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襁褓中的卫星通信,能给手机厂商带来什么?

2022-11-29
来源:潜力变实力

卫星通信是地球上(包括地面和低层大气中)的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星通信的特点是:通信范围大;只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内,从任何两点之间都可进行通信;不易受陆地灾害的影响(可靠性高);只要设置地球站电路即可开通(开通电路迅速);同时可在多处接收,能经济地实现广播、多址通信(多址特点);电路设置非常灵活,可随时分散过于集中的话务量;同一信道可用于不同方向或不同区间(多址联接)。

卫星通信:利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波,从而实现两个或多个地球站之间的通信。人造地球卫星根据对无线电信号放大的有无、转发功能,有有源人造地球卫星和无源人造地球卫星之分。由于无源人造地球卫星反射下来的信号太弱无实用价值,于是人们致力于研究具有放大、变频转发功能的有源人造地球卫星——通信卫星来实现卫星通信。其中绕地球赤道运行的周期与地球自转周期相等的同步卫星具有优越性能,利用同步卫星的通信已成为主要的卫星通信方式。不在地球同步轨道上运行的低轨卫星多在卫星移动通信中应用。

同步卫星通信是在地球赤道上空约36000km的太空中围绕地球的圆形轨道上运行的通信卫星,其绕地球运行周期为1恒星日,与地球自转同步,因而与地球之间处于相对静止状态,故称为静止卫星、固定卫星或同步卫星,其运行轨道称为地球同步轨道(GEO)。

据Macrumors报道,苹果今天在一份新闻稿中证实,iPhone 14型号的紧急SOS将通过卫星于本月晚些时候在美国和加拿大推出。苹果尚未提供该功能所需的特定发布日期或iOS版本。

苹果还宣布,将从其先进制造基金中投资4.5亿美元,用于开发通过卫星支持紧急SOS的关键基础设施,其中大部分资金将流向苹果的卫星合作伙伴Globalstar。

苹果表示,其投资将为Globalstar在阿拉斯加,佛罗里达州,夏威夷,内华达州,波多黎各和德克萨斯州的地面站提供关键的增强功能,以确保iPhone 14用户能够在脱离电网时连接到紧急服务。

所有四款iPhone 14型号都将能够直接连接到Globalstar卫星,使用户能够在蜂窝和Wi-Fi覆盖范围之外向紧急服务发送短信,并使用“查找”应用程序通过卫星共享其位置。该功能将帮助用户将iPhone指向具有屏幕视觉效果的卫星。

苹果公司表示,在理想条件下,卫星消息可能需要15秒才能发送,可以直接看到天空和地平线,但消息可能需要一分钟多的时间才能发送到“树下,树叶浅或中等”。在有“茂密的树叶”或“其他障碍物”的环境中,iPhone可能无法完全连接到卫星。

作为投资的结果,Globalstar的地面站已经升级,以使用专门为Apple设计和制造的新型高功率天线。苹果分享了有关该功能如何工作的更多详细信息:

当iPhone用户通过卫星请求发出紧急SOS时,Globalstar在低地球轨道上的24颗卫星之一以大约16,000英里/小时的速度行驶。然后,卫星将消息发送到位于世界各地关键点的定制地面站。

想必看过9月份华为手机品牌的发布会内容,大家或许还对这些新品及其新功能记忆犹新。虽然手机本身热度很大,不过笔者感兴趣的手机卫星通信功能同样也获得了很大的关注度。而所加持的这一项被华为称作“向上捅破天”的新通信技术,也让其因此成为国内首台完美支持该功能的首发旗舰,成为全球第一款支持卫星通信功能的智能手机。

从行业内一些相关报道中了解到,这项技术好像比我们所想的还要那么厉害些。毕竟连苹果也随后推出了这项新功能,官方在发布会上表示iPhone14系列上引入了一项新的安全功能,称为“通过卫星紧急SOS”。该功能可以利用iPhone天线中的自定义组件和专用软件连接到通信卫星,以便向手机用户显示将手机指向哪个位置以连接到卫星并发送紧急信息。但是目前的一个情况是,iPhone14系列的卫星通信功能在国内还不是那么好用。

当然,这项新功能的出现还是有意义的。今后即在地面没有网络信号的情况下,我们用户通过卫星将求助短信和所处位置以文字信息向外发出。比如身处荒漠无人区、出海遇险、地震救援等特殊紧急情况,便能够通过这项功能实现紧急通信服务,与外界保持联系。

这在智能手机行业领域里称得上是一件新鲜事物。换个角度想,这次智能手机厂商给用户带来这一项在极端紧急情况下使用的功能,也许可以理解成是为了进一步改善我们的用户体验。说到底这种充满新鲜感的功能是不是噱头,咱们是按照实际情况来看待的。最后往往取决于我们用户本身是否需要用到它。

谈到这里,笔者联想到了在这方面较为专业的卫星通信电话,卫星电话和我们常用的手机二者是有很大区别的。最根本的区别就是彼此通话用的信号不一样,前者是通过卫星传输,即只要能抬头看到天,无论何时、何地都有信号和可拨通电话。后者则是通过地面的基站传输,我们才能正常打电话、发短信和数据上网。并且卫星通信电话较为偏重专业性,娱乐可玩性相对不高。卫星通信具有重大的战略及经济意义,由于频谱及地球低轨资源十分有限,国外抢占布局较早,发展中国“星链”必要且紧急。当前星网集团动作频繁,中国“星链”处在爆发前期,上游率先受益于产业爆发,通信卫星制造相关产业的市场前景广阔。

卫星通信战略及经济意义重大,发展中国“星链”必要且紧急

卫星通信能够解决地面通信覆盖不足等问题,具有广阔的市场需求。此外,卫星通信对灾难应急通信、军事国防作用重大,发展卫星通信拥有极其重要的战略意义。如今,卫星制造和发射技术已经逐渐成熟,大规模发射卫星的时机已到。同时,适合卫星宽带业务的低轨资源稀缺,在 Starlink 等外国企业“疯狂”抢占轨道及频率资源的情况下,发展中国“星链”必要且紧急。

1.1. 需求端:卫星通信具有战略及经济意义重大,6G 网络向天地一体化演进,未来市场前景广阔

卫星通信可解决地面通信覆盖不足等问题,具有经济和战略双重意义

地面通信难以实现全球人口覆盖。在沙漠及山区偏远地区等环境下,传统地面通信铺设技术难度大,而且运营成本高,通过部署传统通信骨干网络在互联网渗透率低的区域进行延伸普及存在现实障碍。目前,地球上超过 70%的地理空间,涉及 30 亿人口未能实现互联网覆盖。甚至在发达国家,互联网也未能实现全面覆盖,比如美国仍有约 4640 万人未使用互联网。建设卫星互联网是解决地球“无互联网”人口数字鸿沟问题的重要手段,是实现网络信息地域连续覆盖普惠共享的有效补充。

海洋作业及科学考察、航空宽带等场景的通信需求只能通过卫星网络来满足。由于传统地面基站无法在海上或空中铺设,卫星网络成为解决其通信需求的唯一解决方案。对于远洋航行的船舶而言,即时通信可满足船载设备、科考设备等的数据交换需求。随着物联网、智能船舶解决方案的发展,卫星网络可以联通行驶中的船舶与岸端数据中心,实现能效优化、工况监测等提高运营效率、降低运营成本的应用。

以航空出行为例,2019 年全球航空客运人次超过 45 亿,乘客对机上工作、娱乐等航空互联网需求巨大。卫星网络具有带宽容量大、低成本、抗干扰性强、无地面建设费用的优势,成为未来机载通信的重要发展方向。根据罗兰贝格数据,目前除北美后舱上网最为成熟,78%的航空已实现卫星网络覆盖,而其他地区均低于 30%,其中亚太地区渗透率仅12%。未来随着卫星网络技术进步及普及率提升,航空宽带市场潜力极大。

卫星通信本身并不是什么新的黑科技,而是一项极其成熟且应用广泛的通信技术。卫星通信直连太空中的卫星,基本能够覆盖人类所能触及的所有活动范围,常被用于地质勘探、远洋运输、森林巡护等特殊领域。智能手机加上卫星通信功能,也可以在一些诸如海洋、沙漠、森林等“信息荒原”中,在没有信号的情况下与外界保持联系。在一些极端的情况中,人们可以通过手机卫星通信功能来发送一些简短求救信息。

两家发布的智能手机,通过搭载新颖功能吸睛的同时,也带来了争议的声音。毕竟卫星通信不是一项全新的技术,市场里也有专门的卫星电话。这些卫星电话在军事领域和民用领域都有广泛的应用。

市场中有替代品,并且两部新手机此次披露的卫星通信功能,目前也只有基础的单向通信能力,那为什么还能够引起广泛的关注与讨论?手机厂商们瞄准的又是什么?

襁褓中的卫星通信,能给手机厂商带来什么?

华为和苹果发布的新机,搅起的水花不小。但其手机卫星通信功能只可以单向发送消息,并不能接收信息。在卫星电话广泛应用的今天,手机厂商们为何还要在手机中大费周折去实现卫星通信呢?

1.丰富了一些有需求指向的特殊场景。目前手机场景的扩展到了瓶颈期,洞察与拓展有需求的新场景困难。对于远洋通信、石油勘测、海上、森林、沙漠等偏远地区的科研或紧急救援活动等有需求的特殊场景,手机卫星通信可以为应急通信服务提供支持。



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