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陈蓝| 移动卫星通信40年:罗马是怎样建成的?
语音通话:群雄逐鹿的主战场
早年,卫星数据通信并不起眼,到了互联网和手机时代才开始迅猛增长。主流卫星通信商关注的一直是语音和电视,而一旦谈到移动卫星语音通信,海事卫星都是绕不开的存在。
史上第一次正式的移动卫星通话,发生在马达加斯加附近的石油平台和美国俄克拉荷马的飞利浦石油公司之间,时间是1976年7月9日,使用的是刚刚发射的美国Marisat军用静止轨道通信卫星。
由于迫切的航海需求,Marisat很快就开放给了民用船舶。1979年,由29国参与创建的国际海事卫星组织(Inmarsat)成立,总部设在伦敦。它租用了三颗Marisat卫星和欧洲Marecs一号卫星(史称第一代海事卫星)的转发器,开始服务全球航海业,从此一发不可收拾。
不过,当年所谓的“移动”指的是船舶和飞机。最早的海事卫星终端由甲板上一米多直径的抛物面天线和甲板下一堆设备组成,和我们现在理解的移动设备完全不可同日而语。
1990年开始,第二代海事卫星开始发射,同时推出数字语音系统“海事B”(最早的“海事A”是模拟制式)、数据通信系统“海事C”和个人移动系统“海事M”。终端尺寸也不断缩小,海事A终端缩到了飞机手提行李大小,海事C和M的终端则只有公文包大小。上世纪末,海事的“公文包电话”就是一个神话。
海事卫星早期的“公文包电话”(图源:Inmarsat)
1997年起,海事第三代卫星发射,同时推出海事Mini-M服务,终端缩小到了座机大小。2005年,海事第四代卫星开始发射。然而,真正的卫星手机IsatPhone Pro直到2010年6月才推出,比低轨星座的铱星和全球星晚了十多年,比高轨移动卫星系统图拉雅晚了9年。
海事在1999年转制为私人公司。今天,天上飞着海事的第六代卫星,公司虽然已被美国卫星公司ViaSat收购,但依然是移动卫星通信的老大。
上世纪末,移动卫星通信领域出现了一个重大突破,那就是低轨通信卫星星座的实现。摩托罗拉背书的铱星和高通加劳拉背书的全球星系统,分别在1998年11月和1999年10月投入使用。用户只要用一台小小的手机即可直连卫星,和全球用户通话。
和高轨系统相比,低轨卫星通话时延短、终端更小更轻,被誉为划时代的通信革命。但它们的商业化运营都遭受了挫折。铱星进入破产程序,最后美国军方出面拯救,公司重组后才得以生存。全球星同样也有破产重组的经历。如今,它们都发射了二代星,得益于数据通信的增长,业务发展稳定。
2001年,阿联酋的图拉雅异军突起,超越海事,成为首家提供卫星手机通话的高轨移动卫星运营商。手机直连高轨卫星,主要得益于卫星技术的发展,其中大型展开式的多波束有源相控阵天线是关键。2000年发射的“图拉雅一号”有一副12米直径的大天线。图拉雅 20多年来发展顺利,成为中东高科技企业的成功典范。
图拉雅一号卫星(图源:Thuraya)
2010年,美国初创公司TerreStar发射了TerreStar一号高轨移动通信卫星,试图复制图拉雅的成功。它通过AT&T推出了号称世界上第一款直连卫星的普通智能手机(运行Windows Mobile 6.5),但不到一年,因入不敷出,公司破产,后来被EchoStar收购。
这款手机还没来得及爆红就被人遗忘。不过,笔者认为它本质上仍是一部专用卫星手机,因为它是卫星运营商研制、用卫星运营商品牌、目标市场是有野外需求的专业人士,设计上也更多考虑卫星通信,和苹果华为等主流消费品牌区别明显。
中国于2016年发射首颗“天通一号”卫星,至今已有三颗入轨。它有一副15.6米的天线,覆盖中国和亚太地区,中国电信负责其地面段运营。它被称为中国的海事系统,其实和知名度较低的图拉雅更类似。2018年,天通系统正式放号,同时发布首款天通卫星手机。今年华为的助力让“天通一号”进入了消费市场。据报道,荣耀等品牌也很快将支持天通卫星通话。未来,可以预期天通星座将实现全球覆盖,成为海事等老牌卫星电话的有力竞争者。
主要移动卫星通信运营商的首部手机:铱星(1998)、全球星(1999)、图拉雅(2001)、TerreStar(2010)、海事(2010)、中电信/天通(2018)(图源:互联网)
卫星宽带:一鸣惊人的星链
说起卫星宽带,大家都会想起马斯克的星链系统。其实,在30多年前,微软创始人比尔·盖茨就已经在筹划卫星互联网了。当时,他投资了Teledesic星座,计划发射288颗低轨卫星将互联网覆盖全球。这个雄心勃勃的计划甚至有点盖过同时代铱星的风头。
盖茨的背书、“震撼”的卫星数量和互联网光环让它带上了浓重的科幻色彩。这个计划维持了十多年,直到2002年才宣布取消。取消的原因很简单,就是当时铱星和全球星遇到的困境让他们知难而退了。
在星链出现之前,其实很多卫星通信服务商已经在提供移动数据通信服务。比如,海事卫星从2005年第四代卫星服役起,就开始为便携式终端提供最高492kbps(0.5Mbps)的“准宽带”服务。图拉雅卫星同样可以提供类似的服务(最高444kbps),我国的“天通一号”数据服务则达到了384kbps。有意思的是,近年来高通量卫星的发展使得高轨卫星一时在带宽上具备了优势。
低轨的铱星和全球星即使使用二代星,所提供的数据服务带宽最多也只能达到88kbps和256kbps,比高轨卫星还是差了一截,更无法和同是低轨、轻松超过100Mbps的星链相提并论。
天通一号“宽带”数据终端
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本文仅代表作者个人观点。
- 责任编辑: 朱敏洁 
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