低軌道通信衛星的復興與衛星網際網路的崛起(中)

2021-01-09 勝研集

上篇回顧了第一次低軌道通信衛星浪潮的失敗

不過也不能算完全失敗,像銥星這樣的系統還能提供語音和窄帶通信服務,就是打個電話,發個簡訊什麼的,指望靠他們上網是不行的。可是全球還有很多人(主要是亞非拉不發達地區)上不了網的,怎麼辦?當然可以繼續鋪光纜,但這也不便宜啊,很多地面也沒法鋪。衛星通信仍然是個不錯的選擇。

這時候有情懷的大神維勒(Greg Wyler)出現了,他一開始是打算去鋪光纜。

上篇提到,Teledesic倒閉的2002年,還不是網紅的馬斯克(Elon Musk)創立了SpaceX ,開始研究可回收和重複使用的運載火箭。而情懷哥維勒在參加朋友婚禮時,偶遇了盧安達的一位高官,得知盧安達人民還上不了網。

於是他依然決定上山下鄉幹一番扶貧事業。

維勒跑到盧安達建立了非洲第一個3G行動電話系統,你猜他找了誰來提供設備?

沒錯,是華為!

維勒在盧安達帶領中國工程師和非洲工人同吃同住一起挖坑鋪光纜的時候開始琢磨,辛辛苦苦鋪的光纜只能解決某個國家的通信問題,要解決全球互聯,還得靠衛星。

於是他在2007年創立了O3b公司,這是Other 3 billion的縮寫,意在為全球「另外30億」沒有網絡覆蓋的人提供網絡服務。O3b獨闢蹊徑,提出了中軌道通信衛星的方案。

O3b在2013-2014年發射了12顆中軌道寬帶通信衛星(距離地球約 8062 千米),開始提供寬帶服務。這些衛星能以低於150ms的低延時傳送高達16Gb/s的通量,相比地球同步通信衛星,是一個顯著進步。

O3b服務並不尋求覆蓋全球,而是重點覆蓋中低緯度,主要包括熱帶地區、許多島鏈、海上鑽井平臺以及大型郵輪等。

相比低軌道衛星系統需求做到全球覆蓋,O3b的成本優勢非常明顯,而大多數高緯度地區並沒有人會付錢。O3b自2014年提供商業服務以來,僅用半年時間就達到原計劃1年1億美金的收入水平,得到了市場的認可。

O3b衛星工作在Ka頻段,上行頻段範圍為27.6~28.4、28.6~29.1 GHz,下行頻段範圍為17.8~18.6、18.8~19.3GHz。面對單個用戶,可提供最大500Mb/s的數據接入。O3b星座所有衛星都使用透明轉發方式,衛星之間沒有星間鏈路,所有的路由交換都在地面信關站進行,再通過信關站連接到地面通信網,用戶之間的通信需要經過信關站中繼。

為了擴大覆蓋範圍,2017年向FCC申請增加30顆衛星,為美國市場提供服務,已經獲得批准。其第二代O3b衛星,採用了更先進的衛星平臺技術。衛星採用全電推進,發射重量預計約1200公斤,比目前的700公斤重很多。衛星具有靈活的波束形成能力,可實時實現每顆衛星超過4000個波束的形成、調整、路由和切換,以適應任何地方的帶寬需要,性能將比第一代衛星有明顯提高。第二代衛星軌道高度不變,但將新引入70度傾角的傾斜軌道,以實現近乎全球覆蓋。

維勒並沒有止步於此,他還有更大的夢想,就是為全世界提供無縫的移動寬帶接入,徹底消除數字鴻溝。

Google抱有同樣的理想,他們自 2008年就已經開始投資O3b,後來邀請維勒加盟,主持其雄心勃勃的太空網際網路計劃。不過維勒在谷歌只待了不到一年時間就辭職了。據說是他覺得谷歌的主營業務是網絡搜索,在衛星製造和部署上沒經驗,所以他決定出來自己幹。谷歌后來出售了O3b的股份,轉而和馬斯克的SpaceX合作,這是後話。

維勒出來後創建了一個WorldVu公司,開始打造低軌道通信衛星計劃。馬斯克也有這個想法,但當時還沒打算自己搞,就去找維勒一起合作,畢竟他有O3b的成功經驗。

可是兩個大牛合作的不太愉快。馬斯克覺得維勒太保守,決定另起爐灶,自己幹票更大的,畢竟手裡有火箭,還怕維勒不成?於是就有了後來12000多顆衛星的Starlink,這是後話。

分道揚鑣後,維勒在2015年搞出了OneWeb計劃。OneWeb將向全球電信運營商提供光纜品質的網際網路接入服務。

OneWeb「第一代」初始星座計劃部署前無古人的720顆衛星和兩百多顆備份星,運行在1200公裡的低軌道上。

OneWeb投資者包括軟銀,高通,國際通信衛星公司,維珍銀河,休斯網絡,空客,可口可樂等巨頭。 軟銀的老闆孫正義在2016年12月投資OneWeb公司10億美元後,2017年2月向全球第一大衛星運營公司Intelsat注資17億美元,並推動Intelsat與OneWeb合併,成為第一大股東。新公司由維勒擔任董事長。

有了錢,雖然還沒發射一顆衛星,OneWeb又向FCC提交申請,計劃建造更大的星座,將再追加2000顆在軌小衛星的製造、發射和運營,新的星座運行在低地球軌道和中地球軌道,使用Ku和Ka波段的頻譜。

部署這樣一個空前龐大的系統是非常困難的,涉及到衛星製造,火箭發射和通信組網等方方面面的難題。

OneWeb計劃使用三種火箭來發射衛星:普通的俄羅斯的聯盟火箭、炫酷的維珍公司LauncherOne空中發射平臺和亞馬遜CEO傑夫·貝索斯(Jeff Bezos)旗下的藍色起源(Blue Origin)公司可以重複利用的「新格倫」重型火箭。

LauncherOne 和普通的火箭不一樣,採用的是用飛機將火箭載運到高空,再由高空發射的型式。優點是可以從世界任何有足夠長的跑道的機場起飛,發射時也比較不受天氣幹擾,更可以較容易地直接發射到各種軌道,不受地面禁飛限制等法規影響。

貝索斯的藍色起源公司雖然沒有馬斯克的SpaceX那麼抓取眼球,但他們的可以重複利用的「新格倫」重型火箭和馬斯克的獵鷹並駕齊驅。它能夠將45400公斤的貨物送入距離地球120km-5000km的地球軌道,一次可以發射數十顆OneWeb衛星。

在衛星製造方面OneWeb與空客集團組建合資企業,設計並製造小衛星。新的衛星製造工廠在美國佛羅裡達投產,將借鑑空客生產飛機的工業化、標準化、自動化研發生產理念生產這些小衛星。

佛羅裡達工廠將實現每天生產3顆星的生產能力。

OneWeb衛星

OneWeb原計劃在2018年發射首批衛星,但實際上這些衛星現在還在工廠裡測試,年內無望發射。而馬斯克的starlink卻後來居上,甚至中國的虹雲工程也發射了第一顆實驗衛星。原本似乎遙遙領先的OneWeb前景蒙上了一層陰影。

OneWeb原本希望把每顆小衛星的研發生產成本控制到50萬美元左右,但目前已經上升到了100萬美元。目前公司沒有收入,增加的成本都要靠未來的融資來覆蓋。在全球經濟不景氣的大背景下,未來的融資不容樂觀。當然維勒是個福將,2007年他在雷曼兄弟破產前 2 周為O3b融到了 1.8 億美金。如果當時的投資方延長兩周籤約打款,今天就沒有O3b了。不知道這次他有沒有這麼幸運,畢竟這些雄心勃勃的太空網際網路都是燒錢的項目,有錢不是萬能的,但在太空競賽上,沒錢是萬萬不能的。

(待續)

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