近年来,全球航天和卫星通信技术取得了革命性进步,尤其是非地球同步轨道(NGSO)卫星系统迅速崛起,带来了高速、低延迟的宽带服务,极大地改善了偏远和乡村地区的数字连接状况。与此同时,地球同步轨道(GSO)卫星系统依然保持着强大影响力,提供广泛的广播和通信服务。为了确保两大系统在有限的无线频谱资源中和谐共存,并最大化频谱利用率,美国联邦通信委员会(FCC)宣布开始审查自上世纪90年代制定的频谱共享规则,希望通过政策更新推动行业创新,释放空间技术潜力。FCC的这一举措代表了美国在全球航天通信领域的领先姿态,也标志着国家为了保持科技竞赛优势而采取的积极行动。当前,GSO与NGSO卫星系统须遵守由国际电信联盟(ITU)设定的等效功率通量密度(EPFD)限制以避免对对方造成有害干扰。然而,这些限制源于二十多年前的理论假设,与现代卫星技术和运营实际存在较大差距。
随着NGSO卫星运营商如SpaceX、Kuiper及Telesat等公司大规模部署和运营卫星星座,现行规则对NGSO系统的约束日益显现,限制了其功率输出、运营角度、服务区域及容量,阻碍了其提供更广泛高速服务的能力。比如,为了符合EPFD规则,NGSO系统需设立较大的GSO轨道回避角度,减少同时向同一区域发射频率的卫星数量,并提升地面站的最小仰角等,这些措施虽保护了GSO系统,却牺牲了NGSO系统的频谱利用效率和用户体验。业界普遍认为,现有EPFD上限未能充分反映现代GSO卫星采用的自适应编码调制(ACM)技术及更精准的频谱管理手段,也未考虑新一代NGSO系统灵活调整功率和波束的能力,这导致频谱共享存在过度保护问题,抑制了非地球同步卫星系统的竞争力和创新性发展。为此,SpaceX于2024年8月向FCC提交请愿,呼吁重新评估并修订相关规则,提出采用更实际和更有效率的GSO保护标准,应结合短期与长期干扰保护准则,允许NGSO卫星系统采用经过技术验证、贴合实际应用的共享方法,减少不必要的运营限制。该请愿获得Kuiper、Telesat、JSX等多家重要卫星运营商的支持,但也遭遇Viasat和EchoStar的反对,他们强调现行规则对保护GSO及广播卫星服务(BSS)网络的重要性,担忧修改规则可能导致潜在干扰风险及国际协同困难。FCC在详细审阅各方意见后,明确表示启动规则审查程序的必要性,认为美国需要前瞻性规则框架以应对快速发展的卫星技术和服务需求。
FCC强调,虽然国际电信联盟正在进行相关技术研究,但考虑到美国卫星产业的快速扩张和创新步伐,应提前建立合适的国内规则体系以确保美国市场利益及全球领导地位。审查的重点包括评估现有EPFD限制是否过度保护GSO系统,分析NGSO系统受限制后对服务质量和覆盖范围的影响,探索更加灵活且合理的频谱共享技术方案,尤其是引入 degraded throughput(退化吞吐量)方法来评估干扰,结合现代GSO参考链路进行保护标准制定。FCC同时考量跨境频谱协调、地面无线服务保护、天文观测影响以及信息共享等复杂因素,推动创建一个综合、均衡的共享规则体系。此次审查有望推动频谱政策从过时的功率密度限制演变为基于服务质量和动态协同的现代规则框架,使NGSO卫星网络充分发挥其优势,带来更高速、低延迟、覆盖更广的卫星宽带连接,助力数字鸿沟弥合,尤其惠及乡村、森林、山区等传统通信难以覆盖的区域。此外,规则更新将推动卫星服务市场竞争,激励技术创新,促进相关设备制造、发射和运营产业链的发展,带来广泛的经济效益和国家安全保障。FCC此举同时彰显了美国维护主权频谱管理权的决心,强调在不违反国际协议的前提下,可以针对本国市场实际情况制定更适合本土需求的频谱准入和保护政策。
审查结果将通过公开征求公众和产业反馈,形成完善的技术与政策档案,为后续正式修订奠定基础。卫星运营商、技术专家、政策制定者和用户群体的积极参与,将帮助FCC更准确把握行业发展脉络及技术趋势,平衡各方利益。展望未来,随着卫星星座规模持续攀升,创新频谱共享模式的建立不仅能够释放频谱潜能,还可能为5G、6G及未来空间互联网发展提供坚实基础。FCC此举反映了政府在促进空间通信技术发展中的积极担当和战略眼光,彰显了美国在全球数字经济和空间产业变革浪潮中的引领地位。通过及时调整规制环境,美国将确保其商业航天产业在全球市场竞争中保持优势,同时满足广大民众对于高速、可靠网络连接的强烈需求,为实现全面数字包容与信息公平接入奠定坚实基础。总之,FCC启动的频谱共享规则审查正是适应新时代卫星通信技术及市场发展的必然举措。
它代表了政策与技术融合创新的趋势,将推动美国卫星宽带服务迈向更加高效、灵活、智能的未来,释放空间创新的巨大潜能,助力国家数字经济和科技竞争力迈上新台阶。随着审查进程推进,期待来自产业界与公众的持续关注与支持,共同见证一个更加开放、公平且富有活力的卫星通信时代到来。