【新华社】半月谈 |“抢滩”空天地一体互联网

发布者:唐瑭发布时间:2023-04-13浏览次数:411

半月谈记者 孟含琪

卫星互联网具备广覆盖、低时延、大带宽、低成本等优势,加之轨道和频段是不可再生的战略资源,本着国际电信联盟(ITU)卫星频率及轨道使用权采用“先登先占”原则,各国纷纷进入布局低轨卫星互联网的快车道。特别是在6G研发的关键窗口期,卫星互联网和空天地一体的融合网络建设也格外引发关注。

2022年举行的“第二届全球6G技术大会”上,与会专家称,业内普遍预测6G将在2030年左右开始商用,未来3到5年将是6G研发的关键窗口期。大会上,东南大学信息科学与工程学院教授洪伟表示,最具革命性的进步将是中低轨卫星网络与地面“后5G”网络的融合,真正实现无处不在的信息互联。

银河航天 02 批卫星发射前准备中


当前我国也积极抢抓机遇,在技术研发和产业链布局上向前探索。

传统通信格局加速革新,卫星互联网应用前景广阔

中国工程院院士、未来移动通信论坛理事长邬贺铨提出,在地球表面移动通信的面积覆盖率仅有6%左右,近94%的面积还没有覆盖,但这94%的面积只占6%的人口,用传统的移动通信技术去覆盖显然是不经济的。将天基互联网融合到地面移动通信系统,是低成本广覆盖的解决方案,但天基互联网仍面临时延、覆盖半径、多普勒频移、高运动速度等多方面的挑战,地面移动通信网络也需要相应增强。

无网络覆盖区域的用网需求在不断增长中。在未来网络演进中,通信网络应该是无处不在的,无论是飞机、船舶、偏远的矿区,还是无人区的各类传感设备等,都可以随时随地接入通信网络中。这就需要卫星互联网与地面通信网络进一步融合,逐步形成天地一体、融通发展的立体化通信网络。

“6G目前还没有严格的定义,大家有畅想和愿景。构建空天地一体的网络是共识之一。”北京理工大学空间政策与法律研究院副院长杨宽说。这一共识推动业内加快卫星互联网建设步伐,不断探索卫星互联网与地面通信系统融合协同发展的前沿技术。

卫星互联网不受地理地貌环境影响,应用前景广阔。以航空互联网为例,当前为旅客提供客舱网络服务的规模还很小。有咨询公司预测,如果未来卫星互联网技术成功运用,2028年中国航空互联网流量收入可达百亿元级别。

在卫星互联网产业链布局上,多国进入密集部署状态。卫星互联网产业链包括上游卫星设计制造、中游卫星互联网系统的建设运营、下游的应用服务等。在上游,美国太空探索技术公司“星链”计划在轨卫星数量占据领先地位;英国、加拿大等纷纷提出卫星发射计划;我国以中国卫星网络集团有限公司为载体,统筹国内卫星互联网建设与产业发展,着手整合各星座计划。

由于各国布局卫星互联网产业均处于星座建设阶段,产业发展在中下游还属新鲜事物。根据公开资料,综观全球的卫星互联网运营,仅有美国太空探索技术公司的“星链”和英国一网公司的“一网”计划开始提供初步服务,并在全球多个国家申请落地。2022年6月,美国联邦通信委员会授权可在移动的交通工具上使用“星链”卫星互联网,为“星链”向商用飞机、船舶和卡车上扩展应用开了绿灯。2022年8月,皇家加勒比集团的邮轮行业选定“星链”为其游轮提供卫星互联网服务。

国内星座建设布局也在开展中。在产业链中下游,银河航天构建的星地融合5G试验网络“小蜘蛛网”,可用于我国低轨卫星互联网、天地一体网络等技术验证。这表明,卫星互联网产业的应用已经引起市场关注。

我国呈现两大趋势,需壮大工业链

我国卫星互联网建设刚起步,尚需全社会加大扶持力度,从业者也须进一步转变理念。基于卫星互联网行业广泛对外开放、规模庞大的特点,当前我国的卫星互联网体系中,国家队发挥主力军作用,汇聚高校、民营企业等力量共同发展建设,并开启批量化生产。

趋势一:国家队与民营企业各自发挥优势。我国正逐步形成以国家队为核心,多个具有技术优势的民营企业共同参与的局面。国家队研制卫星的时间早、技术积累多,发挥领军作用,引领民营企业、高等院校等广泛参与,汇聚各方力量形成创新共同体,围绕国家战略同频共振。商业企业市场灵敏度更高、反应速度更快,快速迭代的技术和管理优势,可以为航天技术和社会化资本深度融合的“航天+”带来全新业务形态,催生新的经济增长点。二者相互补充可提高中国航天全球竞争力。

趋势二:批量化生产粗具规模。批量化生产使成本大幅降低、生产效率大幅提升,是构建卫星互联网这类大规模星座必要的基础条件。在商业航天领域,2022年3月,6颗批产的低轨宽带通信卫星银河航天02批卫星升空,是我国首批批量研制的低轨宽带通信卫星,验证了我国建设卫星互联网星座可实现低成本、批量以及组网运营的能力,为今后大规模组网应用积累经验。

尽管我国在卫星互联网星座建设上取得进展,但放眼国际,美国太空探索技术公司星链卫星每月产能是120颗,每颗卫星制造成本已下降至50万美元甚至更低,与其相比,我国还有很大进步空间。

“国内外都提出,要像造汽车一样造卫星。关键在于打造成熟的生产链和供应链。”北京千域空天咨询有限公司创始人蓝天翼说。当前,一些企业通过模块化设计和柔性化制造,已经打造出粗具规模的生产链。

为了进一步降本增效,供应链建设中,既要依托传统工业链,保障一些核心部件的可靠性,也可以选择从工业化程度更高的行业寻找新型供应链。比如卫星使用的固态硬盘,在信息与通信技术产业里就可能找到替代品。如果商业航天发展出一批在专业能力上突出的民营工业企业做配套,合作形成新的供应链,不失为一条新路。

商业航天企业可以发挥对市场敏感和管理灵活的优势,与工业配套企业协同设计,对工业元器件的应用进行优化,使其系统性达到航天应用标准。传统航天工业体系与商业航天力量相融合,有助于加速现有工业、产业的升级,也可降低卫星研制的成本,加速卫星批量生产的速度。

比如,航天企业开始探索把工业级器件应用于卫星,大幅降低成本。从这个角度而言,国家可以出台政策鼓励引导商业航天企业与民用工业体系供应链合作,探索适合的采购模式和生产管控流程,统一行业质量标准,增强配套能力。同时,提升容错率,优先在一些非核心的部件上使用工业供应链的新产品,通过在轨测试后逐步替代。

近年来,我国商业火箭公司发展迅猛,实现了商业火箭从无到有的突破,已具备入轨能力,为我国总体发射能力提供了支撑和补充。商业公司的市场运营和成本控制使得运载成本有所降低。未来,随着低成本可回收火箭的研究和发展,运载成本有望进一步降低,有力支持卫星星座大规模组建。

着眼国家空间信息网络战略,提早谋划相关事宜

北京邮电大学信息与通信工程学院院长彭木根教授认为,低轨卫星网络和空天地一体化建设是未来的趋势。党的二十大报告对深入实施科教兴国战略、创新驱动发展战略,加快建设航天强国作出重要部署。要持续推进在理论、架构、技术等方面的原始创新,着眼国家空间信息网络战略发展,以人才作为竞争核心,加速关键技术和领军技术人才培养,在研制卫星、降低发射成本、实现卫星批量化生产、增强卫星抗干扰和无缝全天候服务等方面取得关键的突破性技术成果,加快我国低轨卫星网络和空天地一体化建设,增强其应对能力。

在卫星互联网建设的关键期,结合产业链当前发展现状,既要加大技术研发力度,也要围绕产业链布局,加速我国卫星互联网建设的整体进程。

——增加关键核心技术投入,特别是基础研究投入,着力解决关于卫星互联网建设的技术难题。卫星互联网自身技术发展面临诸多挑战,比如星载芯片、低成本终端、星地融合通信体制、高容量一箭多星等“卡脖子”技术问题需要解决。空天地一体化网络的相关技术突破,能为后续应用提供坚实支持。

——进一步支持卫星互联网的发展,加强卫星互联网应用的拓展布局。中国政法大学航空与空间法研究中心研究员孔得建说,顶层设计层面已提出加快推动空天地一体新型基础设施建设,期待国家推出相关利好政策,加强卫星互联网应用的布局,围绕产业链吸引更多高层次人才,并加强与相关国际标准组织、潜在商业客户的沟通合作。包括进一步整合国家队和民营企业资源形成合力,联合探索共享共用频率轨道,共商共建卫星星座,合作运营卫星网络等商业新模式、发展新路径,作为整体实现做大做强。

——完善相关法律法规。北京理工大学空天政策与法律研究院副院长杨宽认为,卫星互联网在带来诸多益处和便利的同时,也不可避免地带来新的法律挑战和监管难题,其中涉及网络与数据安全、内容监管、数据跨境流动等。现行有关网络安全和网络空间监管的国际法律规则还存在不足,尚未形成统一的网络监管国际机制,更加难以应对卫星互联网建设和运营所带来的新挑战。我国有关部门需要探索考虑卫星互联网国际监管机制,包括卫星互联网安全标准、内容监管以及可采取的技术手段等。

——推动地方构建产业生态创新体系。北京邮电大学特聘副研究员赵亚飞建议,加大应用场景建设布局和政府采购支持力度,充分发挥地方政府的产业承载主体作用。同时,向前一步布局,加强国际合作,扩大销售链。卫星互联网具有全球覆盖属性,因此,争取海外市场十分重要。我国未来建设大规模卫星星座后,也应考虑让卫星互联网产品和服务走出国门,占领更多市场。



2023-4-13【新华社


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