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互联网卫星制造商OneWeb在走什么路

2020-02-18 16:51
亿欧网
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当地时间2月7日凌晨2时42分,OneWeb公司34颗卫星搭乘联盟号运载火箭在哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场升空。至此,OneWeb近地轨道卫星数增至40颗,下一批34颗卫星定在3月份发射。

OneWeb成立于2012年,一期星座涵盖720颗近地轨道小卫星,创建可覆盖全球的高速电信网络。OneWeb所设想的网络表现为即使在地面的基础设施被损坏时(例如自然灾害或非人为故障),用户也能与他人进行通信。

据美国联邦通信委员会(FCC)公开信息透露,截至2019年9月,已有包括OneWeb在内的12家公司获得了联邦通信委员会的许可,可以部署使用Ku/Ka频段的非地球静止卫星轨道(NGSO)大型星座,其中有8家企业同时申请了V频段的使用权。尽管OneWeb仍处于起步阶段,但从整体布局和卫星批量化生产的角度来看,OneWeb对国内企业具有相当大的启示作用。

系统建设与发展概况

OneWeb星座是由OneWeb公司建设的一个新一代宽带低轨卫星星座通信系统。该系统的最初构想由O3b公司创始人格雷格·怀勒(Greg Wyler)提出,并得到了谷歌的支持。2012年,OneWeb公司正式成立。

成立以来,OneWeb共获得五轮融资,融资总额超过34亿美元,仅2019年就获得单笔12.5亿美元的投资。OneWeb投资方包含软银、维珍集团、高通、国际通信卫星公司、可口可乐等巨头,正稳步进行全球宽带低轨卫星通信系统的规划部署。

2014年6月,WorldVu公司从破产的SkyBridge公司手中获得有关卫星频谱,由于OneWeb公司收购了WorldVu公司,从而拥有了国际电信联盟(ITU)正式授权的部分Ku频段资源。

OneWeb星座模式


OneWeb星座模式

就目前OneWeb从美联邦通信委员会取得的服务授权来看,OneWeb星座包含在18个圆形轨道平面上的720颗卫星,每个轨道面部署40颗卫星,轨道高度为1200千米,卫星重量为145公斤,轨道倾角87度。2018年3月,OneWeb公司向联邦通信委员会再次提出申请,要求把授权组网卫星数量增加到1980颗,但截至目前,联邦通信委员会仍未置可否。

OneWeb星座的每颗卫星都有一个弯管有效载荷,有16个相同的、不可调整的、高椭圆形的用户波束。这些波束的足迹保证了任何用户都在至少一个仰角大于55度的卫星的视线范围内。OneWeb的系统使用Ku波段进行用户通信,使用Ka波段进行关口站通信。

具体来讲,10.7-12.7和14.0-14.5GHz频段将分别用于用户下行链路和用户上行链路,而17.8-18.6 GHz、18.8-19.3 GHz和27.5-29.1 GHz、29.5-30.0 GHz频段将分别用于馈线下行链路和馈线上行链路。

2019年8月,OneWeb与Intellian公司合作进行了高清视频流测试,证实了首批发射的6颗卫星可提供平均32毫秒的极低延迟和高速网络服务,测试速度超过400兆比特/秒,目前卫星运转良好。不过,这些最初的测试只是开始,OneWeb将继续测试。下一步,OneWeb将正式启动在北极地区的卫星网络服务建设,计划于2021年实现全球网络覆盖。

高性价比与应用普及

在短时间内要把这么多的卫星部署到位,从制造到发射都是不小的难题。

价格是市场竞争中的重要影响因素,对于卫星领域亦是如此。所有OneWeb卫星由一网卫星(OneWeb Satellite)公司负责设计和制造,该公司是OneWeb与全球航空航天领军企业空中客车(Airbus)的合资公司,双方各持50%的股份。

一网卫星公司致力于压缩卫星研制成本,尽可能地借鉴现有的成熟的技术和简单的通信体制,以推动卫星的批量化生产。卫星采用透明转发工作方式,星上无需实现路由、交换等复杂处理功能,不设星间链路,减少载荷设备的质量、空间与功率等资源消耗,降低技术实现难度。

在这种设计理念的影响下,一网卫星公司创建了一个由大约40个供应商组成的卫星制造供应链,还部署了工业规模的自动库存管理系统。在一网卫星公司位于美国佛罗里达州的卫星制造工厂里,将能够实现一周生产15颗卫星的产能,研制成本也低于以往卫星制造成本的10%,大大提高性价比。2月7日发射的34颗卫星均由该工厂制造,证明其已正式启用。

作为商业公司,一网卫星公司不仅仅承担OneWeb的项目建设任务,通过与空中客车公司的合作,一网卫星公司正向市场提供一个标准化的平台和有效载荷借口,以兼容许多不同的有效载荷,为更多用户节省使用成本。

在卫星发射上,根据原计划,OneWeb一代星座的组网发射主要由阿里安公司承担,将使用联盟号火箭进行21次卫星发射,计划每21天发射一次,每次携带34颗或36颗卫星,这些发射将在库鲁、拜科努尔和俄罗斯东方发射场三地进行。同时,OneWeb还将利用阿里安6号火箭和英国维珍集团的Virgin Galactic空中发射平台进行发射。

在2月7日卫星发射前,OneWeb首席执行官特斯克尔接受采访时表示,在3月发射后,OneWeb的组网发射计划将暂停一个月,需对卫星上的一个部件进行重新设计,也为自己留更多时间来生产。5月和6月再发射两次后,卫星数量将达到140颗左右,之后还会安排更多的短暂停。不过,特斯克尔强调,短暂停不会影响2021年底实现全球网络覆盖的既定目标。

此外,支持具备跟踪低轨卫星且低成本的用户终端,是卫星系统设计中所需考虑的关键要素,也是商业模式成功能否成功的重要因素。上文曾提到,芯片巨头高通曾向OneWeb投资,目前,OneWeb的14nm终端芯片便选择与高通一起开发,在降低功耗的同时,保持高速数据传输和波束快速准确切换的能力,实现用户终端性能、功耗、体积、质量及可靠性的优化和提升。

OneWeb的目标用户是个人消费者和小型商业客户,目标为全球提供低成本高速度的网络覆盖,目前已与美国佐治亚州电信公司JSC Silknet签署了一份谅解备忘录。OneWeb将助力JSC Silknet为佐治亚州偏远甚至无法访问的地区提供高速网络服务,并建立数字生态系统,弥合“数字鸿沟”,并为工业和企业蓬勃发展创造更多机会。

同时,OneWeb表示,将先对发达国家地面网络未覆盖的中、小型企业开展B2B卫星通信服务,在设备生产规模、营业额、现金流、成本控制等各方面达到一定程度之后,再全面展开对全球不发达国家边远地区的卫星接入服务。先涉足ToB领域,不仅有助于加快获得美国联邦电信委员会的许可批准,在业务的开展过程中,OneWeb也容易借助合作伙伴来获得其他国家的运营或落地许可,为将来更大规模、更大深度的业务打好基础。

参考资料:

1、《美国OneWeb系统发展现状与分析》

2、《A technical comparison of three low earth orbit satellite constellation systems to provide global broadband》

3、《Telesat、One Web及SpaceX三个全球宽带低轨卫星星座系统的技术对比》

4、《“一网”系统发展情况分析与启示》

作者:赵佳雯-EO

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