科技日報記者 魏依晨
蘋果iPhone13即將正式發(fā)布，8月30日，知名蘋果分析師郭明錤在最新研報中預測iPhone13可能將支持低軌道衛(wèi)星通訊(LEO)。隨后這則消息很快引起網友的關注，并在短時間內登上了熱搜榜第一。
圖源：視覺中國
低軌道衛(wèi)星通訊到底是什么？咱們普通的手機可以使用嗎？真的靠譜嗎?
低軌道衛(wèi)星通訊是什么？
低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)是衛(wèi)星互聯(lián)網建設的一部分，被視作最新最有前途的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)由衛(wèi)星星座、關口地球站、系統(tǒng)控制中心、網絡控制中心和用戶單元等組成。在若干個軌道平面上布置多顆衛(wèi)星，由通信鏈路將多個軌道平面上的衛(wèi)星聯(lián)結起來。整個星座如同結構上連成一體的大型平臺，在地球表面形成蜂窩狀服務小區(qū)，服務區(qū)內用戶至少被一顆衛(wèi)星覆蓋，用戶可以隨時接入系統(tǒng)。
低軌道衛(wèi)星是相較于傳統(tǒng)的靜止地球軌道衛(wèi)星而言的。與高軌道衛(wèi)星相比，低軌道移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有衛(wèi)星小、成本低、效益高、發(fā)射容易(一箭多星)、傳播損耗和延遲時間少、傳輸質量較可靠等優(yōu)點。蜂窩通信、多址、點波束、頻率復用等技術也為低軌道衛(wèi)星移動通信提供了技術保障。
我國早已開展衛(wèi)星互聯(lián)網布局
我國疆域遼闊，自然地形復雜。在面對偏遠山區(qū)的村落時，與地面光纜相比，“從天上”解決的成本更低。2020年4月，發(fā)改委明確衛(wèi)星互聯(lián)網屬于新基建范疇。十四五規(guī)劃及2035年遠景目標也提出強化發(fā)展空天科技，指出建設高速泛在、天地一體、集成互聯(lián)、安全高效的信息基礎設施，增強數據感知、傳輸、存儲和運算能力。
早在2016年12月的《十三五國家信息化規(guī)劃》中也明確提及“通過移動蜂窩、光纖、低軌衛(wèi)星等多種方式，完善邊遠地區(qū)及貧困地區(qū)的網絡覆蓋?！痹诖吮尘跋?，中國航天科技和中國航天科工兩大集團都啟動了各自的低軌通信項目“鴻雁”和“虹云”星座計劃，將分別發(fā)射300顆和156顆低軌通信衛(wèi)星組建太空通信網，兩個系統(tǒng)計劃將于2023年建設完成，航天兩大集團成為了我國低軌通信衛(wèi)星領域的“國家隊”。在民間投資方面，2018年底中國以銀河航天為代表的約80家太空技術初創(chuàng)企業(yè)投入這一領域，太空已成中國商界的“新邊疆”。
低軌道衛(wèi)星通訊安全嗎？
雖然衛(wèi)星互聯(lián)網作為新的基礎設施形態(tài)，為國家豐富了大量新的產業(yè)鏈和應用場景，但在熱風口之下，更需要“冷”思考。中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院軟件評測中心主任常亮告訴科技日報記者，衛(wèi)星互聯(lián)網的發(fā)展面臨著巨大的技術挑戰(zhàn)，特別是在信息安全領域，設施建設數量越大，融合程度越深，系統(tǒng)的安全隱患也會越大，衛(wèi)星互聯(lián)網被控制、被癱瘓的可能性也越大。如何在新技術不斷應用于空天地一體化通信系統(tǒng)下各種場景的同時，保證國家重要衛(wèi)星通信網絡的信息安全，也將是一個長期的核心技術課題。
“衛(wèi)星互聯(lián)網面臨的技術安全風險包括監(jiān)聽、偽造欺騙風險、網絡入侵控制風險、通信干擾風險。”常亮稱，由于缺乏衛(wèi)星網絡安全標準規(guī)范，當前衛(wèi)星系統(tǒng)的安全防護實際上是很薄弱混亂的，同時微型衛(wèi)星互聯(lián)網自身的特點和缺陷也增加衛(wèi)星系統(tǒng)的安全風險。
當前的智能手機能支持衛(wèi)星通訊嗎？
“若像有些國內自媒體說的‘星鏈將顛覆5G，服務于全球網民的寬帶互聯(lián)網需求’，低軌衛(wèi)星系統(tǒng)就必須實現與5G大體相當的總通信容量，同樣需要幾百萬顆低軌衛(wèi)星密布在全球城市帶人口密集區(qū)域及附近上空的近地軌道，而低軌衛(wèi)星相對地面是運動的，且有無效覆蓋問題，這在星座設計和系統(tǒng)投資上是完全不可想象的?！敝袊畔⑼ㄐ趴萍技瘓F有限公司教授級高級工程師陳山枝認為，城市里每平方千米的幾百個用戶的寬帶互聯(lián)網接入需求給衛(wèi)星通信的點波束覆蓋及其干擾控制帶來巨大難題。
陳山枝介紹，低軌衛(wèi)星便攜終端采用相控陣天線，其面天線和一個iPad差不多大。與4G和5G手機相比，便攜衛(wèi)星終端體積大和功耗大，衛(wèi)星信號無法覆蓋室內，城市大樓遮擋直視徑信道（LOS），對雨、雪、霧、云等天氣十分敏感，加上資費因素，對城市普通消費者沒有吸引力。
據悉，目前國內低軌衛(wèi)星通信發(fā)展還處于早期階段，短期內或不具備商用條件。
值得一提的是，無需辦理SIM卡即可實現通訊在國內市場也是不被允許的，因為這不符合實名監(jiān)管等相關國家規(guī)定。此前小米MIX4的丟失模式也提供了無卡聯(lián)網服務，最終取消上線。
不過，我國的5G技術和產業(yè)在全球領先，5G已開始商用；另外，隨著商業(yè)航天、衛(wèi)星制造和火箭發(fā)射產業(yè)鏈的日益完善，我國已具備加快發(fā)展低軌衛(wèi)星通信的技術與產業(yè)基礎。航天科技集團八院科技委秘書長潘軍保守估計，未來5-10年僅我國商業(yè)小衛(wèi)星的發(fā)射需求就超4000顆，商業(yè)衛(wèi)星制造和發(fā)射的需求呈現爆發(fā)式增長，將帶來航天發(fā)射業(yè)務的幾何級暴漲。
編輯：劉義陽
審核：岳靚
