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卫星互联网应用，怎样与新基建和工业互联网相团结?
2020-06-19 / 阅读次数：2236
作者 | 沈永言
转自 |卫星与网络
1 前言
上个世纪九十年月最先的信息化建设和互联网应用标记着我国进入数字经济时代 。在短短十几年时间内，我国一跃成为消耗互联网大国，同时降生了华为、腾讯、阿里巴巴等全球领先的数字经济企业 。然而，与蓬勃国家相比，我国的数字经济生长还不敷平衡，质量还不敷高，主要是消耗互联网一枝独秀，而工业互联网及工业互联网相对薄弱 。为此，从2018年最先，我国政府和相关部分最先谋划新型基础设施建设（以下简称新基建），以为数字经济生长注入新的动能 。
为应对新冠疫情对我国和全球经济的重大攻击，发改委于今年四月份正式出台了包括新一代信息基础设施、融合基础设施、立异基础设施三个层面的新基建妄想 。凭证发改委的政策精神，新基建的目的是以新生长理念为引领，以手艺立异为驱动，以信息网络为基础，面向高质量生长需要，提供数字转型、智能升级、融合立异等效劳的基础设施系统 。
在新基建中，卫星互联网与5G、物联网、工业互联网一起泛起在信息基础设施的焦点部分——通讯网络基础设施内里，这意味着卫星互联网将在新基建中施展奇异的作用 。这里的卫星互联网有双重内在，一是基于IP体制的卫星通讯网络,其典范代表是新兴的高中低轨高通量卫星网络，二是互联网情形下的卫星通讯网络 。
前者属于狭义的卫星互联网，它主要提供互联网接入等效劳 ；后者属于广义的卫星互联网，它不但包括新兴的高通量卫星网络，还包括通例大波束卫星网络、具有内容分发功效的卫星广播网络、卫星移动网络以及卫星物联网 。
事实上，这些网络都差别水平地实现了互联网化 。例如，引用IP封装手艺的卫星广播网络可以支持流媒体内容，可以以为它是卫星广播互联网 ；基于IP体制的卫星分发网络可以为互联网投递内容 ；海事、铱星二代、天通一号等卫星移动网络都有差别水平的互联网接入功效 。显然，广义的卫星互联网在新基建中的用途更广、价值更大 。
新基建的启动引发全社会，尤其是卫星通讯行业关于卫星互联网和天地网络融合应用的普遍关注 。不过，现在关于卫星互联网的许多报告和讨论都还集中在卫星制造和星座建设之上，关于卫星互联网的应用领域和应用价值还缺乏深入的研究 。同时，整个行业都将眼光集中在现在市场空间有限的狭义卫星互联网上，这对我国卫星通讯的工业化和可一连生长是很倒运的 。事实上，我国卫星通讯行业的市场结构等问题都被人们有意或无意地回避了 。
2 工业互联网是新基建的主要生长目的
要知晓卫星互联网在新基建中的应用领域和应用价值，首先要明确新基建的主要生长目的 。诚然，面向高质量生长需要，提供数字转型、智能升级、融合立异等效劳的基础设施系统，为数字经济注入新动能理当是新基建的主要生长目的，只是这种功效性的目的并不可提供直接的启示 。新基建是生长数字经济的手段和方法，数字经济的载体是数字化、网络化、智能的工业 。
从组成和逻辑关系上看，新基建的主要生长目的应该是工业互联网，而不但仅是当下人们热议的工业互联网 。原来，工业互联网属于互联网+工业性子的融合基础设施，或许是由于工业经济的基础职位和工业强国的战略目的，或许由于工业互联网生长历程中形成了大宗的基础和共性手艺，才使得它与5G、物联网和卫星互联网并列为新一代信息基础设施中的通讯网络基础设施 。
在英文天下内里，工业和工业都是industry，然而在中文天下内里，工业并不等同于工业 。工业包括了多个工业门类，有第一工业、第二工业、第三工业之分 。第一工业包括农、林、牧和渔业，它们统称为农业 ；第二工业包括采矿、制造、电力、热力、燃气、自来水和修建等行业，它们统称为工业 。第三工业包括交通运输、通讯、商业、餐饮、金融、教育、文化、广播、电视、卫生、体育、科研、公共效劳等非物质生产行业，它们统称为效劳业 。效劳营业又可以细分为消耗性效劳、生产性效劳和公共性效劳 。
由此可知，工业的规模要比工业普遍的多，除了工业，工业还包括农业和效劳业 。特殊是，在今世国民经济中，效劳业的职位日益凸显，现在效劳业已成为我国规模最大、就业人数最多的行业 。2018年，我国效劳业对经济增添的孝顺率靠近60%（59.7%） 。2019年，我国效劳业占GDP比重为53.9% �？杉�，效劳业已成为支持我国国民经济增添的主要实力 。
在新基建中，信息基础设施中的通讯网络基础设施和算力基础设施、融合基础设施内里的智能交通基础设施以及立异基础设施等都是属于效劳业的领域 。
工业互联网是互联网等新一代信息手艺与工业、效劳业、农业深度融合的产品，是企业内的人、物、效劳以及企业间、企业与用户间互联互通、线上线下融合、资源与要素协同的一种全新工业生长范式 。生长工业互联网有利于实现工业上下游、跨领域的普遍互联互通，推动网络应用从虚拟到实体、从生涯到生产的科学跨越 。
在效劳业一直壮大、制造业和效劳业日益相互渗透融适时代，生长工业互联网有利于拓展数字经济的生长空间，增进国民经济一连、高质量地生长 。
3 卫星互联网是工业互联网的主要支持系统
本文强调工业互联网是为了给卫星互联网追求越发辽阔的应用领域，强调广义卫星互联网是为了充分验展卫星通讯自然的大广播、远毗连和泛保存优势，从而为数字经济注入更多的动能和活力 。
无论是工业互联网，照旧工业互联网，都是由网络、平台、应用、清静四个元素组成的，其中网络处于最基础的职位 。若是说5G移动互联网与工业互联网关系更亲近，那么卫星互联网则与工业互联网，特殊是工业互联网中的效劳业距离更近 。
3.1 卫星广播电视市场潜能需要充分释放
卫星广播电视是卫星通讯的主要应用领域，是典范的数字网络文化和信息效劳工业 。SIA报告批注，2018年全球卫星通讯效劳总收入为1265亿美元，其中卫星电视直播942亿美元，仍是绝对的主体 。卫星音频广播也达58亿美元，而宽带效劳只有24亿美元，如表1所示 。
表1：SIA2018年全球卫星通讯效劳收入结构
卫星电视直播在全球获得了充分的工业化生长，其中美国的生长最为充分，已经进化到商业化、超高清、区域笼罩阶段 。DirecTV和Dish Network两家效劳提供商共拥有约莫20颗直播卫星、5000多万用户、500多亿美元收入 。我国生齿众多、地区辽阔、经济总量天下第二，卫星电视直播市场潜力重大 。虽然我国卫星电视直播“户户通”用户已达1.5亿，笼罩数亿生齿，但尚未进入商业运行并形陋习� ；男畔⑿Ю凸ひ� 。
卫星电视直播用户快速生长到1.5亿，成为天下上最大的卫星电视直播平台，说明我国卫星电视直播需求重大，且可管可控，完全可以形成每年数百亿收入的信息效劳工业 。它没有进入商业化运行，并非坊间所说的意识形态担心或129下令限制，而是广电行业的利益平衡、政策取舍问题 。
着实，卫星电视和有线电视的竞争敌手都是IPTV和OTT TV,限制卫星电视直播商业化生长并不可包管有线电视的长治久安 。在广电基本实现有线网络天下联网、乐成获得5G市场时机的情形下，该给卫星电视直播的商业化生长松绑了 。事实上，从内容制作、直播平台到终端制造，我国卫星电视直播工业化生长的条件早已很是成熟 。
用户关于高清电视节目的需求、地方对卫星电视区域直播的需求都很是强烈，而这正是Ka频段、多波束高通量卫星的用武之地 。卫星电视直播投入小，产出大，其经济效益和社会效益都十分显著 。虽然，在美国等蓬勃国家，由于受到IPTV和OTT TV的攻击，卫星电视直播效劳收入有所下滑，但在亚太等新兴经济体的生长势头依然优异 。作为天下第二经济体，但与周边国家相比，我国卫星电视直播工业着实有点相形见绌 。
与卫星电视直播相似，卫星音频广播也是美国最为蓬勃 。美国SiriusXM是现在天下上唯一的卫星音频广播公司，2018年58亿美元营业收入也是这一家公司创立的 。世广卫星公司和日韩MBSat公司也曾提供过卫星音频广播效劳，由于种种缘故原由都休业了 。卫星音频广播的市场基础是汽车保有量和智能手机用户数 。
现在，我国汽车保有量约2.6亿辆，智能手机用户数靠近8亿，高速公路里程凌驾13公里，均为全球第一 ；中产阶级人数凌驾1亿 。这些都是我国生长卫星音频广播工业的坚实基础 。卫星音频广播不但能够向汽车和智能手机分发音乐、视频和数据，还可以在车联网中提供地图更新、软件升级、导航增强等效劳 。
参考美国生长情形，我国卫星音频广播具有数十亿元的潜在市场 。总之，世广卫星公司和日韩MBSat公司为何未能一连，美国SiriusXM为何能生涯下来，我国卫星音频广播工业化生长是否可行，都是值得探讨和实验的事情 。
3.2 卫星内容投递手艺功效值得鼎力大举掘客
内容投递网络（CDN）是针对互联网壅闭等问题的一种解决计划和效劳形式，它将用户经常会见的内容投递到互联网的边沿，从而抵达缩短网络响应时间、减轻网络带宽压力的目的 。卫星内容投递是卫星广播功效的扩展应用 。
相关于地面内容投递网络，卫星内容投递网络结构更简朴，分发效率更高 。早在2000年互联网建设热潮时代，美国就有数家公司开展基于卫星通讯的互联网内容投递效劳 。2005年前后，中国工程院李幼平院士提出了广播﹢存储的“播存结构”手艺，以将互联网内容高效撒播并存储于网络边沿 。这种“双结构互联网”可以有用化解地面互联网“内容难以管控，视频难以通畅”的逆境，抵达“内容可管、视频流通”的目的 。
现在，3GPP将内容投递列为四种卫星互联网与5G融合应用方法之一 。内容投递与移动边沿盘算都是缓解移动互联网带宽压力、改善网络效劳性能的解决计划，它们通常需要组合使用 。在2019欧洲网络与通讯大会(EuCNC2019)上，SaT5G同盟展示六项卫星5G融合应用，其中包括基于卫星组播的视频缓存和实况内容分发、使用混淆回传网络和移动边沿盘算的5G外地内容缓存 。
在5G中的许多场景，如4K/8K超高清视频、3D、VR/AR、紧迫广播、物联网终端软件升级等营业都可以用广播方法来举行内容分发，它们被业界统称为5G广播类营业 。与4G相比，5G广播手艺显著增强，它能提供新兴的广播/单播混淆型营业，能让经典广播营业具备更强的交互性，可以支持多个基站的融合组网，专门构建的广域广播网络可以由几个网络运营商共享 。这为卫星内容投递提供重大的市场生长空间 。
卫星内容投递与5G广播融合能创立多大价值，现在欠好准确预计，理论上，它应该在卫星电视节目传送和电视直播之间 �？梢砸欢ǖ氖�，它能创立一种卫星互联网与5G深度融合的应用形式，让卫星互联网与5G共生共赢 。
3.3 卫星宽带接入需要适当的政策支持和机制设计
卫星通讯在远程接入、普遍效劳方面有奇异的手艺优势，在美国、澳大利亚等国家都有许多乐成案例 。从全球来看，宽带接入是卫星互联网，尤其是GEO高通量卫星网络的第一大应用 。但在差别国家，卫星宽带接入有差别的处境 。
在美国，一方面，卫星通讯手艺高度蓬勃，另一方面，由于土地私、生齿疏散、地面网络建设本钱较高，这使得卫星通讯运营商能够以与地面宽带相似的性价比提供宽带接入效劳 。
在我国，情形正好相反 。由于土地公有、生齿集中，加上国家“宽带中国”妄想的一连投入，地面宽带网络获得超通例生长 。同时，我国卫星通讯手艺相对落伍，这使得卫星运营商很难以市场价钱提供宽带接入效劳 。现实上，即便我国卫星通讯手艺相对落伍，用它在边远地区提供宽带接入效劳，也可能比为希罕的用户铺设光缆更为经济 。现在，我国98%的行政村已经实现通光纤或4G网络，最后2%行政村通过卫星互联网来实现通宽带将是最佳的选择 。可是，这需要国家将卫星互联网列入普遍效劳妄想，并未卫星运营商提供适当的赔偿 。凭证以往的投资规模，这样的优化设置可以为国家节约百亿规模的投资 。
3.4 卫星基站中继可以通过市场规则来生长
基站中继是卫星互联网，特殊是NGSO高通量卫星网络的最大应用 。这是由于4G、5G基站中继对传输时延的要求越来高，而NGSO高通量卫星网络正好有这样的优势 � ；局屑逃肟泶尤氲挠τ昧煊虼笸∫�，只是基站中继面向移动运营商，即属于2B营业，而宽带接入面向小我私家，属于2C营业 。
2B意味着腾贵的卫星终端本钱可以被平摊，同时移动运营商的本钱遭受能也远高于小我私家，因此，基站中继通�？梢云局な谐」嬖蚶窗才� 。凭证NSR统计数据，2020全球基站中继营业收入约莫14亿美元，到2028年约莫是44亿美元 。凭证NSR的看法，由于地理情形等因素，亚太地区基站中继在全球市场中占较量大 。
3.5 智能交通保存多条理的卫星互联网需求
卫星互联网在航空、海事领域独具优势 � ；睾秃Ｊ峦ㄑ抖晕佬腔チ母招孕枨笫沟盟浅晌佬峭ㄑ吨械男滦耸谐『腿让庞τ� 。高通量卫星清静板天线的生长为机载和海事通讯提供了强盛的动力 。欧洲咨询公司展望，到2028年，全球机载通讯和船载通讯总收入将靠近100亿美元，其中大部分来自机载通讯，只管船只数目更多 。
据Sky High Economics报告展望，到2038年，全球机载通讯收入可达300美元 。2018年，我国商用航空飞机数目为3639架，到2038年将增添到9330架，靠近天下总量的五分之一 。现在，我国机载通讯普及率只有百分之五，远低于西欧蓬勃国家，因此生长潜力重大 。
以上所说的机载和船载通讯是指面向客舱旅客的消耗性互联网效劳 。别的，面向机舱的营业运行治理以及面向飞机和船只的装备运行治理则属于生产性互联网效劳，它们关于交通运输部分的清静运行、科学治理意义重大，因此有较大的生长潜力 。随着多频段、大容量、广笼罩的卫星互联网的乐成安排，生产性互联网效劳的机载和船载通讯需求将逐步展现出来 。届时，它们将发动移动边沿盘算、大数据、人工智能等新一代信息手艺在交通运输领域同步生长 。
除了机载和船载通讯，车联网也是卫星互联网在交通运输领域的主要应用偏向 。特斯拉电动汽车就是SpaceX的目的用户以及生态系统的成员 。车联网主要有自动驾驶汽车、车载娱乐（宽带毗连和视频流媒体效劳）、汽车工业互联网（车辆部件远程治理系统）三大类型应用 。
车载娱乐和汽车工业互联网与卫星互联网关系亲近，当车辆不在地面通讯网络效劳区时，将不得不接纳卫星互联网 。由于展望性车辆诊断和维护、清静检查、远程信息处置惩罚等应用不会消耗太多带宽，因此卫星移动通讯将是最佳手段，而车载娱乐应用需要较大带宽，它需要获得高通量卫星和廉价电调平板的支持 。
3.6 智慧能源全工业链都需要应用卫星互联网
能源开发、生产和传送具有园地疏散、历程一连、资产麋集等特点，卫星互联网在其中的清静运行包管作用十分突出 。以石油行业为例，海上、沙漠和隔邻等地广人稀的地方时常就是勘探、开发和生产场合 。
以电力行业为例，“发、输、送、变”等工程一样平常都是地处偏远 。例如，大部分水电站都是在落差很高的山区,工程初期通讯条件十分受限 。输电线路经常要翻山越岭、跨江过河,不但地理情形重大,并且会遭遇自然灾难的破损 。这些地方特殊需要施展卫星互联网的笼罩面广、传输距离远、组网无邪、操作简朴等优势，以知足职员生涯、作业治理、装备监控、线路巡检、应急包管等方面的话音、数据和视频等综合信息通讯需求，并且这些需求需要应用卫星宽带、移动和物联网等多种通讯系统 。
现在，生长水能、风能、太阳能以及海洋能等清洁能源资源，走低碳绿色生长蹊径，已玉成球共识 。建设效劳规模广、设置能力强、清静可靠性高、绿色低碳的智慧能源互联网，将成为能源行业的一定生长趋势 。为支持能源互联网的接入与数据传输、动态互联与互动、超远距离监测与管控调理等营业需求，就需要构建空天地协同的一体化通讯网络，卫星互联网在其中举足轻重 。
4 结语
新冠疫情让人们对新基建和工业互联网有了新的熟悉，新基建和工业互联网生长将为我国数字经济创立强盛的推动力 。大广播、远毗连和泛保存是卫星互联网的实质特点和手艺优势，这决议了它将在工业互联网的多个方面施展主要的支持作用 。
除了广播电视、内容投递、宽带接入、基站中继、智能交通、智慧能源之外，森林防护、草场� ；ぁ⑶樾渭嗖狻⒑Ｑ罂ⅰ⒃冻探逃⒈叻狼寰病⒂敝富拥攘煊蚨家玫轿佬腔チ� 。这些应用案例批注，古板高轨大波束卫星通讯网络、高通量卫星通讯网络、卫星移动通讯网络、卫星物联网各有千秋 。它们的综合应用和充分生长有望为我国作育一个千亿级的卫星互联网效劳工业 。
现在，卫星电视直播在卫星通讯效劳业中仍处于主体职位，我国卫星电视直播的重大产能有待释放，卫星音频广播商业模式值得探索，卫星内容投递的手艺和市场价值需要掘客，宽带接入在普遍效劳中的作用需要政策支持和机制设计，通讯卫星性价比有待进一步提高 。卫星互联网中的数据营业逾越视频营业是时势所趋，但我国数据营业市场的培育还需要时间，它一定碰面临地面宽带网络的增量易、增收难等问题 。
在当下举国上下关注低轨星座和卫星互联网的时刻，卫星通讯业内人士必需要对此有苏醒的熟悉，切不可忽视古板高轨大波束卫星的现实商业价值，而去配合追逐现在市场价值有限的新兴营业 。
另外，需要指出的是，在天地一体化信息网络时代，在许多应用场景中，都需要综合应用高中低轨卫星网络和地面网络，并且，波束切换、路径选择、带宽整合、速率调解、数据处置惩罚、治理控制等应用都需要获得移动边沿盘算清静板天线两个手艺的支持，它们可以让卫星互联网更好地融入工业互联网 。
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