科技日?qǐng)?bào)記者 魏依晨

蘋(píng)果iPhone13即將正式發(fā)布，8月30日，知名蘋(píng)果分析師郭明錤在最新研報(bào)中預(yù)測(cè)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(wǎng)友的關(guān)注，并在短時(shí)間內(nèi)登上了熱搜榜第一。

圖源：視覺(jué)中國(guó)

低軌道衛(wèi)星通訊到底是什么？咱們普通的手機(jī)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(wǎng)建設(shè)的一部分，被視作最新最有前途的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。低軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)由衛(wèi)星星座、關(guān)口地球站、系統(tǒng)控制中心、網(wǎng)絡(luò)控制中心和用戶(hù)單元等組成。在若干個(gè)軌道平面上布置多顆衛(wèi)星，由通信鏈路將多個(gè)軌道平面上的衛(wèi)星聯(lián)結(jié)起來(lái)。整個(gè)星座如同結(jié)構(gòu)上連成一體的大型平臺(tái)，在地球表面形成蜂窩狀服務(wù)小區(qū)，服務(wù)區(qū)內(nèi)用戶(hù)至少被一顆衛(wèi)星覆蓋，用戶(hù)可以隨時(shí)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(dòng)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(shí)間少、傳輸質(zhì)量較可靠等優(yōu)點(diǎn)。蜂窩通信、多址、點(diǎn)波束、頻率復(fù)用等技術(shù)也為低軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信提供了技術(shù)保障。

我國(guó)早已開(kāi)展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)布局

我國(guó)疆域遼闊，自然地形復(fù)雜。在面對(duì)偏遠(yuǎn)山區(qū)的村落時(shí)，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(wǎng)屬于新基建范疇。十四五規(guī)劃及2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)也提出強(qiáng)化發(fā)展空天科技，指出建設(shè)高速泛在、天地一體、集成互聯(lián)、安全高效的信息基礎(chǔ)設(shè)施，增強(qiáng)數(shù)據(jù)感知、傳輸、存儲(chǔ)和運(yùn)算能力。

早在2016年12月的《十三五國(guó)家信息化規(guī)劃》中也明確提及“通過(guò)移動(dòng)蜂窩、光纖、低軌衛(wèi)星等多種方式，完善邊遠(yuǎn)地區(qū)及貧困地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。”在此背景下，中國(guó)航天科技和中國(guó)航天科工兩大集團(tuán)都啟動(dòng)了各自的低軌通信項(xiàng)目“鴻雁”和“虹云”星座計(jì)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(wǎng)，兩個(gè)系統(tǒng)計(jì)劃將于2023年建設(shè)完成，航天兩大集團(tuán)成為了我國(guó)低軌通信衛(wèi)星領(lǐng)域的“國(guó)家隊(duì)”。在民間投資方面，2018年底中國(guó)以銀河航天為代表的約80家太空技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)投入這一領(lǐng)域，太空已成中國(guó)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(wǎng)作為新的基礎(chǔ)設(shè)施形態(tài)，為國(guó)家豐富了大量新的產(chǎn)業(yè)鏈和應(yīng)用場(chǎng)景，但在熱風(fēng)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(píng)測(cè)中心主任常亮告訴科技日?qǐng)?bào)記者，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展面臨著巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)，特別是在信息安全領(lǐng)域，設(shè)施建設(shè)數(shù)量越大，融合程度越深，系統(tǒng)的安全隱患也會(huì)越大，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)被控制、被癱瘓的可能性也越大。如何在新技術(shù)不斷應(yīng)用于空天地一體化通信系統(tǒng)下各種場(chǎng)景的同時(shí)，保證國(guó)家重要衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的信息安全，也將是一個(gè)長(zhǎng)期的核心技術(shù)課題。

“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)面臨的技術(shù)安全風(fēng)險(xiǎn)包括監(jiān)聽(tīng)、偽造欺騙風(fēng)險(xiǎn)、網(wǎng)絡(luò)入侵控制風(fēng)險(xiǎn)、通信干擾風(fēng)險(xiǎn)。”常亮稱(chēng)，由于缺乏衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，當(dāng)前衛(wèi)星系統(tǒng)的安全防護(hù)實(shí)際上是很薄弱混亂的，同時(shí)微型衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)自身的特點(diǎn)和缺陷也增加衛(wèi)星系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)前的智能手機(jī)能支持衛(wèi)星通訊嗎？

“若像有些國(guó)內(nèi)自媒體說(shuō)的‘星鏈將顛覆5G，服務(wù)于全球網(wǎng)民的寬帶互聯(lián)網(wǎng)需求’，低軌衛(wèi)星系統(tǒng)就必須實(shí)現(xiàn)與5G大體相當(dāng)?shù)目偼ㄐ湃萘浚瑯有枰獛装偃f(wàn)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(duì)地面是運(yùn)動(dòng)的，且有無(wú)效覆蓋問(wèn)題，這在星座設(shè)計(jì)和系統(tǒng)投資上是完全不可想象的。”中國(guó)信息通信科技集團(tuán)有限公司教授級(jí)高級(jí)工程師陳山枝認(rèn)為，城市里每平方千米的幾百個(gè)用戶(hù)的寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入需求給衛(wèi)星通信的點(diǎn)波束覆蓋及其干擾控制帶來(lái)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(gè)iPad差不多大。與4G和5G手機(jī)相比，便攜衛(wèi)星終端體積大和功耗大，衛(wèi)星信號(hào)無(wú)法覆蓋室內(nèi)，城市大樓遮擋直視徑信道（LOS），對(duì)雨、雪、霧、云等天氣十分敏感，加上資費(fèi)因素，對(duì)城市普通消費(fèi)者沒(méi)有吸引力。

據(jù)悉，目前國(guó)內(nèi)低軌衛(wèi)星通信發(fā)展還處于早期階段，短期內(nèi)或不具備商用條件。

值得一提的是，無(wú)需辦理SIM卡即可實(shí)現(xiàn)通訊在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也是不被允許的，因?yàn)檫@不符合實(shí)名監(jiān)管等相關(guān)國(guó)家規(guī)定。此前小米MIX4的丟失模式也提供了無(wú)卡聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，最終取消上線。

不過(guò)，我國(guó)的5G技術(shù)和產(chǎn)業(yè)在全球領(lǐng)先，5G已開(kāi)始商用；另外，隨著商業(yè)航天、衛(wèi)星制造和火箭發(fā)射產(chǎn)業(yè)鏈的日益完善，我國(guó)已具備加快發(fā)展低軌衛(wèi)星通信的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。航天科技集團(tuán)八院科技委秘書(shū)長(zhǎng)潘軍保守估計(jì)，未來(lái)5-10年僅我國(guó)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(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，將帶來(lái)航天發(fā)射業(yè)務(wù)的幾何級(jí)暴漲。

編輯：劉義陽(yáng)

審核：岳靚