打造中国版“星链”？中国卫星网络集团正式成立
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2021-05-07 10:44
近日，国资委发布公告，经国务院批准，新组建中国卫星网络集团有限公司。据悉，中国卫星网络集团有限公司由国务院国资委代表国务院履行出资人职责，列入国务院国资委履行出资人职责的企业名单。据新华社报道，中国卫星网络集团有限公司将是第一家注册落户雄安新区的中央企业。
根据天眼查资料显示，中国卫星网络集团有限公司注册资本100亿元人民币，注册地是河北雄安，由国务院国资委100%控股。经营范围包括，卫星互联网的论证设计、研究试验、工程设计、工程建设、工程服务、运行控制、运营管理；卫星互联网系统软硬件和系统衍生产品的标准制定、检测鉴定、产品认证、网络与信息安全、系统防护及相关技术服务；卫星互联网发射和测控服务；基础电信业务；第一类增值电信业务，第二类增值电信业务；软件开发；系统集成及运营；信息服务、数字内容服务；卫星通信、广播、导航、遥感业务及综合服务；云计算、大数据、物联网技术应用服务；卫星互联网及融合应用领域内的技术开发、技术咨询、技术交流、技术转让、技术服务、技术推广；卫星互联网领域的国际合作及跨境服务；国际工程设计、工程承包；货物及技术进出口等。
卫星互联网有何优势？
卫星通信是利用卫星中的转发器作为中继站，通过转发无线电信号，实现两个或多个地球站之间的通信。
地球卫星的轨道主要分为低中高三种，低地球轨道（LEO）：又称近地轨道，距地面约200-2000公里的圆轨道；中地球轨道（MEO）：距地面约2000-20000公里的圆轨道；地球同步轨道（GEO）：又称高地球轨道，距地面约36000公里的圆轨道。
通常一颗高轨静止轨道通信卫星大约能够覆盖40%的地球表面，使覆盖区内的任何地面、海上、空中的通信站能同时相互通信。
现有的中高轨道卫星解决了地球的覆盖问题，相当于移动通信的2/3G网络，仅提供基本语音和低容量的数据业务。中高轨卫星设计要求穿透性强、信号覆盖面积大，一般采用的低频段波段。其组建一个完整覆盖地球的卫星数量少（如中国天通一号高通量卫星单一一颗可覆盖全国）。
但存中高轨道卫星存在两大问题：（1）地面终端要求严格，无法脱离成熟通信基础设施向所有无基础设施区域用户提供性价比高的数据业务。（2）带宽有限，导致可容纳用户数量有限，无法满足全球海量用户的互联容量需求。因此传统中高轨道卫星通信主要用于特定用户的信息互联或电视转播。
相比之下，低轨卫星互联网星座可实现：高带宽、高性能全球覆盖、低时延、可便携式\嵌入式终端、低成本的全球互联服务。
目前全球仍有近50%的人口未接入宽带互联网，低轨卫星星座能实现全球互联网覆盖，而随着卫星制造成本和发射成本的快速降低，越来越多的企业开始进军卫星互联网市场。
根据今年2月，中国互联网络信息中心（CNNIC）在京发布的第47次《中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2020年12月，我国网民规模达9.89亿，较2020年3月增长8540万，互联网普及率已达70.4%。但是，国内还有很多山地、草原、高原、戈壁、沙漠、海洋等地区没有网络覆盖。
根据中国科学院院士尹浩发表了题为《天基信息网络发展问题》的演讲中指出，算上海洋面积，中国还有60%多的国土面积没有移动通信信号覆盖，三大运营商网络只覆盖了本土陆地和近海。此外还有山区，边境，沙漠等地区网络覆盖并不理想。相比之下，卫星互联网恰恰可以解决上述地区的网络覆盖，以及船舶、飞机、科考的宽带通信问题，是地面移动通信的有益补充。
全球最大的卫星互联网：SpaceX的星链计划走在前列
目前卫星通信的趋势从高轨向中低轨转移，全球新推出的MEO和LEO星座计划有20个左右，其中最具代表性的则是英国卫星通信公司OneWeb、Space X的StarLink“星链”以及亚马逊的Project Kuiper星座计划等。
OneWeb成立于2012年，是一家全球性的通信公司，计划通过低轨卫星互联网星座构建高速低延时的网络连接。2019年2月，OneWeb在成立7年后终于发射首批6颗卫星。
截至今年4月底，OneWeb累计已组网发射182颗卫星，预计到2021年6月可向北纬50度以上的地区提供网络连接解决方案。今年底开始，覆盖英国、阿拉斯加、北欧、格陵兰岛、冰岛、北冰洋和加拿大，2022年提供全球服务。
为了实现这一覆盖目标，OneWeb还需要再发射两批各36颗卫星，才能在今年底前为整个英国提供服务。而这对刚刚出售给英国政府和印度电信公司Bharti Global的OneWeb来说，也是一个重要里程碑。
除了OneWeb之外，目前在卫星互联网领域发展最快，同时也是最强的企业则是SpaceX。
早在2015年1月，SpaceX CEO马斯克就宣布了卫星互联网服务计划，这一项目被命名为Starlink“星链”，计划发射超过1.2万颗卫星。
而得益于SpaceX的火箭回收技术，SpaceX可以以相对的低廉的价格将卫星送上太空，并且可以一次发射60颗卫星。马斯克曾表示，最新的猎鹰9号在几乎不需要翻新的条件下可以完成10次发射任务，在可翻新的条件下能完成100次发射任务。
北京时间5月5日凌晨3点1分，在美国肯尼迪航天中心，SpaceX发射了重复使用了9次的猎鹰9号火箭(B1049.9)，将第26批星链卫星送入太空，使得SpaceX的星链卫星总数已达1565颗，在轨活跃的超过1400颗。预计2027年完成全部部署。
根据预计，SpaceX的整个星链计划的卫星制造及发射需要的总投入将达到274.28亿美元。
目前“星链”卫星互联网服务的用户预订量已经超过50万，可以提供1Gbps的上网服务（20年前的铱星的数据传输速度只有2.4KB/s），卫星上网服务费用为99美元/月。不过目前“星链”服务在美国和其他几个国家仍处于测试阶段。
此外，去年美国联邦通信委员会（FCC）也已经批准了亚马逊Project Kuiper星座计划，该计划投入数十亿美元将3236颗卫星送入轨道，其中784颗卫星位于367英里（590公里）的高度，1296颗卫星位于379英里（610公里）的高度，1156颗卫星位于391英里（630公里）的轨道，这些卫星将为地球上的地点提供数据覆盖，范围从北纬56度到南纬56度（世界上大约95％的人口生活在这个广阔地区当中），来为全球用户提供互联网宽带服务。
值得一提的是，亚马逊首席执行官杰夫·贝佐斯（Jeff Bezos）也拥有火箭公司Blue Origin。另外，为了执行Kuiper星座计划计划，亚马逊还专门从SpaceX挖来了星链计划的副总裁拉吉夫·巴季亚尔。
有限的卫星低轨道和频段资源
中高轨道所能提供的通信能力有限，主要作为地面通信的补充和延伸，低轨道卫星则能提供全球性的移动互联网服务，目前申请的低轨卫星星座大多位于700km-1500km。
根据ITU，卫星的可用频段可划分为L、S、C、X、Ku、Ka等频段，目前大部分的频段资源已被移动通信、雷达、卫星通信等业务占用。低轨卫星沿着不同轨道飞行，相对于地球同步轨道的唯一性，低轨卫星的轨道资源紧缺性没有那么突出，而频段资源的稀缺性较为紧张。
一些国家申请了大量的卫星轨道和频段资源，但大部分的申请者不具备构建完整星座的能力，而ITU为了不让这些资源成为“纸面卫星”，规定申请者需要在一定年限内发射卫星。
预计未来那些具备稳定卫星制造和发射能力的公司能够锁定住更多的资源，而卫星发射能力弱而占据资源的申请者也存在出于商业目的交易频段资源的可能性。
从战略意义上来看，考虑到低轨卫星轨道先占先得，一旦在整个全球抢占卡位中错失机遇，后续将面临无轨可用的风险。因此中国加快卫星互联网的建设刻不容缓。
中国卫星互联网的后发优势
资料显示，中国历经了四代卫星、50年的研发经验积累，中国已成为全球范围内少数可独立设计、研制大容量通信卫星的国家之一，我国在无论是卫星设计、制造还是火箭发射等关键环节都具备较强的产业基础。
从火箭运载能力来看，以我国现役运载火箭中起飞质量最大、长度最长的火箭长征二号F（CZ-2F）火箭为例，该运载火箭可以实现将8.8吨的有效载荷送入近地点200千米、远地点350千米、倾角42°的地球近地轨道。若以低轨卫星载荷质量300公斤为基准进行粗算（假设卫星入轨分离提升将提升载荷使用率至100%），则我国运载火箭目前已具备一箭30星发射能力，按照象山发射基地年发射规模100发来进行测算，我国长期来看或将具备单年2000颗以上卫星的发射能力。
从卫星制造能力来看，我国或将具备年产1000颗以上卫星制造能力。比如，航天五院通信卫星事业部正在天津航天城建设批量卫星生产线，将实现年出厂130颗卫星的总装能力，满足鸿雁星座生产能力需求。另据国内卫星互联网企业银河航天官方宣布，其已完成最新一轮融资，投后估值近80亿元人民币。银河航天将在南通重点打造新一代卫星智能制造超级工厂，向年产300-500颗卫星迈进，该工厂建成后将是我国商业航天领域首条对标“星链计划”——具备低成本、批量化制造新一代低轨宽带通信卫星的智能生产线，有望把中国新一代卫星批产能力和美国的差距缩短到两年内。
资料显示，截止2018年底，国内已发布的卫星星座计划超过27项，其中由民营企业发起的星座项目就有14个。根据这些星座计划相加，到2025年前，我国将发射约3100颗商业卫星。
比如航天科技集团的324颗卫星的“鸿雁”星座和航天科工集团的156颗卫星的“虹云”工程和80颗卫星的“行云”工程、银河航天的“银河系”AI星座计划等等。
2018年12月22日，“虹云工程” 首发星被送入轨道，标志着我国低轨宽带通信卫星系统建设迈出实质性步伐。
另上海蔚星科技运营的天基互联星座项目，落地咸阳市，总投资92.3亿元，将建成由186颗低轨宽带通信卫星组成的星座。
民营商业航天公司运营的星座，主要有银河航天的银河Galaxy星座，计划发射卫星约1000颗，遥感卫星星座灵鹊和“星时代”AI星座计划也将分别发射378颗和192颗。
由于卫星互联网属于信息基础设施的通信网络基础设施范畴内，信息基础设施主要是指基于新一代信息技术演化生成的基础设施。2020年4月，卫星互联网首次纳入“新基建”范围，意味着卫星互联网建设已上升为国家战略。
不过从目前国内卫星互联网的发展来看，虽然相关的从业企业数量不少，但都是各自为战，规划的卫星星座中的卫星数量也远低于国外SpaceX的规模。
此次由国资委组建中国卫星网络集团，主要目的之一就是为了解决目前各类星座的乱局，拧成一股绳，劲往一处使，以期满足我国构建全球宽带卫星通信网络的重任。
在中国卫星网络集团有限公司成立大会上，国务委员王勇强调，组建中国卫星网络集团有限公司，是立足国家战略全局、顺应科技产业变革大势的重大举措。其中特别提到，要做好顶层设计和资源整合，加强科技攻关，着力提高全产业链创新能力和整体效能，确保系统安全稳定、自主可控。
业内人士认为，这次由国资委组建中国卫星网络集团有限公司，在统筹规划下，我国卫星通信的发展无疑将进入快车道，通过集中力量办大事的制度优势，快速构建一张更为强大的中国卫星互联网，以便能够更好的应对未来的国际竞争。
编辑：芯智讯-浪客剑 部分资料来源：天风证券、知乎等
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