11 月 6 日,一颗名为“电子科技大学号”的卫星在山西太原发射成功,引起了社会各界的广泛关注。

 

之所以关注,是因为这颗卫星号称是全球首颗“6G 试验卫星”,搭载了被视为 6G 潜在关键技术的太赫兹通信载荷,将进行空间应用场景下的太赫兹技术验证(全球首次)。

 

卫星星体的一部分



说实话,第一眼看到这个新闻,我的表情是这样的:

 


最近这段时间,关于 6G 的新闻很多,其实也见怪不怪了。但是,把太赫兹搬到太空,美其名曰 6G 实验,实在是有点“过界”了,完全看不下去。

 

什么是太赫兹?

很简单,频率在 THz(Tera Hertz,太拉赫兹,1THz=1000Ghz)级别的电磁波,就是太赫兹电磁波。使用太赫兹电磁波进行通信的技术,就是太赫兹通信。

 

一直以来,太赫兹和空天一体化,被认为是 6G 的两大关键技术,也是重点研究方向。人们普遍认为,未来 6G 将使用太赫兹频段电磁波进行通信。(需要说明的是,目前 ITU 国际电联并没有开会讨论 6G 频段到底是哪些,更没有正式发布过 6G 频段的定义,所以太赫兹到底是不是 6G 频段,现在也没有明确。)

 

乍一看,这个 6G 试验卫星好像没有什么毛病,实验嘛,怎么不行?

 

但大家稍微懂点通信技术的话,就会发现里面充满了问(bu)题(kao)点(pu)。

 

电磁波的基本特性,就是频率越高,波长越短,波的绕射能力越差。在同等前提条件(发射功率相同)下,频率越高的电磁波,穿透损耗越大。综合来说,频率越高的电磁波信号,它的传输距离越短。(详情看这里:频率(波长)与穿透、绕射能力的关系)

 

我们现在 5G 工作的频段分为 Sub-6 频段和毫米波频段,频段范围如下:

 

 

FR1 原来是 450MHz-6GHz,后来 3GPP 组织改为上图所示,但 Sub-6 的称呼习惯被保留下来

 

我之前和大家科普过很多次,毫米波频段频率明显高于 Sub-6 频段,覆盖能力弱,国内目前仍处于测试阶段。只有美国,因为 Sub-6 频段资源不足,所以先行采用了毫米波频段。

 

太赫兹频段比毫米波频段的频率更高(1000GHz>52.6GHz),它的覆盖效果,可想而知。

 

2012 年,中国工程物理研究院在 340GHz 频段做过实验,3Gbps 的实时通信速率,传输距离是多少呢?50 米。

 

虽然说现在技术飞速进步,但你告诉我太赫兹能传几百公里,实在是超越了我的认知。

 

 

使用太赫兹通信,并不仅仅是使用更高频率的问题,它牵扯到射频器件能力、材料工艺、功耗控制等一系列问题。就算是毫米波,目前都不敢说非常成熟,很多机构还在进行材料学和功率器件的研究。现在说太赫兹核心器件已经完成了攻关,我实在是不太敢相信。

 

卫星测试不比地面测试,卫星就那么 P 点大的地方,重量、体积和功率都有限制,哪有地面测试来得方便?地面测试目前也没听到有突破性的进展,或者有实际意义的应用落地啊,咋没学会走就开始学会跑了呢?

 

目前,国内外关于太赫兹的研究比较热门,但能拿出来展示的,主要还是安检等领域,并没有看到通信领域的实际应用。

 

 

太赫兹人体安检仪


说实话,我个人对这次 6G 实验卫星的目的和意义,持很大的怀疑态度。据我了解,工信部好像也没有授权相关单位使用太赫兹频段进行实验。
希望电子科技大学官方能够尽快出来澄清一下这个实验的具体细节,避免误导民众。如果是无良媒体炒作,电子科大也应该站出来说明一下情况。

 

除了以上内容之外,趁这个机会,我想就卫星通信的相关问题,发表一些我的个人看法。

 

一直以来,社会舆论上都非常关心卫星通信。

 

尤其是“当代钢铁侠”埃隆·马斯克搞了一个“星链”卫星互联网计划,拼命往太空打卫星,搞得大家都以为卫星互联网时代即将到来,我们现在的移动通信技术都要废掉了,5G 也要废掉了,之类的。

 

 

这样的观点,是彻头彻尾的无知。

 

我问这些人几个简单的问题:

星链卫星轨道高度按报道所称是 550km,你觉得它给你的网速能超过离你 550m 的基站?
几万颗卫星覆盖地球,分到中国头顶上,是几颗?中国现在基站总数是接近 900 万,就这个基站密度,我们还天天喊网速差。凭什么认为数量不及百分之一的卫星能办到?

 

基站背后有光纤传输资源,回传带宽有保证。卫星的回传怎么办?一颗卫星服务那么多用户,汇集起来的流量肯定很大。带宽问题如何解决?能比光纤更快吗?来回 1000 公里,时延能控制到多低?

 

另外,我们知道,人类正常的数据业务需求,70%以上都发生在室内。卫星信号的工作频段,能覆盖得了室内吗?咱们使用的手机卫星定位,室内信号强度如何?心里没点数吗?毫米波在地面距离几米都穿不过墙,更何况经过几百公里的传输之后?还太赫兹?

 

卫星取代基站,那下雨下雪等极端天气怎么办?你打算回归原始生活?

 

就算马斯克提供了卫星互联网服务,你觉得这个价格大概会是多少?人家又不是做慈善的,最多在非洲国家意思意思搞点公益,做做宣传。到了中国和美国,你觉得他会免费提供网络服务吗?免费提供,他员工吃什么呢?不免费的话,你觉得卫星互联网的产业链成熟度,还有成本控制能力,能够比得过经过几十年发展的地面移动通信产业吗?

 

所以我说,稍微有点常识的人,都不会认为卫星通信会取代地面移动通信。

 

不可否认,卫星通信是很重要的,也值得研究。但是卫星通信的定位,在未来很长的一段时间,都是地面移动通信系统的辅助。

 

占地球表面积 71%的海洋,没有办法建设基站,所以需要卫星通信。还有天空中的飞机,也需要卫星通信。遇到灾害,地面系统失灵,同样需要卫星通信。

 


未来,不排除卫星通信会发挥更大的作用。但是,现在刻意拔高卫星通信的地位,肯定是有不可告人的目的。

 

马斯克的目的,一方面是占用空间轨道资源,以及频率资源,另一方面,服务于资本市场,推高股价。再有就是搞搞公益,名利双收。

 

对于乱打卫星,污染太空空间行为的后果,他是完全不管的。这种行为,我们应该予以警惕。