走向LEO革命

在过去的七年里,关于低轨卫星的讨论已经在整个产业中传播开来。2013年开始星座活动开始狂热。OneWeb、SpaceX、LeoSat和Telesat等公司都设想通过数百颗(甚至数千颗)低轨卫星提供宽带服务。大规模星座运动已经开始,LEO星座成为全世界卫星业界的热门话题。

然后,在2019年第一季度,互联网购物巨头亚马逊宣布,它将用柯伊伯系统(Kuiper Systems)加入这场斗争,以其3236颗卫星组成的星座彻底改变通信方式。但在上一季度,杰夫•贝佐斯的声明因LeoSat的倒闭而黯然失色,LeoSat没有完成A轮融资,关闭了公司,由于已有部分客户对LeoSat网络支持,这个结果颇让一些人感到意外。

但LEO星座的真实状态是什么,分析人士怎么说?据北方天空研究公司(Northern Sky Research,NSR)的高级分析师沙贡•萨奇德瓦(Shagun Sachdeva)说,目前计划中的两到三个巨型星座预计将成功发射,即使是部分发射。在未来五年内,预计将有超过4150只LEO卫星全面发射升空。NSR预测,主要LEO星座将向市场提供大约78 Tbps的可用容量。

Sachdeva指出,LEO星座是否成功与商业模式有很大关系,由于每个星座都有不同的模式,每个星座都将面临不同的挑战。LEO星座的结果(退出 or 失败)估计在其产品生命周期的三个主要阶段发生。第一个阶段是在卫星进入轨道之前,主要是由于缺乏资金。第二个阶段是在卫星发射后的早期,由于缺乏足够的净利润,这可能是由于高于预期的成本,或低于预期的目标市场。第三个阶段是在中期到长期,在保持系统可持续性方面的挑战。

Sachdeva说:在LeoSat的案例中,该公司很不幸在第一阶段就失败了,因为它设法确保来自客户的约20亿美元的软承诺。这强调了一个事实,即强大的财务支持对于低轨星座的成功至关重要。SpaceX和OneWeb都有强大的财务支持,这将帮助他们将卫星送入轨道,即使是部分进入轨道。类似地,亚马逊的Kuiper项目预计会有很强的财务实力,无论是来自外部资金还是自筹资金。然而,这些公司是否会成功绕过第二和第三个阶段仍存在疑问。 她说,总的来说,结果可能是一些其他星座会追随LeoSat的命运,但原因会略有不同。

所有的高通量卫星星座都有不同的目标,在大多数情况下,都有实现该目标的独特策略。例如:

  • SpaceX正计划通过在太空中创建一个能够提供高吞吐量服务网络,与地面解决方案展开竞争。它的最终目标是通过Starlink网络服务的成功,以便为其火星项目提供资金。
  • OneWeb的主要业务策略是提供低成本的Internet,来连接未连接的区域和人员。
  • Telesat则计划为企业、政府和军事市场等具有更高价格容忍度的客户提供高度安全的利基服务。

所有星座共同面临的主要挑战是所需的大量资本支出(CapEx),特别是地面基础设施成本,以及能够将价格保持在足够低的水平,以便在其期望的市场中具有竞争力。

TeleSat(加拿大电信卫星)

加拿大卫星运营商Telesat正在开发Telesat LEO,一种结合下一代技术的先进星座。Telesat计划该网络具有混合轨道,这意味着卫星将处于极轨和倾斜轨道,平衡全球覆盖和容量密度。每颗卫星的能力包括:

  • 星上处理路由流量,与弯管有效载荷相比,这将改善链路性能并增加容量;
  • 直接辐射天线,允许根据客户的位置和时间提供波束;
  • 光学星间链路(ISL),实现全球网状连接和全球任何地方的高容量服务。

该网络还拥有一个专有的系统资源管理器(SRM),用于实时编排所有要素并保证合同服务水平。该网络具有50个关口站和多个分布在全球的POP接入点(POP),从而形成一个弹性地面网络,具备支持第2层以太网的软件定义网络(SDN),提供与Metro以太网论坛(MEF)兼容的以太网服务。

该公司计划在2022年第三季度之前,向55度及以上的北极地区提供服务。计划于2023年第二季度在全球全面推出服务。这意味着,Telesat预计到2023年上半年将在极轨和倾斜轨道的组合中部署198颗卫星。之后,在2023年底前将再增加100颗,完成初始星座共298颗卫星。

公司和商业发展高级副总裁迈克尔·施瓦茨(Michael Schwartz)说:“Telesat将首先发射极轨卫星,将卫星重新发射到倾斜轨道,使我们能够完成系统测试,并开始在南北高纬度地区提供初始服务。”

对于这个星座,Telesat可以优先使用4GHz的Ka频段频谱,将用于在全球范围内提供多个Tbps的容量,向高需求地区(如加勒比海或地中海水域)提供数百Gbps的容量,向热点地区(包括机场和海港)提供数十Gbps的容量。Telesat设计的星座能够在全球范围内提供大量的容量,能够向星座中添加更多的卫星,以满足额外的市场需求。施瓦茨说,我们相信,全球宽带连接有着巨大的市场,一些LEO系统打算专注于大众宽带应用,而Telesat则打算为企业应用服务。

这里有一个巨大的机会,利用Telesat LEO的卓越容量、速度、弹性和低延迟来扩展4G和5G网络。我们在萨里大学5G创新中心安装了沃达丰和Telesat的LEO回程技术,成功地进行了5G试验。测试结果证实,网络反应时间(往返延迟)为18-40毫秒,是卫星连接史上最低的。施瓦茨说,该演示还支持视频聊天、网络浏览以及将4K视频传输到5G网络边缘,演示了5G未来的一个关键用例。

至于在政府和国防垂直领域,Telesat在过去一年中支持了美国国防部(DoD)的多个项目,以评估和演示Telesat LEO等高性能商业卫星系统如何为DoD任务提供重要优势。除了入选美国国防高级研究计划署(DARPA)黑杰克计划和空军研究实验室(Air Force Research Labs)使用商业卫星互联网(DEUCSI)进行的国防试验外,Telesat还与Ball Aerospace和General Dynamics Mission Systems合作,分别为美国空军和空间与导弹系统中心的商业增强空间互联作战计划进行了演示。

OneWeb(一网)

2019年2月,随着首批6颗卫星成功发射到低轨轨道,OneWeb开始组装其星座,在全年的测试中展示了高速、低延迟的能力。下一次发射活动正在准备过程中。设备和卫星于2019年12月16日飞往哈萨克斯坦的拜科努尔,准备在2020年初发射,随后将定期发射。该星座的第一阶段将拥有650颗低轨卫星,随后,它将扩展到近2000颗卫星,确保OneWeb能够满足不断增长的需求。OneWeb卫星由在法国图卢兹和佛罗里达州的OneWeb卫星公司制造,通过其高容量卫星生产过程,旨在每天生产最多两颗卫星。

OneWeb政府、商务航空和海事部门总裁Dylan Browne说,一旦完成,星座将为客户提供空中、陆地和海上环境的信息优势、安全性和可靠性。

OneWeb的LEO星座也可以看作是对中地球轨道(MEO)和地球静止轨道(GEO)星座的一种补充能力,能够集成到传统的互连网络中。布朗说,到2020年,我们将定期发射30多颗卫星,以快速扩展我们的星座,在2020年底开始覆盖北极地区,2021年开始覆盖全球。

OneWeb拥有支持性的股东和蓝筹合作伙伴,他们促成了这项可观的投资。上一轮融资于2019年完成,融资总额高达34亿美元。

这笔资金是我们成功完成使命的关键,因为它使我们能够投资于最优秀的人才和最先进的创新技术。布朗尼说:“我们的投资者信任我们和我们的使命,知道我们会实现目标。”。

OneWeb的目标是弥合数字鸿沟。由于有近40亿人没有网络连接,无法上网,该公司认为全球一半的人口需要其服务。其他重点领域将是帮助在空中、陆地和海上具有不一致连接的客户。

OneWeb将成为所有人的全球通信网络。布朗说:“我们看到了蜂窝基站回程、连接农村和偏远地区企业以及海运、航空、铁路和政府部门的机会。”。

Browne指出,通过OneWeb服务,航空公司可以支持流媒体传输、访问低延迟的敏感的应用程序,如云计算等。对于海运市场,OneWeb预计将从货运、渔业和游轮中获得利益。有了OneWeb提供效率提升的能力,相信海事公司将能够证明他们的船队的未来,实施新技术,并增加船员留用率。更好的货物跟踪、安全性和预测维护系统将在商船中提供显著的效率收益,而灵活的、可伸缩的连接将有助于软件服务(SaaS)并促进数字转型。

Browne说,对容量的需求一直在增长,因此我们相信,一旦像OneWeb这样的先锋公司开始取得他们的成功,就有足够的空间和大量玩家的需求。此外,LEO系统的速度和延迟改进正在开辟新的市场,这将显著增加市场规模。我们正朝着正确的方向前进,取得了更大的进步。我们相信,随着我们在卫星生产、运营管理方面取得的进展,我们拥有市场优势。同时我们有一个专门的团队共同努力,通过创建由我们的卫星提供动力的快速、简单的连接解决方案,创造一个与众不同的世界。

LeoSat(低轨星公司)从优雅到坠落

LeoSat的计划曾一度轰动一时。这家技术公司成立于2013年,计划通过在地球上建立最安全、高性能的数据网络,改变企业在全球范围内传输信息的方式。它将由78到108颗低地球轨道(LEO)卫星组成。这将提供高速互联网解决方案,解决世界范围内的数据通信挑战,至少对高端政府和企业客户而言是如此。但现在看来,这些革命性的计划可能已经付之一炬。

在2019年最后一个季度,LeoSat宣布,由于缺乏投资,该公司已暂停运营。该公司大规模裁员,其中包括其首席执行官马克•里戈尔(Mark Rigolle)。LeoSat原本预计将通过西班牙卫星运营商Hispasat和日本的Sky Perfect Jsat的投资完成5000万美元的A系列融资。这两家卫星运营商此前已经进行了初步投资,其中Jsat投资于2017年,Hispasat投资于2018年。随之而来的是两家公司的管理层的变动,导致他们进一步投资的意图发生逆转。2019年2月,Jsat任命Eiichi Yonekura为新的首席执行官,西班牙能源公司Red Eléctrica收购了Hispasat。

随着这些投资的放弃和员工的离开,LeoSat目前只不过是一个法律实体。该公司的创始人正在寻求复兴,然而,似乎LeoSat对客户的吸引力大于对投资者的吸引力。尽管LeoSat已经从热衷于使用该网络的客户那里获得了20亿美元的软承诺,但LeoSat在投资者中的表现却从未那样好。实现交叉连接的Ka波段大星座的成本预计约为35亿美元,如果里戈尔自己将这个数字形容为“一大笔钱的地狱”的话,这个数字还不够有挑战性。还有一个问题就是该星座频谱申请将于2021年1月到期,这意味着创始人改变LeoSat吸引力的窗口正在缩小。

如果发射了卫星,LeoSat可以保留国际电信联盟(ITU)分配的频率,但到目前为止,还没有制造任何卫星。扩大这一困境的原因是,美国联邦通信委员会(FCC)去年9月取消了LeoSat的市场准入,当时该公司未能支付强制性担保债券附加费。还有一个事实是,向ITU提交的星座频谱文件的问题不仅仅是由于过期。泰雷兹阿莱尼亚太空公司代表LeoSat公司进行了频谱备案,因为在备案之前,LeoSat公司的创始人一直在与泰雷兹阿莱尼亚太空公司进行谈判,后者是当时拥有最多星座建设经验的制造商。但这意味着,随着泰雷兹-阿莱尼亚空间频谱的备案,LeoSat在某种程度上是泰雷兹-阿莱尼亚空间的俘虏客户,如果没有制造商之间良性竞争的良好理由,LeoSat在筹集资金的竞技场上可能更难。

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