北京邮电大学计算机学院副院长、天算星座首席科学家王尚广教授
出品 | 搜狐科技
作者 | 梁昌均
编辑 | 杨锦
上线半个月后，苹果手机的卫星通信功能“救人一命”。美国当地时间12月1日凌晨，一名搁浅的雪地摩托司机使用iPhone 14的SOS卫星紧急求救功能成功获救。
这是全球首例受困者通过智能手机的卫星通讯功能求救并获救的案例。早前，华为也发布了全球首款北斗卫星消息的智能手机Mate50，支持无地面网络情况下发送短报文信息。
卫星通信的概念最早可追溯到1945年，英国科幻作家Arthur Charles Clarke提出利用通信卫星实现全球通信的科学设想。但直到12年后全球首颗人造卫星才升空，1962年，美国电话电报公司借助卫星实现洲际电话、电视等服务。
目前，人类已发射上千颗卫星，应用于通信导航、地球观测、救灾应急和军事服务等领域，日常出行使用的导航就有北斗卫星的功劳。但对于卫星网络人们似乎感觉还非常遥远，它并未像4G或5G一样和我们的生活密不可分。
近日，北京邮电大学计算机学院副院长、天算星座首席科学家王尚广教授在接受搜狐科技专访时认为，未来卫星和大众的结合会越来越普遍和广泛。“手机直连卫星大概会在2025年前实现，五年之内将会非常便利，那时就能实现打电话、音视频通话等功能。”
这里所说的直连卫星，是指把功率特别大的基站放在卫星上，从而在地面上覆盖一定范围的信号，实现手机直接连网，不改变手机终端。华为和苹果是通过在手机上置入定位芯片，通过特定为卫星频段实现紧急救助的短信功能。目前，华为和苹果带有卫星通信功能的手机都不支持打电话或音视频通话，仅能发送经纬度等简短信息。
王尚广表示，手机直连卫星的前期费用会非常贵，但随着技术的成熟，产业链的丰富，商业模式的成熟，总体费用将会下降，虽然仍可能高于地面通信，但会在合理范围内，预计比现在的流量费用最多高出50%。
随着通信网络技术的迭代和发展，卫星和5G甚至6G的关系也越发紧密。王尚广认为，核心网上部署卫星将是未来趋势。目前5G已对手机和卫星直连提供了相应的接口，6G将空天地海一体化覆盖，一定会把卫星纳入技术和标准化体系，形成更加完整的生态。
“当卫星真正触手可及的时候，也会出现各种基于卫星的创新应用，就像3G和4G时代出现的应用一样。”在王尚广看来，卫星未来就是带翅膀的PC，会越来越通用化，越来越便利。
目前，全球尚有80%以上的陆地和95%以上的海洋没有地面网络覆盖。联合国教科文组织的统计显示，全球还有50%的家庭存在访问互联网的困难。不受地域限制的卫星则可以实现网络的全面覆盖和无缝接入，这将催生巨大的需求。
王尚广表示，很多国家都在加快布局卫星网络，就是看到了这种需求所带来的巨大经济社会效益。同时，随着地球人口越来越多，地球的供给将无法满足人类增长的需求，可以借助卫星把地球的空间拓展到太空。
“卫星就是人类未来开启星际大航海的灯塔，就像世界上第一座灯塔——亚历山大灯塔一样，指引着人类去探索太空。”王尚广预计，人类的星际探索大概会在十年左右取得重大突破，也许发现新物质，也许发现新资源或能源，也许发现新文明。
近些年，我国也在加快卫星网络等相关建设，尚存在很多挑战。按王尚广的话说是“天上不成网，地上不成面，只能望天兴叹”，但我国在卫星计算和卫星操作系统方面存在机会。
此外，成本也是一大困扰。据他透露，卫星的高成本主要在发射环节，我国一颗卫星的研制和发射成本约为一千万元，约为Starlink的两倍。
出于危机感和兴趣，王尚广发起成立了在轨试验开放开源平台——天算星座，目前已发射4颗低轨卫星，并开展多项前沿技术的探索和创新，如全球首次把5G核心网放在卫星上，和华为合作研制全球首个云原生卫星平台。王尚广表示，这将推动企业夯实技术体系，制定行业标准，推动产业发展，提升国家在卫星领域的博弈话语权。
以下是对话实录（经编辑）：
搜狐科技：华为和苹果已经发布了支持卫星通信功能的手机，为什么还无法支持音视频通话等功能？
王尚广：华为和苹果主要是支持导航定位功能，把定位芯片装在手机里，这样在室外就能接入导航卫星，但它的带宽很窄，只能传输经纬度等基本信息。不能视频通话主要是支持导航的是中高轨卫星，达不到地面的发射功率，无法支持日常的民用通信需求。手机直连卫星大概会在2025年前实现，五年之内将非常便利化，那时候就能够实现打电话、音视频通话等功能。
搜狐科技：手机直连卫星的网络费用是不是要比5G贵很多？
王尚广：前期肯定会很高，后期可以通过补贴等商业手段降下来，同时基站放在天上可以移动式覆盖。随着技术成熟，产业链丰富，总体费用会下降，可能仍高出地面通信，估计会比现在的流量费用最多高出50%。
搜狐科技：对卫星的探索已经过去了六十多年，为什么大众感觉离它还比较遥远？
王尚广：大众感觉离卫星比较远，可能看到的不是直接的数据，很多是通过卫星处理后反馈的数据。卫星本身也比较封闭，很多都是体制内，大众难以接触，高校培养的人才少，从事的企业少，同时成本太高，存在比较高的技术门槛和认知门槛。
未来卫星会越来越多，和大众的结合会越来越广泛，华为和苹果手机接入卫星就是例子。随着基站上卫星，手机和卫星直连，当卫星真正触手可及的时候，各种各样基于卫星的创新应用会非常多，就像3G和4G时候出现的应用。随着未来创新的卫星应用越来越多，卫星就是带翅膀的PC，会越来越通用化和便利化。
搜狐科技：提到成本，卫星涉及到研制、发射、运营等多个环节，哪个环节最贵？
王尚广：卫星成本高不在于本身，而在于发射。市场报价20万元/公斤，科研卫星50多公斤，仅发射就要1000万元，天线载荷更大的通信卫星或高轨卫星会达到上百公斤甚至几吨，这些卫星本身成本就高，加上发射更贵。Starlink自己造卫星和火箭，火箭可以复用，且是批量式发射，中间省了很多成本。它一颗卫星的研制加发射成本大概四五百万元，我们国家大概是一千万元。全球卫星成本都在下降，在规模化生产之后，成本下降会很快。
搜狐科技：如何推进5G和卫星网络的融合发展？
王尚广：5G和卫星网络的结合是相辅相成，没有网络支持的时候就用卫星，还是看具体需求。比如车辆导航，基站在有些地方是盲区，卫星能起到很好的补充作用，尤其对自动驾驶来说，可靠性要求很高，5G+卫星能更好支持。所以不要刻意区分，未来会形成生态。
搜狐科技：很多人说6G就是5G+卫星通信，您怎么看？形成的生态谁应该主导？
王尚广：核心网上部署卫星会是趋势，5G已在考虑卫星，5G核心网UPF已支持放在卫星上。6G本身包含卫星，不是5G和卫星简单相加的关系。但6G本身还有很多技术问题需要突破，如期待时延要达到0.05毫秒，峰值速率要达到每秒1T，还要支持每平方公里一百亿个链接，以及能否支持可见光，这些都还要解决。
6G未来是空天地海一体化覆盖，一定会把卫星纳入到标准化体系和技术体系当中，和卫星的结合会更加紧密。未来谁来主导，要看标准，看频段怎么授权。我觉得在应用层面谁离用户近，谁的用户量多，可能谁来主导。
搜狐科技：为什么越来越多的国家开始重视卫星和卫星网络建设？
王尚广北邮：卫星最早是用于军事竞争博弈，现在越来越多的国家重视是看到国防领域之外的其他领域的价值，如应急救灾、遥感监测、电磁监测、跨洲际通信、矿产勘探、远洋出海等。
但一个最主要的原因，我认为卫星就是人类未来开启星际大航海的灯塔，就像世界上第一个灯塔，亚历山大灯塔一样，指引着人类去探索太空。星际探索的意义就像600年前的欧洲大航海一样，通过星际探索去发现新的星际文明，这也是人类的一种危机感。
搜狐科技：您认为卫星是星际航海的一座灯塔，对星际探索有什么判断？
王尚广：我觉得大概会在十年左右，人类的星际探索会取得重大突破，也许发现新物质，也许发现新的资源或能源，也许发现新文明，人类已经处于这种爆发点。我希望能够找到助推人类社会未来进一步蓬勃发展的能源或资源，因为地球的供给远远满足不了人类社会需求的增长。
搜狐科技：在卫星网络、卫星计算等方面，国内外发展水平如何？
王尚广：美国已形成了较好的体系化的卫星通信网络。在大规模卫星接入网和空间承载网方面，我国大多还处于验证阶段，需要国家加大投入建设。在卫星核心网方面，我国首次把5G核心网部署在卫星上，比美国NASA领先将近一年，尽管是一个较好的尝试，但核心网依赖于接入网和承载网，需部署后才能发挥价值。
目前卫星计算我国有很好的技术储备，尤其在遥感类卫星方面。在“天上不成网，地上不成面”的卫星网络现状下，卫星计算是我们弯道超车在技术上的一个突破点。但星上计算面临很多挑战，如协议不同，互联互通较差，星上算力受限等，单星也存在空间、算力、能源、散热等难题。
搜狐科技：国外商业卫星公司发展较快，近些年国内也陆续有些公司获得融资，有的估值超过百亿，怎么看国内商业的现状？
王尚广：我国在卫星这块的发展比较谨慎，传统航天对失败的容忍度相对较低，创新多为求稳。个人建议体制机制可以进一步松弛，要有一定松绑，国家也应该有危机感，加大支持政策，加大投入，培养更多的人才，鼓励资本进入。目前看，我对我们国家在这方面的发展前景还是很有信心的。
【如果您对卫星网络、卫星计算感兴趣，可以关注2022中国计算机大会（CNCC2022）。12月8-10日，CNCC 2022将在线上举办，届时卫星计算专题将有多位专家作演讲报告。搜狐科技作为大会战略合作媒体，后续也将继续带来更多精彩报道。】返回搜狐，查看更多
责任编辑：