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衛星互聯網大戰:馬斯克、亞馬遜正搶著在你家後院裝鍋

無論你身處世界何方,城市也好,鄉村也罷,快速、穩定的網絡連接已是指日可待——而且從太空而來。


美國加州,一位網絡供應商工人為住戶安裝衛星天線。 攝:Patrick T. Fallon/Bloomberg via Getty Images
美國加州,一位網絡供應商工人為住戶安裝衛星天線。 攝:Patrick T. Fallon/Bloomberg via Getty Images

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網絡安全專家盧克·麥克歐米(Luke McOmie)住在科羅拉多州一座大山的邊上,這裏完全處於「斷網」狀態,既沒有手機信號,也不能撥號上網。然而最近,他參加了在日本舉行的一場關於無人機殺傷力的在線會議,並在大會上發了言。他使用的是衛星上網——他的個人專屬衛星網絡連接。

星鏈(Starlink)的服務憑藉數百顆衛星以及堪比美國寬帶的網速,讓麥克歐米即便身處荒野,也能繼續工作。對於那些已經厭倦了疫情生活、成天圍著辦公桌轉的城裡人來說,盧克和妻子梅蘭妮·麥克歐米(Melanie McOmie)現如今的生活可能會令人羡慕不已。平日裡,這對夫婦會養養雞,觀察野生美洲獅的活動,還能親近一片尚未被污染的廣袤森林。

麥克歐米夫婦參與了馬斯克(Elon Musk)旗下太空探索技術公司 SpaceX 的一種新型互聯網服務的測試。夫妻倆說,到目前為止,他們的體驗非常不錯。通常情況下,網絡下載速度可以達到每秒120兆,而且由於天線會產生足夠的熱量,因此即便是冬天,它們大部分時候依然能保持聯網狀態。只是在最近一次遭遇暴風雪後,他們才動手清除了天線上的積雪。

目前還不清楚星鏈今後向數百萬用戶提供的網速如何,眼下在美國、加拿大和英國,已有超過1萬人參加了該公司的測試。未來用戶的網速或許遠遠趕不上測試期間的網速,具體快慢將取決於 SpaceX 今後的用戶數量。即便星鏈和不甘落後的競爭對手的表現與廣告宣傳無異,它們的生存依然面臨著許多潛在的挑戰,更不必說實現盈利了。共享無線頻譜的難題,太空垃圾等,都亟待解決。

除星鏈之外,至少已有三家公司殺入了衛星互聯網領域,這些公司不僅極為重視這項業務的發展,而且實力雄厚,它們分別是亞馬遜(Amazon)、OneWeb 以及在業內打拼已久的 Telesat。這種狀況下,估計用不了多久,無論你在世界何地,只要天氣狀況良好,傳輸速度快、信號穩定的衛星互聯網服務就會變得像手機信號一樣稀鬆平常。而且費用可能也不會太高:星鏈目前收取499美元的預付款,每月服務費99美元。

衛星上網有望彌合鄉村與城鎮之間的數字鴻溝,它在這一問題上具有顯而易見的現實意義,不僅對美國如此,對世界其他地區也是一樣。它還會鼓勵人們嘗試新的工作和生活方式,不再受制於傳統的電纜和光纖式網絡。除此之外,大量家庭在挑選網絡服務供應商時,可以不再受地理位置約束,選擇面變得更廣,這也意味著,傳統電信企業將可能因此面臨用戶、收入乃至企業價值的流失。

尼克·布拉裡奧(Nick Buraglio)住在伊利諾伊州尚佩恩(Champaign)郊外,他的上網方式有很多,有線寬帶和無線寬帶都可以。但作為一名專業網絡工程師,他出於好奇,對星鏈進行了測試。

星鏈不像傳統網絡服務提供商那樣會負責安裝硬件,它需要你自己動手。但布拉裡奧說,過程「簡單極了。」他先把披薩大小的碟形天線連接到一併提供的路由器上,接通電源,接下來再按照手機上星鏈的應用程式操作就可以了。由於天空中不能有任何遮擋物,也不能有懸垂的樹枝,因此他決定把天線固定在屋頂上。這道程式,以及把天線上負責傳輸數據和電力的電纜接入家裡,是整個安裝過程中最麻煩的地方。不過他說,若論複雜程度,其實和過去在屋頂上安裝電視天線差不多。

如果你想再體驗一次這樣的經歷,只有排隊了:星鏈的等候名單目前已經排到了一年以後。

測試用戶們的上網體驗離不開星鏈母公司發射的大約一千顆衛星。在圍繞地球旋轉的所有活躍衛星中,約有三分之一都是 SpaceX 的衛星,而這僅僅是個開始:星鏈已獲得美國聯邦通訊委員會(FCC)批准,今後還將發射近1.2萬顆衛星。

之所以需要這麼多衛星,是因為每顆衛星從我們上方經過時,速度都很快,而且距離地球表面相對較近,都在約1200英里(合1900公里)以下的「近地軌道」上。這一軌道的優勢在於,信號可以在地球與衛星之間快速傳輸,正因為此,星鏈的網絡服務才會有較低的「延時率」,也就是說,信號往返一次所需的時間較少。麥克歐米夫婦說,連上星鏈的服務後,他們可以在網絡遊戲《Apex英雄》(Apex Legends)中同時攻擊對手。這是一款頗有難度的第一人稱射擊遊戲,玩家要有迅速的反應能力才能獲勝。

傳統的通信衛星和地球觀測衛星一般部署在距離地球更遠的地方,即赤道上方約2.2萬英里(合3.5萬公里)的地球同步軌道上。在這樣的高度上,它們在同一時間覆蓋的地球面積要大得多,但另一方面,信號往返時間也變得過長,以至於像網絡通話、影片聊天以及大部分網絡遊戲等應用實際上都無法使用。

總部位於英國的 OneWeb 成立於2012年,後於2020年破產,最近在一個財團的幫助下重獲新生,財團成員包括英國政府和印度企業 Bharti Global。OneWeb 計劃發射 648顆衛星,目前已發射了110顆。該公司政府事務負責人克裡斯·麥克勞林(Chris McLaughlin)表示,他們希望能有588顆衛星隨時保持活躍狀態。他預計到今年底時,該公司的網絡將能覆蓋北半球地區,明年將覆蓋全球。

另一個競爭者是加拿大衛星企業 Telesat。公司首席執行官丹·戈德伯格(Dan Goldberg)表示,Telesat 有別於同行的一點是,它已擁有超過50年的衛星運行經驗。Telesat不會像星鏈和 OneWeb 那樣給用戶發放單獨的天線,而是連接到電信公司的地面接收站,再由後者通過蜂窩網絡、遠程無線網絡等傳統方式,連接到終端用戶。用戶不必操心如何才能連接上網,他們可以使用自己的手機和其他移動設備,而無需額外的專業設備。

戈德伯格還指出,Telesat 將從2023年開始發射一批新衛星——298顆近地軌道寬帶衛星,公司計劃到2024年實現全球信號覆蓋。他說,Telesat 的衛星數量之所以比競爭對手要少,是因為它的每一顆衛星都更大,而且運行高度更高(仍處於近地軌道)。如果計劃順利,Telesat 的衛星還將實現彼此間的高速激光互連,這樣它們就可以在太空中相互傳輸網絡數據,然後再從距地球上預定目的地更近的位置將數據發回。(星鏈目前也在測試衛星之間的激光通信。)

亞馬遜的「柯伊伯計劃」(Project Kuiper)宣布,將投資100億美元打造一個衛星網絡,無論從哪個角度看,這個網絡都與星鏈的衛星網絡有著極高的相似度。此前對於「柯伊伯計劃」,亞馬遜一直都守口如瓶。雖然亞馬遜沒有公布衛星設計方案或發射時間表,但根據 FCC 的審批內容,它必須在2026年7月之前將預定發射數量的一半送上太空,也就是1600顆左右的衛星。

放眼未來,或許還會有新的成員加入這場太空互聯網競賽:中國已經宣布,計劃發射一萬顆近地衛星,構建自己的衛星網絡;歐盟也在考慮構建類似的網絡。幾乎每個月都會有一家新的初創企業宣布自己的計劃,試圖在這個市場分得一杯羹,其中,十餘家初創公司計劃利用小型衛星來實現「物聯網」連接。

戰略諮詢公司 Quilty Analytics 的合夥人克裡斯·奎爾蒂(Chris Quilty)表示,至於這些企業能否全都如願以償、鋪設自己的衛星網絡,抑或網絡搭建成功後,企業能否維持運轉,答案都還是未知數。Quilty Analytics 偏重從財務角度分析航天產業。例如,奎爾蒂對星鏈進行的可行性研究顯示,其未來能否實現盈利,很大程度上取決於能否大幅降低地面天線的成本。它向用戶提供的這種天線技術複雜,並且價格不菲。加入星鏈網絡所需支付的499美元預付款根本不夠負擔每個天線的成本,按照奎爾蒂和其他分析師的估計,每個天線的實際成本在2,000美元-2,500美元之間。

不過 FCC 去年12月表示,它有意通過鄉村數字機會基金Rural Digital Opportunity Fund向星鏈提供8.85億美元資金,用於改善美國家庭的網絡連接,前提是該公司需滿足某些特定要求。

前方還有很多困難等著星鏈和競爭對手去解決,其中就包括利用無線頻譜衛星向地球傳輸數據的權利。OneWeb、SpaceX 和另一家衛星通信公司認為,它們應該對美國的特定無線頻段享有優先使用權。奎爾蒂指出,這也許意味著,今後,當這些公司或是未來競爭對手的衛星探測到可能的干擾時,它們將不得不調整傳輸方式。

還有令人頭疼的凱斯勒綜合症——太空垃圾導致偏離軌道的衛星發生連環相撞,這一幕在電影《地心引力》(Gravity)中就出現過。目前,關於如何利用近地軌道只有一些建議可以參考,很少有具有約束力的規定。

不過,在太空垃圾引發災難之前,愛達荷大學(University of Idaho)的網絡管理員布萊恩·傑米斯(Brian Jemes)還是打算繼續享受星鏈的服務。他住在愛達荷州莫斯科(Moscow)附近,這裏的衛星網速比他之前使用本地網絡服務提供商的服務時快了20倍,後者通過遠程 Wi-Fi 來連接。

傑米斯曾在惠普(Hewlett-Packard)幹了18年,他已經有32年的網絡構建經驗。能參與星鏈的測試項目,傑米斯很開心。但他知道,自己能否繼續享受如此快的網速將取決於兩件事:一是星鏈發射的衛星數量,二是這項服務將來的用戶數量。

「有線互聯網最開始的情況就是這樣。」他說,「後來,你身邊的人都用上了它。」

英文原文:Elon Musk and Amazon Are Battling to Put Satellite Internet in Your Backyard

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