衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與5G技術(shù)的對(duì)比分析

1、事件：快科技報(bào)道，4月23日馬斯克旗下的Space X成功將第七批60顆星聯(lián) (Starlink)衛(wèi)星發(fā)射升空之后， SpaceX 入軌衛(wèi)星總數(shù)已達(dá)到422顆，而且馬斯克的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)寬帶也有了最新動(dòng)態(tài)。日前，馬斯克在其推特上發(fā)布消息 表示，Starlink衛(wèi)星寬帶私下測(cè)試將會(huì)大約在3個(gè)月后進(jìn)行，而美國(guó)寬帶服務(wù)不佳的地區(qū)的消費(fèi)者最早可能在8月份就能第一次嘗試 SpaceX的Starlink衛(wèi)星寬帶服務(wù)。公測(cè)將會(huì)在大約6個(gè)月內(nèi)進(jìn)行，在私下測(cè)試之后進(jìn)行。點(diǎn)評(píng)：針對(duì)此次事件，諸如“顛覆 5G的不是6G,而是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”之類(lèi)話題 在網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)酵，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)真能替代5G?首先區(qū)分5G和衛(wèi)星通信的通信鏈路區(qū)

2、別如果用戶需要通過(guò)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)一個(gè)網(wǎng)站，數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程是：數(shù)據(jù)中 心-核心網(wǎng)-地面站，發(fā)射到地面站上空的通信衛(wèi)星 ，星間傳輸，到達(dá)用戶上 空的通信衛(wèi)星-接收終端(接收天線可裝在車(chē)/飛機(jī)/輪船上)-wifi信號(hào)到手機(jī) 很多人不理解為何衛(wèi)星要通過(guò)信關(guān)站訪問(wèn)數(shù)據(jù)中心一一因?yàn)閿?shù)據(jù)中心無(wú)法建 在太空中。圖：衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通信鏈路資料來(lái)源：光大證券研究所而5G的通信過(guò)程是這樣：數(shù)據(jù)中心 -核心匯聚接入，基站AAU-手機(jī)。圖：5G通信架構(gòu)資料來(lái)源：光大證券研究所由上可見(jiàn)，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)并非手機(jī) wifi直連衛(wèi)星，因此你需要購(gòu)買(mǎi)一個(gè)接收終端或者帶此功能的特斯拉汽車(chē)。 5G重要特性是高可靠低延時(shí)，衛(wèi)星通信無(wú)法做到高可

3、靠、低延時(shí)是5G網(wǎng)絡(luò)的重要特性，在此 1ms低時(shí)延的基礎(chǔ)上才有 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、無(wú)人駕駛等高可靠級(jí)別應(yīng)用場(chǎng)景。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的低軌道衛(wèi)星，以 Starlink為例，軌道高度 550公里，地-> 空-> 地所需傳輸時(shí)間為 550*2/光速，約為3.6ms ,這個(gè)延時(shí)是人類(lèi)無(wú)法解決 的，如果加上服務(wù)器/衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)，則延遲更高。在 SpaceX 早期公布 Starlink計(jì)劃時(shí)曾提出網(wǎng)絡(luò)延遲大概在 20ms-35ms 之間，這個(gè)延時(shí)接近現(xiàn) 有4G網(wǎng)絡(luò)（1020ms ）,可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信和網(wǎng)絡(luò)游戲等場(chǎng)景，但無(wú)法替代 5G。可靠性方面，Ku/Ka等衛(wèi)星通信波段存在雨衰問(wèn)題，簡(jiǎn)單說(shuō)，就是如果

4、 用它輔助汽車(chē)駕駛，陰雨天可能會(huì)有風(fēng)險(xiǎn)。表：衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)/4G/5G延遲比較最小延時(shí)應(yīng)用場(chǎng)景衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)（Starlink ）2035ms ,理論下限大于 3.6ms實(shí)時(shí)通訊、網(wǎng)絡(luò)游戲等4G1020ms實(shí)時(shí)通訊、網(wǎng)絡(luò)游戲等5G1ms實(shí)時(shí)通訊、網(wǎng)絡(luò)游戲、 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、 無(wú)人駕駛等資料來(lái)源：光大證券研究所整理 衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)無(wú)法提供 5G巨大帶寬整個(gè)StarLink前期的3200顆衛(wèi)星將能夠達(dá)到 64Tbps帶寬，單星帶寬 20Gbps。2019年底我國(guó)擁有4G基站544萬(wàn)個(gè)，如果僅以單站1Gbps測(cè)算， 總帶寬5440Tbps , StarLink前期的帶寬實(shí)際上連我國(guó) 4G網(wǎng)絡(luò)都替代不了。5

5、G基站目前接入層以 50G組環(huán)為主，單基站（3個(gè)AAU）上下行總帶 寬150Gbps ,未來(lái)前傳帶寬可高達(dá)數(shù)百 G至Tbps。若以單站150Gbps測(cè) 算，2020年底我國(guó)預(yù)計(jì)建成超 66萬(wàn)個(gè)5G基站，總帶寬達(dá)99000Tbps 。表：Starlink /5G 帶寬比較單星/站帶寬（上下行）前期總帶寬遠(yuǎn)期總帶寬衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)（Starlink20Gbps3200 顆總帶寬64Tbps12000 顆總帶寬240Tbps5G150Gbps66萬(wàn)站總帶寬99000Tbps500萬(wàn)站總帶寬 750000Tbps資料來(lái)源：光大證券研究所整理 衛(wèi)星通信終端天線體積仍存瓶頸，2B用戶仍為主流雖然半導(dǎo)體、射頻等技

6、術(shù)快速發(fā)展，天線更加小型化，由于衛(wèi)星信號(hào)較 弱，接收終端體積仍較大。文章前面提到，如果個(gè)人用戶平時(shí)需要用手機(jī)上 衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，需要購(gòu)買(mǎi)一個(gè)接收終端（ 按SpaceX 說(shuō)法，接收終端約披薩盒 大小），或者帶有該接收功能的特斯拉汽車(chē)。表：S波段/K波段/5G終端天線比較天線大小多例應(yīng)用場(chǎng)景鉞星、海事、天通一 號(hào)（S波段）直徑410mm ,長(zhǎng)度 3080mm外掛在手持終端 外側(cè)Starlink、中星 16 (Ku/Ka/Kv )“披薩盒大小”或更大|搭載在汽車(chē)、飛 機(jī)、輪船上5G小于硬幣|,1內(nèi)置于手機(jī)資料來(lái)源：華力創(chuàng)通官網(wǎng)、高通、光大證券研究所整理為了讓用戶使用到衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，SpaceX計(jì)劃建造10

7、0萬(wàn)個(gè)地面天線,以實(shí)現(xiàn)用戶手機(jī)與衛(wèi)星之間連接。（這相當(dāng)于又建了一遍地面基站，可以理 解為starlink替代的不是基站，而是光纖）衛(wèi)星通信優(yōu)勢(shì)在海洋、沙漠等偏遠(yuǎn)地區(qū)，與地面通信網(wǎng)絡(luò)（2/3/4/5G）形成互補(bǔ)我國(guó)地面通信系統(tǒng)已非常發(fā)達(dá)，約30%的面積有地面基站信號(hào)，還有70%的面積，例如海洋、部分高原、無(wú)人區(qū)都沒(méi)有信號(hào)。圖：移動(dòng)衛(wèi)星通信應(yīng)用場(chǎng)景資料來(lái)源：華力創(chuàng)通我國(guó)2018年啟動(dòng)低軌道小衛(wèi)星部署一一虹云工程我國(guó)正在部署S/L/Ka/Ku 等不同波段、高中低軌道、不同類(lèi)別的通信衛(wèi)星，以滿足不同類(lèi)別的空間通信互聯(lián)需求。天通一號(hào) ： 01 星已于 2016 年 8 月 6 日發(fā)射， S 波段，滿足移

8、動(dòng)通信、應(yīng)急通信、低帶寬應(yīng)用：車(chē)船載、應(yīng)急救災(zāi)、科考勘探、軍用通信等領(lǐng)域，語(yǔ)音，文字、普通清晰度視頻等低帶寬應(yīng)用。中星 16 號(hào) ：已于 2017 年 4 月 12 日發(fā)射， Ka 波段，寬帶通信：寬帶接入服務(wù)、企業(yè)聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的基站中繼和應(yīng)急備份、機(jī)載車(chē)載船載“動(dòng)中通”通信， 4K/ 高清視頻采集和分發(fā)、區(qū)域性衛(wèi)星電視直播等。虹云工程 ：作為中國(guó)航天科工五大商業(yè)航天工程之一，計(jì)劃發(fā)射 156 顆衛(wèi)星，它們?cè)诰嚯x地面1000 公里的軌道上組網(wǎng)運(yùn)行，致力于構(gòu)建一個(gè)星載寬帶全球移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。虹云工程定位的用戶群體主要是集群的用戶群體，包括飛機(jī)、輪船、客貨車(chē)輛、野外場(chǎng)區(qū)、作業(yè)團(tuán)隊(duì)以及一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的村莊、島嶼等。無(wú)人機(jī)、無(wú)人駕駛行業(yè)等，都是虹云工程未來(lái)可能服務(wù)的行業(yè)。 2019 年 11 月 22 日，據(jù)央視新聞報(bào)道，中國(guó)首個(gè)天基互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)“虹云工程”將于2020年投入示范應(yīng)用。投資建議衛(wèi)星通信所面臨市場(chǎng)僅為行業(yè)特定用戶，目前二級(jí)市場(chǎng)