類似「星鏈」的低軌通信衛(wèi)星網(wǎng)發(fā)展前景如何,,如何看待互聯(lián)網(wǎng)公司參與低軌寬帶互聯(lián)網(wǎng)星座建設(shè),?
2022-08-09
來源:知乎 鄧晨嘯 電子技術(shù)應(yīng)用
其實(shí)不用看發(fā)展前景,,因?yàn)闆]前景也必須全力發(fā)展。
目前衛(wèi)星的軌道和頻段都是非常稀缺的資源,,占一塊就少一塊,,具有深遠(yuǎn)的價(jià)值空間和戰(zhàn)略意義,在當(dāng)前的國際競爭和經(jīng)濟(jì)形勢下,,航天是絕對的必爭之地,。
預(yù)計(jì)到2029年時近地軌道將部署57000顆衛(wèi)星,如果按當(dāng)前的發(fā)展速度來看漂亮國要吃掉87.7%的份額,,就像我們要造CV提高在太平洋的話語權(quán)一樣,,太空爭奪是必然的發(fā)展趨勢。
現(xiàn)在國內(nèi)組網(wǎng)數(shù)量30顆以上的項(xiàng)目已經(jīng)有10個,,總規(guī)劃衛(wèi)星數(shù)2600+,,雖然目前看起來規(guī)模跟space X相差還很大,而且實(shí)際上還沒發(fā)射幾顆,,但在類似這樣的地獄難度下兔子已經(jīng)創(chuàng)造過無數(shù)奇跡了,,所以還是非常值得期待的。
一,、通信衛(wèi)星的未來——6G
全球衛(wèi)星通信的發(fā)展經(jīng)歷了與地面網(wǎng)絡(luò)競爭,、補(bǔ)充、融合三個階段,。
競爭——
1980-2000年,,以摩托羅拉“銥星”為代表的多個星座計(jì)劃實(shí)施,提供話音,、數(shù)據(jù)等服務(wù),,當(dāng)時全產(chǎn)業(yè)吸引了數(shù)百億美金投資可謂紅極一時,但帶寬2.4k/s成本還超高,,公司開了4個月,,卒。
補(bǔ)充——
2000-2014年,“新銥星”衛(wèi)星系統(tǒng)上天,,這次他們學(xué)聰明了,,定位是地面系統(tǒng)的補(bǔ)充,后來大家所了解的銥星系統(tǒng)其實(shí)都是指的這批二代銥星,。
融合——
2015年以后,,space X的巨大成本優(yōu)勢也打開了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)新的想象空間,星鏈將作為通訊網(wǎng)絡(luò)中的核心組成部分出現(xiàn),。
在第二屆“全球6G技術(shù)大會”上專家普遍預(yù)測,,6G技術(shù)預(yù)計(jì)會在2030年左右商用,其中空天地一體化是革命性進(jìn)步,。
雖然6G的基本范式和關(guān)鍵應(yīng)用場景尚未確定,,但有愿景認(rèn)為6G應(yīng)該實(shí)現(xiàn)“無處不在的無線智能”,在空天地一體化的三維網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)智能的,、無處不在的無線連接,,達(dá)到每秒Tb量級的數(shù)據(jù)傳輸速率,以及亞毫秒級的時延,。
衛(wèi)星在這套體系中主要承擔(dān)偏遠(yuǎn)地區(qū)覆蓋,、移動載體覆蓋、調(diào)度,、定位等職責(zé)
二,、困難和問題
成本&模式——
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)屬于重資產(chǎn)建設(shè),前期研發(fā)投入巨大回收周期又長,,目前基本都是國家投資國家使用,,難以有效盈利。而且目前正處于技術(shù)井噴階段,,新技術(shù)迭代超快,,衛(wèi)星發(fā)射成本又巨高,搞不好剛發(fā)上去沒用多久的衛(wèi)星又面臨淘汰,,這各種各樣的不確定性制約了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,。
當(dāng)然也有曲線救國的方法,比如咱們也來一發(fā)可回收火箭一箭143星,。
監(jiān)管——
國際電信聯(lián)盟《無線電規(guī)則》中規(guī)定,,除了衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù),任何國家建設(shè)的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)都可以覆蓋全球,,而目前的地軌衛(wèi)星數(shù)量多,、體積小、質(zhì)量輕,、移動快,,隱蔽性強(qiáng),,現(xiàn)有的衛(wèi)星監(jiān)測技術(shù)極難定位和監(jiān)控,是國家安全的重大隱患,。
網(wǎng)絡(luò)安全——
受限于成本,,目前主要在發(fā)展的小型衛(wèi)星都會盡量節(jié)省載荷,使用軟件來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的在軌編程,,而如果要確保這一過程的安全性,,那么網(wǎng)絡(luò)安全的成本甚至要超過衛(wèi)星本身的價(jià)值,這就導(dǎo)致衛(wèi)星的網(wǎng)絡(luò)安全保障實(shí)際上非常薄弱,,這里還有很大待改善的空間,。
缺少有效載荷——
高性能數(shù)據(jù)計(jì)算與信息處理功能要求星在計(jì)算機(jī)處理器至少達(dá)到5TB,光口數(shù)不少于4路10Gbps,,切換時間不長于90ms,,再加上太空拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不斷變化,這里的難度也非常大,。
維護(hù)成本&太空垃圾——
衛(wèi)星的回收,、維修,、更換想想就知道是個很麻煩的事,,低軌衛(wèi)星一般壽命不超過5年,出現(xiàn)故障的話一般就直接丟棄形成軌道碎片,,2018年時美國國防部與航天局建立的太空監(jiān)視網(wǎng)公開數(shù)據(jù)顯示,,目前近地軌道中有19000多個物體,其中衛(wèi)星只有2000個,,可想而知未來如果不解決這個問題文星的發(fā)射空間也是非常受影響的,。
三、互聯(lián)網(wǎng)公司加入帶來的變化
成熟的互聯(lián)網(wǎng)公司能在技術(shù)上對衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)帶來極大助益,。
云計(jì)算——
人人都知道發(fā)射衛(wèi)星成本高,,那么將天基運(yùn)算轉(zhuǎn)到云端就是目前最理想的解決方案,衛(wèi)星只負(fù)責(zé)獲取和傳輸,,云負(fù)責(zé)處理,、調(diào)度、存儲,、維護(hù)等,,即可實(shí)現(xiàn)巨大的降本提效。
目前華為云已經(jīng)深度參與在航天領(lǐng)域,,關(guān)聯(lián)項(xiàng)目有四維地球,、EI集群服務(wù)器等,就不具體展開了,。
人工智能——
人工智能在衛(wèi)星測控過程中的應(yīng)用程度可以分為三個層次,。
1.輔助分析層次,,人工智能從茫茫數(shù)海中找到重要信息提供給我們來做決策,通過不斷優(yōu)化來提升對數(shù)據(jù)的鑒別能力,;
2.輔助決策層次,,在衛(wèi)星資源規(guī)劃和調(diào)度方面,人工智能可以結(jié)合歷史調(diào)度記錄,,通過算法,,幫助我們在新場景下快速有效的制定不同策略(如效率優(yōu)先、用戶優(yōu)先等),;
3.自主決策層次,,在這一層次衛(wèi)星被允許自主完成觀察、定向,、決策,、行動的循環(huán),目前比較簡單的任務(wù)已經(jīng)可以完全自主智能化實(shí)現(xiàn),。
區(qū)塊鏈——
想不到吧,,這里也能蹭orz。
首先,,衛(wèi)星也可以是節(jié)點(diǎn),,尤其是在覆蓋欠發(fā)達(dá)地區(qū)時可以發(fā)揮很好的效能,覆蓋人越多共識就越強(qiáng)嘛,。
其次,,如果將天基載荷加入到相對比較成熟的鏈上運(yùn)行,可以通過三重簽名方案等方式加強(qiáng)資產(chǎn)的安全性,。
當(dāng)然能展開的還有很多很多,,這里就不舉例了,我相信總有聰明人能編出新故事,。
目前NASA和ESA都有動作表示在探索區(qū)塊鏈與衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合應(yīng)用,,是一塊比較新的應(yīng)用領(lǐng)域,但我覺得有精力研究這個還不如好好搞搞運(yùn)載火箭,。
更多信息可以來這里獲取==>>電子技術(shù)應(yīng)用-AET<<