卫星手机的未来:真相与挑战

42次阅读

共计 1798 个字符,预计需要花费 5 分钟才能阅读完成。

近几天,关于卫星手机的热度再次上升。9 月 6 日,华为即将推出的 Mate 50 系列手机将具备 “卫星通信能力”,能够在无网络环境下通过卫星系统发送紧急短信。同时,传言称苹果的 iPhone 13 中已经有连接卫星的硬件,但由于与运营商的合作未达成,因此未能正式推出。这标志着华为和苹果都在加紧布局“卫星通信” 这一新领域。

那么,事实真的是这样吗?手机的卫星时代真的到来了吗?让我们仔细分析一下这个话题。

通信频率的挑战

近年来,卫星通信一直是媒体和公众关注的焦点,特别是在马斯克推出 星链 之后,关于卫星通信对地面通信的挑战的讨论频繁出现。然而,许多报道往往缺乏基础的通信常识,这些炒作对于某些人只是为了引发关注。

实际上,无论是现在还是未来,至少在未来 50 年,卫星通信都不太可能取代地面移动通信成为主要的通信手段。原因有很多,首先要了解的是 无线通信系统 是基于无线电磁波进行的,而无线电磁波又有一个重要的属性——频率。

不同频率的无线电磁波有不同的特性。人类现阶段主要使用的是电波,随着科技的发展,频率从早期的低频和中频逐渐向高频甚至太赫兹(THz)推进。同时,科学家也在研究光信号通信。

虽然看似频率资源丰富,但实际上,每个频段都受政府的监管,且被划分为不同的用途,包括军用、公共服务和运营商用等。我们常用的通信设备必须依据相应的法律规范进行设计和使用。

具体到手机进行卫星通信,我们首先要考虑它的工作频段。每款新手机在上市前,制造商都需要向相关政府机构申请入网测试,以确保其符合规定的频段要求。

现如今,大部分手机支持的频段包括蜂窝网络频段、Wi-Fi 和蓝牙的 ISM 频段。此外,手机还能连接卫星定位系统如 GPS 和北斗。但真正进行视频通话或上网的 卫星通信 所需的频段是另外一回事。

卫星通信的频率问题

卫星通信通常工作在微波频段,其频率范围为 1GHz 至 40GHz。常用的频段包括 L、S、C、X、Ku、Ka 等,其中 Ka 频段越来越受到重视。但需要注意的是,大多数市面上的普通手机并不支持这些工作频段,因此无法与卫星直接通信。

与 GPS 和北斗等卫星的短消息通信截然不同,卫星通信是更为复杂的系统,要求具备与这些通信卫星建立连接的专用设备。现阶段,普通手机只能通过北斗系统进行短报文通信,这是极其有限的功能,无法支持通话或视频等数据业务。

即使未来的手机新功能支持卫星通信,但这并不简单。相关的硬件也需要进行全面改造,包括芯片、基带及射频设备等,这是个庞大复杂的工作。

所以,即使技术上可行,在实际应用中也大可不必。毕竟手机在绝大多数情况下都有良好的基站信号或 Wi-Fi 信号,耗费巨资来支持卫星通信并不划算。如果真想支持这种功能,采用外置的卫星通信设备会更为实用。

低轨卫星的崛起

如果说手机并不支持卫星频段,那么为何不让卫星直接使用地面基站的频率呢?实际上,美国运营商 T -Mobile 就是这么做的,让卫星部分共享 5G 频段以实现通信。

这一方法的前提是使用 低轨道卫星。随着技术的进步,发射低轨道卫星的成本逐渐降低,使得这种密集型的卫星布局成为可能。这意味着卫星与地面用户之间的距离更近,从而能够更加稳定地提供信号服务。

但即便如此,T-Mobile 这种技术所提供的带宽速率仅为 2 -4 Mbps,相当于早期拨号上网的速度,大多数时间只能用于打电话、发送图片,根本不适合视频传输。此外,马斯克的星链虽然声称可达到约 300Mbps 的数据速率,然而这需要专用的卫星通信设备,而普通手机则是很难实现如此高的速率。

容量和覆盖问题

再来看看容量方面,星链的 1.2 万颗卫星,理论上虽然可以覆盖全球,但相比于地面的数百万座基站,这样的数据还是显得微不足道。要是没有地面基站,这些卫星又如何承担海量的移动用户连接需求呢?

说到底,如果卫星通信真能取代地面通信,那么我们又该如何解决室内覆盖、地下停车场、隧道等无法信号覆盖的场所的问题呢?

总结

经过这些探讨,我们可以得出结论:卫星通信无法完全替代地面移动通信系统。相反,卫星通信的角色更像是对地面通信的补充,解决在特定情况下的通信需求。

卫星通信的应用主要集中在以下几个方面:在偏远地区提供通信支持;在海洋和空中航行中满足高价值人群对通信的需求;以及在灾后恢复等应急情况下提供必要的通信服务。

尽管卫星通信的市场潜力很大,但其市场体量和现有的蜂窝移动通信系统是不可同日而语的。因此,在关注卫星通信的发展时,更应理性看待其真正价值和应用前景。

正文完
 0