向马斯克说不，中国需要建设独立自主的低轨卫星星座
向马斯克说不，中国需要建设独立自主的低轨卫星星座
作者借用马斯克一句话来说：把目标瞄准在月球上，即便掉下来也能落到云彩里。在这里我还是要夸他，老马这样的人精明的很，他不傻，其实另有所图。
精明的商人背后的盘算
最近很多人在讨论马斯克的STARLINK低轨卫星星座项目，卫星数目甚至高达1.2万颗，近期不少文章都详细介绍了，在这里就不介绍太多，感兴趣的可以看下小火箭关于STARLINK的介绍。笔者丝毫不感到意外，这完全符合马斯克的个人标签和他的行事风格。当年正是因为想要移民火星带他走向了火箭发射市场。
卫星数目
卫星的数目确实不太靠谱，如果按照这个数量部署的话，光发射就需要花费巨资，卫星建设还需要额外花费一笔。着实一看把地球围了一圈，这么密集的卫星将给国际上其他国家的低轨卫星发射带来极大的风险，甚至受到制裁。连老马自己都说担心中国把他们击落。不过在一个跑马圈地的时代，野心有多大就意味着以后的格局可以有多大，掌握多大的话语权。国内目前这块都比较小胆，大家纷纷担心自己的盘子算的太大，招致中国人与生俱来的冷嘲热讽，这是一种很自然的选择。就连航天科技最新升级的鸿雁三期，也都是300颗左右的互联网宽带星座。科工集团行云和虹云两个项目加起来也就200来颗。不得不说中国人做事还是踏实哈。其实这个体量也是经过测算比较能够得心应手的卫星星座数量，数量太多意味着酝酿的风险过大，一家公司的成败不如分担风险，估计多种运营主体参与，像世域天基这样的民企也是精打细算提出了200颗左右的星座方案，总预算百亿人民币以内，按照传统基础设施的建设思路也就是一座摩天楼的成本，运作起来也能让民企得心应手，不过这个过程中还是要借鉴基础实施开发经验，如何分担风险的开发模式设计就显得至关重要，具体可以参考笔者以前的文章。除了利用卫星作为空间平台之外还应该考虑使用一些临近空间飞行器，无人机作为信息中继，在固定点位服务，这样的布局的话性价比很高，而且这些通讯飞行器还可以一个城市一个城市的售卖。
不过老马的利害在于他有自己的火箭，甚至以后实现猎鹰一二级回收，发射成本还是有下降空间。他的猎鹰9系列最新的报价已经达到5400万美金，比我们低成本的长三6000万还便宜。后期预计如果能上马BFR的话一次性可以释放百十颗。不过笔者也不是特别看好这个模式，毕竟鸡蛋放到一个篮子里，风险太大。我们认为一箭一轨能实现几十颗发射是最靠谱的方式。对此国家应该加大力度投资研发并且着重量产中等运力低成本火箭。不过最近传的长三要做大规模标准化生产我觉得是个好风气，咱要有自己的目标，别被太空探索带歪了。
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卫星网络与频谱共享
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卫星真的上天了性价比如何？遇到高度发达的地面网络怎么办？其实不管是国内还是国外大家看的都比较清晰的认识到地面网络的优势所在。老马其实也不是傻子，他的聪明往往不容易被人觉察，外人总是看表象。不管是ONEWEB也好还是太空探索的STARLINK也好，如果企图单单依靠卫星网络就打败地面网络其实是很空洞的。不跟地面融合的卫星网络在今天必死无疑。然而想融合也不是你想的那么简单。2015年太空探索就在FCC和几大美国电信运营商撕开了。核心就是关于频谱资源的争夺，讲真那时候地面压根就看不上天上。前者有铱星的例子，铱星的利润对富得流油的地面运营商来说撒牙缝都不够。笔者跟移动研究院聊过，地面其实一直在观望，因为他们现在也遇到了麻烦，那就是现阶段地面速率远远超出需求，增加网速带来的收益还填补不够建设网络的投入，所以他们对5G当中尤其是高频投资很是淡定。具体原因大家可以查阅笔者之前的文章《毫米波，横在运营商心中的一个梗》。不做高频的话又觉得可惜，毕竟很多场景还是需要，建设的化性价比如何还值得观察。但是空间平台先天就是高频传输的好工具。国际上最新在关于SAT5G或者6G的方案中也集中体现了这一趋势。
那么你一定想好吧。我们就让天地融合好了，真如老马推特说了WIFI密码，其实潜台词就是马斯克自己也明白他要成功必须让网络网全面跟地面网接轨，走IMT国际移动通讯标准路线，以后手机连接一个天基的wifi好了。事实是天地融合涉及到两个层面的融合，目前5G真正推高中低频的混合方案。卫星的话低频不可能，中频段难度很大。虽然intelsat和SES自己对外都说要支持频谱共享，但是他还补充了一句，如果你没有为此支付原有频段拥有者400亿美金左右的拆迁费用他就不赞成你的频谱共享方案。由于国际电联早在IMT组织之前就成立了，早期的卫星通讯又是在国防领域开展，所以让很多卫星运营商垄断了不少核心频谱资源。一时半会想要征用这块土地难度很大，付出的代价可想而知。马斯克不是傻子，他不可能为这种无理要求付一分钱，他的这次TINTINA/B实验星带了X波段和KU/KA两种频段的测试载荷，就是为以后说不定能实现这个目标要做准备。想想国际电联ITU WRC19要开会讨论，事必想修改一下以前的频谱分配规则。IMT和3GPP都是有钱的主，想必也有能力把自己的话语权塞进去，就看下一步进展到哪里。笔者在这里不是特别看好中频段被共享。原因很简单，毕竟传统高轨运营商还是守规矩的主，拿这个频段也是正当途径，就这样暴力拆迁了，估计谁也受不了。然而就拿ITU来说，如果要全世界为这几大卫星运营商索要的高额补偿来付费的话也不太可能。所以笔者一直强调，之所以能实现共享，不是因为资源紧张，越是紧张的东西，业主自然不乐意拿出来共享，谁不指望靠手机稀缺的玩意发一笔财呢。真正能做到共享，无非是东西资源很多，只是你一个频段，他一个频段，地面终端无法进行适配，导致最后需求很小，成为不了主流。所以基于这种前提，ONEWEB也好，starlink也好都认识到这个问题的重要性。只是在最终方案没出台之前，谁也不会轻易低头，自己掌握这频谱资源，意味着以后有更大的谈判筹码。同时也为一旦最终融合失败还得还能有独立的频谱运行下去，双保险。
EUROCONSULT曾经对笔者公司世域天基做过调研，问笔者如何解决落地权和信息监管的问题。其实老马也知道中国这样的国家是不允许你建一个桥越过他的屏蔽墙的。但是国际上这样的国家除了中国朝鲜之外真的没有太多。互联网本身就是一个高度开放的网络。如果在中国得以实施，我想起码监管这块的难度要小很多。中国的低轨卫星企业就有了先天优势，多跟政府主管部门保持联系，得到他们的许可。二个笔者认为卫星网络真的不能脱离地网独立运行。ONEWEB聪明之处就是在于他用弯管技术，在全球很多国家建设地面站。反正地面走的信息你都可以进行监管，确保相关服务可以在当地国家落地运行。
信息监管与落地运营
对于世域天基和太空探索来说，我们都认为弯管技术逐渐已经过时，不是未来主流，竞争不过地面网络。发展星间链路和星上路由才是必经之路。但是有星间链路不等于不用地面网络。IP流不意味着不受监管。对此我们认识非常清楚。世域天基的卫星星座网络这一设计曾经EUROCHONSULT的调研员非常惊讶，我们是如何解决这个矛盾的。世域天基设计了两条路由通道，主通道还是经过地面微基站和电信SDN网络进行传输，通过卫星微波替代光纤去实现一些孤岛基站的连线。这条通道由于接入了电信网络是高度可控的，数据流通和信息监管本身就是两码事。第二个通过是世域天基设计了6颗MEO的干路激光链路。我们在设计方案的时候充分考虑了我国火箭的运力和成本。如果都使用激光链路会导致卫星平台超大。这就是为什么太空探索卫星比世域天基卫星重这么多的原因之一。激光链路需要使用到高精平台。TINTINA/B两颗卫星巨大的外置桁架就是证明。我们的低轨不用激光链路，全部使用微波链路。绝大部分数据通过地面路由，一部分针对偏远地区海洋通过激光链路进行中继路由，这一设计也充分利用了激光和微波传输数据量的差异，实现最优解。激光链路最后通过设置在大气状况比较稳定的西藏地区的激光传输站进行星地连接，实现数据和信息监管。所有一切都能在中国政府的掌控之下。
寻找最优解决方案
目前世域天基旨在为中国卫星通讯星座寻找最优解。方案设计工作目前就观察下来也是国内最合适的，尤其是卫星载荷方案，均在太空探索技术公司之上，咋一定你会很吃惊。只是半导体这种东西与时俱进，5年后的方案不能拿今天的半导体水平来对待，必须留足冗余。世域天基很乐于跟体制内的企业一起合作，互补，共同建设卫星规模化工厂。我们的实验星有50公斤和一个立方星组成，将验证毫米波载荷相关技术以及实现星间链路，算是比较小而精的工程，目前正在江苏推进这一工程。卫星除了实现科学实验之外还想附带一些政治文化功能。两颗卫星分别叫做母亲和游子，对比鹊桥星座LOVE BRIDGE的大爱无疆的座右铭，也希望通过台湾在陆留学生的参与共同实现中国梦。
