华为发布Mate 60 Pro手机之后，卫星通信忽然成为全民大热门。不少买到的人纷纷到开阔地带测试天通一号的卫星通信能力。因为天通一号运行在距离地球表面35800千米的同步轨道，所以手机的卫星电话体验比地面移动通信要差，不但需要一定时间来对星，而且时间延迟比较明显。尽管如此，用户们仍然是乐此不疲，因为这是通信史上第一种普及型的卫星通信终端。
其实，卫星电话已经发展了几十年，出现了相当多双模手机，也就是同时具备卫星通话和地面移动网通话能力的手机。但是这些型号都没有脱离开服务专业市场模式。回顾这个产业的发展历程，人们就会感觉到Mate 60 Pro的划时代意义。
卫星电话也要有号码
要使用卫星电话，必须能看到开阔的天空，让手机和卫星之间能彼此“直视”。几乎没有人指望卫星电话在室内可以使用。但根据实践，如果屋顶很薄，电磁波还是可以通过的。在窗户附近或建筑物的顶层，卫星电话还是有希望打通的。另外，人们还可以考虑设置中继器，卫星天线装在室外或者车外，然后连接到普通的个人电子终端上。
根据国际电联《无线电规则》，移动卫星服务（MSS）分为陆地移动卫星业务、海上移动卫星业务、航空移动卫星服务。卫星电话不但要能连接到卫星上，还要能够连接到全球范围的电信网络。也就是说，要能够打到任何一个电话号码上。所以，卫星电话本身也要有号码。各国电信管理部门分别给自己国家销售的卫星电话分配了专用的号段，包括全球星和铱星。这样，人们就可以用普通的固定电话和移动电话拨打卫星电话。然而，地面电话对卫星电话呼叫的话费往往高于卫星电话对地面电话或者卫星电话对卫星电话的话费。所以，除非很必要，我们还是不要给对方的卫星号码拨号。
中国曾经向美国订购 APMT 移动通信卫星，但被美国政府阻止
如果使用低轨道卫星电话，那么用户或许感受不到时延，这也是铱星得到好评的主要原因之一。不过使用地球同步轨道卫星电话，包括天通一号，人们就要考虑往返70000多千米带来的时延，虽然0.4秒这个数字看起来不大，但是在实际通话的时候，还是需要适应一下的。因为人类语言的音节速度其实相当快。汉语每秒钟平均可以发出5.18个音节，英语可以达到6.19个，日语甚至可以达到7.84个。有些词汇往往只有一两个音节，所以0.4秒的延迟感受还是很明显的。大家用同步轨道卫星手机的时候，需要略微有点耐心。
在低轨道上，卫星可以直接帮助手机收发短信
MSS也可以提供单向通信服务。比如提醒某些用户，当前处在覆盖不佳区域，要求他们前往信号比较好的区域打电话。另外，全球星提供单向数据上行链路服务，通常用于资产跟踪。铱星也曾经运营单向寻呼机服务，但如今早已被淘汰了。
地面铁塔的信号不会被卫星干扰
卫星电话与卫星手机的区别
和地面移动电话类似，大多数卫星电话都支持语音呼叫、短信和低带宽互联网访问。卫星电话的优点人尽皆知，它可以在没有固定电话和蜂窝网络等地面通信基础设施的地区使用，所以休闲远足、狩猎、钓鱼和划船旅行的人们会比较青睐卫星电话。一些商业用户，比如矿山和海上运输，也倾向于使用卫星电话。到目前为止，卫星电话很少受到地球上的自然灾害或战争等人类活动的干扰，是紧急情况下的可靠通信工具。
从大的概念范围来说，卫星电话是卫星移动通信终端的一种。卫星电话的使用场景，简单来说只有两种，一种是坐在舱里，一种是徒步在野外行走。这里的舱可能是机舱、船舱，也可能是车舱。舱内用的电话因为对重量的要求比较宽松，对供电能力的要求也比较宽松，所以经常可以采用传统听筒的方式，有一个体积不算太小的机身。在使用的时候，电话听筒就扣在这个机身上，打电话时拿起来，不打的时候挂回去。在很长一段时间里，海事卫星的电话就是以这种形式存在的。如今除了在船舶和飞机上，这种卫星电话的使用已经越来越少了。例如，几乎每一架民航客机上都有海事卫星电话，可以提供给用户紧急使用。它们采用的都是传统的听筒。
如今人们讨论的卫星电话，更大程度上是卫星手机。其实绝大多数的卫星手机看起来都有点像对讲机。它们的体积相对比较大，机身比较厚，有一根又粗又长的卫星天线，这样才能够和地球同步轨道上的卫星相互通信。甚至于和低轨道卫星通信的铱星手机体积也不小，天线同样是又粗又长的，这主要是为了改善信号质量，实现连续而清晰的通话语音。随着触屏手机的发展，卫星手机也在向这个方向靠拢，天通一号的手机就有一个全触屏的型号，当然也没有能够摆脱掉那根又黑又粗的天线。Mate 60 Pro是第一个不需要大型天线的卫星手机型号。
铱星手机
打卫星电话要多少钱？
卫星电话的一个突出特点就是贵，比如铱星9505A手机于2001年发布，售价上千美元。海事卫星的BGAN终端通常价值数千美元。它们的通话费用也相当高，从固定电话和普通移动电话拨打语音电话的费用，从每分钟3美元到14美元不等。不同卫星电话网络之间的通话通常非常昂贵，通话费高达每分钟15美元。从卫星电话到固定电话的话费通常约为每分钟0.80~1.50美元。大多数卫星电话网络都有预付费计划，代金券从100美元到5000美元不等。
海事卫星的BGAN终端
相比之下，Mate 60 Pro那6999元的售价，和天通一号1元多/分钟的通话费用，是相当划算的。
卫星电话通常采用特殊的国家/地区呼叫代码。国际海事卫星组织的卫星电话代码为+870。但在2008年底，代码+871至+874被淘汰。低轨道系统则在国际电信联盟的全球移动卫星系统虚拟国家代码+881中分配编号范围。比如铱星卫星电话的代码为+8816和+8817。全球星虽然分配了+8818和+8819，但使用美国电话号码。小型区域卫星电话网络以+882代码分配号码，该代码指定用于“国际网络”。
法律限制
卫星电话的优点，是不受地面条件阻碍，然而有时候这也是缺点。多数国家不会允许在自己的境内有一种通信系统可以完全绕过政府监管。所以，卫星电话系统必须在具体国家取得许可证才能经营，也就是所谓的落地。如果有人使用未经许可的卫星电话，那就是违法犯罪行为。甚至在一些国家，大多数卫星电话都是非法的，因为司法部门担心卫星电话会成为恐怖活动的工具。比如在印度，只有海事卫星电话可以合法使用，其他所有系统，包括瑟拉亚和铱星系统，都是非法的。
采用听筒的卫星电话
卫星直连手机的未来
卫星电话在今后的通信事业发展中会有什么样的前途呢？根据通信界对6G的设想，它将是一个集成了高轨道和低轨道卫星、覆盖全球所有角落的通信体系。因此6G终端必须要考虑卫星通信问题，其中包括语音通信、宽带通信和窄带的物联网通信。也就是说，到了6G时代，普通手机和卫星手机之间的界限将完全消失，所有的消费型手机都将具备卫星通信的能力，就像如今普遍具备拍摄功能一样。
其实这个进程如今已经开始了。大概两三年之前，手机制造商和卫星运营商开始探索，如何用普通智能手机直接连接卫星。其实普通电信运营商使用的频段中，2G部分和L频段、S频段是重合的。平时之所以不会发生干扰，是因为地面铁塔的信号强度比卫星强得多，卫星不可能干扰铁塔。在适合卫星电话使用的无人区、灾害地区，又不存在铁塔，不会干扰卫星。但是普通手机的天线增益和信号处理能力都不适合直接连接卫星。如果能对此做一些改进，至少能让普通手机利用卫星，实现收发短信甚至应急的话音通信。
研制中的直连手机卫星
2022年，苹果iPhone 14开始支持通过全球星卫星发送紧急短信。2023年，苹果iPhone 15开始在美国提供卫星通信服务，但并不是直连卫星，而是要经过设置在路边的中继站。2022年，跨国电信运营商T-Mobile与“星链”合作，尝试通过现有的LTE/5GNR频谱使用“星链”服务。还是在2022年，美国AST SpaceMobile决定，新建一个空间蜂窝星座，完全使用和地面铁塔相同的通信协议，允许现有的、未经修改的智能手机连接到卫星。2023年，高通宣布，要在骁龙8 Gen 2芯片组上增加支持铱星的功能，使用这种芯片组的安卓手机可以通过铱星实现收发短信。
目前来说，卫星直接连接手机，提供短报文类型的通信能力，困难并不大，要想提供话音服务，就需要一定的技术开发。
当然，这样的产业发展趋势也会带来新的问题。目前用于MSS业务的频率资源是非常有限的，只有L频段和S频段的一小部分资源，加起来还不超过100兆赫。如果世界范围内的消费手机都普遍可以使用卫星通信，那么这一点点频率资源肯定不能满足几十亿人的需求，哪怕是偶然用一用，也会引起冲突和干扰。所以，卫星移动服务和地面移动服务之间是不是应该考虑频率资源的融合，就是一个很值得研究的问题。
通信技术的发展一日千里，甚至比集成电路技术进步还要更快一些。从80年代1G出现，到5G普及，只用了大约40年时间。按照这样的发展速度，6G将在不远的未来出现在人们的日常生活里。到那个时候，每个人都可以说自己是卫星通信用户了，这在航天技术刚刚起步的年代是不可想象的。
本文原载于《太空探索》杂志2023年第11期。
文/迟惑
编辑/杨斯爽
审核/穆檀
监制/姜军
