衛星互聯網的興起還需要攻克一些技術瓶頸

時間:2021-05-20 14:56:52

 

隨著諸如SpaceX,OneWeb和Amazon之類的公司各自致力于建立由數千顆小型衛星組成的基于衛星的網絡,衛星互聯網行業取得了飛速的發展。迄今為止,SpaceX已經發射了1,000顆Starlink高速互聯網衛星,現在已經獲得了FCC的許可,可以在其部署的第一階段發射12,000顆衛星。雖然SpaceX處于領先地位,但我們看到OneWeb和Amazon以驚人的速度跟進,因為它們每個人都在努力連接世界上未連接的部分。


將會對企業、政府、學?;蛟谑澜缟先魏蔚胤降膫€人產生影響,他們都能夠訪問高速Internet。但是隨著基于衛星的服務的興起,互聯網社區對法規,技術局限性和經濟性的擔憂日益增加。如果衛星互聯網要起步,該行業必須克服許多障礙。

誰管理衛星互聯網?

隨著衛星系統的發展,有關在國際空間中究竟應由誰來統治互聯網的問題正在提出。盡管改善全球信息和通信訪問方式肯定是積極的,但有關管理內容法規,仇恨言論以及非法或有害材料的擔憂正在日益凸顯。

了解誰最有資格管理這些系統非常復雜,因為低地球軌道(LEO)衛星可能會利用不同國家/地區的地面基礎設施,并且客戶可以位于世界各地。這就使得不確定哪個國家的法律適用于哪個國家以及哪個監管機構可以(或應該授權)執行這些法律。但重要的是要記?。罕M管衛星系統在地球之上,但它們不應該存在于法律之上。

除了圍繞這些系統在Internet鏈接上發生的事情進行討論之外,我們還可以期待有關頻率分配,減輕軌道碎片和進行離軌程序的規則和責任的更多辯論。發射衛星是一回事,而維修則是另一回事。由于后者并非易事,因此對于操作員來說,弄清楚當他們崩潰或不再使用時會發生什么是至關重要的。



此外,隨著這些真正的全球網絡的出現,我們可能還必須重新審視某些Internet政策,例如區域Internet注冊管理機構應如何分配資源。這與許多公共政策討論形成了鮮明對比,我們看到越來越多的公共政策討論著眼于國家和地區利益,各國政府在互聯網基礎設施和資源上尋求更大的自治權。

行業面臨哪些技術限制?

從技術角度來看,基于空間的互聯網仍然存在許多需要解決的挑戰。LEO系統的星座非常密集,這是引起人們關注的原因,因為這些系統不僅會從運載火箭上脫落,還會被拋棄,損壞或報廢的平臺遺留下來的空間碎片留下。歐洲航天局提供的有關空間碎片的最新數據顯示,大約有28,210個碎片物體已經繞過我們的星球。同樣,隨著成千上萬個系統中的星座運行,發生碰撞的可能性變得越來越大,更不用說這些軌道中的某些軌道還遠不及擠滿了人的國際空間站(ISS)所處的位置?;睾?。

回到地面,我們還需要研究頻譜分配以及這些系統對我們地面基礎設施的可能干擾。許多系統都設計為在Ka頻段中運行,這給諸如“雨衰”之類的操作帶來了挑戰,運營商將要避免這種情況。如果惡劣的天氣會破壞連接,則基于衛星的連接可能不是人們希望在某些地區實現的解決方案。在這方面,使用備用頻段可能會更好,但是5G和其他地面系統的部署在最終有限的資源上競爭,這意味著必須進行權衡。

除了傳輸數據包之外,在數以千計的衛星網絡周圍路由流量是另一個挑戰。LEO系統不是固定的,并以驚人的速度繞地球旋轉。從用戶的角度來看,這意味著您可能每隔幾分鐘就要與一顆新衛星通話,因為一顆衛星消失在地平線后,另一顆衛星出現在另一側接管系統。盡管這與蜂窩網絡與移動的人的處理方式并沒有什么不同,但是這次天線才是移動的。那是用戶靜止不動的情況,通常不是這種情況。隨著用戶開始四處走動,事情變得更加復雜。

路由選擇的另一個復雜性是,由于其低軌道,并不是每個單獨的衛星都可以到達提供與Internet其余部分的連接的地面天線。這意味著數據包需要找到通過的方向,從一個衛星傳輸到另一顆衛星,直到它到達地面站的范圍內為止。高效地做到這一點并跟蹤不同的路徑是工程師當前正忙于尋找解決方案的挑戰,如何調整路由協議以適應這些快速變化的網絡。

衛星系統何時才能盈利?

將衛星發射到太空仍然是一筆非常昂貴的投資,正如Starlink的創始人埃隆·馬斯克(Elon Musk)所說:“最大的挑戰仍然是不破產”。在市場不斷發展的同時,部署衛星系統的成本從50億美元到100億美元不等。但不幸的是,對于運營商而言,它并不僅限于此。衛星公司將需要管理不同的維護成本,以維持衛星系統的同比性。衛星的壽命也很有限,當然,像任何系統一樣,它們有時會在那之前破裂。加上其他異?,F象以及發射可能發生的錯誤,公司可能必須在其預期壽命之前更換衛星,僅衛星的使用壽命就可能達到每年10億至20億美元。其他成本也包括地面部分的材料和運營成本,這意味著如果公司想要取得進展,則需要大量的前期投資。

毫不奇怪,一些公司在尋求發展大型LEO星座時遇到了財務問題。我們發現OneWeb發生了這種情況,據報道,該公司資金用光了,并且沒有獲得額外的資金,因此申請了破產。如果不是英國政府邁出重要一步,該公司可能就無法生存。其他公司,例如LeoSat,卻沒有足夠的幸運來獲得財務支持,因此被迫停止運營。

特別是在最近幾年中,我們已經看到這個空間迅速成熟和發展。正如全球大流行向我們展示的連通性對于我們的日常生活和我們的安全有多么重要,許多目光投向了天空,希望這些衛星網絡填補空白。盡管我確信這些將實現,但仍有很長的路要走,還有許多挑戰需要克服。技術上的進步和創新意味著,從字面上看,天空已不再是極限,但我們需要管理期望并了解這些系統的局限性。衛星系統可以并且將填補一些空白,但不要指望它們會在不久的將來取代地面系統和基于電纜的連接。