6G助陣衛星通訊加速發展

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2024/01/07 02:00:42

經濟日報工業技術與資訊

65年前，前蘇聯發射全世界第一顆人造衛星，從此人類生活與衛星密不可分。從氣象雲圖、行車導航到登山救難必備的衛星電話，衛星雖然遠在地球另一端，與你的關係卻比想像中更靠近。

近年來，通訊產業正經歷著令人矚目的變革與創新，持續引領數位化時代的步伐。5G技術才漸漸普及，6G發展願景和應用情境就已紛紛出爐，隨著低軌衛星、雲端運算、人工智慧、物聯網等技術的結合，及雲端資料中心的不斷演進，無論是通信業者、企業還是消費者，都將在這場變革中共同探索2024產業最新趨勢。

目前衛星依軌道高度分為四種：第一種是高橢圓軌道（Highly Elliptical Orbit；HEO）衛星，高度在3.6萬公里以上，用於技術開發與觀測；第二種是地球同步軌道（Geostationary Orbit；GEO）衛星，距離地表3.6萬公里，繞行地球一圈的時間正好是24小時，與地球自轉速度一樣，因此看來像是固定在地面同一位置，訊號涵蓋地球的面積最廣，只要三到四顆同步衛星，就能涵蓋整個地球，主要用於衛星電視轉播、廣播。

第三種是中地球軌道（Medium-Earth Orbit；MEO）衛星，距離地表2,000至1.5萬公里，多用來提供GPS導航、定位。第四種是低地球軌道（Low-Earth Orbit；LEO）衛星，簡稱低軌衛星，距離地表500至2,000公里，在人造衛星的六大應用中，包含通訊、遙測、導航、氣象、科學探索和國防，而低軌衛星高達70%用來通訊，9%則是遙測，也就是利用影像做環境監控、氣象監測、洋流分析等。

提早布局市場永續議題浮現

由於低軌衛星離地球最近，具備低延遲、高頻寬、低成本等特性，在某些不方便架設基地台的地方，如高山、海上、偏遠地區或飛機上，都能接收衛星網路訊號，補足既有行動網路通訊的不足，兩者互相搭配，可以達到更高的覆蓋率，實現海陸空暢行無阻的行動世界。

近年各國紛紛發表6G發展願景，工研院產科國際所分析師陳俊儒指出，國際電信聯盟無線電通信部門（ITU-R）去年6月完成IMT-2030（全球6G願景）框架建議，描述六種使用情景，其中三種是5G性能的進一步提升，另外三種是新應用情景，包含無所不在的連接、人工智慧和通訊的整合，以及感測和通訊整合。

陳俊儒提出七大6G關鍵議題與趨勢，首先是地緣政治，美中科技戰牽動6G國際競合；第二是淨零永續，6G對節能減碳的要求將更加嚴格；第三是數位韌性，朝向網路安全強化發展；第四是多元宇宙，建構虛實融合的新世界；第五是頻譜擴展，涵蓋低中高頻譜，並延伸至太赫茲；第六是覆蓋完善，可重構智慧表面，突破地形與建築障礙；第七是智慧原生，下世代通訊將與人工智慧深度融合，帶動Chiplet AI晶片整合發展。

在6G以外，衛星通訊也備受關注。根據美國衛星產業協會統計，2022年全球衛星產業產值約2,814億美元，帶動衛星發射成長23%、衛星製造成長15%；若以占比來看，地面設備和衛星服務分占52%和40%，高居前兩名，但成長相對趨緩。

工研院產科國際所分析師高吟瑜提出2024年衛星產業四大趨勢，第一是整合多軌衛星提供新通訊服務，各廠商將資源整併以提高競爭力，如中低軌衛星支援低延遲通訊、高軌衛星提高覆蓋率等；第二是終端直連衛星，走向新型態衛星商用，設備商與電信業者已各自與衛星營運商合作發展D2D服務。

第三為求提升通訊性能，巨型星系的衛星重量與體積逐漸增加；第四是因應太空永續環境議題，在軌服務相關應用商機浮現，六大相關技術包含衛星設計、太空機器人、3D列印、感測器、AI及太空物流，使衛星壽命延長，安全退役。