中国自己的高轨道叫星通信电话来了

陈兴华

中国自己的卫星电话来了

2020年1月10日，中国第一个卫星移动通信系统一天通系统正式面向全社会提供服务。该系统中的卫星、芯片、终端均由国内自主研发生产，摆脱了中国用户长期对国外卫星移动通信服务的依赖。

“天通一号”国产卫星电话系统在2008年汶川地震后开始论证立项，由国家前后投入，上百亿资金建设而成，可广泛应用于海洋渔业、应急救援以及野外作业等多个场景。

尽管在技术指标方面与国外卫星通信有差异，但“天通一号”被认为把昂贵的全球卫星电话做成了“白菜价”。相对而言，民用版本的“天通一号”资费比“海事卫星”（Inmarsat）、“铱星”（Iridium）、“欧星”（Thuraya）等便宜不少。目前，“天通一号”只发射了01星，实现了卫星移动通信网络对我国领土、领海的全面覆盖。未来，随着“天通一号”02星和03星的规划发射，将完成覆盖另外2/3的地球，这一系统还将面向全球提供更广范围的服务。

“天通一号”的来龙去脉

20世纪90年代，欧美国家开始研发卫星电话，中国一直没有涉足这一领域。2008年，汶川大地震带来惨痛教训。

根据“天通一号”官网介绍，汶川大地震时地面通信全部中断，基站倒塌，座机和手机都打不通。直到31个小时后，依靠国外卫星电话，重灾区映秀才和指挥部联系上，147个小时后，灾区通信才得到恢复。这一方面耽误了救援，另一方面使用国外卫星通信系统也难免“隔墙有耳”。于是，“天通一号”国产卫星电话系统开始论证立项，依靠国家投入上百亿资金建设。据了解，卫星电话是个庞大的系统，相当于重建一个中国移动生态链。除了天上的卫星，地面的交换机、控制站、卫星通信芯片、终端设备等均由国内自主研发生产。国内整个军工通信圈子都在为“天通一号"做贡献。2016年初第一次终端设备招标的时候，足足有八九十家企业参加。

其中，“天通一号”卫星是航天五院研发的，地面信关站由中电江浙某所研制，“天通一号”民用版通信模块（CP）主要由中电54所和华立创通两家开发。此外，大唐联芯提供了处理器（AP）和通信协议栈，中兴、54所和华立创通负责研制早期的终端设备。主攻硬件物联网的燚智能团队也早在2014年投入了“天通一号”设备的研发。十年磨一劍，“天通一号”直到2018年才正式对公众开放使用。

规划3颗卫星覆盖全球

目前，北斗卫星导航系统有50多颗卫星了，美国“铱星”移动通信系统有七八十颗，那么，“天通一号”有几颗卫星呢？

2016年8月6日00时22分，“天通一号”卫星01星在西昌卫星发射中心成功发射升空，这是我国卫星移动通信系统的首发星，也是目前在轨运行的唯颗通信卫星。

据悉，“铱星”之所以数量多，是因为其分布在高度只有780公里的近地轨道，每颗卫星的覆盖面积很小。而“天通一号”在高度接近3.6万公里的地球同步轨道上，每颗卫星的覆盖面积很大，所以少量卫星就够了。

不过，每一颗地球同步轨道卫星可以覆盖大约1/3的地球面积，需要3颗才可以覆盖完全。目前，国际海事组织的“海事卫星”便是采用3颗地球同步轨道卫星覆盖全球南北纬750以下地区。“天通一号”“欧星”的方案与之类似。按照规划，“天通一号”将在2020-2021年覆盖“一带一路”范围，而“天通一号”01星不足以覆盖到欧洲和非洲地区，要和“天通一号”02星一起才能覆盖。根据相关估计，“天通一号”02星将在2020年发射升空。

此外，后续会再发射03星，覆盖另外1/3的地球，届时除了南北极，地球其他区域可以实现全部覆盖。

把卫星电话做成“白菜价”

和“北斗”一样，“天通一号”也是一个军民融合的项目，依靠国家投入巨资建设，并通过民用降低运营成本。

目前，通信卫星主要是广播、数据中继和移动通信3种，广播的卫星只能看电视，上网的卫星只能上网，数据中继的卫星只做点对点数据中继，这些都需要较大的地面设备，不可能装在包里拿着走。想要实现卫星电话，只有“天通一号”。随着卫星电话用户量越来越大，“天通一号”的产品类型也越来越多。

“天通一号”官网的数据显示，卫星产品已经覆盖了天通+4G双模手机天通单模手机、天通+短波对讲+4G三模手机、天通+AIS双模船载手机、天通车载终端、天通船载终端、天通机载终端、“天通一号”卫星物联网终端等，在售手机超过20款。

目前，“天通一号”的基本年套餐费用是1000元，包含了750分钟时长的通话费。从2018年3月试商用起至今，已经有近3万用户。相对而言，民用版本的“天通一号”资费比国外卫星电话便宜不少。目前国外的卫星电话主要有“海事卫星”“铱星”和“欧星”3个。

论价格，“天通一号”在国内区域和“海事卫星”“铱星”“欧星”相比有优势，被国内主流媒体认为“把卫星电话做成‘白菜价”。在手机价位上，“天通一号”能在开通不到一年，就把卫星手机价格拉到和国外卫星电话同一水平线上也属不易。诚然，就技术指标而言，“天通一号”没有“后来居上”，只是达到了国际通用水准。对此，“天通一号”官网表达的观点是：该系统立项的时候设计指标没有提得比较高，一是没什么必要，够用就行;二是使用成熟技术，快速稳定地上线，先解决有没有的问题，再看要不要更好。

卫星移动通信的发展趋势

从历史上看来，“铱星”通信和地面蜂窝网络的手机通信几乎是同一时代开始的。如今地面手机已发展到5G，可是“铱星”才刚到第二代。那么，中国的卫星移动通信又将何去何从呢？

可以说，卫星电话是蜂窝网络手机的补充，两者不是竞争关系。卫星电话优点很明显，缺点更明显：资费贵、容量小、难以在室内使用。这些缺点决定了卫星电话不可能像地面蜂窝网络手机的普及率那么高。目前，“海事卫星”电话发展了二三十年，拥有几十万的用户量。随着“天通一号”卫星网络的逐步完善、终端成本的降低、政策支持力度的加大，肯定会挤占“海事卫星”“欧星”和“铱星”的市场份额。

根据“天通一号”官网预测，在国内强大的Costdown能力支持下，天通手机价格在3年内会降到2000元以下，电信有可能推出30元以下的套餐。届时，卫星电话借助一定量的户外刚需，可以在普及程度上做到更好。此外，三大运营商宣传的99%的网络覆盖率，指的是“人口覆盖率”，而“国土覆盖率”仅有30%左右，也就是说深山、沙漠、戈壁无人区都是没有手机信号的。另外，国土覆盖率不包含领海和专属经济区，在海上肯定是没有手机信号的。在上述没有手机信号的地方，户外游、自驾游、野外作业、海上通信、渔船出海、海产养殖、应急抢险救灾等情况下，便有使用卫星电话的需要。

不过，相对当前的4G主流手机而言，卫星电话的问题并不在于价格，而是卫星电话的网络速度较慢。用微信来收发文字消息或许问题不大，但是收发图片、语音就会慢下来，视频类应用几乎不可能使用。值得一提的是，卫星物联网终端的数量被认为很可能会很快超越卫星电话的数量。

更多卫星通信系统将陆续建成：随着卫星微型化、火箭廉价化，卫星通信可以不再依赖于几吨重的同步轨道卫星，而是可以快速建立百公斤级低轨道小卫星集群。国内的300颗卫星的“鸿雁星座”60颗卫星的“九天微星”，国外Telesat的117颗低轨道星座、OneWeb的2000颗中轨道星座、SpaceX的12000颗“星链”计划，更加降低了卫星通信的门槛，加速了卫星电话、卫星上网、卫星物联网的普及速度。“天通一号”官网认为，到2022年，卫星通信终端的数量可能会有百倍级的增长。