丨划重点
丨概述
今年9月，华为、苹果将智能手机正式带入“卫星通信”时代。
卫星通信，准确的描述是“卫星紧急短信联络功能”，可直接通过天上的通信卫星，发送简短的联系信息。目前，手机卫星通信能够与基站技术互补，拓宽手机的通讯适用范围。
华为Mate 50的卫星通信功能，被余承东称作“向上捅破天”的技术，可通过借助北斗卫星在无信号、无网络的状态下实现位置、信息的发送；iPhone 14系列则支持借助卫星发送“内容预设、坐标自带”的SOS紧急求助信息。
尽管卫星通信概念不新鲜，但在核心手机品牌上出现却是首次，头部品牌的高调入局，让面临创新瓶颈的市场，以及后来者再次找到新机会。
华为和苹果的入局会不会成为手机产业的风向标，目前的手机卫星通信功能体验如何，有什么短板，未来还会有哪些应用场景等等，都成为业界最为关注的话题。
11月2日晚间，《亮见》联合腾讯科技，特邀银河航天行业应用解决方案总监 杨波，通信专家、腾讯新闻作者“工研车间”主理人聂森，直播解读卫星通信应用场景及前景，以下为直播文字精华版：
01
低轨通信卫星：飞行的“路由器”
刘兴亮：什么是手机卫星通信，原理是什么？
杨波：手机连接卫星并不是一项最新突破的技术，早在上世纪80年代时已经有比较大型的终端机可以与卫星进行通信，不过在当时，尚存在一些技术瓶颈，限制了这项技术进入大众消费者的视野。比如：需要专门的终端采用与卫星进行低速通信，功能相对单一，资费也比较高昂，实际使用的频率并不高。所以，这项技术只在航空、航空、沙漠穿越，以及交通运输等以及地面网络不发达的场景领域形成了产业体系，并没有走进千家万户。
同时，随着地面通信与卫星通信技术的不断发展，尤其是卫星和芯片技术的突破，使得卫星能力更强，卫星终端核心部件的性能更强，功耗更低，集成度更高。因此手机(包括基带芯片、射频芯片和卫星天线)与卫星构成通信系统服务用户，实现消费级应用的技术基础。未来用户在城区，可以通过5G基站接入网络，在城市之外或者偏远地区，完全可以通过手机直连卫星完成随时随地的进行宽带通信实现广域的互联。
目前来看，手机直连卫星的策略是将卫星侧做的更强，对用户终端侧的影响就会越小，甚至在未来随着3GPP规范、5G NTN（非地面网络）逐渐成熟，手机直连卫星终端，用户的手机和现在的智能手机相比不会有大的差异性变化，所以要在卫星侧做更多的变革，让用户有更好的体验。
聂森：从通信行业来讲，不需要将卫星通信神化，我们可以将卫星当做飞行的基站，也可以是“飞行的路由器”。
现在的低轨互联网卫星，它的容量相当于稍微大一点的5G通信基站，差别在于为了适应太空的严酷环境，在电子元器件等方面肯定要比地面基站要求更多。
卫星互联网并不在卫星上通信，而是通过卫星连接互联网，卫星承担中继服务的角色，它需要将用户的信号转送到另外一个大的地面基站，大的地面站用来完成接入互联网的任务，卫星在这个过程中完成转发的作用，所以说它是一个飞行的基站。
如果将它看作飞行的基站就会发现，它的服务能力是有限的。
以Space X为例，他们打算发射4.2万颗星链卫星，这是卫星行业从未实现过的数字，但对于通信行业来说，4.2万个基站就太少了，只够一个小城市的人口接入，所以它的总体用户数量并不会太多。所以说“杀死”5G网络，不可能靠4.2万个基站来完成。
从通讯业界来看，它从来不是地面移动网络的竞争对手，只是一个有益的补充，在地面网络无法覆盖的地方，能够为用户继续提供无缝的连接。
刘兴亮：卫星通信不新鲜，但移植到手机，为什么让许多用户欢呼？
杨波：手机卫星通信功能是一个常规的功能，华为Mate 50和iPhone 14都是借助卫星实现短消息级别通信数据回传，这也是目前北斗卫星和全球星（GlobalStar）常用的模式，当然前提是手机都集成了相应的芯片。
我国北斗系统相较于传统的导航卫星有一个更好的优势就是，可以实现短消息的传输，而全球星是一种窄带通信手段，目前也只支持短消息的上传，双方都还不具备互联网访问的能力。
而即便如此，以往如果要通过卫星实现短消息回传，需要使用到专用终端，消费级手机是不支持的。为什么这次消费级产品接入卫星短消息的能力后，引发用户的热情？一方面是使普通用户在手机上第一次体验到了卫星通信的便携性，特别是在紧急状态下的救命功能，另一方面，这也是卫星通信和移动通信未来融合的方向，将逐步实现通过卫星提供互联网服务接入的能力，为移动通信市场拓展新的增量蓝海。
聂森：以前的卫星电话基本上是to B的服务，现在是属于to C的服务，将技术真正普及到个人的消费电子产品中。
以前的卫星电话不属于个人消费电子产品，诸如海事卫星电话，它的发射功率最大可以达到两瓦左右，不符合任何国家的个人消费电子产品的规范，世界各国对个人消费电子产品的无线发射功率都要求最大发射功率不超过200毫瓦，包括WIFI、4G与5G手机最大发射功率都相同。
消费级的手机功率限制在200毫瓦以下，TDD模式下，可以放松到400毫瓦，但功率依旧有很大提升空间，所以在技术方面，需要解决的问题还有很多，而且现在的手机都是全面屏内置天线，消费者已经不再接受外置大天线的设计，也不支持大额头，和早期的卫星电话相比，受限很多。
华为和苹果，是真正的在这种受限制的条件下，在消费电子产品上，将这种能力实现，这是和以往不太一样的地方，可以看作是从零到一的突破，意义重大。
02
卫星要足够大，手机要足够小
刘兴亮：手机需要哪些硬件、软件才实现卫星通信功能，成本有多少？
杨波：目前华为手机和苹果手机完的卫星通信服务有限，双向宽带通信仍然受限。这次两家对卫星通信在手机上的实现是一个小的尝试，未来更大的价值还是在利用卫星实现宽带互联网接入。
卫星上网确实可以实现的，从目前的通信技术来看，目前基于3GPP的5G网络，不管是基带、芯片，都还以基站为主，地面基站和手机之间，最远通信距离基本是在三十公里左右。未来卫星作为基站与手机做直连，需要解决的是几百公里的远距离，以及“空中基站”高速移动的难题，因此手机内置的基带与射频芯片是要进行适应性改进的，特别是支持5G NTN和卫星直连的手机需要量产，都是相关产业要努力的方向，这个成本和用户量是有很大关系的，特别是芯片的量产，需要很大的市场来消化成本。
同时，直连卫星的手机为不影响用户体验尺寸要小，对应就需要天上的卫星基站要足够大，才能克服空间链络的损耗，进而实现在终端设备上做更小的改动，让用户体验不打折扣，而巨型高功率、大天线的驱动，也对卫星供能提出了更高的要求，比如星链和T-Mobile合作，未来也要改变天线的设计，天线布局要做的更大。软件部分，类似5G NTN协议的实现，需要从国家层面，或者产业融合的层面去推动形成统一的协调机制。
成本问题需要用规划化去解决，其实卫星的组网也分阶段、分层覆盖。单个卫星的成本都很高，特别是从零到一的过程，它研发投入远远大于硬件建造的成本，也是就说卫星互联网与5G NTN逐步演进融合一定是也是产业变革的过程，特别是产业化到底能容纳多大的市场容量，都会影响到卫星的设计，包括组网的形态和分阶段部署的计划，所以与规模和成本都有着密切的关系。
卫星行业其实对卫星直连手机持非常欢呼雀跃的态度，因为一旦5G和卫星做很好的融合，会给这个行业带来量的变化，或者说一个状态的变化——以前是专用于to B的市场，如果结合成功，可以打开to C市场，那么这个市场是海量的，而且成本可以做得非常低。
聂森：从通信标准的商业化和全球统一的角度来看，只有卫星直连支持3GPP的5G NTN标准，才是世界上可能成为最广泛使用的手机直联卫星的标准。
目前美国最近特别积极的在研究手机直联的卫星公司的私有标准，包括苹果、AST、Link Global等等，虽然都在调研，但是都在推动私有标准，因为卫星通信这个行业，都是一家公司一个标准，从卫星商业化以来，就是如此；通信行业则是从3G开始，就试图建立全球统一的标准，把市场最大化，这个愿景在3G时代没有实现，但是5G时代基本达成。
从美国这些卫星公司的力推私有标准的动作来看，市场规模是显而易见的，而从通讯人的角度来看，只有支持3GPP的标准，市场才能最大化。芯片公司按照这套标准来研发手机芯片，互相之间都兼容，卫星也参照这套标准，最后无非是分利的问题，但市场才能最大化，但目前只有为数不多的企业宣布支持3GPP的协议。
现阶段，很难说谁会占优，美国的这些推私有标准的企业都想占优，但总是有人要失败的，毕竟这就是市场，看未来怎么竞争了。
刘兴亮：未来通过直连卫星打电话、上网，成本会不会很大，普通消费者能接受吗？
杨波：价格也是未来行业发展需要解决问题，也就是消费者愿不愿意为这个服务体验买单。
我们国家其实有很多高轨卫星，传统的高轨卫星的流量成本在四百元左右每1GB这个量级，这个对普通消费者来说太贵了。高轨卫星之所以贵是因为其本身卫星成本高，另外它的用户群体相对较少。
手机直连卫星，它是互联网发展的必然趋势或者说是一个很重要的方向，从市场活用户的角度，首先要考虑的是卫星成本要降低，像马斯克现在的星链，基本上是一百万美元左右一颗，国内也在逐步向此靠拢，因为这是产业化发展方向。
另外是要用户足够多，如果能和C端用户做一个很好的交互，哪怕是对移动市场有10%左右不到的渗透率，移动用户可以用卫星互联网做相应的功能付费，其实成本完全有希望做到和4G或5G在一个数量级。
目前直连卫星的应用主要定位是应急产品，所以没办法准确计算出未来5G NTN融合之后规模量级用户对应的资费成本，但让消费者用得起，一定是这个直连卫星网络健康运营或者具备自身造血的前提条件。
聂森：我认为卫星通信跟手机直连通信的成本一定是比地面网络的成本高的。
星链卫星从制造到发射，一颗卫星价值一百万美元，已经是全世界的标杆，没有人能做的比它更便宜，我们的发射成本未必能比它更低，因为它一次发射60颗火箭并且重复使用。
中移动，中联通建地面基站平均几十万人民币，星链卫星一颗是一百万美元最低成本，而且在未来可见的时间里这个成本可能是世界最低的。但是多少年了过去，中移动建站仍是平均几十万人民币的数量级，成本是没有办法比较的，一定是地面网络更便宜。
目前星链地面站卖500美元，每月服务租金是99美元，基础服务200美元左右，服务费对发达国家的人来讲应该还可接受，因为发达国家很多偏远地区的包月互联网服务也在70-80美元，但是对于发展中国家来讲价格偏高，但是在未来它可以用灵活的收费标准，比如按流量计算，而不是按时间包月，但是价格肯定比地面移动网络要贵，需要看客户怎么选择。
刘兴亮：这个标准未未来能统一吗，什么时候能统一？
杨波：如果要产生规模效应，一定要有统一标准。
现在卫星互联网的产业，国际上如美国、欧洲、中国，不同的卫星通信运营商甚至都有各自的卫星通信协议标准，各自相互不兼容，规模都有限。
现在行业还在期待5G NTN到底什么时候能够闭环，因为目前在3GPP和5G NTN没有很成熟的东西可以借鉴，各个公司都先根据自己的思路将卫星通信搭建起来，可能后续有更好的标准可以再进行统一，统一之后可以解决量的问题或者规模化的问题。
各自为政一定是无法适应行业发展的，目前高轨通讯卫星遇到的最大的问题是产业化的规模怎么发展？每个高轨卫星下都是一个小生态，各自封闭的去做一个体量有限的产业化产品。
如果能够做到跨国界、跨行业的一体化的标准，这是对行业发展是非常有利的，也是能解决规模化的问题。另外标准统一也是低成本发展的是非常重要的一点，标准统一后，芯片和公用器件可以按标准低成本量产。
如果标准不能统一，其实对行业不是一个好的发展趋势，当然从地域上会有影响，会有各自的分工，但是从发展来看，还是要有标准统一化，是未来比较好行业规模化，应用低成本化的路径。
03
星链们不会“杀死”和5G、轨道资源要先抢占
刘兴亮：华为、苹果的新品目前已经接入卫星通信功能，两者方案有何异同吗？
聂森：不同的地方是两家所用的卫星，华为用的是北斗卫星，苹果用的是美国的全球星公司专门发射的卫星，除此以外都是具备最基础的的发送短信的功能，还不能实现接收。
关于为何没有下发功能，业内猜测是因为手机内置天线的方向性太强。
发送消息时需要对准卫星，苹果和华为的手机都有对卫星进行此类操作，需要将天线对准某颗卫星才能够建立有效的通信连接，但接收方无法预测发送方何时会发送短信，不能一直举着手机对准卫星，所以这可能是无法接收信息的原因之一，未来可能需要在手机天线设计上进行创新，来解决接收的问题。
关于语音和互联网服务的接入，可能会在未来两到三年出现，若要在全球铺开语音通话与宽带接入，按照5G的标准的演进，可能还需要再等5-6年，真正的手机直连卫星宽带服务则需要等到6G的实现。
当然，相关服务的铺开也受市场驱动力的影响，中国的地面移动网覆盖的很好，手机直连宽带的需求没有那么迫切。
而美国仍有很多人没有宽带接入，所以急于推动手机接入卫星宽带，也是有一定的市场原因在其中。未来的发展趋势同市场也是有较为紧密的联系。
刘兴亮: 除了已知的短信息报警以外，应用场景具体可能还有哪些？
杨波：第一点，卫星互联网服务是卫星通信的重要形态，也是对地面通信进行补充是很重要的一个手段。因此卫星互联网是在地面4G/5G网络不畅通的地方对地网的补充。
因为国内的基建水平很高，基站数量大，因此没有网的地方较少，但如果外出爬山，海上航行遇到无网络信号问题时，仍然缺少稳定的通信解决方案，而卫星通信能够实现比较强的广域覆盖能力，可以是在地面网络不可到达的区域或者欠发达区域，提供信号的补充。
另外，以卫星为主要形式的太空基础设施已经在虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、云游戏、云支付、金融交易等产业发展过程中起到了助推作用，满足其“高效、快捷”的互联网应用需求，并将进一步助力远程医疗、自动驾驶等产业的发展过程，使其大规模应用成为可能。此外，太空基础设施建设还将直接培育相关配套产业链的发展，共同助推经济的高质量发展。
聂森：我觉得手机天线设计未来会进行改进，另外我认为到2030年宽带的卫星直联通信一定能实现，因为这是6G的愿景，是必然要实现的功能，否则就没有不会有6G，至于有网友认为它没有用，主要是因为国家的地面网络覆盖的程度很高，但是在国外不同，在沙漠、航海中一旦遇到问题，能够很有效的解决问题，当然这种场景也比较少见。
5G、6G的未来发展，目标是是把卫星通信作为地面网络的一个有力补充，而不是竞争对手。
举个例子，一颗星链卫星就相当于一个基站，假设4.2万颗都发射成功，它能支持的用户数量级只有全球几千万个用户，没有办法与地面网络支持全球几十亿用户来进行比较。
因为地面网络上的所有的基站4G与5G加到一起拥有几百万个，星链“杀死”5G是不可能的事情。
另外，6G的愿景就是全球范围内随时随地都能宽带连接，可能要到2030年商用，在这种情况下，卫星通信必然要引入，并作为6G网络的基础单元。
通信行业实际上从今年开始就已经把卫星通信作为地面通信的必要的补充，作为整个通信网整体的一个部分来考虑了。
今年是第一年，可以定义为NTN的元年，从今往后的人类通信网络都要考虑卫星。
刘兴亮：假如全球移动设备都接入卫星网络，卫星的数量暴涨会不会过度占用太空轨道资源呢？
杨波： 太空领域的频段和轨道资源，在国际上采用先申请先占用者先得的规则，因此这方面的竞争很激烈。目前来看，我们还是要去抢占先机，保障我们国家所需的太空资源。
另外轨道上卫星数量有多少，其实完全取决于容量或者服务区域对通信的需求。当然，并不是卫星数量和轨道资源占用以及能支撑的通信能力和终端用户是一个正相关的过程。
所以我们首先是需要对太空资源进行抢占，其次对太空资源进行高效的利用，迭代的速度的快与慢和高效利用是解决星际资源有效性的方法。
