LEO卫星互联网在非洲的应用现状与未来


互联网已经成为世界经济社会发展不可或缺的催化剂。随着互联网的大规模采用,各国已转向新经济,创新支撑着科技型公司的增长。然而,截至2021年初,46.7%的世界人口仍然处于脱机状态。令人惊讶的是,只有11%的离线人口生活在完全没有3G/4G连接的地区[1]。撒哈拉以南非洲地区的未联网人口比例最高,为28%——只有22%的人口可以上网。然而,与世界其他所有地区相比,非洲拥有自2000年以来最高的互联网增长率。

研究人员和商业分析师将非洲的较差的连通性归因于:基础设施差,负担能力,以及一种被认为无关紧要、缺乏准备的感觉。然而,通过区域和全球合作改善非洲的互联网连接状况,非洲大陆经历了巨大的变革。本文使用支持数据分析了非洲互联网连接和卫星宽带市场的现状,以及该大陆低地球轨道(LEO)通信卫星的未来。

非洲互联网连接状况

自全球互联网时代开始以来,非洲在采用互联网方面一直呈上升趋势。截至2020年,全球11.5%的互联网用户来自非洲。此外,手机普及率和新社交媒体用户是非洲不断扩大的互联网生态系统的一个重要指标。

移动网络运营商(MNO)是非洲互联网服务的主要提供商。然而,除了移动网络运营商,非洲各国政府已经推出了大规模宽带光纤,作为选定行政中心的最后一英里解决方案。因此,地面光纤和无线已成为非洲宽带传输的主要模式。

非洲网民占比. Source: Statista

同样,手机在这些地区的普及率也在稳步上升。因此,GSM协会(GSMA)预计,在2020年至2025年间,撒哈拉以南非洲的新互联网用户数量将从3.03亿增加到4.74亿。这一变化也把移动服务的贡献从1320亿美元提高到1550亿美元。

新的社交媒体用户是访问互联网连接人数的有用指标。自2016年以来,Facebook、Twitter和Instagram等不同平台的社交媒体用户数量在非洲有所增加。因此,不断增长的手机普及率加上更多的社交媒体用户,证明了非洲大陆互联网的高速增长是合理的。

在过去十年中,非洲经历了基础设施的大规模转型。这在发展道路和电力等互联网支持基础设施方面尤为明显。例如,世界银行的数据显示,自2004年以来,电力连接有所增加。截至2018年,非洲大陆46%的地区通电,而2012年这一比例为34%。这些支持性基础设施降低了部署光纤和手机基站等互联网基础设施的成本。这种影响与互联网连接的普遍增加有关。

非洲的最后一公里光纤连接 Source: Empower Africa

手机普及率的增加和新社交媒体用户的增加,使得前述非洲的连通性差的一个原因——无关紧要、缺乏准备的感觉——丧失了资格。根据GSMA的预测,每年有越来越多的非洲人能买得起支持互联网的智能手机。此外,社交媒体用户数量的增加表明,相当一部分人可以使用数字系统,并意识到它们的重要性。例如,本地内容现在可以通过手机获得。

最后,电力和道路网络等配套基础设施的改造降低了部署互联网的成本。这开启了一个新的讨论,即传统的固定和蜂窝技术是否能在成本上完全连接广大偏远和服务不足的非洲人口。

因此,各国和公司已开始在非洲各地测试和推出新的互联网连接方法。卫星宽带是一种典型的方法,在该地区越来越流行。因此,地球同步轨道卫星运营商已慢慢渗透到非洲市场。

非洲目前的卫星互联网市场


非洲的主要互联网服务提供商(ISP)是国家政府和外国公司。一些国家政府发射了可运行的地球同步轨道卫星,为服务不足的偏远地区和政府设施以及军事目的提供互联网服务。这些国家包括阿尔及利亚、埃及、安哥拉和尼日利亚。

除了国家政府之外,跨国公司已经扩展到非洲,提供宽带互联网。一些例子包括Eutelsat、SES、Inmarsat、Avanti Communications、Yahsat和Intelsat。

主要的卫星互联网提供商 (ISP)

GEO卫星服务提供商主要为政府、银行、电信公司和其他企业提供直接到户(DTH)电视、电话和宽带互联网服务。他们的做法主要是企业对企业(B2B)。此外,GEO B2B客户的主要部分是将容量转售给小企业和家庭的ISP。GEO系统还针对银行等金融机构,为ATM操作提供甚小孔径终端(VSAT)卫星服务。除了银行和ISP之外,GEO卫星运营商将其很大一部分容量出售给MNO。

然而,GEO运营商不仅只采用B2B方式,还采用企业对消费者(B2C)方式。这种方法的主要客户是政府、海事、航空和一些非政府组织。例如,Avanti Communications与难民署合作,为刚果西部的难民定居点提供互联网连接,并支持农村妇产诊所。在肯尼亚,该公司与全球教育伙伴关系(Global Partnership for Education)合作开展了女孩教育意识计划,以鼓励该国女孩接受教育[2]。此外,SES、Inmarsat、Intelsat和Yahsat还向各个政府部门销售宽带互联网,尤其是军事、海事和航空机构。虽然Yahsat尚未向任何非洲政府出售其产品,但它已经为阿联酋、大中东地区和非洲之角部分地区的军队和边境巡逻人员提供解决方案[3]。

此外,GEO运营商不仅向政府出售服务,还与一些非洲国家政府签订谅解备忘录。国际通信卫星公司(Intelsat)和南非国家航天局(SANSA)之间的合作就是这样[4]。他们计划在南非的哈特贝斯霍克建立一个地面站。

然而,低轨卫星运营商也开始进军非洲市场。例如,Globalstar已获得频谱权,有资格在肯尼亚[5]、加蓬、南非、莫桑比克和卢旺达[6]运营。此外,SES还通过其中地球轨道(MEO)O3b系统在刚果民主共和国等一些非洲国家提供类似服务[7]。这些努力表明,LEO公司对非洲新兴市场的兴趣与日俱增。

GEO卫星互联网提供商服务的国家数量

非洲的互联网使用情况

基础设施差、被认为无关紧要、负担得起和准备就绪是导致非洲互联网普及缓慢的主要因素。然而,现有数据支持的正在进行的转变表明,一些因素可能不再是互联网连接状态的原因。非洲国家正在认识到互联网连接对改善其公民社会经济生活的重要性。此外,互联网在教育、医疗保健和政府服务等主题领域的使用也越来越受欢迎。

非洲各国政府目前正在整合信息和通信技术(ICT)解决方案,以提高教育质量和学生在课堂上的一般体验。因此,各国推出了一些项目,重点是为学校配备全面运行的计算机实验室,以及连接互联网。

在肯尼亚,信息和通信技术部与联合国儿童基金会(UNICEF)合作,拨出1.4亿美元将1000所小学连接到互联网[8]。邻国坦桑尼亚已经启动了一个项目,将小学与互联网连接起来,以改善教师和儿童获取教育内容的机会[9]。在马里、几内亚、布基纳法索、科特迪瓦、马达加斯加、利比里亚、喀麦隆、博茨瓦纳和刚果民主共和国,MNO Orange及其子公司正在开展类似的努力,将学校连接到互联网[10]。埃及、摩洛哥和突尼斯也在进行类似的努力。所有这些努力都是在联合国和国际电信联盟(ITU)50亿美元项目的背景下进行的,该项目旨在连接全球所有学校[11]。

低医患比加上有限的医院,为非洲的医疗保健打开了一个新的解决方案机会。各国目前正在将技术整合到医疗系统中,为非洲各地的患者提供改变生活的解决方案。2016年,卢旺达成为第一个使用美国Zipline公司提供的无人机运输血液和其他医疗用品的国家[12]。此外,在坦桑尼亚,电信公司Airtel向孕妇和新妈妈提供有关婴儿护理的免费信息服务。南非也通过短信应用程序MomConnect实现了类似的努力。MomConnect是一个手机短信平台,集成了国家怀孕登记处和咨询台,用于提问和反馈。

这些只是非洲的几个例子,在非洲,各国政府正在重视并整合ICT以提高医疗质量。通信,尤其是互联网连接,支撑着医疗领域的每一个创新解决方案。与目前的情况一样,互联网帮助这些应用的主要提供商是移动网络运营商。由于蜂窝技术的局限性,尤其是在农村地区,由于扩张成本过高,卫星等非传统方法在增值方面可能很有用。

直到21世纪初,非洲国家都有中央集权的政府结构。大部分职能是在主要城镇执行的。然而,随着政府试图将其职能移交给州、区、县和省等地方当局,情况已不再如此。因此,有必要将政府设施与互联网连接起来。这一点在所有非洲内陆国家从其沿海邻国延伸光缆的情况下都很明显。

除了政府和民用服务之外,互联网连接在军事和边境管制人员中也越来越有用。尼日利亚北部、肯尼亚、莫桑比克、萨赫勒和索马里等军事行动活跃的地区就是如此。

LEO星座在非洲市场的未来


随着非洲互联网市场的增长,新的卫星宽带服务提供商已开始采取初步措施进入该市场。尽管市场主要由MNO服务,但全球数据表明,由于从每个用户获取的平均收入下降,他们正在经历充满挑战的商业时代。在农村和服务不足的地区推出新基站的成本高昂,而这些地区的客户订阅预期回报低于初始资本支出和运营支出成本,这一事实加剧了这种情况。

根据麻省理工学院(MIT)的研究,由于地面通信系统面临的挑战,未来五年,卫星可能会让更多的非洲人上网。

互联网服务交付模式的转变使LEO运营商开始瞄准非洲市场。2019年,卢旺达政府与高通技术公司(Qualcomm Technologies)和软银集团(Softbank Group Corp.)共同筹集了总额为34亿美元的资金,为OneWeb的LEO星座提供资金[16]。政府计划利用卫星为农村学校和村庄提供互联网。然而,OneWeb在2020年破产,目前尚不清楚该公司的新一代是否会延续与卢旺达之前的协议。

加拿大卫星运营商Telesat还与英国的非洲卫星空间公司建立了现有合作关系,为纳米比亚、安哥拉和南非等南部非洲国家提供宽带连接[17]。Liquid Telecom与Telesat有类似的安排,以提高向10个非洲国家提供宽带服务的质量[18]。

在目前的十年里,LEO公司加大了进军非洲市场的力度。美国的Globalstar已经在肯尼亚、莫桑比克、南非、加蓬、卢旺达和博茨瓦纳获得了频谱权[19]。频谱权不仅允许Globalstar向客户提供互联网服务,还可以像博茨瓦纳那样建立网关站。

SpaceX公司的Starlink constellation正在向尼日利亚通信委员会(NCC)申请频谱许可证,以占领市场[20]。该公司与南非独立通信管理局(ICASA)进行了类似的谈判,以获得该国的运营许可证。LEO公司的多方努力展示了非洲的市场潜力。

到2030年连接未相连的地区仍然是各国、地区和国际组织的目标,但如何实现这一目标仍然是最大的挑战。连接新用户的复杂性,尤其是那些位于偏远地区的用户,代价高昂。因此,利益相关者必须在技术、成本和方法的可持续性之间权衡。传统上,移动网络运营商在非洲农村地区提供宽带方面至关重要,但静态收入正在稳步限制其能力。此外,GEO运营商已经介入,以加强MNO的努力。

然而,低成本卫星和密集网络(如Telesat、OneWeb和Starlink)等公司的进入为各大洲带来了新的机遇。这些系统是否能以可承受的成本提供互联网是一场拭目以待的游戏。

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Space in Africa是专注于非洲空间和卫星行业的领先媒体、分析和咨询公司。自2018年以来,非洲空间一直是有关非洲空间和卫星产业的空间相关数据和信息的主要来源,最近完成了非洲联盟委员会关于四个空间部分的基线研究,以及非洲空间局的成立和运作所带来的社会经济效益分析。Space in Africa在拉各斯(尼日利亚)和萨卡拉(爱沙尼亚)设有办事处,并在几个非洲国家设有工作人员。


参考文献:

[1] del Portillo, I., Eiskowitz, S., Crawley, E.F. and Cameron, B.G., 2021. Connecting the other half: Exploring options for the 50% of the population unconnected to the internet. Telecommunications Policy, 45(3), p.102092.

[2] Faleti, J. (2021, August 2). Avanti Communications Partners with the GPE To Advance Girlsâ Education. Space in Africa. https://africanews.space/avanti-communications-partners-with-the-gpe-to-advance-girls-education/

[3] Yahsat. (n.d.). Yahsatâs Success Story with the UAEâs Armed Forces and Beyond. https://www.yahsat.com/en/about-yahsat/government-solutions

[4] Space in Africa. (2020, June 22). Intelsat To Build An Earth Station In South Africa. https://africanews.space/intelsat-to-build-an-earth-station-in-south-africa/

[5] Space in Africa. (2020, November 8). Satellite Communications Company, Globalstar, Receives Terrestrial Authorization in Kenya. https://africanews.space/satellite-communications-company-globalstar-receives-terrestrial-authorization-in-kenya/

[6] Marcy, O’Leary. (2019, June 19). Globalstar Announces the Successful Completion of MSS and Terrestrial Authorizations Across Africa, Covering a Population in Excess of 100 Million. https://www.businesswire.com/news/home/20190619005402/en/Globalstar-Announces-the-Successful-Completion-of-MSS-and-Terrestrial-Authorizations-Across-Africa-Covering-a-Population-in-Excess-of-100-Million

[7] SES. (2020, September 22). How the O3b Constellation Helped Catapult the DRC Into the Digital Era. https://www.ses.com/how-o3b-constellation-helped-catapult-drc-digital-era.

[8] Emmanuel, Paul. (2020, August 25). Kenya earmarks $140 million to connect public primary schools to the Internet. Techpoint.https://techpoint.africa/2020/08/25/kenya-public-primary-schools-internet/

[9] Catherine, Kimambo. (2019). SCHOOL CONNECTIVITY. https://uplink.weforum.org/uplink/s/uplink-contribution/a012o00001pTXy9AAG/school-connectivity

[10] APO Group. (2020, May 27). africanews. Coronavirus – Africa: Global Education Coalition facilitates free internet access for distance education in several countries. https://www.africanews.com/2020/05/27/coronavirus-africa-global-education-coalition-facilitates-free-internet-access-for-distance-education-in-several-countries//

[11] Giga. (2021, September). Giga is proposing a $5 billion Connectivity Bond.https://gigaconnect.org/bond/

[12] GBCHealth. (n.d.). Healthcare and Economic Growth in Africa: Digital Health. http://gbchealth.org/healthcare-and-economic-growth-in-africa-digital-health/

[13] Adepoju, P. (2017, December 15).Quartz Africa. This Nigerian AI health startup wants to save thousands of babiesâ lives with a simple app, https://qz.com/africa/1158185/nigerian-ai-health-startup-ubenwa-hopes-to-save-thousands-of-babies-lives-every-year/

[14]Jimenez, J. (2015, January 21). 3 ways to improve healthcare in Africa. https://www.weforum.org/agenda/2015/01/3-ways-to-improve-healthcare-in-africa/

[15] NOVARTIS. (n.d.). Ghana Telemedicine. https://www.novartisfoundation.org/past-programs/digital-health/ghana-telemedicine

[16]Space in Africa. (2020, November 26.). OneWeb Is Back, But Will The OneWeb Constellation Return to Africa?. https://africanews.space/oneweb-is-back-but-will-the-oneweb-constellation-return-to-africa/


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