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马斯克的星链计划会成为5G的颠覆者吗？

美国太空探索技术公司（SpaceX）近日透露 ， 其“星链计划”将于本周四（9月17日）发射第十三批卫星 。 目前拥有近800颗卫星的“星链计划”致力于打造上万颗卫星组成的“太空互联网” ， 为全球提供稳定、廉价且高速的宽带互联网服务 。 在当前的国际形势下 ， “星链计划”会颠覆电信与互联网格局 ， 扭转中国的5G优势吗？对5G带来挑战“星链计划”（Starlink）是马斯克（ElonMusk）领导的美国商业航天企业SpaceX的大型项目 。 该项目于2015年宣布 ， 计划斥资100亿美元 ， 在2018年至2027年间 ， 打造由12000颗近地轨道卫星组成的“太空互联网” ， 其中7500颗、1584颗、2825颗卫星分别位于距地面340千米、550千米和1150千米的轨道上 。 这一卫星网络将提供覆盖全球的稳定、廉价且高速的宽带互联网服务 ， 包括当前互联网基础设施难以覆盖到的山区、沙漠、冰原等地区 。截至2020年9月 ， SpaceX已经进行了12次发射任务 ， 实现了将近800颗卫星在轨 。 鉴于当前卫星网络已经达到提供互联网服务的最低标准400颗卫星 ， 该公司计划在今年年底前 ， 开始在美国北部和加拿大南部提供“太空互联网”商业服务 。 此外 ， 马斯克已经获得美国联邦通讯署批准 ， 继续在328千米到580千米之间的低地轨道跟进部署3万颗卫星 ， 尽可能地方便“太空互联网”与地面基站的设备连接 ， 提供全方位的太空遥测、追踪和控制等功能 。SpaceX的“太空互联网”一旦成型 ， 将对当前的互联网服务带来巨大冲击 。 与当前地面基站或地下光缆等提供的互联网服务相比 ， “太空互联网”将速度更快、容量更大、适应性更强、延时更慢、覆盖范围更广、成本更低、使用更方便 。 比如 ， 速度方面 ， “太空互联网”宣称能达到平均1GB的带宽速度 ， 是当前全球平均网速5.1MB的200倍；容量方面 ， SpaceX卫星系统中的每一颗卫星 ， 能够为用户们提供的下行容量总和在17Gbps到23Gbps之间；延时方面 ， “太空互联网”的延时能控制在25ms到35ms之间 ， 甚至低于20ms 。“星链计划”所主打的全球覆盖的、稳定、廉价且高速的宽带互联网服务 ， 对当前的5G技术及设备部署既有互补作用 ， 也带来挑战 。 5G是“第五代”蜂窝通信的缩写 ， 主要特点是：波长为毫米级、超宽带、超高速度、超低延时 。 限于其特性 ， 5G的部署需要密集地设置微型基站 ， 平均500米范围1个 。 只有在数据高速且大量传输的5G网络中 ， 当前设想的诸多智能应用场景才能成为现实 ， 如智慧医疗、无人驾驶、智慧交通等 。 与“星链计划”打造的“太空互联网”相比 ， 密集部署微型基站的5G网络在延时、带宽、速度等性能方面并不逊色 。然而 ， 5G对于微型基站密集程度的要求 ， 也决定了其在经济效益上 ， 只适用于人口密度较高、地形结构简单的城市地区 。 “星链计划”借助大型地表基站的辅助 ， 则可以覆盖到人口密度低、地形结构复杂的地区 。 事实上 ， 地球七成以上的面积是海洋 ， 且三成陆地面积中也有大量的沙漠、草原、山地、冰原等地区 ， 在这些地区的旅游、科考、军事等活动 ， 以及相应活动中应用的民用智能设备如自动驾驶汽车 ， 军用智能设备如无人机 ， 都将极大受益于“太空互联网” ， 形成巨大的商业与军事优势 。5G时代的革命性并不单纯在于5G技术本身 ， 而在于数据的高速传播能使人类社会进行万物互联 。 无论是工业互联网还是物联网 ， 设备之间、人与设备之间、人与人之间的高速、大量的数据连接 ， 都将革命性地推动生产力快速发展以及社会经济大步前进 。 这一前进步伐将基本上只受限于数据连接的速度和容量 ， 以及万物互联的广度 。 “太空互联网”提供的数据传输速度与容量可以达到6G的范围 ， 而其依赖卫星网络所能形成的覆盖范围 ， 理论上可以扩展到海陆空 ， 甚至还能服务于外层空间的人类活动 。在大国博弈中的角色在当前中美摩擦加剧、5G应用前景广阔的背景之下 ， “太空互联网”必将成为大国博弈的新边疆 。 目前 ， 中国的华为在5G领域遥遥领先 ， 中国企业在人工智能、机器学习等5G可以应用的技术方面也后来居上 ， 仅次于拥有几十年技术积累的美国 。 美国虽然在人工智能等技术领域的基础层和技术层独占鳌头 ， 但在5G领域 ， 则高度依赖于欧洲的爱立信、诺基亚等企业 。自奥巴马时代以来 ， 美国政府连续发布国家战略 ， 不断强调5G的重要性 。 2019年7月 ， 特朗普签署总统备忘录 ， 要求制订开放与利用5G通讯波段的国家战略 ， 激励私人资本投入 。 2020年2月的预算案中 ， 特朗普政府也为国家通讯与资讯管理局增资80% ， 出资额达数千万美元 ， 主要用于支持5G技术的研发和铺设 。 2020年4月 ， 特朗普专门在白宫召开5G峰会 ， 齐聚美国国内外通讯及科技巨头 ， 这一战略性会议直指反制华为及中国在5G领域的科技优势 。发展“太空互联网” ， 弯道超车率先进入6G时代也是美国的策略选项之一 。 虽然 ， SpaceX为马斯克领导的商业性企业 ， 但马斯克本人的企业从一开始便和美国政府有千丝万缕的关系 。 事实上 ， 无论是马斯克一开始发起的民用载人航天飞船计划 ， 还是如今的“太空互联网”项目 ， 都与美国国家航空航天局、美国国防部有直接合作 ， 或是被直接纳入其研究发展计划 ， 或是接受其资助 ， 或是使用其设备设施等 。 这些都使“太空互联网”有可能成为日后美国战略部署的一部分 。除了SpaceX与美国政府的关系可能带来威胁之外 ， “太空互联网”还对中国构成了两大挑战 。 其一 ， 4.2万颗近地卫星组成的网络将大大消耗近地卫星轨道的有限资源 。 近地卫星轨道资源、频率资源有限 ， 普遍遵循“先到先得”原则 。 截至2020年3月31日 ， 科学家联盟（UCS）的数据库显示 ， 地球上发射的在轨卫星有2666颗 ， 其中美国有1327颗 ， 中国363颗 ， 俄罗斯169颗 ， 其他国家合计807颗 。 中国目前也在建设“鸿雁”“虹云”与“行云”三大低轨卫星系统 。 其二 ， 对于现代军事活动而言 ， 覆盖范围广、精度高、速度快、延时低的卫星系统已经变得至关重要 ， 一方面卫星系统可以作为通讯系统引导军事活动和设备 ， 比如指挥单兵作战系统、引导无人机和精确制导导弹、指引深海作战舰艇等；另一方面 ， 卫星本身也可以作为作战平台 ， 对地面或其它卫星造成伤害 。 早在冷战后期的1980年代 ， 里根政府的“星球大战”计划中就曾提出过此类构想 。不过 ， “太空互联网”的建设并不容易 。 虽然经过几十年的发展 ， 大批量制造、发射并运营卫星的技术已经日趋成熟 ， 但“星链计划”的不少“前车”都败于项目的商业化 。 毕竟 ， 对于最终上万颗卫星组成的“太空互联网”而言 ， 每颗卫星近100万美元的成本、卫星发射的成本都要求SpaceX能在短期内拿出经济上可行的商业模型 ， 推出大众可以负担的稳定服务 。 此外 ， SpaceX并非该领域的独行侠 ， 中国竞争者也正在不断加入该领域的竞争 。 鉴于近地卫星轨道资源、频率资源有限 ， SpaceX能否占据足够位置来实现全球互联也未可知 。 在当前国际形势下 ， 大国竞争带来的不确定性会否延伸到太空领域及“太空互联网”服务的提供 ， 也有待观察 。


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