手机技术在不断向前发展。曾经像行李箱那么大、只能进行语音通话的“砖头”,如今已变成功能仅受限于用户想象力(嗯,还有信号)的纤薄智能手机。手机需要依靠基站,而基站的信号强度变化不定(且常常消失)。在那些手机不敢涉足的地方,卫星电话就显示出了它的价值。
卫星电话勇敢地去往手机无法到达的地方。由于其主要基础设施在地球之外,它们几乎能让用户在任何地方打电话。卫星电话不依赖地面的手机网络,而是直接向地球轨道上的卫星发送和接收数据。
这一技术飞跃使卫星电话(简称“星话”)摆脱了限制地面同类产品的束缚。因此,在手机信号微弱或根本没有信号覆盖的地区,如人口稀少或贫困的国家、政府限制手机和互联网接入的地区,或者自然灾害破坏了地面系统的地方,卫星电话是首选的通信设备。
在卫星系统中,电话并不总是被称为电话。相反,许多人称之为终端。不管叫什么名字,它们都是连接卫星所必需的终端用户设备。
和手机一样,终端具备所有基本的电话功能。然而,尽管它们比手机更重、更大,但却没有智能手机几乎无穷无尽的功能。相反,卫星电话是一种精简版的电话,主要用于打电话或发送短短信。
你可能想知道卫星电话与许多现代智能手机内置的GPS(全球定位卫星)功能有何不同。GPS不能让你打电话或发短信,它只是用于确定你在地球上的位置。有了GPS数据,你的手机可以为你规划前往遥远城市的路线,或者找到最近的中餐馆。而卫星电话则可以通过其卫星连接让你打电话和传输数据。
继续读下去,你将了解到卫星系统有时如何优于手机网络,以及并非所有的卫星电话配置都是相同的。
名称各异的卫星
卫星电话与低地球轨道系统或更高的地球同步系统协同工作。每种网络都有其优缺点。
图片来源:铱星公司
卫星电话系统因各公司采用的技术不同而有很大差异。一些公司选择地球同步卫星,而另一些公司则使用低地球轨道(LEO)系统。每种配置(或星座)都有其利弊。
地球同步卫星(也称为地球静止轨道或高地球轨道卫星)随着地球自转,这意味着它们在天空中的位置基本固定。它们在大约22,000英里(35,000千米)的高空轨道运行,并且总是位于地球赤道上方的中心位置。
这些卫星体积巨大、功能强大,仅一颗就能为地球表面的大片地理区域提供服务。一个由三到四颗卫星组成的星座,公司就可能为全球大部分地区提供服务。因此,这些卫星被设计用来处理大量数据,这意味着它们不仅可用于语音通话,还可用于视频流、文件共享、短信、电视等更多功能。国际海事卫星组织(Inmarsat)和图拉亚(Thuraya)是两家采用地球同步配置的知名公司。
地球同步卫星的一个缺点是,其高轨道意味着单向传输延迟显著,约为250毫秒,往返则为四分之一秒。所以当你和别人通话时,可能要等一会儿对方才会回答你的问题,或者你可能会听到令人不安的回声,这很令人沮丧。
而且,卫星数量少也使这些网络面临更大的中断风险。当一颗卫星需要维护(或出现故障)时,世界上的整个地区可能会失去服务,直到问题得到解决。由于地球同步卫星大多悬停在赤道上方,它们对两极地区的覆盖范围不大。
地球同步系统最大的问题之一与尺寸有关。要与这些卫星建立连接,你需要一个大约笔记本电脑大小的设备,其中大部分体积是由定向天线构成的。你可能还需要校准天线,然后将其指向卫星以获得最佳接收效果。
在下一页,你将读到选择特定卫星电话技术的优势和价格方面的更多信息。
跃入低地球轨道(LEO)
低地球轨道卫星的轨道低得多,最高可达930英里(1,500千米),由全球星(Globalstar)和铱星(Iridium)等公司运营。如果说地球同步卫星是这个行业的大猩猩,那么低地球轨道卫星就是蚊子。它们更小、更轻,而且数量更多。
由于低地球轨道卫星的轨道很低,一个网络可能需要多达60颗卫星才能为地球大部分地区提供覆盖。在任何时候,当这些卫星以每小时约17,000英里(27,359千米)的速度绕地球飞行时,你可能处于两颗或更多卫星的信号范围内,大约两小时就能完成一次完整的轨道运行。
这些低而快速的轨道意味着能为地球大部分地区提供可靠的服务。所以,如果你是一名在南极洲遇到紧急情况的科学家,你将依靠低地球轨道卫星进行通信。
低地球轨道卫星以通话质量好、延迟低(单向仅约50毫秒)和可靠性高而闻名。它们也需要较少的电池电量,所以不像能连接地球同步卫星的终端那样耗电。然而,它们的数据传输速度(每秒仅约9,600比特)比地球同步系统慢得多。可以说,如果你使用低地球轨道网络,就别想看YouTube视频了。
但是低地球轨道卫星有一个主要卖点,那就是手机不需要大天线。相反,这些手机可能只比普通智能手机大一点,意味着可以放在口袋里携带。
无论你使用的是地球同步系统还是低地球轨道系统,为了获得最佳服务,你的手机都需要与卫星有视线连接。所以如果你在室内,可能需要到室外去打电话。
特别是对于地球同步星座来说,视线可能是个问题,尤其是当你在视线受限的茂密森林或山区时。然而,对于低地球轨道星座来说,随着众多卫星在头顶飞过,你肯定会有多次连接机会,尽管每次的连接窗口可能只有几分钟。
那么,如果你在信号接收不好的地区,而地球另一端的人急需联系你怎么办呢?在这种情况下,当你的信号时强时弱时,你会收到寻呼机警报,表明有人希望你回电。然后你可以转移到信号接收更好的地方进行连接。
但是,如果你在一个充满危险、战乱的国家,你要采取一切预防措施并对危险保持警惕。继续读下去,你就会明白为什么在某些地方使用卫星电话可能对你的安全有害。
卫星电话的困境
在一些国家,身上携带卫星电话就可能给你带来很多麻烦。
图片来源:地球之星公司
就其本质而言,卫星电话遵循一套不同的规则,不仅在技术上,在政治方面也是如此。为此,那些希望控制公民通信选择的政府不喜欢卫星电话。
在和平时期,许多政府机构可以轻易监控手机通信。在动荡时期,这些机构可以关闭基站来干扰或破坏无线通信;同样的规则也适用于多种形式的互联网服务。
但是卫星电话不同。由于卫星电话跳过地面通信基站,它们不像手机那样容易被操纵或监控。一个强硬的政权可能会试图干扰卫星电话信号,但即使这样的努力也可能只是暂时有效。
因此,专制政府实际上将拥有卫星电话定为非法。他们无法阻止这项技术,但可以让你不敢使用它。
例如,在孟加拉国,一名法院判处阿努普·切蒂亚(Anup Chetia)入狱,原因是他拥有一部卫星电话,并利用其进行一系列反政府活动[来源:侯赛因(Hossain)]。在朝鲜,你现在可以使用(政府发放并受监控的)手机,但卫星电话是严格禁止的[来源:李(Lee)]。
随着“阿拉伯之春”蔓延到叙利亚,叙利亚随后陷入内战,政府切断了许多手机和互联网通信。这迫使反政府武装和活动人士使用卫星电话。事实上,卫星电话的需求大幅飙升,以至于该地区的主要服务提供商图拉亚(Thuraya)报告称手机短缺[来源:哈米德(Hamid)]。
在战区使用卫星电话可能意味着拥有自由漫游的通话能力,但这并不意味着你不会被发现。即使他们无法切断你的通话,许多政府也能追踪卫星电话信号的位置,除非你的系统使用信号加密功能。
卫星电话不仅容易受到人为干扰,还会受到大自然的影响。和手机以及其他基于无线电的通信设备一样,面对大规模的太阳耀斑和其他自然现象时,卫星电话可能会失效。
在下一页你将看到,太阳耀斑和军事独裁可能是你使用卫星电话时最不需要担心的问题。相反,这些电话可能会让你的银行账户“受伤”。
卫星电话很烧钱
发射和维护卫星网络是一项昂贵的业务。这就是为什么卫星电话的通话时间费用高昂(可能要花掉你一只胳膊加一条腿,甚至更多)。
图片来源:地球之星公司
与无处不在的手机相比,卫星电话属于边缘技术。和许多特殊设备一样,它们的使用成本比普通手机更高。价格可能因提供商使用地球静止轨道卫星还是低地球轨道卫星而有很大差异。
不管是哪家提供商,终端和手机总是比手机贵。在许多手机服务提供商免费赠送手机的时代,卫星电话的最低成本也要几百美元。截至2013年,一部性能较好的低地球轨道手机很容易就卖到1000美元左右。对于一个公文包大小、兼容地球同步系统的电话,你将花费数千美元。
然而,最初的投资可能只是九牛一毛。因为打电话时,你每分钟都要花费一大笔钱。价格因提供商和通话对象的不同而有很大差异,但每分钟花费1美元左右,单条短信的费用也差不多,这并不罕见。接听电话的费用更贵,尤其是当电话来自固定电话时。在这种情况下,你可能最终要支付每分钟几美元的费用。如果你拨打另一个卫星公司网络中的电话,价格会高得多。
卫星公司运营商清楚地知道,他们的服务比典型的手机套餐贵得多。这就是为什么他们经常将通话分钟作为预付费套餐出售。如果你已经提前花了钱,就不太可能无意识地累积足以导致破产的账单。
你可以通过投资双模卫星电话来避免一些通话费用。这些电话与常规手机网络兼容,默认情况下,它们会通过手机网络传输通信。但当你不在基站信号范围内时,电话将切换到卫星模式,这意味着你几乎总能保持通信。
或者,你也可以考虑租用而不是购买电话。你每天只需花几美元就能租到一个基本的终端或手机。所以,对于短途旅行或只是想试用这项服务的人来说,租用是一种省钱的选择。
除了高昂的价格,卫星电话填补了我们这个通信无处不在的时代中一个非常明显的空白。没有它们,世界上许多地区将无法通过电话联系。当你真的需要打电话时,再高的价格也不算高。