卫星电话和手机的区别-卫星电话手机卡( 三 )


我们现在的手机都是内置天线,天线都在手机里面 。专用的卫星电话,会有更大更醒目的天线,如下图所示:
卫星电话
根据天线原理,天线的长度为无线电信号波长的1/4时,天线的发射和接收转换效率较高 。卫星电话的天线这么大,说明这个通信系统的工作波长更长 。也意味着,它的工作频率越短(频率=光速÷波长) 。
基于中学物理知识,低频率(大波长)的无线信号,绕射能力更强,传播距离更远 。这和卫星通信的场景是相匹配的 。
鞭状天线的信号收发能力终归比较弱 。比它更强的,是碟状天线,也就是大家常见的“锅” 。
碟状天线,只要朝向对得准,就可以实现较好的通信效果 。
那么,我想问一下,如果手机进行卫星通信,你愿不愿意手机上再背一个锅呢?然后这个锅,你还是使劲找准朝向(必须指向卫星) 。
即便你愿意背这个锅,你还面临一个问题——发射信号的问题 。
卫星向手机发射信号,可以调大发射功率 。手机向卫星发射信号,这就难了 。
手持通信终端,发射功率是有严格限制的 。你也不希望自己手上拿个微波炉,进行通信吧?以手机毫瓦级的无线发送功率,想让卫星收到这种信号,到底有多难?大家可以自行想象一下 。
更何况,是成千上万甚至十万百万的手机,向太空中的卫星发送信号,你觉得,卫星能捕捉到所有的信号吗?
马斯克的星链,也存在上行速率不足的问题 。这是一个死穴 。
█ 容量问题
好了,我们继续往下分析 。
接下来,我们说说容量问题 。
马斯克的星链,号称是1.2万颗卫星,用于覆盖全球 。简单平均一下,中国960万平方公里,地球面积5.1亿平方公里,大概占比1.88% 。卫星的话,也就226颗 。
那么,地面基站数量呢?
中国的基站总数,大约是1035万座 。仅中国移动的话,大约是550万座 。
226 vs 5500000,傻子也能看明白,这里面不存在取代关系 。如果没有地面蜂窝基站,我们需要多少颗卫星,才能让所有人高速上网?
退一万步说,即便卫星可以一点对多点,承接了海量的移动宽带连接需求,那么,信号回传(也就是卫星将信号发到地面站),又该怎么办?数据中心都在地面,云服务也在地面,不回传不行的呀 。
目前的5G基站,也就覆盖几平方公里到几十平方公里的面积,几百用户,前传带宽都要达到25Gbps级别 。卫星通信,是否可以实现与地面站的25Gbps通信速率呢?
此前,我国在卫星上做了一次试验任务,采用高速高阶相干激光通信终端,实现了速率10Gbps的传输 。
看似好像也和25Gbps差不大,但是这个是无线通信,稳定性、抗干扰性都远远不如光纤 。而且,卫星的数量远远不如基站,如果要比肩陆地基站,它的数量需求是极大的 。
█ 室内覆盖问题
这个问题是显而易见的 。
如果卫星通信取代地面蜂窝基站通信,那么,室内信号覆盖,该怎么办?地下室、隧道,该怎么办?如果遇到恶劣天气,又该怎么办?
卫星通信现在逐渐向高频发展,穿透能力越来越差,问题就更加难以解决 。
█ 结语
洋洋洒洒说了那么多,大家应该看明白了 。卫星通信,是完全无法取代地面蜂窝通信系统的 。如果有人告诉你通信卫星会取代基站,要么是傻,要么是坏 。
作为一项特殊的通信技术,卫星通信的角色定位,仍然是地面蜂窝通信系统的补充 。
卫星通信的应用领域有三类:
1、在人烟稀少地区,在光纤和基站不方便布设的地区,卫星会有很大的作用 。在国外,在国内的中西部,这种地区还有很多 。对于一些户外爱好者,还有矿产勘察、自然保护等特殊工作人群,卫星电话很有用 。
2、海洋以及天空场景,例如航海船舶、民航飞机,对卫星通信有强烈的需求 。尤其是民航,这几年商务人士等高价值人群,对空中通信需求很大,这类应用发展很快 。
3、应急救灾场景 。当发生地震、洪水等自然灾害,地面通信系统失灵,就需要借助卫星,进行应急通信 。
大家在看待卫星通信的时候,一定要理性、客观 。它的市场体量,和蜂窝移动通信根本不是一个级别 。但是,它面对的细分市场,确实有很大的发展空间 。
这些年,3GPP的NTN(Non-terrestrial networks,非地面网络项目),还有SaT5G、TC12,都在研究空地一体化通信 。
我觉得,市场潜力是有的,但是并不没有想象中那么大 。尤其是NTN,主要侧重的是卫星通信与5G的融合,是卫星对5G的补充 。并不是脱离蜂窝通信,另起炉灶,大家应该有基本的了解 。