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卫星网络

“灾难类”题材游戏和电影,可能都怕卫星通信

推荐大家看看《坠落》,就明白卫星通信重要性了。

lzh

发布于 10月2日

不管是在游戏圈还是影视圈,最近似乎都流行起了“灾难类”题材。比如趁着《龙之家族》火爆上映之时,HBO发布了顽皮狗知名游戏《最后的生还者》电视剧版预告,并宣布会在2023年上映。

在游戏过程中想要生存下去,就需要懂得如何“通信交流”,近距离靠各种手势低声细语就能瞒过隐藏在暗处的怪物,但如果外出寻找食物,遇到偷袭者,想要联系营地,利用普通通讯设备几乎是不可能事情。

 图源:网络
图源:网络

这种绑架营救任务也是推动剧情发展的关键因素,如果你一通知营地解救,可能游戏就编不下去了。

末世灾难类电影最吸引人的地方就在于,如何在现代工具资源短缺情况下,生存下去。这里说的现代工具,指的就是带有通信功能的设备。

试想下,当面临被敌方绑架且怪物丛生环境下,你利用远程卫星通信技术让军事基地发动核武器,一炮轰了自己,直接Game Over,这还怎么发展剧情?怪物肯定都不干。

不过话说回来,这个场景几乎不可能发生在现实世界中,但另一类“灾害类”题材电影就不一样了。

之前大火的电影《坠落》在观影过程中,就能让你看了背后发凉。故事讲述的是两位女主为了“治愈心灵”攀爬600米高塔放风,在女主A下来时,不小心把唯一连接高台顶部的梯子弄折,结果导致不得不困在高塔顶端求救的故事。

 图源:《坠落》电影截图
图源:《坠落》电影截图
 图源:《坠落》电影截图
图源:《坠落》电影截图

她们随身携带的只有手机、用于拍摄风景的无人机以及15米左右的安全绳,就在这样艰苦的环境下,先后遇到了使用普通信号弹求助无用、无人机求助失败加没电、秃鹰袭击、因过于疲劳出现幻听幻觉等随时会威胁到生命的情况。

当然影片还是以较为“圆满”作为影片结尾,女主A通过不断心理暗示以及自我鼓励这种比较老套但又行之有效的方式,通过绳索以及一些技巧生存了下来,但她闺蜜就没有这么幸运了。

但凡手中的电子设备能够发挥作用,是否就不会出现这种一人死亡一人精神崩溃的结局?

卫星通信,真的能救命

虽说电影都有一定演绎成分在里边,但这种接近于“纪录片”的方式,确实能够带来一定真实感。如果脱离开影视,这种场景同样具有一定典型性的。

美国、荒郊野岭、地广人稀、还是距离地面600米的高空,都在极力地暗示:这是一个不可能有信号的地方,一方面为电影剧情后续发展做了铺垫,另一方面,其实也在暗示,美国这种郊区信号非常差。

没有信号,就无法通信,这是一个常识。

在观影结束后,豆瓣上的一个讨论让我觉得太有意思了,在评论区中的一位老哥直接说“华为mate50早来几个月没这电影啥事了”。当然调侃归调侃,但背后的原因却让人流泪。

原因就在于,华为和苹果已经率先支持了足以“挽救”这种电影局面的功能:卫星通信。

首先需要解答一个大家都关注的问题,为什么在这种极端情况下,使用带有卫星通信的手机能把求助信息发送出去,而普通手机信号就不行?

RF Wireless World 图源:网络
RF Wireless World 图源:网络

目前主流的手机通信方式大体可以分为两种,一种是蜂窝通信,也叫地面通信,而另一种就是卫星通信。

归根到底,还是因为两者的“发收”机制不同。蜂窝通信在和外界建立联系发送信息时,会先由地面无线接收基站接收信息,之后通过有线方式,如光纤进行远距离传输,之后进入到网管中心再分发到目的地的基站,最后才传输到对方手机上。

这种最为主流的通信方式其实可以看作是无线-有线-无线方式。最为关键的是,对整个通信传输链路影响最大就是基站覆盖度、数量和传输。而在条件恶劣的环境,比如沙漠、戈壁或者像美国这种本身基站数量就不算多的环境,会严重影响到部署的基站以及覆盖度,进而造成信号的“无人区”。

而卫星通信则大幅简化传输过程,只需要手机把需要发送的信息传输到地面基站中,之后会通过无线传输方式传到近地卫星,近地卫星此时是作为一个中继,之后再传输到地面基站,地面另一端的手机再接收,是一个无线-无线-无线传输方式。这样的优势在于完全不用担心地域的环境问题。

就拿我之前使用过的华为Mate 50的卫星通信功能来说,这项功能在初期是需要内测申请,当申请通过后,就可以通过畅连APP发送“卫星消息”。

 图源:lzh
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进入到“北斗卫星消息”界面后,选择求助内容、确认好联系人后,点击发送按键后需要用户移动到空旷位置按照屏幕提醒移动,搜索到卫星后,等待十几秒就能发送出去紧急信息。

而接收方,华为手机是可以通过畅连APP直接显示位置坐标,而没有安装畅连APP的手机也可以收到带有求助信息和位置坐标的短信,目前来看只能收发文字信息,毕竟在荒郊野岭,能够尽快寻求救援才是关键。

传统卫星电话,华为和苹果的卫星通信有啥不一样?

卫星通信并不算是一个新技术,其最早可以追溯到上个世纪70年代。同步地球轨道卫星技术,它的特点“字如其名”,卫星相对于地球保持相对静止状态,只有三颗卫星分布在全球两级外地区,因为特殊性只用于军用通信;而到20世纪初,中低轨道通信卫星就成为了主角,依托于中低轨道卫星覆盖高的特性,通信时延大幅缩短,也更适合手持设备;而从2013年至今,运行在极低轨道,并拥有庞大数量的天基互联网巨型星座依靠更广覆盖面以及技术上的迭代更新,迅速破圈,StraLink计划就是其代表。

手机直连卫星的技术其实早已有了“飞跃发展”,通过全球移动通信标准组织3GPP所制定的移动通信标准协议,利用FPGA来让软件定义卫星已经足够可以满足给手机提供各种上网服务,只是不是那么成熟罢了。

当然这些卫星技术其实距离大众老百姓还是过远,如果现在在淘宝上搜索“卫星电话”,可能会发现,这种形态的电话,似乎和“卫星通信”挨不上关系,这不就是大哥大插一根天线吗?而有部分看起来还比较“现代化”的卫星手机,也需要有一根巨大的天线。

注意观察天线大小 图源:网络
注意观察天线大小 图源:网络

而真正问题其实还是在手机端。Sat5G卫星通信标准发起人、世域网通创始人郭正标就表示“想要信号好,要么把卫星天线做得更大,要么把手机天线做得更大。”

这也就不难解释为什么传统卫星电话体积和天线都如此庞大,其实就是为信号考虑,而在语音方面的信号需求要远比短报文要求高。

 图源:品玩lzh摄
图源:品玩lzh摄

还得再拿华为这个“卫星通信”功能来说事儿,华为Mate 50系中的“卫星通信”采用的是我国自主研发的,首颗手机北斗短报文通信射频基带一体化芯片,而天线部分也经过了优化。毕竟目前追求轻薄机身的消费者,显然是无法接受突出一块的天线的。

而如果把卫星和手机天线都做大,卫星通信(传输速度)能够达到几兆速率,相当于以前的3G网络。

当然这还和卫星有关系,比如目前市面上那种为“大哥大”造型的卫星电话提供服务的是天通卫星,它提供语音、数据等卫星业务,而Mate 50系列的卫星通信是依托于北斗导航星座的短报文功能,使用地球同步轨道上的高轨卫星,只提供定位、短报文业务。

另一端的苹果iPhone 14系列也支持卫星通信,不管是针对的环境,还是发送界面等,可以说是和华为“如出一辙”,但实际上在天空中就是另外一码事儿了。

 图源:苹果发布会
图源:苹果发布会

因为iPhone 14中的卫星通信来源于高通定制基带,而高通和美国卫星通信公司Globalstar有战略合作,后者成立的全球星卫星通信系统就是中低轨道通信卫星星座群,属于近地卫星系统。

“醉翁之意不在酒”

随着越来越多的资本涌入到卫星通信领域,并逐步进入到主流通信市场,势必会带来一波“更快更强”的发展。

通信专家马继华就表示,“手机直连卫星是未来趋势,而且会是低、高轨道都可以连接,这是技术发展的必然,但还需要一个不断升级换代进化的过程。”

但目前依旧面临上游基础设备支持、卫星数量支持;下游生态链条供给不足,以及政策监管方面需要考虑。

在今年2月份,吉利旗下的星纪时代已经宣布将会最快在明年,推出全球首款直连低轨卫星的消费级手机,“抢”先在华为和苹果之前。

而在国际市场上,像Verizon、AT&T、诺基亚这样的移动通信企业,也与亚马逊、OneWeb、AST SpaceMobile都分别达成了合作。

谷歌和苹果自然不会坐以待毙,谷歌就宣布下一代安卓系统也将支持手机卫星通信功能。而苹果也将通过和Globalstar公司合作提供卫星通信服务,肯定不会仅仅局限在“发短信”,而是会拓展到互联网接入。

 图源:源于网络
图源:源于网络

这就是否意味着,明面上各家都在想方设法让手机支持卫星通信功能,实际上都在暗自为能够“掌舵”下代通信网络做着准备?

《6G总体愿景与潜在关键技术白皮书》指出,6G将实现空天地一体化的全球无缝覆盖,而星地一体融合组网技术也将成为6G网络最重要的潜在技术之一。此外也有不少通信领域的专家都表示,未来6G网络实际上就是5G网络+卫星通信的杂合体,这种网络同时具备高通量和高覆盖的优势。

但对于大众消费市场而言,要从“紧急求助”变为像现在手机上网一样的“常用功能”,依旧还有很长路要走。

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