創辦人談衛星 8／天羅與地網之間必有一戰？

2024年SpaceX的衛星首發

SpaceX的星鏈Starlink預計在今(2024)年執行144次的發射任務。1月2日，在萬眾矚目下，獵鷹9號火箭啟動今年的第一次發射，承載了21顆Starlink的衛星升空，其中傳統的衛星有15顆，特別為手機直連而升級的衛星有6顆。1月10日傳來好消息，手機已經收到了第一通升級衛星傳來的簡訊。這證明了手機直接連衛星(D2D，Direct to Device)在星鏈是可以實現的技術。

是星鏈的一大步，卻「不是」人類的第一步

根據Lynk Global這家公司的網站，在2021年4月該公司就領先全球，完成了一般手機與衛星直通的雙向簡訊。[1]。

另一家衛星公司AST SpaceMobile也在給投資人的說帖上宣稱：該公司在2023的3月使用三星手機的2G功能，加上AT&T的頻道，第一次透過衛星，打通了美國德州Midland到日本的樂天的電話。2023年9月又透過衛星上的5G基地台，連通了夏威夷茂宜島到馬德里的電話，這樣的連線還具有驚人的5Mbps連線速度。[2]

領先者沒有料到，當Lynk Global還只有第一期(Tower-1)的6顆衛星在空中運行；AST SpaceMobile 也只有一顆BlueWalker-3的衛星在軌實驗的時候，星鏈已經將6顆衛星送上了天。

星鏈沒有搶下手機直接連衛星的頭香，但全球產業和媒體都目不轉睛地盯著它的進度。主要的原因還是因為星鏈的全球星座部署完備、技術超強、資金雄厚、信號已經在71個國家落地。這次一口氣發射6顆手機直連的衛星，如果實驗結果良好，很快就會後發先至，一舉展開大規模的D2D衛星的部署。

星鏈並沒有如預期地往「更大」的V2版衛星發展

為了補償星、地之間長距離信號的衰減，AST SpaceMobile的BlueWalker 3衛星採用超大型的(面積64平方公尺)相控天線陣列來送收地面手機的信號，如下圖一所示。

一開始，星鏈的衛星也打算用超大的天線來實現手機直連。在2022年8月SpaceX與T-Mobile的聯合記者會上，馬斯克表示：「由於一般手機的信號抵達550公里的衛星時已經太弱，加上衛星是以每秒7公里多的速度對地飛行，所以星鏈必需設計新的V2版衛星，裝置7公尺直徑的大天線。這樣的天線摺疊起來的面積有25平方公尺，大到獵鷹9號無法承載，一定要用新的載具「星艦(Starship)」火箭才能運送。」

值得注意的是：也許是因為星艦火箭發展有些延宕，SpaceX這次仍然是採用較小的獵鷹9號火箭來運送衛星。從星鏈三大主要版本衛星的整理可以推論(如下表一所示)，這次做手機直連的6顆衛星是升級版的V2-mini-D2D。正式版V2的大型衛星並沒有如期登場。顯然，星鏈採用了更先進的相控陣列技術(Phase Array)來取代了大天線。

由「奢」入「儉」難，手機直連衛星的目的是什麼？

美國三大電信公司都急著與手機直連的衛星公司完成策略結盟：AT&T與AST SpaceMobile，T-Mobile與星鏈Starlink，Verizon與Amazon Kuiper。另外還有獨立的Lynk Global和Dish Network兩家公司也準備在手機直連衛星的市場一展抱負。

在行動通信普及的國家裡，手機能夠「奢侈」的以數百Mbps的速度執行精彩寬頻應用。然而現今手機直連衛星的連線速度只有數Kbps左右。被地面寬頻連線寵壞了的消費者，一點都不習慣「降維」到K級「簡樸」的直連衛星來通信。因此現階段手機直接連衛星，應該僅限於緊急狀況的簡訊和語音求救應用。即使華為和蘋果率先用特定的手機直連衛星，但它們的應用仍然限制在緊急狀況的呼救。

緊急狀況不會頻繁的發生。即使能夠收到月費或使用費，呼救的業務極可能入不敷出。那麼電信公司和衛星公司爭相投入數十億美元來發展手機直連衛星，圖的是什麼？

由「缺」入「儉」易，地廣人「不稀」地區的五不政策

大家都認為衛星通信最適合地廣人稀，沒有無線信號到達的地區。然而，地球上還有很多人口密集而「缺」乏固網與行動通信的地區。在這些地區 ，「手機直連」不需要鋪設光纖、不需要建立行動基地台和供應基地台的電力、不需要購買昂貴的用戶終端(UT)設備、不需要投入資金、甚至不需要地面電信運營商的介入，用戶憑一支普通手機，直連接天上的衛星，就可以實現全球通話。衛星公司在這些地區提供窄頻的、最「儉」樸的手機通話，但也最能快速啟動營運，最能創造投資收益。

赤道附近的49個國家有16億人口，是全球行動通信稀缺的地區，如下圖二所示。AST SpaceMobile短期內劍指海外，計劃第一期(Phase 1)在這地區提供7億個衛星電話連線。這確實能夠快速有效的彌平區域數位落差。

星鏈應該有類似的規劃，只是沒有說出來。

天羅與地網之間必有一戰？

或許需要10年或更長的時間，一般手機直連衛星技術會愈來愈成熟，連線愈來愈穩定、頻寬愈來愈大、成本也愈來愈低。來自天上的運營商終於勝出，有效的擠壓了地面的運營商。

也或許受制於天地之間的距離和各種不定因素，手機直連衛星的發展一直不如預期。衛星通信只能扮演著救援的角色，和地面的行動通信互補，。

衛星通信還在起步與高速發展的階段，現在下的任何的結論，都還是言之過早。

附註：

[1] https://lynk.world/how-we-do-it/

[2] AST SpaceMobile Investor presentation Jan 2024