運營商抱團炮轟,SpaceX的衛星直連手機犯衆怒

過去兩年間,衛星通信功能儼然成爲了智能手機圈的一個大熱點,幾乎每一個廠商的旗艦機型發佈會上都少不了它的身影。然而有的朋友可能已經發現,無論是哪家國內手機廠商的衛星通信功能,似乎都少不了中國電信的身影,而在海外市場,谷歌Pixel系列的衛星通信服務商是Skylo,蘋果iPhone的衛星通信服務商則是Globalstar。

那麼到底有沒有真正意義上的手機直連衛星互聯網呢?答案其實是有的,馬斯克旗下SpaceX推出的手機直連衛星功能(DTC,Direct to Cell),就是一個能讓手機直接鏈接Starlink衛星的技術。然而遺憾的是,DTC很有可能會在襁褓中就夭折,目前美國電信運營商AT&T、Verizon,歐洲電信運營商沃達豐、Orange、西班牙電信都攜手站在了SpaceX的對立面上。

據悉,上述電信運營商向美國聯邦通信委員會(FCC)提出申請,要求駁回SpaceX關於豁免功率限制的請求,理由是這可能給地面移動網絡帶來有害的干擾。他們表示,“出於歐洲移動客戶、網絡運營商和服務提供商的利益考慮,手機直連衛星的解決方案必須遵守既定的-120 dBW/m2/MHz規定,任何衛星網絡提供商必須在獲得授權之前嚴格遵守這一要求。”

SpaceX與這些電信運營商矛盾的焦點,在於前者希望取得FCC的豁免,從而突破等效功率通量密度(EPFD)限值,才能爲用戶提供更好的覆蓋。而電信運營商方面則認爲SpaceX的DTC會干擾地面移動通信,某些場景下會導致移動通信網絡的下行吞吐量平均下降18%。

沒錯,雖然同樣都是在做天地通信,但電信運營商與SpaceX的技術路線是有差異的。以往的衛星電話爲什麼需要一根顯眼的天線,是因爲高軌道的衛星離地球表面有數萬公里,所以導致終端要加大接收的增益,才能夠接收到衛星發出的數據。目前手機上實現的衛星通信功能其實都是基於電信運營商實現的,它們的技術原理與衛星電話如出一轍。

得益於高性能內置天線、基帶射頻芯片的一體化和小型化、衛星核心網與移動核心網聯通,以及信令協議轉換等關鍵技術的突破,手機廠商才能夠將通信模塊做得足夠的小,進而塞到手機裡。這也是爲什麼有些廠商的旗艦機型會單獨推出一個衛星通信版本,就是因爲硬件規格不太一樣。

問題在於,這種衛星通信其實是有侷限性的,因爲會被衛星的性能限制。比如國內廠商使用的天通1號衛星上下行速率總帶寬爲30MHz,只支持5000人同時打電話,如果用的人多了就可能就會出現延遲、丟包的情況,一如當年的撥號上網。

一個只能發短信、打電話的衛星通信,又如何奢談衛星互聯網呢?然而通信可是一門暴利的生意,擁有Starlink的馬斯克自然也想從電信運營商手中分到一杯羹。按照SpaceX的說法,DTC不同於傳統的衛星移動通信,該系統是直接與地面通信系統用的普通手機進行通信,使得現有的LTE手機就能實現“向上捅破天”。

SpaceX的DTC基於現有蜂窩移動通信技術、直接使用地面通信技術和頻段,星鏈衛星可以被視爲是佈置在天上的“基站”。不過爲了實現用戶手裡的手機不需要改變,SpaceX選擇了改造星鏈衛星,目前只有星鏈V2 Mini衛星才能作爲“基站”。它的天線陣列不僅使用了波束成形技術,面積也高達6.21平方米,是普通星鏈衛星天線的31倍。

在SpaceX的DEMO中,普通手機連接星鏈衛星時的速率高達16.9Mbps,已經達到了4G網絡的水平。不過即便星鏈V2 Mini的相控陣天線再強,畢竟也強不過地面上的基站,所以爲了解決信號的衰減問題,SpaceX選擇了加強信號的強度。然而爲了避免NGSO(非靜止軌道衛星)對GSO(靜止軌道衛星)造成信號干擾,國際電信聯盟制定了EPFD限值。

SpaceX、亞馬遜藍色起源認爲現有的EPFD限值已經過時,頻率利用效率低下,而Verizon等電信運營商則表示EPFD限值爲現有通信網絡提供了必要的保護。雙方之所以會產生爭議,核心就在於國際電信聯盟在頻軌資源獲取上採用了“先佔先得”規則,而如今這些電信運營商也對衛星互聯網頗爲眼熱。

要知道在5G技術中是有基於3GPP的5G NTN(非地面網絡),NTN的技術路線就是用衛星直接與用戶的手機相連,地面上再架設信關站來作爲網關,最終連接到5G核心網。AT&T和Verizon已經聯手“美國低軌衛星第一股”AST SpaceMobile,準備提供基於LEO低軌的手機直連衛星服務,同時西班牙電信、沃達豐也與AST SpaceMobile有着緊密的聯繫。

同時在去年的世界無線電大會上(WRC-23)上,國際電信聯盟決定正式對EPFD限制進行研究,業界預判其可能會在2027年的WRC-27上對EPFD限值做出向有利於類似Starlink低軌道衛星星座的決議。眼見SpaceX或將把先發優勢固化,作爲追趕者的這些電信運營商自然也就坐不住了。

沒錯,這一次SpaceX與電信運營商的爭端背後,其實還是各方對於頻譜資源的爭奪。畢竟一旦SpaceX把DTC業務做起來,也就意味着一個新的全球化電信運營商出現了,它不再像Verizon那樣侷限於美國市場、也不像沃達豐一樣僅限於歐洲,而是能夠爲全球用戶提供服務,將會直接顛覆這個市場的現有格局。

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