星链对待宽带接入和3GPP NTN手机直连标准的不同态度
http://t.cn/AXivaxWR
星链系统有两大服务:宽带接入,手机直连。我们来看星链对待这两者通信标准有什么不同的策略。
先来说宽带接入。
就是各种家庭宽带以及政府、行业(专线、军用、轮船、飞机、电力、运输等等)无线宽带。
星链宽带接入系统因为用户终端与卫星完全由自己掌控,所以空口无需遵循任何公开的通信标准和协议,只需要遵循各国无线电法规、频谱分配等。
这个领域并非没有公开的通信标准。早年间VSAT(甚小口径终端)宽带接入(TDMA,FDMA等)标准主要由美国休斯制定。现在大热的是DVB-S2X。虽然大都是针对GEO卫星,应该还是有很多值得借鉴的地方。但,根据公开资料,星链搞了一套自己私有的基于OFDM的标准,掀了卫星通信的桌子(我有过多篇介绍文章和视频)。
一是实力允许。二是端到端全由自己掌控,自己做一套优化到极致的系统比遵循标准可以获得更高性价比。私有实现也使得跟随者较难模仿。
这不是星链的特例。
例如很多无线键盘,无线鼠标,都是私有协议,电脑端需要一个小dongle。
还有当一家公司实力遥遥领先占据绝对优势时,它不会去搞标准和开源这些开放性的东西。标准和开源只存在于以下几种情况:几家实力相当的联合起来做大蛋糕,或者市场老大老二之外的其他小弟联合,或者政府强制。
标准是一个很大的集合,里面有来自各参与方提出的诸多特性。标准的目的并非“技术最优”,而是不同公司的设备可以互操作,以及不同公司的技术点可以共存。因此遵循标准的设备往往不如为单一目的优化到极致的私有协议更高效和低成本。
遵循标准与完全私有并非只有0/1两种状态,他们之间有一个很宽的光谱存在。
例如Wi-Fi设备就曾出现过Wi-Fi4(802.11n)标准中只定义到64QAM,实际实现时有些厂家(博通)已经开发出256QAM模式,当WiFi路由器和终端都使用该厂芯片时,即可享受高于标准的通信速率。
还有苹果的AirPods,我印象中在LE Audio推出之前它就是在LE基础上的私有实现,实现了双声道同步,低延迟,高音质等LE后来才有的特性。仅有苹果设备和AirPods可享受到此特性。
以上也是“标准并非最优化,标准也并非总是最先进”的一个佐证。
还有许多厂家在实现芯片和系统时,会有选择性的实现标准中的一些特性,而放弃另一些特性。那些放弃的特性,也许是觉得得不偿失,也许是会使得专利授权费高一大截。
再来说手机直连。
也就是手机不经过地面基站直接与星链卫星通信。对于野外和灾害应急等方面非常有用。最早在大量消费者手机中内置此功能的是Apple的卫星SoS功能,与GlobalStar合作推出。GlobalStar现已被Amazon收购。
星链的手机直连模式与Apple的不同之处在于:Apple采用的是与GlobalStar合作的专用的卫星空口,使用GlobalStar的卫星频谱。而星链目前则直接采用地面的LTE空口运行在手机与卫星之间。使用的频谱也是当地运营商早已斥巨资买下的地面频谱,手机SIM卡鉴权注册等依然是回到当地运营商。
根据清华的那篇在日本进行的星链直连手机测试论文,星链为了让普通手机可以和LEO星链卫星通信做了巨大的努力,比如:发射提前量预调整,多普勒频偏预补偿,快速小区波束切换信令等。虽然可用,但远非最优。
好在3GPP标准化组织现在投入了大量精力在手机直连卫星协议方面(NTN),从头设计和优化手机空口使得它可以很好的适应卫星通信,有了NTN,理论上星链直连手机的效果可以得到明显提升。这也是为何星链在下一代直连手机技术已官宣采用3GPP NTN。
理论上星链也可以不用3GPP NTN,自己搞一套私有的手机直连卫星协议,将自己的私有协议芯片或者技术授权给终端商或者手机芯片商。这么做一来投入巨大,二来终端商或者手机芯片商整合的难度也更高。而支持3GPP NTN,则可以直接利用内置了NTN功能的普通手机芯片和终端,使星链“无痛”进入海量的地面手机终端,一本万利。
但值得玩味的是,目前在3GPP NTN标准化中最活跃的玩家还是传统巨头:爱立信、诺基亚、华为、高通、联发科等。SpaceX虽然也在参与,但贡献并不像巨头们那么大。这是为何?
传统巨头热心3GPP NTN比较好理解,因为他们要么服务各大运营商,要么是手机芯片巨头。多出卫星通信这个特性,可以提高运营商服务和芯片的附加值。
如果SpaceX参与标准化不积极,难道它不怕将来被巨头用专利什么的“卡脖子”吗?不让你用我的3GPP NTN SEP(标准必要专利)或者收取高昂的费用,你星链下一代不就歇菜?
其SpaceX倒也真不太担心,因为参与3GPP的各方有协议,专利的授权需要遵循FRAND (Fair, Reasonable, and Non-Discriminatory)公平合理非歧视原则。也就是说你不能让A用却不让B用,收A特便宜的授权费却收B天价授权费。另外,各巨头收专利费的主要战场是终端这一块,而星链直连手机这个故事里星链不会去做手机终端,因此终端专利费这块也收不到星链头上。基站侧,一来本来数量远少于终端,二来基站的拥有人是运营商,各巨头巴不得想和运营商搞好关系。根据公平原则,星链作为另一家拥有基站的公司,在专利授权方面最差也可以混个和普通运营商差不多的待遇。也许它作为天上唯一(或者独大)的基站拥有方,比起众多地面运营商更有议价能力。
所以SpaceX参与3GPP NTN标准化一来可以实时跟进标准,为下一代手机直连卫星做好技术规划与实施,二来也可以根据自己丰富的LTE手机直连经验,通过技术提案来确保将来的NTN真的是自己想要的NTN,或者自己最想要的技术点一定要在将来的标准里。
一旦3GPP NTN手机直连星链框架被证明运行稳定可靠,那么星链会不会和某些手机芯片厂合作来推出一些“非标”或者“前瞻”特性,就像当初博通在Wi-Fi4的和Apple的AirPods那样呢?
