文 | 嚴大方、王動
編輯|嚴小方
視覺設計|星船知造
正文共計:7930字
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由於美國體制原因,SpaceX遭遇“各自為政”導致的發展困境是一種必然——
某種程度上成為典型的“美國反對美國”觀察樣本。
美國《紐約時報》12月17日報道稱,太空探索技術公司及其創始人埃隆·馬斯克,多次違反旨在保護國家機密的聯邦報告協議,包括不提供他與外國領導人會晤的一些細節,招致軍方審查。
這篇報道援引大量匿名信源稱,美國防部監察長辦公室、負責情報和安全的副部長辦公室以及美空軍,今年已針對馬斯克涉密安全問題啟動審查。
馬斯克則在社交媒體發文說,“深層國家叛徒正利用他們在傳統媒體中收買的托兒追捕我。
我不想挑起爭鬥,但我會擺平他們。”
馬斯克仍在博弈中
多年來,馬斯克麾下的SpaceX老被美國聯邦通訊委員會(FCC)卡脖子——
FCC主管美國企業對衛星網際網路的申請、授權、頻率及業務劃分。而SpaceX的核心業務星鏈(Starlink)一直沒能拿到FCC對手機直連衛星業務的授權。
到了2024年,馬斯克今非昔比——豪擲2.59億美元支援特朗普後,多雙眼睛注視著,FCC是否會對這位緊跟川普、橫跨政商兩界的大佬鬆口。
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數天前,FCC讓馬斯克哭笑不得的示好來了。
FCC近日批准了SpaceX和美國主流運營商T-Mobile向用戶提供手機直連衛星服務。這是FCC針對手機直連衛星業務做出的首個授權。
它意味著,SpaceX可以名正言順為星鏈使用者的手機提供簡訊服務——但也僅僅止步於此——馬斯克真正想要的(讓星鏈使用者能透過衛星技術用手機打電話、上網),FCC仍是硬撐著沒鬆口。
這已經是馬斯克的SpaceX和美國主流運營商Verizon、AT&T等老錢代表博弈至今的結果。
其背後是,是帝國無法迴避的一個事實:
美國衛星通訊產業,某種程度上是典型的“美國反對美國”。
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美國衛星通訊產業的都很明顯。
強——強在衛星通訊這塊太空陣地上,SpaceX是當今全球當之無愧的一哥
通訊衛星數量:SpaceX的星鏈衛星(Starlink)星座是全球第一個也是目前最大低軌巨型星座。
商業程序:SpaceX在2023年第一季度營收達15億美元,總利潤達5500萬美元,已經實現可盈利的商業閉環。
技術程序:SpaceX能盈利的原因主要是極致的成本控制,其中既有對流水線生產、快速檢測等多方面改進,也有專注於垂直一體化等原因。但最關鍵的,是其遠勝其他國家的火箭可回收技術及應用
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美國衛星通訊產業“弱”——弱在有且僅有一個SpaceX,屬於只有大樹,並無森林。
但衛星網際網路這種級別的商業行為不可能離開國家意志的託舉。
在市場調節之外,它需要看得見的手時不時站在更高站位,在部分節點全盤籌謀規劃——才能讓全產業鏈各環節不總是各自為政,而是協同發力。
但美國並沒能在產業鏈上發展出多家企業,協同進化。SpaceX成為美國衛星通訊產業的獨苗。
不僅僅在美國,在整個歐美,SpaceX都是一家獨大。這一點和正穩步發展,逐漸形成央企、民企多點開花的中國衛星通訊產業大相徑庭。
另一方面,它導致了SpaceX在希望獲得進一步發展時,會因觸動他方利益而遭到抱團反對。美國運營商巨頭AT&T和Verizon就一直反對SpaceX手機直連衛星業務。歐洲多家電信運營商也已加入反對SpaceX的陣營。
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下文我們主要對馬斯克的“手機直連衛星服務”做一點展開。展開之前,《星船知造》先對衛星網際網路及Starlink做一個大致梳理。
定義:衛星網際網路是一種基於衛星通訊提供網際網路服務的通訊系統或網路。
近十年來,以SpaceX為代表的衛星網際網路企業發展迅速——發射衛星數量已遠超過去幾十年衛星總和。截至2024年9月30日,星鏈(Starlink)衛星總數量已達7062顆——該數量是遠超中國目前已發射的通訊衛星的。
服務:Starlink能提供的上網服務大致分兩種——
一種是“普通Starlink衛星上網服務”。即透過衛星組成通訊網路,為地球各角落提供上網服務。
這種透過衛星上網的服務已經進能成為戰火紛飛的俄烏戰場上唯一通訊手段。退能讓巴西雨林“村村通網”。
2024年9月27日,Starlink宣佈,其全球使用者數量突破400萬。
Starlink在全球多個國家的收費標準並不統一。
使用體驗:一般來說,馬斯克的衛星發得越多,Starlink衛星網際網路覆蓋的範圍也就越廣。該服務自2021年2月開放使用者預訂以來:目前已有包括美國、加拿大、英國、德國、紐西蘭、澳大利亞、奧地利、荷蘭、巴西、菲律賓等七十多個國家的使用者。
使用者要做的就是:1,購買Starlink終端接收器,通常定價在幾百美金(普通接收器)至數千美金(高效能終端接收器)。該費用一次性付清。2,給Starlink固定支付上網服務費。
但使用者一多,Starlink使用者的上網速度就會變慢——必須再多發衛星。
比如開放預定一年多後,Starlink就有了超40萬用戶。也因此到了2022年,在使用者集中的美國及部分歐洲國家,星鏈使用者網速出現不同程度的下降。
目前星鏈服務的網路速度能夠滿足大多數日常網際網路使用需求。
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第二種服務就是我們本文主要說的“手機直連衛星服務”。讓使用者使用普通手機也能直接連上衛星,進行簡訊、語音、資料通訊等。
SpaceX之前發射的Starlink衛星並不合適這項業務,可以理解為能力不夠強,“嗓門”不夠亮,想讓手機也能上網,需要透過發射支援手機直連衛星(Direct-to-Cell,縮寫DTC)功能的衛星來組成星座。
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由於美國體制原因,SpaceX遭遇“各自為政、不團結”導致的發展困境是一種必然——
FCC一直不同意SpaceX可以突破“功率限制”規則。背後很大原因在於:馬斯克的想法和做法遭到另一利益團體——移動運營商的強烈反對。
FCC對於星座(空間段)和地球站(地面段)採用分開申請和授權。
其中,FCC對於同一批次申請的星座系統採用相同的協調優先順序,由數家公司協商達成一致。若無法協調,則由各操作者分頻使用。
FCC對衛星網際網路頻率及業務的劃分主要體現在兩方面:
一是和ITU關於二區區域的劃分相比,在Ka頻段增加了NGSOFSS主要或次要業務的劃分。
二是新增了手機直連衛星業務相關頻率的劃分。
FCC在2023年3月就手機直連衛星業務許可相關事宜釋出並通過了《單一網路的未來:太空補充覆蓋(SCS)》新規則,建議在美國可以在下表所示頻段內開展手機直連衛星業務。
source:天地一體化資訊網路
時間回到2022年8月,在一次與美國運營商T-Mobile執行長的對話中,馬斯克第一次提出了“手機直連星鏈網路”的設想,藉此“消滅美國各地所有的移動蜂窩網路盲區”。
之後,SpaceX利用T-Mobile掌握的行動通訊頻率,而非衛星頻率來傳輸訊號,讓使用者使用現有手機終端,能連線遠在遠離地球數百公里外的Starlink衛星。
換而言之,將4G/5G基站從地面搬到數百公里外的太空中。
這要克服大時延、大頻偏、訊號深度衰落等一系列挑戰。打個比方,甲(使用者)和乙(通訊基站)以前相距很近,說話聲音(功率)小一點,照樣能聽得清。但現在,甲和乙之間的距離遠了成百上千倍,而且,乙現在還處於高速移動狀態(衛星運轉),清晰通話的難度指數級提升。
如何破題?
只能大幅增強衛星側網路裝置的能力,如配置超大規模相控陣天線陣列以提升訊號收發能力,讓衛星的“嗓門”變得更大,來應對星地之間巨大訊號損耗等難題,從而實現手機和衛星之間直連。
SpaceX之前發射的Starlink衛星“嗓門”不夠亮,總之,還是必須發射DTC衛星來組成星座。
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今年1月初,SpaceX開始發射支援直連衛星(Direct-to-Cell,縮寫DTC)功能的衛星。其中包括了6顆具備DTC功能的星鏈衛星,邁出了DTC組網第一步。
此後,支援DTC功能的衛星不斷增多。
12月5日,SpaceX又發射了13顆DTC衛星——首個可手機直連衛星的星座完成部署。
和前一代V1.5衛星相比,為實現手機直連衛星功能,Starlink V2-mini-DTC衛星總體效能大幅提升,比如採用了雙太陽能電池板,展開後面積是前者的五倍,從而支援更大能耗。為實現手機直連衛星功能,Starlink V2-mini-DTC衛星還具備星上處理、星間鏈路和波束可操作性等特性。
根據SpaceX官網對外披露的手機直連衛星業務商用時間表
●2024年利用手機直連衛星技術為使用者提供簡訊服務。
●2025年利用手機直連衛星技術為使用者提供語音通訊和資料上網服務。
照理說,隨著DTC衛星數量不斷增多,SpaceX手機直連衛星業務會逐步走向規模應用階段,一切都在穩步推進。
也意味著,會進一步拉大他國和美國在衛星通訊產業上的差距。
但帝國自己的攔路虎又來了。
FCC現在允許SpaceX為星鏈使用者的手機提供簡訊服務,但馬斯克突破限值的想法和做法遭到移動運營商強烈反對,認為這會對地面行動通訊造成極大干擾。
有通訊業內人士告訴《星船知造》,這次不僅是美國傳統運營商、歐洲運營商等抱團反對——還由於美國衛星通訊產業並不是一場協同發展的“群戲”,而是SpaceX一家獨大,“就算未來FCC鬆口,馬斯克的手機直連衛星業務仍會遇到多方勢力的阻力。”
馬斯克仍在博弈中,這一次,火力交戰於“DTC星鏈戰爭”
最新訊息——
美國《紐約時報》17日報道稱,馬斯克多次違反旨在保護國家機密的聯邦報告協議,包括不提供他與外國領導人會晤的一些細節,招致軍方審查。
星鏈:成也體制,困也體制
事實上,馬斯克星鏈的崛起——成也“美式體制”。今天星鏈遇到的“手機上網業務”受困——困也體制。
星鏈的崛起前提是由於資本主義美國導致的過去數年“低網速”“全美多處移動蜂窩網路盲區”星鏈恰恰可以彌補上這兩點。這兩點,在今天的中國都是不存在的。
先看過去的“低網速”。
星鏈的“普通上網”服務在2021年2月開放使用者預訂。那麼當時階段的美國網速怎麼樣?
《星船知造》查閱了星鏈開放前數年(2018至2021)的美國網速情況
美國寬頻市場占主導地位的是以Comcast為代表的有線電視運營商,他們主要透過Cable同軸電纜為家庭使用者提供寬頻服務。根據FCC此前資料,實際過程中,Cable有線寬頻最高下載速率為325Mbps。
source:美國FCC《2022年通訊市場報告》
相比以上寬頻連線方式,光纖光帶在速率方面的優勢非常明顯,使用者平均下載速率在500Mbps左右。但是,光纖寬頻使用者當時在美國的佔比不到40%,相比中國光纖寬頻幾乎100%的市場佔比,差距明顯。
在美國農村和部分相對落後區域,使用者能夠接入光纖寬頻的機會更低。根據FCC調查,居住在城市的人口中,約有52%的人能夠使用FTTP技術,而居住在農村普查區的約有31%。
source:Unsplash 5G網速
再看“全美多處移動蜂窩網路盲區”。
美國部分地區根本沒訊號。
背後原因在於美國通訊業的私有化——運營商追求利潤,人跡罕至之處營收空間低,賺不到什麼錢。不可能得到美國相關企業的重視。
壟斷也是造成美國寬頻,尤其是高速寬頻不夠普及的重要原因之一。比如百兆寬頻,在美國農村地區,只有29.9%的地方有兩家及以上運營商提供服務,絕大部分割槽域只有1家運營商或者沒有運營商提供服務,使用者幾乎沒有選擇。
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歐洲數國的情況類似——同樣存在“低網速”和“多盲區”。
比如法國、荷蘭、葡萄牙等眾多國家的固定寬頻網速都慢於Starlink網速。
以2022年情況舉例——
2022年,由於使用者增長,Starlink的上網速度一度出現下降。2022年Ookla釋出報告稱,當年二季度,美國星鏈使用者的下載速率中值為62.53Mbps,相比2022年一季度90.55Mbps大降31%。美國、加拿大、英國、德國的Starlink使用者上網速度都出現下降。
但儘管如此,和當時法國固網寬頻平均水平107.05Mbps、當時荷蘭固網寬頻103.115Mbps、德國當時固網寬頻73.22Mbps的“龜速”相比網速下降了的Starlink仍極具競爭力:
Starlink當時在法國下行網速為110.98Mbps;在荷蘭,Starlink下行網速為122.43Mbps;在德國,StarlinK下行網速為94.68Mbps。
其他洲也有類似情況,比如2022年,澳大利亞的Starlink下行網速達到102.76Mbps,固定寬頻平均網速只有51.46Mbps。
以上就是美國、歐洲、大洋洲數個國家和地區過去數年“低網速”的情況。其背後一大原因是這些地區的通訊並非公共服務,而是由追逐利潤的資本主導。也正因此,讓美國星鏈得以獲得使用者。
但讓星鏈崛起的背後原因(體制),同樣困住了星鏈“手機業務”當前的腳步。
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從一開始,Verizon和AT&T等美國主流運營商就反對馬斯克的星鏈進入手機業務。
AT&T方面表示,SpaceX的做法會產生嚴峻後果,某些場景下會導致行動通訊網路的下行吞吐量平均下降18%。
到今年10月,戰火進一步擴大——
包括沃達豐、Telefonica和Orange在內的多家知名歐洲電信運營商聯名致函FCC,敦促美國監管機構拒絕放鬆對SpaceX無線電發射規定,以保護地面行動網路運營商和使用者免受有害干擾。這幾家運營商的態度很強硬,如果FCC放鬆限制,那麼就會採取法律行動。
SpaceX不甘示弱,在向FCC提交的材料中強硬反駁,並“啪啪”給對手扣上兩頂大帽子:
1,你們這種做法損害消費者利益,讓美國人民無法獲得可靠的應急通訊。
2,你們這種做法將使美國衛星系統在全球市場上處於競爭劣勢。
在美國,這個道德制高點馬斯克多少是能站上的。
今年9月,颶風“海倫”讓馬斯克的手機直連衛星業務提前上場。
“海倫”在美國東南部造成巨大破壞,重災區通訊基站被摧毀。FCC緊急授權SpaceX和T-Mobile,可使用具備DTC功能的Starlink衛星,為災區使用者提供手機簡訊及緊急廣播服務。
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雖然美國航空航天局(NASA)和美國國防高階研究計劃局(DARPA)給了SpaceX訂單、技術支援試驗場地等——看得見的手真金白銀拉扯了SpaceX。
但仍然不能迴避一個事實:
除了SpaceX,產業鏈上還沒有什麼能打的。
“太空陣地”產業的發展不再一朝一夕,比的是持續推動、進化的恆心和決心。
SpaceX作為美國衛星通訊產業的獨苗,其推動力仍然是商業邏輯
中國的衛星通訊產業目前在技術上比SpaceX差了至少一個身位,但中國發展衛星通訊產業的內在動力要澎湃得多,它保證了長途跋涉的恆心:
1,保護人民生命安全及戰略考慮。
2008年汶川大地震。震區通訊線路和大型通訊設施遭破壞,與外界通訊隔絕,不得不依靠國外的商用衛星移動通訊系統進行聯絡,這讓我國意識到打造自主衛星移動通訊系統的重要性。
中國啟動立項討論和科技攻關,並在2016年成功發射天通一號01星,實現中國全境及周邊海域覆蓋。
從此,我國有了自己的衛星移動通訊系統,堪稱是又一項“大國重器”。
2020年和2021年,天通一號02星和03星先後發射,天通衛星移動通訊系統的服務範圍擴充套件至一帶一路區域。
2,人無我有,人有我優。
由於近地軌道資源稀缺,已然成為一種寶貴的戰略性資源,搶佔低軌衛星軌道和頻率的先機尤為關鍵——衛星通訊是一項長期的系統性國家工程。
3,商業角度,它同樣是一門萬億藍海產業。
中國產業森林漸成,小米華為的衛星打電話是黑科技還是噱頭?
我國衛星通訊產業和SpaceX的差距是明顯的——有技術層面差距,也有發展時間導致的商業程序差距(SpaceX有明顯先發優勢)。
既然SpaceX的星鏈那麼強,會不會擊垮中國相關企業?
分兩個方面看——
一是星鏈能發展起來,和上文我們提到的多地“網速”、“盲區”有關。這一點在中國不存在。
二是我國在低軌衛星產業上和SpaceX完全不同——中國是央企民企齊上陣,既攻堅、也做商業探索。主打一個“團結解決問題”。
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根據Ookla 最新資料,2024年11月,我國固定寬頻下載速率達到220Mbps,這是Starlink未達的高度。
在中國,有中國電信的地方,幾乎都可以看見中國移動、中國聯通的身影,透過相對充分的競爭,讓使用者擁有更多選擇權。
在美國,星鏈的優勢在於能覆蓋低人口密度地區、傳統基站無法覆蓋或覆蓋成本過高的地區——星鏈是這些地區地面移動通訊網路的補充者。
但在中國,通訊和郵政、電力、道路一樣,是我國公共服務的重要組成部分——哪怕只有幾戶人家,貼錢也要做到“村村通”。
此外,和中國的寬頻服務價格相比,星鏈的價格在中國完全沒有優勢。此前有媒體統計,星鏈月費是移動寬頻的8倍,購買接收裝置還要額外花幾千元。
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本月,中國星網正式升空。
2024年12月16日18時00分,我國在海南文昌衛星發射中心使用長征五號乙運載火箭,以一箭10星方式將衛星網際網路低軌01組衛星發射升空,衛星順利進入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功。
這是中國星網的“國網(gw)星座”首次批次組網發射。
衛星網際網路低軌01組衛星使用Ka等頻段載荷主要為使用者提供寬頻通訊、網際網路接入等服務。
從中國星網向國際電信聯盟第一次提交軌道頻率申請看,首批要發射12992顆衛星。
星網升空的背後,還有全產業由上至下的協同發力。
●2021年,中國衛星網路集團有限公司成立,整合統籌國有衛星網際網路建設計劃。
●2023年2月,工業和資訊化部發布《關於電信裝置進網許可制度若干改革舉措的通告》,將衛星網際網路裝置正式納入進網許可管理範圍。我國低軌衛星製造及發射需求有望進入增長爆發期。
●運營商方面——
中國電信2018年正式面向社會各界提供天通衛星服務;2020年1月,中國電信通訊衛星業務正式商用。天通一號衛星移動通訊系統在政府應急救援,海洋漁業等多個場景中發揮作用。
今年2月,搭載中國移動星載基站和核心網裝置的兩顆天地一體低軌試驗衛星成功發射入軌。“中國移動01星”搭載支援5G天地一體演進技術的星載基站,是全球首顆可驗證5G天地一體演進技術的星上訊號處理試驗衛星。
●中國航天科技集團、集團為主的兩大央企集團提出發展低軌衛星網際網路計劃,併發射了試驗衛星。
●吉利集團是國內首家民營自主研發低軌衛星的企業。
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目前來看,為了讓普通智慧手機能直連衛星,推動衛星電話從小眾走向大眾——國內外產業鏈主要有兩種實現路徑。
第一種路徑是“傳統衛星+雙模終端”接入方式:使用雙模終端適配現有的衛星網路和地面網路兩種獨立技術體制。
這種方式的特點在於,衛星側幾乎不做改動,但手機側要“大做文章”——
透過加裝衛星通訊晶片模組,使得手機不但能支撐蜂窩行動通訊,也能支撐衛星行動通訊。
就好比,以前手機是單模的,GSM手機支援不了CDMA網路,但後來可以同時支援GSM/CDMA。
這種方式下,要克服晶片小型化、業務系統互通等諸多挑戰。通常所見的衛星通訊專用終端都很笨重,還拖著長長的“辮子”(天線),要想將它嵌入普通智慧手機中,難度可想而知。
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第二種路徑是“新建衛星+普通終端”。
這種方式的特點是,可以相容存量手機,但在衛星側大動干戈。
透過新建衛星網路,主要是低軌衛星星座,使得使用者手機直接接入衛星網路。猶如將身邊的手機基站搬到了太空中,使用者在地面使用現有終端使用行動通訊頻段與之連線。
這種方式建設成本巨大,要克服時延顯著等諸多難題。
馬斯克走的就是這種“新建衛星+普通終端”路線。
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走在“傳統衛星+雙模終端”路線上的廠商不在少數,比如蘋果公司2022年首次在 iPhone 14 系列中引入衛星連線功能,用於在無網路覆蓋區域傳送緊急簡訊。
不過,最具典型意義的是中國電信,攜手華為實現了普通智慧手機直連衛星,並能進行語音和簡訊通訊。
作為唯一擁有衛星行動通訊牌照的運營商,中國電信可獨家運營天通衛星地面業務。
為了更好發揮獨特資源優勢,中國電信早在2021年就提出了手機直連衛星的想法。在中國電信、華為等產業鏈合力攻關之下,突破了異構網路融通、業務系統互通、晶片小型化等多項技術難題。
在此基礎上,中國電信建成全球首個星地融合行動通訊網路,並於2023年9月正式向公眾推出手機直連衛星業務,在全球首發手機直連衛星雙向語音和簡訊收發業務。華為Mate 60 Pro則成為全球首款支援衛星通話的大眾智慧手機。
截至目前,華為、榮耀、小米、OPPO等手機廠商均已推出具備直連衛星功能手機,達20款,銷量近2000萬部,開闢了新的應用場景和市場空間。
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如果將目光放得長遠,以中國電信為代表的“傳統衛星+雙模終端”接入方式,和以馬斯克SpaceX為代表的“新建衛星+普通終端”方式——兩者終將“殊途同歸”,走向第三種方式——
“星地融合”。
5G在設計之初,並沒有考慮納入衛星通訊,之後3GPP組織在5G基礎上進行了補充,提出了5G NTN(5G Non TerrestrialNetwork,5G非地面網路)相容規範。簡單來說,讓衛星側做配合,使之與已有的5G系統相容。
今年6月凍結的5G R18 版標準,在NRNTN方面進一步完善5G衛星組網能力,比如支援10GHz以上頻段部署、覆蓋增強、移動性和服務連續性增強等。
後續R19版本計劃攻克使用者和通訊鏈路移動性管理難題,利用星間鏈路加強衛星間的協同,進一步增強上行和下行覆蓋實現全球無縫覆蓋、更快資料速率、更大網路容量,助力汽車、無人機等新型終端裝置獲得可靠連線。
未來6G時代,天地一體化網路將朝著統一的空口標準方向發展,促進不同網路間的無縫連線。
城市鄉村等有蜂窩行動網路覆蓋的地方,人們可以基於地面基站實現連線和上網;身處戈壁荒漠、遠洋大海時,自動切換到衛星來進行連線,真正實現“隨時隨地互聯”。
眼下,馬斯克和SpaceX的手機衛星之路並不明朗——
由於帝國內部原因,SpaceX遭遇“各自為政”導致的發展困境是一種必然。
而中國目前是產業鏈上下形成合力,從央企組建到民營湧現——正穩步發展生態。但我們和SpaceX的差距仍然明顯——尚未邁過技術、市場的重要關卡。
任重道遠。