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5G时代的卫星通信产业自救

不管我们去不去拥抱5G,5G已经要来熊抱我们了。

转自 | 卫星与网络

作者 | 刘雨霏、杨庭辉

特别鸣谢专业指导:陆军工程大学李广侠教授

5G发展高歌猛进:卫星产业应对明显迟缓

作为未来一段时间里人类最重要的信息基础设施建设,5G在全球范围内都取得了迅速的进展。从2014年开始,亚洲、欧洲到美洲,无论发达国家还是发展中国家都在尽一切努力推进5G的建设和试运行。值得中国人高兴和自豪的是,中国企业在5G方面走在全球前列,在IMT-2020(5G)推进组正式公布的报告中,华为不仅仅完成了所有项目的测试工作,也领先国际国内对手甚多。

在这几年时间里,卫星通信产业同样有所作为。我们看到了高通量卫星从理念逐步成为现实,大幅度降低了单位带宽的价格,颠覆了传统卫星通信技术的定价机制;我们也看到低轨道通信卫星星座再次涨潮,大型宇航企业和电信企业下决心要让整个世界再没有宽带服务的死角。

不过,与地面移动通信的进步速度相比,卫星通信的步伐显然迟缓很多:在几个直接为消费者提供服务的星座计划中,一网星座定位于解决宽带接入的有无问题,提供给用户的带宽指标是50Mbit/s;马斯克的“星链”定位比较高,不过在用户带宽上,这家公司一直没有给出最终参数,只是强调“光纤品质”;波音星座同样没有给出具体的带宽数据。而国内高通量卫星在一阵新闻稿的热闹之后,各家没有了什么动作,少数老百姓仅仅对这个词有所印象。

看上去,卫星已经非常努力了。但卫星通信从物理上就和地面移动通信有很大的区别,因此直接把5G的指标和上述星座进行对比,或许是有点强人所难了。然而消费者不会关心哪种服务的原理是什么,他们只会关心在个人终端上所能享用到的性能和性价比。在5G的部署周期内,如果卫星通信不能设法取得大幅度突破,那么会在全球范围内进一步被边缘化。从这个角度来说,格里格·维勒所发起的其实是一场产业自救,而不仅仅是“消除信息鸿沟”这么老调的事情。


中国卫星通信的行业自救:应该来得更猛烈一些

最近,围绕华为CFO孟晚舟女士的事件,很大程度上揭示了围绕5G的产业竞争乃至国力竞争已经到了何其激烈的程度。

5G不仅仅是移动通信技术的一次进步,更可能带来人类社会的总体性改变。有学者指出,5G是一场融合创新。首先,5G超高速上网和万物互联将产生的海量数据要高今天几个数量级,对这些数据的存储和使用,一方面将推动大数据分析和人工智能的发展,另一方面也是新的增长点。同时,5G将真正落实智慧城市、车联网、物联网等多种服务,是一场技术创新推动社会进步的革命。

因此,5G在很大程度上将决定一个国家未来的产业发展潜力,并已经成为综合国力竞争的一部分。从这个角度说,卫星通信行业乃至整个商业航天产业都必须有所作为,毕竟我们这个行业历来以新兴高技术产业、战略性新兴产业作为自己的定位,在过去几十年的时间里,一直以国家安全为己任。在5G这个问题上,卫星通信能不能有所作为、大有作为,决定了这个行业未来在国民经济、国家安全和社会发展中的地位,是舞台中央的主角,还是边缘化的小角色。我们相信,哪怕仅仅从荣誉感的角度出发,后一种结果也是不能接受的。

然而前文已经证明,当前的卫星通信行业做得还远远不够,甚至可以说,开始呈现几乎毫无招架之势。考虑到美国对中国产业升级的打压,卫星通信行业积极投身5G,不仅仅是行业自救,更是为民族复兴承担应有的义务。因此,中国卫星通信行业的这场自救,应当比国际同行来得更加猛烈一些。

在诸多讨论卫星通信产业市场空间的论文里,总是会提及“地面网络不能通达的地区”。最近一段时间,对市场的表述中又增加了“飞机、邮轮、无人机”等移动平台。这样的表述在逻辑上是行得通的,但必须指出的是,卫星通信发展至今已经有50多年,中国的卫星通信发展也有数十年之久。为什么这些“地面网络不能通达的地区”还是没有得到足够的服务?而且,卫星早就可以为航空和航海平台提供基本通信服务了,问题并不在于有没有服务,而是服务的水平和质量如何。目前国内运营商的在轨通信卫星和正在部署的星座,应该说已经达到和超越了4G,例如“鸿雁”星座的发展目标是为用户提供400Mbit/s的宽带服务。但这也与5G标准差得远。

因此,我们强烈呼呼,在这个卫星通信产业向个人消费服务转型的风口上,业界应当换一种语境来讨论自己所能提供的服务。不仅仅不要人云亦云,放弃那种“吃地面网络剩饭”的保守而传统的思维模式,更要主动进攻,考虑一下如何争取和分享主导权。


既然我们有这样多的优点,既然我们是这样的无可替代,那么为什么不能成为未来全球电信基础设施的主要引领者和创新者之一呢?如果在带宽指标上无法和地面网络竞争,那么有没有更好的方式来发挥我们的长处,让各种通信卫星成为5G时代不可或缺的基础设施?难道我们已经习惯了给自己找客观理由?还是我们已经习惯了被国家安排任务的“优越”而造成的被动与保守文化而懒于变革?今天,我们中的每一位,不管坐在多重要的位置上,当卫星通信的产业格局变得很小、甚至真的完全边缘化的时候,华丽的头衔又能有多大的意义?

不进则退的产业升级:未雨绸缪迫在眉睫

在5G发展这个问题上,卫星通信行业还要重视另外一件致命问题——不管我们去不去拥抱5G,5G已经要来熊抱我们了。

根据工信部发布的消息,已向中国电信、中国移动、中国联通发放了5G系统中低频段试验频率使用许可。其中,中国电信和中国联通获得3500MHz频段试验频率使用许可,中国移动获得2600MHz和4900MHz频段试验频率使用许可。卫星通信起家的本钱——C频段——上行频率范围为5925-6425MHz之间,下行频率则为3700-4200MHz。看起来国内的频率冲突问题还没有浮上水面。

但从全球5G频谱分布来看,分配了FR1和FR2两段频率。其中FR1在450MHz - 6000MHz,FR2在24250MHz - 52600MHz。FR1完全覆盖了C频段,产生了干扰和冲突的可能。而卫星通信在C频段上实现的传输能力和服务质量,与5G相去甚远。无线电频率是非常宝贵的资源,不是哪个行业、哪个企业可以独占的。

如果另一个行业、另一个企业能用同样的频率资源创造出百倍的价值,这部分频率的使用权就会发生转移。虽然在传统上,同一段频率可以用不同的方式来实现复用,但干扰的风险总是存在的。而且5G如果应用到无人机平台上,可能会让一些传统的复用方式不再起效。那么,抢频率资源的问题迟早无法回避。

实际上,美国的地面移动网络运营商早在几年前就开始向卫星通信界索要C频段的频率资源。虽然广大发展中国家和一些国际组织——包括势力强大的国际民航组织——坚决反对把C频段资源划拨给地面通信,但欧美发达国家的无线电管理部门却在一定程度上支持这种划拨。因为在这些国家,C频段在卫星通信中占的地位越来越低。在美国,C频段最低的200MHz资源,已经划拨给了地面通信。为此,国际通信卫星公司和SES公司被迫采购8颗新的卫星,来防止业务中断。

我们还可以注意到,FR2频段和Ka频段有很大的重叠度。Ka频段在卫星通信领域的使用如日中天,5G领域暂时没有强烈索要这部分资源。但卫星通信的进步速度如果赶不上地面通信,会不会在某一天面临着Ka频段资源也遭到威胁的局面呢?这恐怕也是需要未雨绸缪的。

卫星通信界在5G时代的更大责任:自我超越和突破

有相当多卫星通信行业的学者已经在深刻讨论卫星在5G时代能够发挥什么作用、应当如何融入。《卫星与网络》曾经多次发表过类似的文章,例如《卫星通信与地面5G的融合初探》系列。然而,应当积极行动起来的不仅仅是技术人员和工程技术方面的学者,企业领袖、投资者、创业者同样应当抱着“一万年太久,只争朝夕”的态度来考虑自己这个行业在5G时代的存亡与定位。

我们秉承着一贯的态度,不讨论赚多少钱,首先讨论责任问题。卫星在5G时代的责任可以分成行业性和民族性两个范畴。

在行业责任的范畴内,卫星通信对5G的全球部署是应当也可以发挥作用的。前文所谈到的“地面网络不能通达的地区”已经存在,地面移动宽带网络的部署依然受到地理因素、土地所有权问题的制约。这也导致了4G网络部署上的巨大困难,时至今日,全球大约60%的4G基站在中国。这不但体现了中国在电信基础设施建设上的巨大成就,也意味着全球有庞大的4G市场还处在空白中。5G时代恐怕还要面临同样的部署难题,为了全世界的经济发展和社会进步,卫星通信界作为通信行业的一员,有责任提供手段,尽最大可能扩展5G的覆盖率。

在民族责任的范畴内,以美国为首的所谓“五眼联盟”已经在公开、公然打压华为等企业的发展。同为民族企业,卫星通信行业有着天然的责任提供各方面的支持和支撑。而最大的支持就是一同加入5G发展的大战略,提供基础性、决定性的支撑,把这个我们有所领先的市场做大做强,成为中国经济和综合国力的核心竞争力之一。

《卫星与网络》多次撰文,提倡合作中最有利于市场和多边发展的文化,那就是合作中,只讲优势互补,共同促进,而不是先绷着我们的脸,讲究什么甲方乙方。

只有把合作的关系放到“做大做强”这一个目标上,合作中的角色与心态,就会发生很大的变化,从而将重点集中在“就事论事”上。我们需要确定的是,我们的竞争对象是国际舞台,而不是同仁。因此,坦然承认自身的不足;尊重他人的优势,并且把双方的利益尽可能地放在公平与合理的基础上,所有的合作进展都会更为简单和顺利。

我们必须看到,卫星通信产业的狭窄空间,很大程度上也是主观因素造成的。在当今,整个中国经济承受着美国猛烈打压的大背景下,正是卫星通信行业表现出合作诚意的良好时机,也是寻求自我超越和突破的契机。因此,5G的竞争当前,卫星通信产业各平台,要积极主动与地面通信相关企业开展合作,甚至主动拆掉行业壁垒,拥抱更为广阔的蓝海。