Репортаж от Wedoany，Коммерциализация спутниковой связи с прямым подключением к мобильным телефонам на низкой околоземной орбите (НОО) ускоряется. Двухрежимные терминалы, такие как Huawei Mate60, уже поступили в массовую продажу, однако в настоящее время они подключаются к геостационарным спутникам, находящимся на расстоянии 36 000 км от Земли, что позволяет обеспечивать только экстренную связь. Спутниковые группировки НОО с реальным потенциалом глобального покрытия для прямого подключения к мобильным телефонам, такие как Starlink Direct to Cell, AST SpaceMobile, а также ускоренно разворачиваемые в Китае группировки GW, Qianfan и Honghu-3, находятся на ключевом этапе технической валидации и масштабного развертывания сети. Ожидается, что коммерческие услуги начнут предоставляться в период с 2025 по 2026 год.
По сравнению с геостационарными спутниками, спутники НОО имеют значительные преимущества при предоставлении услуг прямого подключения к мобильным телефонам. Стандарт 3GPP Release 17 определил архитектуру неземных сетей (NTN), а S-диапазон стал основным нисходящим частотным диапазоном для прямого подключения спутников к мобильным телефонам. Радиус покрытия одного спутника НОО может достигать 800–1500 км, однако площадь покрытия составляет порядка 500 кв. км, что требует масштабного развертывания группировки. Благодаря технологии полностью цифровой фазированной антенной решетки (ЦФАР) обеспечивается точное наведение многолучевых антенн, поддерживающих стабильное подключение различных пользователей в зоне покрытия. Согласно открытым данным, общий планируемый масштаб китайских группировок GW, Qianfan и Honghu-3 превышает 40 000 спутников. В ближайшие десять лет потребность Китая в усилителях мощности (PA) для нагрузки спутников НОО составит около 30–40 миллионов единиц, а объем рынка достигнет нескольких миллиардов юаней.
Компания Huatai Electronics отмечает, что для глобального покрытия достаточно трех геостационарных спутников, однако площадь покрытия одного спутника НОО ограничена, что требует масштабного развертывания группировки. Starlink уже развернул почти 10 000 спутников НОО, а долгосрочный план предусматривает 40 000 единиц; планируемый масштаб китайских группировок также приближается к 15 000 спутников каждая. Количество радиочастотных каналов и потребность в PA для спутников НОО значительно выше, чем для геостационарных спутников, что делает их основным растущим сегментом рынка спутникового интернета. Высота орбиты спутников НОО составляет всего 600–1000 км, задержка сигнала — всего десятки миллисекунд, потери малы, что позволяет поддерживать услуги с высоким объемом данных, такие как видео высокой четкости и потоковое мультимедиа, обеспечивая пользовательский опыт, близкий к наземному 5G.
Отвечая на вопрос, почему в начале развития отрасли приоритет был отдан прямому подключению мобильных телефонов к геостационарным спутникам, Huatai Electronics объясняет, что масштабное развертывание спутников НОО зависит от зрелости технологии фазированных антенных решеток (ФАР). На ранних этапах технология ФАР была недостаточно развита, и геостационарные спутники использовали традиционную архитектуру, которая была относительно простой. Для прямого подключения к мобильным телефонам требуется S-диапазон, что предполагает оснащение спутника сверхмасштабной ФАР. Соответствующие технологии стали постепенно созревать только с развитием активных ФАР. Ключевое значение также имеют коммерческая логика и уровень зрелости. Компания SpaceX значительно снизила стоимость запуска за счет многоразового использования ракет, что сделало возможным масштабное развертывание группировок.
Ресурсы орбит НОО и спектра распределяются по принципу «первым занял — первым получил». Huatai Electronics отмечает, что в настоящее время основными игроками являются только Китай и США. Китаю необходимо ускорить темпы запусков, одновременно снижая затраты на запуск и возврат. Ежегодные потери спутников НОО составляют около 10–15%, поэтому для поддержания стабильности группировки и покрытия сети требуются непрерывные запуски.
В составе спутниковой коммуникационной нагрузки модуль усилителя мощности является ключевым компонентом, определяющим производительность нисходящего канала связи. Его характеристики напрямую влияют на возможности покрытия, качество сигнала, энергоэффективность и снижение веса. В настоящее время ведущие мировые производители радиочастотных полупроводников демонстрируют тенденцию к повышению частоты при разработке усилителей мощности для спутниковой связи НОО, направляя значительные ресурсы на диапазоны Ku/Ka. При этом специализированные бортовые модули усилителей мощности S-диапазона для нисходящего канала прямого подключения спутников к мобильным телефонам практически отсутствуют на мировом рынке.
Аналитики Huatai Electronics указывают, что диапазоны Ku/Ka используются для широкополосного интернета на НОО, обладая преимуществами большой полосы пропускания и высокой скорости передачи данных, и являются основными частотными диапазонами для ранней коммерциализации Starlink. S-диапазон отличается низкой частотой, высокой проникающей способностью, стабильностью сигнала и низкими требованиями к антенне терминала. Оба диапазона взаимодополняют друг друга. Ряд китайских проектов спутниковых группировок НОО пытались использовать универсальные наземные сотовые чипы усилителей мощности, однако это решение имеет фундаментальные недостатки, такие как ограничения по мощности, эффективности и надежности.
Для заполнения этого технического и рыночного пробела компания Huatai Electronics представляет первый специализированный модуль PAM S-диапазона на основе GaN для спутниковой нагрузки. Данный продукт охватывает частотный диапазон 2,17–2,2 ГГц (3GPP n256), имеет КПД при отступлении от насыщения более 50%, коэффициент усиления более 30 дБ и EVM менее 5%. Huatai Electronics заявляет, что КПД при отступлении от насыщения в 50% является лидирующим в отрасли показателем, позволяющим значительно снизить энергопотребление спутника и нагрузку на систему отвода тепла; уровень выходной мощности повышен, что превосходит решения на основе модифицированных наземных малых базовых станций. Размер чипа составляет всего 7×7 мм, он интегрирует согласование входа и выхода на 50 Ом, адаптирован к ограничениям по объему и весу бортовой нагрузки. Продукт изготовлен по технологии GaN и прошел космическую квалификацию, включая испытания на радиационную стойкость, термовакуумные, вибрационные, термоциклические и другие тесты. Благодаря отличной линейности в разомкнутом контуре, он обеспечивает неискаженный сигнал даже без использования цифрового предыскажения (DPD).
Huatai Electronics ориентируется на возможность быстрой итерации на платформенной основе. Первый продукт базируется на унифицированной платформе, что позволяет в течение 6–9 месяцев быстро создавать производные продукты для различных частотных диапазонов и уровней мощности. Huatai Electronics подчеркивает, что, хотя в настоящее время компания фокусируется на S-диапазоне, китайский спутниковый интернет находится на ранней стадии, и спектр у различных операторов еще не унифицирован. Компания создала унифицированную технологическую платформу PA, способную быстро реагировать на разнообразные потребности клиентов. На уровне промышленной интеграции Huatai Electronics напрямую взаимодействует с ведущими поставщиками нагрузки. Первый продукт уже прошел совместное тестирование с ключевыми клиентами. Образцы будут предоставлены во втором квартале 2026 года, а массовые поставки начнутся в четвертом квартале.
