华为苹果都在抢！手机卫星通信是什么？

crazyai

不久前结束的华为以及苹果的发布会，相信小伙伴们都有关注吧。

可能大多数小伙伴关注的是手机的配置和价格，但老狐注意到，两家公司都介绍了自己的手机卫星通信功能。
这让老狐也来了兴趣，两家都开始在这方面发力，看来可不简单啊。

* 华为官方

手机卫星通信，其实不算什么很高深的技术，在上世纪八九十年代，就有公司为此试水，甚至还付出破产的代价。
卫星通信，准确的描述应该是“卫星紧急短信联络功能”，顾名思义，可以直接通过天上的通信卫星，来发送一些简短的联系信息。

现阶段支持卫星通讯的电话，天线的功率要远比普通手机大、抗干扰性要远强于普通手机。
所以常见的卫星电话，基本都配备有一根很长的天线，且只能在户外场景使用。

卫星通信的最大优势，就是信号覆盖广。
现有的手机信号，都是依赖于就近的基站，基站分布越多，信号就越好，反之就越差。
而基站覆盖的地区，大多是人类活动范围较多的地方，如各大城市及乡镇县城。

如果是人类活动较少的区域，例如海洋、沙漠、森林等野外地区，基站信号无法覆盖，不管手机信号有多强，一样会陷入彻底失联的状态。

和基站不同，卫星通信直接连接太空中的卫星，其信号基本覆盖地球上绝大多数区域。
如果手机支持该技术，一旦在野外遭遇意外，就能通过卫星通信功能紧急求救，避免意外发生。

所以，手机支持卫星通信，具有非常重大的意义，能与目前基站技术互补，拓宽手机的通讯适用范围。
鉴于其意义重大，从上世纪八九十年代开始，就有公司开发类似的技术，最为人所知的，就是摩托罗拉的“铱星计划。”

1985 年某天，摩托罗拉工程师巴里·柏林格，携家人一起前往加勒比海度假。

那时候，手机还是稀缺品，基站数量也少得可怜，他们度假的地方，没基站，手机没信号，柏林格的太太没少跟丈夫抱怨。
柏林格就开始设想，如果能制作低轨道卫星，组建一个太空网络，那在全球任何地方，不就都有信号，都能打电话了吗？

柏林格向摩托罗拉高层提出了这个建议，一开始他的主管断然拒绝，但却引起了董事长罗伯特·加尔文的兴趣。

加尔文认为，这个建议虽然很大胆，却并非不可行，如果能完成，利润就能滚滚而来，于是着手制定计划。
按照计划，摩托罗拉公司会制作并发射 77 颗卫星，这个数字，是金属元素“铱”拥有的电子数量，所以这个计划被命名为“铱星计划”。

*铱元素

这项计划从 1987 年启动，4 年后摩托罗拉还成立了铱星公司，专门负责推动铱星计划。
铱星公司耗费 50 多亿美元，花了十年时间，一共制造出 66 颗人造卫星。

尽管比原计划少了 11 个，但铱星公司认为已经足够，开始发射卫星，到 1998 年 5 月，66 颗低轨道人造卫星全部发射成功。
1998 年 11 月，铱星公司正式开通全球的通信业务，在他们的构想中，到 2002 年卫星电话用户将达到 1200 万人。

*铱星当时的广告

不过，事情的发展验证了一句话：计划赶不上变化。
由于成本过于巨大，因此无论是手机还是花费，铱星的定价都非常高。
铱星公司推出的手机，价格是每部 3000 美元（折合人民币约 3.6 万元），每分钟话费 3 美元（折合人民币约 12.5 元）。

在 2000 年定下如此高昂的价格，结果可想而知，在开业的前两个季度，铱星公司只发展了一万名用户。

* ITU数据

偏偏在这段时间，无线通信发展突飞猛进，基站数量大幅增多，大多数地区都能实现信号覆盖，话费也远较卫星电话便宜。
而且，由于当时技术不完善，铱星公司的卫星电话，虽然能接受信号，但延迟很高，在很多地区甚至还比不上普通电话。

* 铱星手机

技术优势没有，价格又那么贵，你是消费者，你会怎么选？
在消费者用脚投票之下，铱星公司的用户量一直上不去，直到申请破产保护，也仅有用户 5.5 万人。
1999 年 8 月，铱星公司申请破产保护，距离它开通铱星计划，仅仅只过了 9 个月。

虽然在商业上，铱星计划是彻头彻尾的失败，但从技术角度看，铱星计划是成功的，它的很多技术理念，到现在仍不过时。
因此，新一代的“铱星计划”依然络绎不绝，这些计划，有成功，也有失败。
其中比较著名的，是谷歌的气球计划，以及 SpaceX 的星链计划。

谷歌气球计划在 2013 年推出，该计划试图通过在热气球内安装通信设备，然后利用热气球在空中的移动，为世界上最偏远的地区覆盖网络。
在气球计划里，气球会漂浮两万米处的平流层，每个气球都携带了一个小箱子，配备有太阳能电池板和电子设备。

通过这些电子设备，热气球能为地面带去无线通信网络，为覆盖范围内的智能手机和其他设备提供蜂窝数据信号。
相比位置固定的基站和轨道固定的卫星，气球计划涉及到如何应付各种复杂多变的气候，如何精确控制气球的运行轨迹，成本也变得无法预估。
始终找不到合适的商用模式，谷歌最终只能忍痛割爱。2021 年 1 月，谷歌气球计划宣布关停。

相比谷歌的“壮士断腕”，下面这个就显得重量级了。
2015 年，埃隆·马斯克通过旗下的 SpaceX 公司，计划发射 4425 枚卫星，组成一个庞大的卫星网络，向人们提供互联网服务网络。

这就是星链计划，自从 2019 年第一颗星链卫星发射升空之后，截至目前，在地球的近地轨道上，SpaceX 已经部署了约 3000 颗星链卫星。
星链计划的工作原理，是把这些卫星发射到 550 公里高度、倾角为 53° 的近地轨道上。

与传统的地球同步卫星相比，它们具有优势，因为距离地球较近，延迟时间更短。
每颗卫星将通过激光与4颗相邻卫星相连，卫星通过四个面对面的天线传送信号。

这个技术原理，和多年前的铱星计划大体没差，难怪人们更愿意把它看作铱星计划的 2.0 版本。
虽然星链计划发展得如火如荼，但星链计划的缺点还是有不少。
其实，星链并没有实现真正的移动上网，用户没办法用卫星网络直接上网，而是需要另外买一个信号接收器，装在自家屋顶上或者车顶上。

而且，用户只能在接收器的信号范围内使用卫星网络，稍微离开一下都没有信号，这其实更像是“固定上网”，而不是“移动上网”。
此外，星链网络没有和地面网络并网，星链的网络和设备都是专用的，和地面通信是两套完全不同的系统。

这就意味着，用户无法做到在卫星通信和地面网络之间自由切换，如果想换一套系统，还要专门花时间去弄，十分麻烦。
不管有多少缺点，星链计划依然是现在最火热的卫星通信计划，包括我国在内的其他国家，都在急起直追。

可能很多小伙伴会看到头晕脑胀，这些什么计划，跟我自己的手机有啥关系呢？
老实说，老狐也觉得，现在的手机卫星通信技术，跟普通消费者关系不会太大。
但对于手机厂商、通讯运营商而言却意义重大，华为和苹果，都把目光聚焦到卫星通信，背后肯定是有其道理。

卫星通信技术，可能关乎着未来 6G 技术的发展。
近年来，国家国防科工局、工业和信息化等部门出台了，很多关于支持卫星通信技术发展的相关文件。

* 第一财经

这些文件，计划分为多个阶段部署和推动卫星通信产业发展，为6G时代到来做铺垫。
即便现在对消费者作用不大，但在未来的日子里，或许就是一个重大突破。
要想在全球的通信领域掌握话语权，要想在大国竞争中拔得头筹，技术发展，刻不容缓。
参考资料：
雷科技：苹果、华为、谷歌都抢着用，手机卫星通信到底有什么用？
36 氪：摩托罗拉的悲情往事
樱落网：埃隆·马斯克的“星链”是如何工作的？会不会成为现代通信的一场革命？
PE 早餐：投资 50 亿美元之铱星计划大败局！
网络截图


编辑：陈展翔