雷达：来自天空的连接

重塑终极疆域 gsma 代表了全球移动运营商的利益，联合了移动生态系统中的750 多家运营商和近 400 家公司，包括手机和设备制造商、软件公司、设备供应商和互联网公司，以及相邻行业领域的组织。gsma 还举办在巴塞罗那、洛杉矶和上海每年举行的全行业领先活动 mwc，以及移动 360 系列区域会议。 gsma Intelligence是全球移动运营商数据、分析和预测的权威来源，也是权威行业报告和研究的发布者。我们的数据涵盖了全球每个国家的所有运营商集团、网络和MVNO——从阿富汗到津巴布韦。它是目前最准确和最完整的行业指标集合，包含数千万个单独数据点，每日更新。 全球移动通讯系统协会洞察被领先的运营商、供应商、监管机构、金融机构和第三方行业参与者所信赖，用以支持战略决策和长期投资规划。该数据作为行业参考点被使用，并且经常被媒体和行业本身引用。 欲了解更多信息，请访问GSMA企业官网www.gsma.com 关注 GSMA 在推特上的账号：@GSMA 我们分析师和专家团队定期产出跨行业主题的前瞻性研究报告。 info@gsmaintelligence.com ne 2021 发布于 作者蒂姆·哈特，研究与咨询负责人 本报告由GSMA Intelligence进行，并由OneWeb、Intellian和SoftBank支持 执行摘要 一种经济实惠的弥合数字鸿沟的方式 卫星宽带通过五年前从OneWeb、SpaceX等一系列参与者中重新出现的低地球轨道（LEO）星座模式，继续经历着重塑。动力和行业牵引力得益于较低成本结构和相对于在远更高高度运行的传统地球静止卫星而言更高的性能能力。一种名为高空平台站（HAPS）的空中连接模式也在开发中，尽管处于更早的阶段，并且距离商业化部署更远。 在这个未连接的群体中——大约有780万人——他们生活在3G或4G信号覆盖范围之外。这种差距在美国和欧洲的农村和偏远地区也普遍存在。结合那些拥有低速连接的家庭，可触及的“盲点”受众范围将在10亿到15亿人之间。商业连接的需求来自多个领域，最突出的是制造业、医院和卫生设施、石油和天然气、能源发电以及地方政府。 卫星和更广泛空中连接推动的原因很清楚：数字鸿沟的规模和持续性，以及农村或偏远地区运营企业的连接障碍。很容易忘记在全球范围内，移动互联网普及率只有50%。这意味着约有37亿人（或30亿成年人）仍然离线，其中大部分居住在印度、中国、非洲和像巴基斯坦、印度尼西亚这样人口众多的一些低收入亚洲国家。我们估计25% 变化的经济学和不断演变的竞争 与主要用于连接速度较慢的2G和3G网络的传统GEO架构相比，新的LEO星座的主要变化是部署高度较低，以便在仍然提供广泛的地面区域覆盖的同时，推动企业级数据吞吐量和降低延迟，以扩展地面基站的范围。来自Intellian等领先的卫星通信用户终端（UT）创新者的更小的外形尺寸、改进的跟踪和稳定技术、更快的制造能力以及UT价格的降低，都有助于降低在轨部署和维护通信卫星的成本，并最终改善了提供农村覆盖的经济性。 一网公司和太空探索技术公司分别宣布了他们初期星座计划，分别约为650颗和4,400颗卫星——相当于总数的2倍当前在运行的卫星数量为×颗。两家公司已达到其目标星座规模的1/3，后续商业发射将分阶段推进，以期在2023年实现全面部署和全球覆盖。Telesat（与Lightspeed）以及众多其他公司也在积极参与，尽管规模较小。值得注意的例外是亚马逊，其涉及蓝色起源与庞大的AWS地面站网络之间的整合合作——据推测旨在为具有农村或动态覆盖需求的客户提供连接性以及更高阶的云和边缘计算服务。 HAPS（配备通信设备有效载荷的无人驾驶航空器）在海拔约20公里的平流层飞行。这使得HAPS的飞行高度大约是商业飞机的两倍，但远低于任何卫星配置，包括在约1000公里高空运行的近地轨道卫星。在21世纪初，HAPS被考察作为连接选项，例如与Sky Station和谷歌的“高空飞行器计划”（Project Loon）——这是一个意图良好但最终因缺乏商业合作伙伴而缺乏经济可行性，并在2021年初被终止的飞艇网状网络。然而，新型HAPS努力的可行性和吸引力应得益于轻型飞机飞行时间的增加以及更好的设备和网络性能。与移动运营商的频谱频率集成也有助于将HAPS与地面网络连接，尽管这在一定程度上取决于2023年世界无线电通信大会上的谈判和分配。HAPS移动（由软银支持）和由平流层平台有限公司（由德国电信支持）领导的合资企业是当前两个值得注意的努力。 批发收入模型通常是最有意义的 通过与移动运营商建立合作伙伴关系来提供批发回程接入，是进入市场的最常见途径。这可以按收入分成结构，或按数据量定价（每GB传输成本）。批发模式是互利和务实的：拥有领先UT集成商（如Intellian）的服务提供商可以帮助运营商扩展其网络覆盖范围到原本服务不足或未连接的地区，并获得批发收入，而电信运营商则可以在地面回程解决方案经济上不可行的地区覆盖新的客户群体，从而带来经济和社会效益。 企业也是一个重要的目标受众。我们对企业垂直领域的调查表明，15-25%的企业已经将卫星连接作为主要或备用接入技术。公共部门机构（包括学校）、制造集团和医疗保健设施是目前采用率最高的部门，除此之外，海事、航空和物流领域的传统购买者。公用事业、石油和天然气以及能源电网运营商在卫星使用意向上显示出最高峰值，这反映了他们在离网区域需要物联网连接，并为员工提供蜂窝服务的需求。新冠疫情进一步加剧了在所有情况下弥合差距的紧迫性。 其中设备费用和运输费用近500英镑，前期投入，使得12个月的拥有成本达到全额的30%。虽然这对于网络速度慢或没有网络接入的家庭来说可能是一个值得付出的价格，但在没有显著降低的情况下，它可能会限制即使在高收入国家的大规模普及。 我们预期当前市场动力将随着既定星座的规模增加至目标规模而加速。在未来2-3年内，与运营商建立商业合作伙伴关系将是关键，用于在实际中测试和部署解决方案，提供反馈循环以指导技术和商业模式的迭代。运营商还需要专注于农村地区的设施部署后勤，作为针对此类社区更广泛的教育支持方案的一部分。毕竟，覆盖范围是阻碍移动互联网和宽带接入的几个障碍之一，与成本、数字素养和相关性并列。通过协同努力将这些因素结合起来，最有可能成功，而不是孤立地处理每个问题。 一个替代模式是直接面向消费者和企业。这看起来是 SpaceX 在 Starlink 品牌下的策略。这里面的挑战不在于覆盖范围，而在于定价，具体是客户终端设备和分销的定价。例如在 Starlink 的英国 Beta 测试中，每月 89 英镑的费率已经处于市场的高端，再加上 弥合庞大而持久的数字鸿沟 卫星宽带通过低地球轨道星座模式不断经历重塑。低地球轨道本身并非全新概念，早些年在气象和军事应用中已被使用。 然而，这为大众市场通信和互联网接入提供了一种新的连接方式，其基础是卫星发射和运营的成本结构降低，以及相对于在远更高轨道运行的传统地球静止卫星更高的性能能力。自2018年OneWeb和SpaceX的许可证获得联邦通信委员会批准以来，已经发生了许多事情，包括新的参与者（主要是亚马逊）的加入以及业务的扩张 基础设施规模以及向商业服务转化的趋势。这些商业服务可以是直接面向消费者（例如 SpaceX），也可以是通过电信运营商（例如 OneWeb）和创新用户终端（UT）供应商（例如 Intellian）的批发模式提供服务。同时，高空气球（HAPS）作为一种更新的空中连接方式，也在开发的早期阶段成为了潜在的补充空中选项。 空中连接是一个总称，我们用它来涵盖任何非-地面解决方案，有助于扩展覆盖足迹地面通信网络。这包括卫星低地球轨道（LEO）和高地球静止轨道（GEO）——以及更新的高空平台站（HAPS）技术。虽然我们使用空中在此报告的整个语境中，连接性技术，成熟度，部署模式以及商业时间表卫星和高空气球平台是不同的，并且要基于它们各自的特点进行分析。 活动增加，但底层驱动因素保持不变 当我们去年写关于卫星连接性和商业模式的时候1尽管当时人们对电信运营商的可行性和合作意愿存在重大怀疑，我们采取了总体有利和务实的立场。随着此后势头逐渐形成，本分析的重点是规模化低地球轨道星座和定点高空伪卫星部署的商业影响，以及对消费者和企业互联网接入的潜在影响。首先，有必要重温这些新的低地球轨道和高空伪卫星连接模式所运行的环境。 互联网鸿沟以及对农村地区企业造成的后果——但不太受重视——的连接障碍。 鉴于在大多数西方国家互联网接入几乎无处不在，人们很容易忘记在全球范围内，普及率仅为50%（见图1）。这使大约37亿人（或3亿成年人）离线；我们预测，持续的网络扩张和智能手机价格下降将帮助在接下来的五年内将这一数字降低，但只会降至30亿，仍有40%的世界人口离线。绝大多数未连接的个人居住在印度、非洲和少数人口众多、收入较低的国家，如巴基斯坦和印度尼西亚（见图2）。 推动卫星和更广泛空中连接的驱动力并没有改变：规模和持久性 图1 图2 印度和一些人口众多的中低收入国家*占移动覆盖差距的大部分 3g或4g移动网络覆盖范围之外居住的人数（百万） 覆盖差距的原因有很多，有些是显而易见的（例如，能够使用价格合理的网络和智能手机），有些则不那么明显（例如，数字素养和在线内容的相关性）。由于网络扩张和网络共享协议，覆盖障碍有所减轻。尽管如此，大约有25%的未连接人口（约7.8亿人）生活在3G或4G信号覆盖范围之外。由于新兴市场人口的农村分散、地形崎岖难以覆盖偏远村庄以及人口密度低，网络扩张的经济效益变得非常不利，挑战重重。这一点在澳大利亚、欧洲、美国或加拿大等高收入国家也同样适用。仅靠陆地网络扩张不太可能显著改变这种情况。将那些没有覆盖和宽带速度慢的地区（主要集中在高收入地区）的人数加起来，全球可解决的“无信号点”总人口将达到10亿至15亿人。 农村地区的业务连接需求来自多个行业，其中最重要的是制造业、医院和医疗设施、石油和天然气以及发电。民用和地方政府机构也参与其中，用于运营公共服务，以及为其自己的场所和员工购买连接。在某些情况下，对低轨卫星（以及最终高空伪卫星）服务的需求是基于它是主要接入方式，因为没有其他选项存在或经济上可行。在其他情况下，连接可能被购买作为备份或冗余选项，例如用于跨越地面覆盖范围很大距离的货运和物流车辆。优点包括覆盖范围、灵活性和成本效益。我们在第4节中对此进行更详细的讨论。 您为离网和未充分服务客户解决方案的一部分。现在您可以将每个企业和社区连接到世界。enterprise@oneweb.net 连接集成器，用于创新的、价格实惠的、易于安装的用户终端，赋予连接能力。intelliantech.com GSMA雷达报告，由赞助 执行摘要 太空连接：引擎内部 低轨星座的基本模型是与移动运营商网络集成：3G、lte和最终5g。与主要连接到速度较慢的2g和3g网络的传统地球同步轨道架构相比， leo星座的主要变化是部署高度较低，以实现更高的数据吞吐量和更低的延迟。在地球位置和密度方面存在许多其他权衡，我们将在下文中概述，以帮助阐明新卫星星座的实际影响。 地理位置 格林威治，伦敦）。多个卫星可以通过占据不同的轨道倾角来共享相同的经度（更高的倾角会使其更靠近极地地区）。 轨道上的每颗卫星都根据经度定位进行命名。这是以度为单位进行测量的，坐标从本初子午线（0⁰，穿过 图3 这是卫星拓扑结构中最重要元素。存在多种卫星轨道类型，它们通过高度和倾角（赤道角度）来区分。随着高度的增加，地面覆盖范围会增加，但速度会相应降低，延迟会增加。LEO和GEO配置说明了这种权衡（也存在一个中间地带，即中地球轨道（MEO），尽管在这个高度上的竞争活动较少，因此本报告不涵盖它）： 从卫星到地球的往返行程，因此低轨道卫星也有最低的延迟，通常为30-40毫秒。 • 地球静止轨道（GEO）——GEO卫星距离地