低軌衛星的服務模式演進與想像
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發布日期:2022/11/08
國家通訊傳播委員會(NCC)今年3月新增10.7-12.7GHz、13.75-14.5GHz、17.7-20.2GHz及27.5-30.0GHz等四個頻段供為低軌衛星通訊使用,並將開放業者申請。雖然我國並沒有自主低軌衛星星系,但國內電信營運商已摩拳擦掌,欲與國際低軌衛星服務營運商合作、將服務引進台灣。
 
觀察現階段低軌衛星目標部署數量較具規模的營運商,以SpaceX旗下Starlink服務腳步最快,總發射目標41,926顆,截至今年6月底已發射2,706顆,已在美國、德國、英國、法國、巴西及澳大利亞等地開啟商用服務。而OneWeb總發射目標7,020顆,目前已發射428顆,預定今年底前推出服務。至於分別規劃發射7,774顆、1,816顆的Amazon(旗下Kuiper計畫)與TeleSat(旗下Lightspeed計畫),至今尚未發射低軌衛星。
 
SpaceX執行長馬斯克在俄烏戰爭中運用Starlink服務,協助烏克蘭維持網路通訊。值得留意的是,Starlink過往主攻一般消費者的固定式通訊服務,為配合烏克蘭軍隊或人民因戰事推進而頻繁移動,也特別開通在移動車輛上的運作。
 
事實上,飛機、船舶等大範圍無其他傳統網路技術支持的移動情境,原本就應是低軌衛星服務的主場,但發展較晚,原因在於跨區移動將產生不同區域頻譜干擾問題,需要監管、協調。
 
其次是低軌衛星需要將從終端設備接收的數據傳送到地面站,再透過地面站的固定網路回傳,而此移動情境下沒有所謂的「地面」來設置地面站。Starlink已積極開發衛星間雷射光通訊,期望未來數據可不經由地面站轉送,而直接以天空中的低軌衛星網路完成回傳。還在部署初期的OneWeb與TeleSat等業者,則針對可安裝於飛機、船舶等移動運具的移動式地面站(ESIM),在相位陣列天線設計(因應空中快速移動)與機械式轉向天線材質(因應海上環境不佳)等技術領域做強化。
 
低軌衛星與地球表面的距離短,適合發展具低延遲、大流量需求的寬頻上網服務,也適合對影像精細度愈加要求的遙測應用,以及偏遠地區區域的物聯網應用;至於中、高軌衛星只要少數衛星就能覆蓋大面積,適合發展衛星電視服務或定位導航應用。
 
低軌衛星除可提供網路服務,依據其所接受、傳遞的數據類型,營運商本質上亦可作為提供數據服務的角色存在。例如在數據儲存與管理上,Amazon積極發展Kuiper低軌衛星星系與服務,即在於藉由低軌衛星另闢蹊徑以切入網路業務,打造可整合網路與雲的解決方案。
 
在數據分析上,部分營運商提出「Satellite as a Service」或「Space as a Service」概念,可依照客戶時間與空間等需求提供客製化的服務。例如美國衛星遙測服務營運商Capella Space基於其全球衛星影像與物體變化監測技術,開放讓客戶指定同一地理位置,每天、每周、或每月周期性自動獲取該位置的圖像;又如芬蘭營運商ICEYE直接提供洪水影像數據平台,保險公司可快速分析水災對保戶的影響。
 
整體而言,從強化網路韌性的角度思考,無論是確保營運商的服務穩定,或是政府與社會的資訊暢通,低軌衛星作為傳統地面固定或行動網路的補充,均扮演關鍵的角色,不應因我國已有相當普及的寬頻網路建設而忽視。此外,全球低軌衛星網路基礎建設雖尚在整備階段,當市場關注我國業者如何在地面設備與衛星本體製造等領域,加入國際營運商硬體供應鏈之際,政府與產業不妨在相關服務未來想像下,預視可能的缺口以提前布局。
 
(本文刊登於2022/11/6 經濟日報A11版)
關鍵字: 低軌衛星 ; 電信