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文 | 陳根
8 月 29 日,華爲 Mate 60 Pro 手機突然開售,在各方矚目中,Mate 60 Pro 所支持的衛星電話功能更是受到了重點關注。根據華爲終端官方介紹,Mate 60 Pro 是全球首款支持衛星通話的大衆智能手機,即使在沒有地面網絡信号的情況下,也可以從容撥打、接聽衛星電話,時刻在線。
在華爲發布 Mate60 Pro 之後,根據媒體消息,今年年底之前,國内其他手機廠商也會陸續在其産品中支持衛星通話功能。要知道,這兩年來,衛星通話功能一直是智能手機行業炙手可熱的概念。爲什麽各個手機廠商都急着将手機通信 " 捅上天 "?" 捅上天 " 的衛星通信對我們來說又意味着什麽?
手機通信爲何 " 捅上天 "?
衛星通信,顧名思義,就是用衛星來通信。
目前,我們絕大部分的手機通信都是基于地面通信系統,即通過地面基站或基礎設施進行的通信,使信息直接從一個地點傳輸到另一個地點,通常通過有線或光纖電纜、無線電波等媒介傳輸。而衛星通信則是直接将信息傳輸到位于地球軌道上的人造衛星,然後再從衛星傳輸到目标地點。
衛星通信的最大優勢,就是信号覆蓋廣。因爲現有的手機通信,也就是地面通信系統,都是依賴于就近的基站,基站分布越多,信号就越好,反之就越差。而基站覆蓋的地區,往往是人類活動範圍較多的地方。如果是人類活動較少的區域,例如海洋、沙漠、森林等野外地區,基站信号無法覆蓋,不管手機信号有多強,一樣會陷入徹底失聯的狀态。和基站不同,衛星通信直接連接太空中的衛星,其信号基本覆蓋地球上絕大多數區域。
可以看到,雖然從手機使用上,未引入衛星通信技術的手機與引入衛星通信技術的手機并沒有太大不同,我們也是發送一樣的短信和文字信息。但差異就在于,一旦在野外遭遇意外,依靠手機衛星通信技術,即便是在塔克拉瑪幹大沙漠的無人區這樣的手機完全沒有信号的地方,我們也可以把信息成功發送出去,避免意外發生。
可以說,衛星通信功能雖然普通人日常基本用不到,但一旦用上,那就是 " 一生用一次,一次續一生 "。就像網友說的 " 手機衛星通信功能就像 120 救護車一樣,一輩子也用不到一兩回,但是當你想用的時候,不能沒有。"
這樣的新聞其實已經有了不少。比如,今年 2 月,根據媒體報道,一名驢友在野外徒步時發現野生動物腳印,脫離隊伍去尋找動物拍攝,由于大雪天氣環境能見度太低導緻迷路無法返回。緊急情況下,這名驢友使用華爲 Mate50 手機向外發出求救信号,隊友收到衛星消息後緊急施救,助其脫險。
還有網友發朋友圈介紹,自駕遊路上車壞了,由于當地信号很差,打了很多電話才勉強接通,而且互相聽不清對方說些什麽,無法判斷準确位置。最後,這位用戶用華爲 P60 Pro 發送北鬥衛星位置信息,在關鍵時刻幫上了大忙。互聯網上的現身說法,也讓人們對手機衛星通信功能更加重視。
從消費端來看,手機衛星通信功能意義重大;對于手機廠商來說,這塊市場也同樣珍貴。要知道,在當前手機市場疲軟的環境之下,上遊廠商對于技術突破以及産品高端化存在迫切需求,衛星通信也因此成爲手機創新焦點,芯片及手機品牌廠商争先布局。
iPhone 14 全系列手機搭載衛星通信功能。華爲則是第一家在手機、手表産品裏均推出衛星通信功能的公司,最新發布的 Mate60Pro 還能實現衛星通話。另外,韓國一份報告顯示,三星目前正與銥星公司合作,爲即将推出的 Galaxy 新系列提供衛星通信。國盛證券鄭震湘表示,衛星通信功能或将成爲 2023 年新發高端智能手機的标配,并逐步應用于智能手表等其他消費電子産品。
不管是消費端,還是生産端,一個可以确認的事情是,我們正在走進一個全新的微信通信時代。
手機微信通信在今天
其實,雖然微信通信今天才更多的被大衆知道,但這并不是一項新技術。早在上世紀八九十年代開始,就有公司開發類似的技術,最爲人所知的,就是摩托羅拉的 " 銥星計劃。"
按照計劃,摩托羅拉公司會制作并發射 77 顆衛星,這個數字,是金屬元素 " 銥 " 擁有的電子數量,這項計劃從 1987 年啓動,4 年後摩托羅拉還成立了銥星公司,專門負責推動銥星計劃。銥星公司耗費 50 多億美元,花了十年時間,一共制造出 66 顆人造衛星。盡管比原計劃少了 11 個,但銥星公司認爲已經足夠,開始發射衛星,到 1998 年 5 月,66 顆低軌道人造衛星全部發射成功。
然而,由于成本過于巨大,因此無論是手機還是花費,銥星的定價都非常高。銥星公司推出的手機,價格是每部 3000 美元(折合人民币約 3.6 萬元),每分鍾話費 3 美元(折合人民币約 12.5 元)。在 2000 年定下如此高昂的價格,結果可想而知。9 個月後,銥星公司就申請了破産保護。
雖然在商業上,銥星計劃失敗了,但從技術角度看,銥星計劃是成功的,它的很多技術理念,到現在仍不過時。
今天,在衛星通信領域,最著名的,當屬 SpaceX 的星鏈計劃。2015 年,埃隆 · 馬斯克通過旗下的 SpaceX 公司,計劃發射 4425 枚衛星,組成一個龐大的衛星網絡,向人們提供互聯網服務網絡。這就是星鏈計劃,自從 2019 年第一顆星鏈衛星發射升空之後,截至目前,在地球的近地軌道上,SpaceX 已經部署了近 5000 顆星鏈衛星。
爲中國電信運營衛星通話業務提供支撐的,則是我國首個自主研制、支持電信運營級服務質量的大容量衛星系統—— " 天通一号 " 衛星移動通信應用系統。該系統由空間段、地面段和用戶終端組成,采用 1740 專屬号段,能爲客戶提供衛星移動話音、短信、數據及增值服務,實現包括我國在内的全球多個區域的通信網絡覆蓋,目前已有 3 顆衛星在軌運行。
不過,在實現衛星通訊技術的商業化應用之前,我們還需要面對兩個問題:一是通訊的安全性與穩定性;二是通訊成本的平民化。
目前,在衛星帶寬速率受限的情況下,手機隻能發送文本等小數據量的信息,無法實現高速上網。比如,華爲系列的 " 手機直連衛星 ",以及蘋果即将推出的 " 手機直連衛星 " 都是 " 有條件 " 的 " 直連 ",且連接的是都是低速率的通信衛星,是有條件的在特定情況下使用的低頻率、窄帶的解決方案,支持短信、短報文這類小數據量的應用。因此,目前隻是基于地面基站的移動通信的補充。
除帶寬容量外,手機直連衛星也有時間和空間的限制。據蘋果介紹,在能夠清晰看到天空的環境中,用 iPhone 14 發送一條衛星消息用時不到 15 秒,而在樹蔭等有遮擋的地方可能需要幾分鍾。另據華爲官網介紹,華爲 Mate 50 Pro 需在空曠無遮蔽處使用。
從衛星通信到 6G 時代
基于衛星通訊正在成爲通訊行業的下一個趨勢。
當前,華爲、蘋果等公司的手機直連衛星已經完成了從 0 到 1 的跨越,手機廠商的紛紛入局。今年 2 月份,在巴塞羅那開幕的世界移動通信大會(MWC)上,高通公司宣布,正與榮耀、Motorola、OPPO、vivo 和小米等公司合作,支持廠商利用其此前發布的 Snapdragon Satellite 衛星通信技術開發具備衛星通信功能的智能手機。高通表示,一些安卓手機将在今年下半年前具備這些功能。
谷歌也已确認,在下一版本的安卓系統中提供手機連接衛星的功能;美國 Space X 公司與美國電信巨頭 T-Mobile US 共同宣布成立技術聯盟,2023 年開始通過 T-Mobile 向消費者提供手機直連第二代星鏈衛星的服務。
據信通院數據,預計 2027 年全球衛星通信終端市場規模達到 109 億美元;衛星與手機直連成爲發展熱點,衛星通信作爲蜂窩網絡的補充可以爲運營商每年增加 4000 億美元的收入。而低軌衛星是衛星通信産業發展模式重塑的重要支點,産業布局正不斷加快。我國低軌衛星建設也已進入落地階段。
在手機衛星通信走向大衆的同時,6G 時代的雛形也在慢慢清晰。雖然當前 6G 并沒有一個準确的定義,但 6G 的通信指标已然被寄予有超出 5G 的高速率、大帶寬、低時延,也在 5G 基礎上從服務人、人與物,進一步拓展到支撐智能體的高效互聯,實現空天地一體化的全球無縫覆蓋。
6G 的願景之一就是實現全球通信的無縫全域覆蓋。顯然,地面通信系統想要在廣袤的地球上實現這個目标比較困難,比如在大片的海洋、沙漠無人區等地域,建設基站既不現實也不經濟。而衛星通信作爲 6G 時代最重要的潛在技術,則是地面通信網絡的重要補充。衛星通信 + 地面通信能夠真正實現更好的全域覆蓋體驗。面對 6G 時代衛星組網高概率出現的可能,手機廠商們提前部署衛星通信能力,可以提前爲 6G 時代的到來做鋪墊。
近年來,國家國防科工局、工業和信息化等部門出台了,很多關于支持衛星通信技術發展的相關文件。這些文件,計劃分爲多個階段部署和推動衛星通信産業發展,爲 6G 時代到來做鋪墊。面向 6G 時代,運營商、零部件廠商、設備商等整個衛星通信産業鏈上下遊都在積極布局。
手機廠商如果參與其中,則可以激活産業的連鎖反應,這也是此次華爲 Mate 60 Pro 手機發售令人感到振奮的原因之一。當衛星通信變爲消費級别的應用時,大家在購買時也會優先考慮支持該功能的手機終端,這将會倒逼手機廠商研發加速。而随着使用人群的增多,單價也會有一定程度地下降,衛星功能和覆蓋也會大幅改善,形成良性循環。在這樣的背景下,未來手機衛星通信的産業生态和商業模式也被一點點勾勒出新的模樣。
手機直連衛星時代的到來是通信發展的必然,當前,衛星通訊這種通訊方式的發展趨勢已經日漸成熟,而随着衛星通訊技術的技術與生态圈不斷成熟,變革拐點很快就會到來。