美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）日前收到了來自 SpaceX 和 OneWeb 提交的最新申請書，這兩家公司目前都致力于打造非地球同步軌道的（NGSO）的衛(wèi)星寬帶服務(wù)，各自都計劃發(fā)射數(shù)萬顆衛(wèi)星進行新一代的天基網(wǎng)絡(luò)搭建，來為全球每個角落提供新一代的高速通信服務(wù)，甚至要超越地面部署的 5G 網(wǎng)絡(luò)。
在這樣的背景之下，申請更多的衛(wèi)星發(fā)射許可和優(yōu)質(zhì)的波段頻譜成為兵家必爭之地。而有意思的是，在今年 3 月份曾申請破產(chǎn)保護的 OneWeb 在這次的申請書中尋求 47844 顆衛(wèi)星，遠超 SpaceX 計劃申請的 30000 顆衛(wèi)星（此前已經(jīng)獲得許可的有 12000 顆衛(wèi)星）。
很多人懷疑，OneWeb 是否還有能力持續(xù)進行衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)。OneWeb 根據(jù)美國破產(chǎn)法第 11 章自愿申請救濟，并且打算進行業(yè)務(wù)出售，以使公司價值最大化。據(jù)英國《金融時報》報道，OneWeb 是在未能從包括其最大支持者軟銀在內(nèi)的投資者那里獲得新資金之后，做出這一決定的。這在很大程度上是由于冠狀病毒的流行。OneWeb 還表示，申請破產(chǎn)保護之前，對其 531 名員工進行了高達 85％的裁員。其破產(chǎn)文件顯示，負債總額已達 21 億美元，其中包括 17 億美元的高級擔保融資。
OneWeb 此前成功發(fā)射了 74 顆衛(wèi)星，并展示了超過 400Mbps 的寬帶速度和 32ms 的延遲，該公司一度被視為是 SpaceX Starlink 部門的主要競爭對手，在 2017 年 6 月便獲得了美國聯(lián)邦通信委員會的批準，初期一度趕在 SpaceX 之前。但由于 SpaceX 超強的火箭發(fā)射回收能力和相對穩(wěn)健的財務(wù)支撐，目前 Starlink 經(jīng)過七批發(fā)射后在軌衛(wèi)星數(shù)量已高達 422 顆，近期還與美國軍方簽署了一項協(xié)議，對 Starlink 進行軍事測試，基本已經(jīng)碾壓了 OneWeb 的進度。
圖｜OneWeb 的衛(wèi)星效果圖（來源：OneWeb）
OneWeb 的最新舉動是要卷土重來，還是另有算盤？根據(jù) FCC 披露的文件，OneWeb 在第一階段曾計劃通過使用 Ka（20 / 30GHz）和 Ku（11 / 14GHz）頻段的 720 顆低地球軌道衛(wèi)星為美國和全球市場服務(wù)，后來因為對衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的軌道參數(shù)進行某些調(diào)整，第一階段的申請數(shù)量減少到 716 顆衛(wèi)星，而在第二階段，OneWeb 則計劃從 716 顆衛(wèi)星提升到 47844 顆衛(wèi)星量級，并對系統(tǒng)的軌道平面和部署特性進行調(diào)整，進而完成全球網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。
對于 3 月份提出的申請破產(chǎn)保護，OneWeb 在文件里表示，“已經(jīng)為債務(wù)人持有融資提供了擔保，并期望盡快退出破產(chǎn)法第 11 章的過程，以最大化保護 OneWeb 的戰(zhàn)略資產(chǎn)價值，并確保利益相關(guān)者和客戶的權(quán)益?！?/span>
圖｜OneWeb 的衛(wèi)星布局計劃（來源：FCC）
對此，衛(wèi)星通信和無線頻譜顧問 Tim Farrar 分析認為，OneWeb 申請如此多衛(wèi)星的原因是，它將使其他人的努力更加困難，尤其是亞馬遜旗下的 Kuiper 項目，這個項目曾計劃發(fā)射 3236 顆低地球軌道衛(wèi)星，相比較其他的參與者，有可能提高 OneWeb 第一代許可證的資產(chǎn)價值，SpaceX 申請 30000 顆衛(wèi)星的計劃也與此類似。目前，Telesat（1671 顆衛(wèi)星），Kepler（360 顆衛(wèi)星）和 Viasat（288 顆衛(wèi)星）等其他提供商也在申請一定數(shù)量的低地球軌道衛(wèi)星。
圖｜Tim Farrar 的推文（來源；Twitter）
相比較 OneWeb 比較簡短的申請文件，SpaceX 的最新申請文件顯得更為認真和細致，頁數(shù)都將近多出來一半。
SpaceX 的下一代衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)被稱為 Gen2 系統(tǒng)，將補充地面的 5G 網(wǎng)絡(luò)，把高速、低延遲寬帶服務(wù)覆蓋至從城市到最偏遠地區(qū)的每個角落。SpaceX 將通過 Gen2 系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)以下 6 個目標：
高容量：每顆初始 Gen2 衛(wèi)星的數(shù)據(jù)容量將是 SpaceX 現(xiàn)有衛(wèi)星的三倍，和第一代系統(tǒng)一樣，SpaceX 將在多年的系統(tǒng)部署過程中不斷改進衛(wèi)星，這將進一步提高容量；
高適應(yīng)性：該系統(tǒng)利用相控陣技術(shù)，動態(tài)地控制一個大的波束池，以聚焦容量，滿足用戶需求。衛(wèi)星間的光鏈路將允許在軌道上靈活地選擇交通路線。此外，該星座確保頻率可在不同衛(wèi)星間有效重用，以增強整個系統(tǒng)的靈活性、容量和魯棒性；
真正的寬帶服務(wù)：系統(tǒng)將能夠提供高吞吐量的速度，延遲小于 50 毫秒；
遠程 / 極地覆蓋：網(wǎng)絡(luò)旨在為遠程和極地地區(qū)提供傳統(tǒng)上僅向城市客戶提供的同等質(zhì)量的服務(wù)。
低成本：SpaceX 從一開始就在考慮成本效益和可靠性的情況下設(shè)計整個系統(tǒng)，從空間和地面元件的設(shè)計和制造，到使用 SpaceX 發(fā)射服務(wù)的系統(tǒng)發(fā)射和部署、用戶終端的開發(fā)和最終用戶訂閱率。
易用性：SpaceX 的相控陣用戶天線設(shè)計將允許低剖面（）用戶終端易于安裝。用戶終端安裝通常需要兩個步驟：對準天空、插上電源。
圖｜Gen2 系統(tǒng)衛(wèi)星的各種參數(shù)，包括海拔高度、傾斜角度、軌道平面等（來源：FCC）
在空間段，Gen2 系統(tǒng)將由 30000 個第二代衛(wèi)星組成，當每批次衛(wèi)星發(fā)射成功并運行時，會立即集成到這個系統(tǒng)中，用于增強寬帶服務(wù)能力。該系統(tǒng)使用 Ka 波段用于衛(wèi)星和網(wǎng)關(guān)、用戶終端之間的通信，Ku 波段僅用于衛(wèi)星和用戶之間的通信，E 波段僅用于衛(wèi)星與網(wǎng)關(guān)之間的通信。
因此，SpaceX 申請按下列頻譜操作：
圖｜SpaceX 申請的波段頻譜（來源：FCC）
而在地面段，Gen2 系統(tǒng)將利用其第一代系統(tǒng)使用的三大類地球站（跟蹤、遙測和控制（“TT&C”）站；網(wǎng)關(guān)地球站；用戶終端），并根據(jù)需要增加額外的基礎(chǔ)設(shè)施。
其中測控站的直徑約為 5 米，數(shù)量相對較少（例如，美國的主要測控站和備用測控站，還有幾個測控站分布在國際上）。網(wǎng)關(guān)地球站將使用天線，預(yù)計在美國境內(nèi)有幾百個位置，以向衛(wèi)星星座提供所需的互聯(lián)網(wǎng)連接。為了加快向用戶提供服務(wù)的速度，Gen2 系統(tǒng)將向后兼容第一代系統(tǒng)使用的許可 Ku 波段相控陣用戶終端技術(shù)。
盡管 FCC 對衛(wèi)星的可見性沒有規(guī)定，但是 SpaceX 也一直在研究其大批量衛(wèi)星在運行階段的亮度。SpaceX 在文件中提到了與天文學(xué)家合作探討，來降低大量的衛(wèi)星對天文觀測的影響，目前已與美國、歐洲等射電天文觀測學(xué)家進行頻譜擴展協(xié)調(diào)討論，確保不干擾無線電觀測臺的正常工作，也與光學(xué)天文學(xué)家合作了解對光學(xué)觀測的準確影響情況。
圖｜SpaceX 計劃在其未來的 Starlink 衛(wèi)星上推出一種新的遮陽結(jié)構(gòu)（來源：SpaceX）
作為解決辦法，SpaceX 目前正采用新的衛(wèi)星設(shè)計來極大降低能見度和陽光反射率，目前已在第一代衛(wèi)星上試驗了暗化涂層處理技術(shù)，經(jīng)天文觀測可將能見度降低 55%，下一步還將測試衛(wèi)星遮陽板技術(shù)，以降低衛(wèi)星最明亮部分的陽光反射，一旦驗證成功，這些遮陽板將會被整合到衛(wèi)星的標準設(shè)計當中，用于后續(xù)發(fā)射的更多衛(wèi)星。
相比較 OneWeb 還在描繪未來的雄心壯志，SpaceX 正在以最快的速度實現(xiàn)這種雄心壯志，而且考慮到了將來大批量運營衛(wèi)星的相關(guān)影響，一切正在按照計劃的節(jié)奏步步為營發(fā)展。
衛(wèi)星的軌道、頻段是一種戰(zhàn)略資源，它不僅有限而且有優(yōu)劣之分，不同頻段信號傳遞損耗不同。在國際上，衛(wèi)星頻率和軌道資源主要是 “先占先得” 的搶占方式，因此發(fā)達國家率先發(fā)射衛(wèi)星，優(yōu)先使用，優(yōu)質(zhì)軌道和頻率頗為擁擠。
圖｜OneWeb 星座計劃（來源：OneWeb）
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