寬帶衛星通信市場回顧

WhitneyQ. Lohmeyer、Phillip Post、KatieFleming、Celvi Lisy、ArgyrisKriezis和Abby Omer，OlinCollege of Engineering

自2012年以來，寬帶衛星行業以前所未有的速度發展著。本文討論了過去十年的主要歷史里程碑、系統發展和挑戰，主要側重于非地球同步軌道（NGSO）的低地球軌道（LEO）衛星，同時也提到了地球同步軌道（GSO或GEO）衛星的發展。

Olin Satellite + Spectrum Technology & Policy（OSSTP）小組的研究人員在22年4月進行的一項研究發現，超過20個實體已經向美國聯邦通信委員會（FCC）提交了美國市場準入申請，總共將有7萬顆固定衛星服務（FSS）衛星在Ku、Ka和/或V波段運行。1在這些系統中，有幾個實體（Starlink、OneWeb、Kepler）已經開始部署衛星，如圖1所示，截至22年12月1日，OneWeb和Starlink在軌的NGSOFSS衛星總數超過4000顆。

圖1美國NGSO FSS發射的次數。

使這些系統得以實現的大部分監管和技術框架是在1990年代末或21世紀初為Skybridge和Teledesic等系統建立的。雖然這些1990年代的網絡在商業上并不成功，但它們推動了衛星行業的發展。這些工作有助于在國際電信聯盟（ITU）建立GSO干擾緩解技術，并在FCC內完善了處理輪回申報框架（processinground filing framework）。這些網絡也推動了技術的進步，如低成本的用戶終端天線，以及網關和遠程端口架構，這些都是當今行業的關鍵性的墊腳石。

寬帶衛星歷史：十年回顧

對OneWeb、Starlink、Lightspeed和Kuiper等最新一代NGSO系統的評估始于12年11月，如圖2所示，當時GregWyler向ITU申請了Ku波段頻率。這些頻率在1990年代的許多世界無線電會議（WRC）上被研究過，并被留給NGSO系統。在同一時期，GSO高通量衛星（HTS）網絡，如Viasat-1和中地球軌道（MEO）O3b，也是由Wyler創立，開始提供服務。O3b通常被描述為到那時為止最成功的衛星網絡，因為它提供高容量，而且從未申請破產。

如圖3所示，Wyler將他的NGSO項目帶到了谷歌，在短暫的時間內，他與谷歌接入部門的一個團隊合作。在離開谷歌并帶來NGSOFSS項目后，Wyler和ElonMusk在衛星領域進行了合作，但后來在15年分裂，誕生了今天的OneWeb和Starlink衛星網絡。

圖3 LEO衛星的演變。 在WRC-15會議上，針對GSO系統的NGSO保護標準（被稱為等效功率通量密度（EPFD）限制）的研究正在V波段中發展，同時還有NGSO投入使用（BIU）要求、高空平臺（HAPS）頻率分配和5G系統的地面頻率分配。WRC-15定義的規則將為未來的NGSO革命建立框架。同年，Wyler向Telesat首席執行官DanGoldberg通報了他的LEO寬帶星座計劃。盡管最初反對LEO星座，但Goldberg通過加拿大申請進入COMMStellation，一個現有的ITU網絡。當他獲得頻譜后，Goldberg組建了最終成為Telesat的Lightspeed NGSO星座。

隨著衛星行業的主流企業、初創企業和科技企業集團開始申請NGSO星座，這掀起了一股熱潮。16年，SES通過收購O3b在這場競賽中找到了自己的立足點，而亞馬遜宣布他們計劃發射Kuiper LEO星座，如圖4。

圖4 15年后NGSO衛星活動。 17年，銥星公司在其通過SpaceX發射的NEXT系列衛星上升級了他們的通信服務。盡管早期取得了一些成功，但LEO星座并非沒有風險。GregWyler的OneWeb是新格局中最大的參與者之一，由于資金的不確定性，在20年3月宣布破產，但8個月后OneWeb找到了新的資金，擺脫了破產，如圖5。

圖5衛星行業的發展速度。

20年5月，FCC宣布了Ka波段的分配結果，有10名申請人申請進入LEO星座。SpaceX也宣布在20年10月進行公開測試，為大眾引入快速、低延遲的LEO互聯網。即使有其固有的風險，NGSO衛星行業也在快速擴張和發展。

21年，這一步伐繼續，加拿大向Telesat的Lightspeed星座投入11.5億美元。但22年給衛星行業帶來了挑戰。COVID-19已經造成了后勤方面的麻煩，俄烏戰爭使這些挑戰更加復雜。Telesat公司的反應是將他們的LEO衛星減少三分之一，OneWeb公司則經歷了發射延遲。

編輯：黃飛

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