程

中國正在部署S/L/Ka/Ku等不同波段、高中低軌道、不同類別的通訊衛星，以滿足不同類別的空間通訊互聯需求。

天通一號：01星已於2016年8月6日發射，S波段，滿足行動通訊、應急通訊、低頻寬應用：車船載、應急救災、科考勘探、軍用通訊等領域，語音，文字、普通清晰度影片等低頻寬應用。

中星16號：已於2017年4月12日發射，Ka波段，寬頻通訊：寬頻接入服務、企業聯網、移動運營商的基站中繼和應急備份、機載車載船載“動中通”通訊，4K/高畫質影片採集和分發、區域性衛星電視直播等。

虹雲工程：作為中國航天科工五大商業航天工程之一，計劃發射156顆衛星，它們在距離地面1000公里的軌道上組網執行，致力於構建一個星載寬頻全球移動網際網路絡。虹雲工程定位的使用者群體主要是叢集的使用者群體，包括飛機、輪船、客貨車輛、野外場區、作業團隊以及一些偏遠地區的村莊、島嶼等。無人機、無人駕駛行業等，都是虹雲工程未來可能服務的行業。2019年11月22日，據央視新聞報道，中國首個天基網際網路系統“虹雲工程”將於2020年投入示範應用。

投資建議

衛星通訊所面臨市場僅為行業特定使用者，目前二級市場仍為主題性投資，相關上市公司估值過高或業務相關性較低，主題性投資關注：中國衛通(中星6C、亞太6C、中星16等衛星運營商)、華力創通(天通一號基帶/終端提供商)、海能達(子公司諾賽特有衛星通訊裝置產品)。

個股估值較高風險、行業實際落地低於預期風險

原文連結：http://finance.sina.com.cn/stock/hkstock/hkstocknews/2020-04-27/doc-iirczymi8547735.shtml

最近，馬斯克又盯上了衛星網際網路，5 月 12 日，馬斯克在推特上公佈了將在本週發射的 60 顆衛星，這些是 Space X 計劃發射的數千上萬顆衛星的第一批。未來幾年內，馬斯克希望向太空發射 12000 顆衛星，讓網路訊號覆蓋全球每一個角落。

5G 網路的缺陷

所謂衛星網際網路，與我們平常用的光纖寬頻網路、4G 網路沒什麼本質不同。區別在於網路通訊的中間環節由埋在地下的電纜、建在地面的基站換成了太空中的衛星。或許會有小夥伴心中疑惑，都說 5G 網路是未來的趨勢，怎麼又突然蹦出一個衛星網際網路。

事實上，5G 網路確實是大趨勢，高速率和低延遲兩大核心優勢有望帶來一場萬物互聯的革命。但是任何事物都有其兩面性，5G 也不例外。 5G 網路採用“毫米波”頻段，毫米波在具備高速率、高頻寬的同時，也存在著損耗大和傳輸距離短的缺陷。

傳統 4G 基站覆蓋半徑約為 1-3 公里，而 5G 基站覆蓋半徑只有 500 米左右。因而，為了讓使用者隨時隨地都能接入 5G 網路，運營商們需要建設更多的基站。保守估計，今後 5G 基站的數量將是 4G 基站的 2-3 倍。

同時， 5G 基站的建設維護費用也遠在 4G 基站之上。由於頻率提升， 5G 基站單站點的功耗相比 4G 大幅增長。而隨著功耗大幅增加，存量 4G 基站的開關電源、蓄電池、空調等也需擴容改造，改造成本不亞於新建一座 5G 基站。

數量翻一番的基站數量，加上昂貴的建設維護成本，直接導致 5G 網路建設總費用難以預估。所以，別看現在鋪天蓋地的全是 5G 的訊息，其實我們距離 5G 網路依然很遙遠。未來兩三年，國內應該會優先實現北上廣深等一二線城市 5G 網路覆蓋，那些三四線城市乃至廣袤的鄉鎮地區短時間內根本無法領略到 5G 網路的便利。

衛星網際網路競賽打響

在當今這個資訊化時代，網路覆蓋一直困擾著包括中國在內的各國政府。 5G 網路速度再快，沒有訊號只能望洋興嘆。 其實不僅僅是 5G ，4G 網路訊號覆蓋同樣不是很理想。即使強大如我們國家，4G 通訊基站總量佔據了全球的 64%，覆蓋率在全球遙遙領先，都無法保證每一寸國土都有 4G 網路訊號。其他國家就更不用說了，非洲、拉美國家通訊基礎設施落後，網路訊號一直是個大問題。發達國家也沒好到哪裡去，在美國中部、加拿大北部人煙稀少的地區，4G 網路訊號覆蓋同樣很不理想。

既然 4G、5G 這些陸基基站無法解決網路覆蓋問題，那為何不在天上建基站呢?抱著這樣的心思，很多公司都開始用各種方式嘗試天上的基站。Facebook 推出過大型太陽能無人機，從天上發出網路訊號。谷歌則選擇了高空氣球，試圖利用高空氣球在天上不間斷地提供網路訊號。相比之下，馬斯克的“星鏈”衛星網際網路計劃看起來要靠譜的多。

早在 2015 馬斯克就透露了“星鏈”計劃，第一階段在 2019 年-2024 年向 1100 公里左右近地軌道發射 4425 顆小型衛星。第二階段則是向 340 公里的近地軌道發射 7518 個類似的衛星，將網路訊號覆蓋光線和通訊基站難以到達的偏遠地區。兩個階段合計 12000 顆衛星，共同構建一個大型衛星網路，給全球提供高速網際網路服務。

除了馬斯克，世界首富貝索斯、非盈利組織 Outernet、拿到了大量投資的 OneWeb 以及我們的中國航天科工集團，都在積極籌備衛星網際網路，一場悄無聲息的衛星網際網路競賽已然打響。其中，貝索斯旗下的 Kuiper 專案計劃發射 3236 顆近地軌道衛星，Outernet 提出要發射 700 顆左右的衛星，OneWeb 也提出要發射上千顆衛星。五年之後，宇航員在國際空間站對地球進行觀測時，多半會留下“密恐慎入”的感嘆。

難以逾越的難關

為了解決全球範圍內的上網問題，馬斯克與貝索斯等科技大佬已經開始了“軍備競賽”。他們的計劃看上去都野心勃勃，不過介於理想與現實之間，還有腳踏實地的奮鬥過程。衛星網際網路計劃看上去十分美好，實際做起來卻困難重重。

就拿“星鏈”計劃來說， SpaceX 的網際網路衛星使用的波段和手機頻段互不相容，衛星上下行頻率在 11-13GHz ，而目前 4G 網路的最高頻率也只有 2635MH。頻段不同就無法溝通，手機想要接收衛星訊號，還得透過調變解調器作為“翻譯”。調變解調器和披薩一般大小，可以想象，這個世界沒幾個人忍得了如此費勁的上網方式。

此外，衛星網際網路的概念從來沒被實現過，因而沒有成功的模式可供參考。倒是有些失敗的例子，例如上世紀摩托羅拉公司的銥星計劃。上世紀 80 年代手機通訊技術還不發達，很多地方都沒手機訊號。摩托羅拉就突發奇想，企圖環繞地球建立一個太空通訊網路，從而實現全球訊號覆蓋。可惜，摩托羅拉好不容易將銥星星座網路建成，人們卻都不需要這項服務了。原來，那幾年地面通訊技術飛速發展，通話訊號有了很大的改善，人們不用透過摩托羅拉昂貴的銥星網路，也能享受良好的通話服務。

無法相容的頻段問題，飛速發展的通訊技術，還有昂貴的衛星發射成本，這些都是橫亙在馬斯克等人面前的鴻溝。介於“星鏈”計劃實施難度太大，甚至有不少人懷疑這只是馬斯克用來騙融資的手段。其實，馬斯克和貝索斯既不是傻子，也不是瘋子，他們大張旗鼓的衛星網際網路計劃實際上另有所圖。

搶佔太空資源

從小我們就知道，太空廣袤無垠，小小的衛星在太空中毫不起眼，外太空中可以容納無數個衛星軌道。不過，衛星軌道也有價值高低之分，為了保證頻率隔離、空間隔離，衛星間需要保持一定的安全距離。因此，有價值的軌道，如地球靜止軌道，數量並不多，這些軌道上某些靜止點更是極為稀缺。

國際上有一個空間軌道分佈協會協調空間軌道，理論上哪個國家或公司優先申報，就可以獲得優先使用權。馬斯克、貝索斯他們如此不計代價的開展衛星網際網路計劃，未嘗沒有透過大量通訊衛星佔據高價值衛星軌位的心思。

更為關鍵的一點是，通訊衛星在 5G 之後的 6G 時代意義非凡。中國工信部 IMT-2020(5G) 無線技術工作組組長粟欣曾經透露：“目前來看，5G 在廣聯接也就是物聯網的應用還不太理想，6G 可能會在這個場景上擴充套件向更廣泛的層面、更高的空間，比如衛星移動，實現地空全覆蓋的網路，實現真正無所不在的任意裝置之間的資訊傳輸，真正的萬物互聯時代。”

另外，上個月美國聯邦通訊委員會一致投票決定開放“太赫茲波”頻率段，該頻率段在 95GHz 到3THz 範圍內，正是預測 6G 通訊技術將進入的頻段。目前業界觀點普遍認為，未來 6G 將使通訊向空間發展，衛星通訊將發揮重要甚至關鍵的作用。

如此看來，馬斯克、貝索斯的衛星網際網路計劃，更像是提前為未來佈局。透過隨處可達的衛星網際網路，為全球每個人跡罕至的角落提供網路訊號。在造福使用者的同時，積累低軌寬頻天基網際網路組網經驗。等到 6G 技術標準正式確立，就可以利用自身豐富的衛星網際網路組網經驗以及佔據的高價值衛星軌位搶佔先機。