低軌道衛星技術(LEO)是目前通訊領域中非常熱門的話題。近年來,隨著技術的不斷進步和應用場景的擴大,使得LEO衛星的發展也隨之加速。
LEO全球發展現況
根據市場研究機構的資料,2020年全球衛星通訊終端市場規模達到了536億美元,預計到2027年將達到1090億美元,年複合成長率(CAGR)為11.09%。其中,LEO衛星通訊市場的比重較大,並且成長速度非常快。這表示LEO衛星技術的市場前景非常廣闊。
隨著科技的不斷進步,LEO衛星技術也正持續更新。新一代的LEO衛星具有更小的尺寸、更輕的重量和更強的性能。同時,衛星製造和發射成本也在不斷降低,使得更多的企業和機構能夠進入這個領域。LEO衛星技術的應用場景非常廣泛,包括通信、導航、遙感、科學實驗等多個領域,未來LEO衛星技術的應用勢必將更深入一般人的生活。
目前許多國家的政府都在策略上加強對LEO衛星技術的支持和投入。例如,美國目前有星鏈計畫,目的在建立由數千顆LEO衛星組成的低軌衛星互聯網。中國也有相關的低軌衛星政策,鼓勵企業和機構加強LEO衛星技術的研究和應用。
LEO發展挑戰
![圖一 : LEO衛星的應用場景非常廣泛,包括通信、導航、遙感、科學實驗等多個領域,未來LEO的應用勢必將更深入一般人生活。](/art/2023/09/231453220090/p1S.JPG)
圖一 : LEO衛星的應用場景非常廣泛,包括通信、導航、遙感、科學實驗等多個領域,未來LEO的應用勢必將更深入一般人生活。 |
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LEO衛星目前面臨的主要發展瓶頸與挑戰主要有以下幾個問題點。首先是發射成本,儘管LEO衛星的發射技術越來越成熟,但發射成本仍然較高,成為限制其發展的一個重要因素。如何降低發射成本,提高發射效率,是LEO衛星發展面臨的一個重要挑戰。其次是軌道申請,在LEO軌道上申請到合適的頻率和軌道位置是一個非常複雜和昂貴的過程,這也限制了LEO衛星的部署和應用。因此必須想辦法簡化軌道申請流程,降低軌道申請成本。
需要注意的還有衛星壽命。由於LEO衛星運行在較低的軌道,因此其受到的太空輻射環境較為惡劣,這會縮短衛星的壽命。提高衛星的壽命才能保證其能夠正常運行更長時間。
為了提供全球性的覆蓋服務,需要部署大量的LEO衛星組成所謂的星座。然而,星座部署需要大量的資金和技術支援,這也是LEO衛星發展所面臨的一個瓶頸。另外LEO衛星與地面設備的相容性也是一個需要解決的問題。由於LEO衛星距離地面較遠,信號傳輸會受到一定的影響,因此必須提高信號傳輸的穩定性和效率。
LEO參與廠商
目前,有許多企業正在積極發展和參與LEO衛星的相關業務。其中之一的SpaceX是全球最大的私人航太公司之一,該企業積極發展可重複使用的火箭和衛星,來降低太空旅行的成本,並為全球提供高速、可靠的互聯網服務。SpaceX的星鏈計畫(Starlink)目標是部署數千顆LEO衛星組成互聯網網路。
OneWeb提供全球性的衛星通信服務,並致力於為全球提供無縫、高速、低延遲的互聯網連接。OneWeb擁有數百顆LEO衛星,並在持續增加衛星數量,以覆蓋全球範圍。另外亞馬遜(Amazon)目前也積極部署LEO衛星,為全球使用者提供更好的網路體驗。而航空航太公司Boeing的Space and Intelligence Systems部門也提供了衛星製造、發射和運營的服務。現階段Boeing已經發射了多顆LEO衛星,並且正在開發新的衛星以滿足市場需求。
其他還包括Lockheed Martin,其Aeronautics和Space Vehicle Systems部門提供了衛星製造和發射服務。而ILS International也持續開發新的衛星技術。此外,還有許多公司也在積極參與LEO衛星的開發和部署,例如 印度的Antrix、法國的Arianespace、中國的長城工業集團、德國的EUROCKOT、日本的Mitsubishi重工、美國的Orbital ATK、俄羅斯的Space International Services等。這些企業在衛星製造、火箭發射、地面設備製造、服務提供等方面有著豐富的經驗和能力,為LEO衛星的發展和應用提供了重要的支援。
![圖二 : LEO衛星和地面設備的相容性也在不斷提高](/art/2023/09/231453220090/p2S.JPG)
圖二 : LEO衛星和地面設備的相容性也在不斷提高 |
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LEO對於6G的重要性
LEO衛星對於未來發展6G通訊具有重要的意義。首先,LEO衛星可以提供更快的傳送速率和更低的延遲。由於LEO衛星的軌道高度相對較低,因此傳輸延時短,路徑損耗小,多個衛星組成的網絡可以實現真正的全球範圍覆蓋。這些優勢可以讓6G通訊實現更快速的資料傳輸和更低的延遲,滿足人們對高速、低延遲通信的需求。
由於LEO衛星的軌道高度較低,因此其信號可以覆蓋更廣闊的地區,包括山區、沙漠、海洋等難以到達的地區。這使得6G通訊能夠為更多的人們提供平等的通信服務,促進全球通信的普及和發展。
此外,LEO衛星還可以與地面設備實現更好的相容性。隨著技術的不斷發展,LEO衛星和地面設備的相容性也在不斷提高,未來的6G通訊能夠更順暢地融入現有的通信網路中,提高通信網路的可靠性和穩定性。
結語
在未來,低軌道衛星技術將持續創新,包括更高效的調製解調技術、自我調整波束成形技術等的應用,都可以提高LEO衛星系統的資料傳輸速率和通信品質。同時,隨著人工智慧、物聯網等技術的不斷發展,低軌道衛星系統將進一步擴展其應用範圍,提升其服務能力。LEO衛星也將在6G通訊發展中具有重要的地位。它們可以提供更快速、更廣泛、更相容的通信服務,促進全球通信的普及和發展。
隨著各國政府和企業的不斷投入,LEO衛星產業將得到更加快速的發展,成為一個全球性的新興產業。就目前觀察,低軌道衛星系統已經可以廣泛應用於通信、氣象預報、導航定位等領域。未來,低軌道衛星系統可以用於提供全球範圍內的行動通信服務,促進數位化和資訊化,並持續在技術創新和商業應用方面持續發展。隨著技術的提高和應用領域的拓展,低軌道衛星將成為實現全球通信和資訊傳輸的關鍵組成部分。