为了村民能上网，美国的卫星运营商们这样做……
作者 | Shaun Waterman《Via Satellite》
译者 | 沈永言（中国卫通 ）
如今，高速互联网连接如同电力或自来水一样，已经成为大多数美国人认为是现代生活中理所当然的便利。但是，正如电灯开关可水龙头之所以能够正常工作，离不开电网和市政供水、污水系统方面巨额的历史投资一样，宽带互联网依赖于昂贵的地面基础设施。但这些巨额投资并未得到平均分配。在美国农村的许多地方，宽带基础设施并不存在，至少在地面上没有。ABI（美国宽带计划）2019年2月宣布，“如果没有宽带接入，整个社区在今天的信息驱动型经济中将越来越落后。”
ABI是特朗普政府一系列旨在将美国农村与基本服务联系起来的政策努力中的最新一项。在20世纪30年代，随着电网和电话系统在美国铺开，经济学家很快就发现，服务运营商没有商业理由将他们的线路连接到每一个车站和村庄。作为回应，富兰克林·罗斯福总统于1936年签署法令，设立REA（农村电气化管理局），为农村电力和电话公司提供贷款和补助，以帮助农村居民建立联系。这是一项政策决定，联邦政府应该介入市场失败的地方，并补贴提供服务的大型传输公司，否则它们将会会无利可图。
在21世纪，互联网取代了电话作为连接媒介，但仍然没有连接偏远农村社区的商业案例。作为REA的继任者，美国农业部农村公用事业服务机构每年给向农村社区提供地面高速互联网服务的公司提供大约8亿美元的贷款和赠款。但是，这比美国FCC通过其罗斯福时代的全民服务计划每年筹集的88亿美元低了一个数量级，这项计划的一半以上是用来补贴偏远农村地区的美国人使用高速互联网。
在去年的国会听证会上，来自宾夕法尼亚州的民主党众议员Mike Doyle说：“在宽带接入方面，我们生活在一个分裂的国家，居住在城市地区的人们往往拥有数字家庭，生活在农村地区的人们很少或根本没有选择，只能忍受更高的价格、更低的速度。”他可能会想到位于肯塔基州深藏在阿巴拉契亚山脉的山脚下的Linefork。在这样的地理位置和人口统计学意义上的社区中，地方孤立或偏远、人口稀少等因素共同，使得大型地面提供商铺铺设有线电视成为一个不经济的主张。这样的地方还有很多。FCC估计，在美国，有超过30％的农村居民，超过2400万美国人无法使用地面宽带。该机构定义的宽带标准为25Mbps下载和3Mbps上传速度。
宽带工程咨询公司优势点解决方案公司的CEO Larry Thompson表示，地面互联网的速度基本上取决于消费者与光纤连接的距离。Larry Thompson是FCC宽带部署咨询委员会的成员，该机构负责提出扩大高速互联网接入的建议。“这最后一块，在光纤和消费者之间，通常是网络的瓶颈所在，光纤方面的容量实际上是无限的。”
在大多数大城市和许多内郊区，光纤连接如果不进入家庭，至少也能到达每个街区。消费者通常可以获得高达1Gbps的速度。但是，随着信号通过传统的同轴电缆或更糟糕的电话基础设施从光纤到家庭长途传输，网络速度会下降。远离城市中心的人口稀少地区的客户将体验到较慢的地面互联网服务。
如果没有高速互联网，许多农村地区的美国人实际上被排除在数字经济之外，而数字经济越来越普遍化。根据微软对2018年12月公布的美国劳工统计局数据的分析，美国宽带利用率最低的县往往失业率最高，这并非巧合。世界上最大的卫星互联网服务提供商休斯公司北美销售和营销执行副总裁Mike Cook表示，这对于卫星行业来说，这是一个大显身手的机会。该公司表示，它拥有美国近200万用户的三分之二。Cook告诉《Via Satellite》，“我们的市场是那些没有服务和服务的不足地区。”
正如美国FCC主席Ajit Pai去年对《Via Satellite》所说的那样，在那些偏远地区，卫星提供商对地面竞争对手的巨大优势在于“地球的地形对卫星没有影响。”将光纤拉到偏远社区是“一个非常昂贵的主张。”Thompson说。在提供宽带服务方面，合作社和其他小型农村供应商“驾轻就熟”，但对于大型、以利润为导向的电信公司而言，“绝对没有为这些农村社区服务的商业理由，特别是考虑到那里普遍收入较低。终端用户的收入无法支持在那里建设光纤的成本。”Thompson说。
十年前，美国FCC估计，将光缆通到该国每个家庭需要花费3500亿美元。波士顿咨询集团最近的一项研究表明，全球光纤连接的造价在450亿至650亿美元之间。不管怎样，“为所有人建造电缆是完全不经济的。”休斯的Cook如是说。
在过去的二十年中，卫星互联网提供商被视为农村社区客户的最后手段。美国宽带联盟的创始人兼总裁James Baller表示，卫星的技术局限性阻碍了运营商提供与人口密度较高地区相当的服务。SIA（卫星工业协会）总裁Tom Stroup表示，该行业花费了“数百亿美元来创新和提高美国乃至全球的宽带连接。”
随着新一代GEO卫星在轨运行，这项投资在过去几年开始取得成果。休斯于2016年底发射了Jupiter-2/EchoStar 19卫星。他们的主要美国竞争对手Viasat随后于2017年6月发射了Viasat-2。这最新一代的卫星利用了可以部署多个紧密聚集在一起的多点波束，每个都固定在特定的地理区域。“这是一种反复使用频谱的方式。”Viasat CEO兼COO Rick Baldridge解释道。这很重要，因为点波束可以成倍增加卫星的吞吐能力，从而提高卫星提供商为其用户提供的速度。它是一个数量级的增加，而不是通过提高频谱利用效率或改进编码算法来实现的渐进式改进。
新的点波束技术“使你的互联网服务感觉像你的邻居使用电缆那样。”Rick Baldridge自豪地说。由于这一新功能，卫星行业首次能够向美国FCC报告，它向美国消费者提供的互联网服务符合该机构25Mbps下载/3Mbps上传宽带标准。休斯和Viasat的下一代卫星分别是Jupiter-3和Viasat-3，计划于2021年发射。一旦进入轨道，它们将为美国消费者提供100 Mbps以上的互联网速度，这与地面提供商为主要城市区域的客户提供的速度相同。
去年，FCC授权九家公司通过NGSO（非静止轨道）提供卫星运营互联网服务。SpaceX计划从今年开始在Ka和Ku频段发射近12000颗卫星的星座。首批4425颗卫星将在大约1200公里（745英里）的轨道上运行。第二批由7518颗V频段卫星组成，大约在340公里（210英里）的轨道上运行。该公司表示，其Starlink互联网服务将为用户提供“类似光纤”的速度，延时在25到35毫秒之间。
然而，SpaceX正面临一个非常艰难的时刻。FCC规定，该公司必须在2024年3月之前发射其至少一半的Ka和Ku频段卫星，否则将失去发射其余卫星的权利。如果SpaceX在第一个截止日期前完成发射，那么该公司将有另外三年时间发射其余部分。第二个星座面临同样紧迫的时间表，该机构于2018年11月批准了此计划。
在撰写本文的时候，OneWeb计划在2019年2月底从法属圭亚那的Kourou太空港，通过一枚联盟号火箭发射650枚LEO卫星中的前六颗，其余的将于2019年9月开始每月定期发射。去年FCC授权的其他7个星座还包括Kepler希望用于为IOT设备提供全球互联网连接的140颗卫星星座，以及旨在为美国市场提供高速、低延迟宽带互联网的、来自Telesat的117颗卫星星座和一个由78颗卫星构成的LeoSat星座。LEO星座卫星互联网提供商希望实现诺基亚在20世纪90年代中期为移动电话所做的事情——使服务便宜，且无处不在。
Cook的休斯公司是OneWeb的投资者和技术合作伙伴。他认为，新的LEO系统将与GEO卫星共存。对此，Baldridge表示赞同，并表示Viasat也不认为LEO星座是一种竞争威胁。事实上，Viasat正在为LEO星座构建先进的相控阵天线。Baldridge说，为了确保始终有卫星为用户提供服务，LEO星座必须“在全球范围内均匀分布”。但由于人类活动的地方相当集中，这意味着当卫星经过海洋或其他无人居住的地区时，资源利用效率低下。
Baldridge表示，公众意识并没有跟上这些技术进步的步伐。“肯定存在一种滞后的看法。当我们走到（监管机构）面前，并向他们展示我们正在做的事情时，他们会感到惊讶。这说明市场还没有真正理解这一点。“
Stroup指出，在大多消费者使用的互联网数服务中，如流媒体视频、网上冲浪和电子邮件等，延迟并不重要。“绝大多数基于互联网的消费者服务都不依赖低延迟服务。”他说。无论如何，Baldridge表示，新一代卫星从低得多的轨道为消费者提供互联网服务，也会降低延迟，它可以与4G LTE等移动宽带服务相媲美。
数字鸿沟是真实存在的，但有多少人生活在另一边？今天有多少美国人无法使用高速互联网？简单的回答是：很难确切地知道，而且人们普遍认为政府目前对他们的统计方式是不充分的。
1996年《电信法》第706条要求，FCC每年要报告“先进的电信能力”是否以“合理和及时的方式”部署到“所有美国人”。
该法案将其定义为“高速、交换宽带（服务），允许用户使用任何技术发起和接收高质量的语音、数据、图形和视频通信。”
从该法令通过直到奥巴马政府，FCC将宽带服务定义为超过200Kbps的下载速度。2010年，该机构采用了最低4Mbps的下载速度和1Mbps的上传速度。
2015年，该机构再次重写其标准，采用了目前最低25/3Mbps的速度。但是，它分几个等级收集了美国人在全国范围内可以接入的连接速度的数据——这可能会导致各种令人困惑的数据。
所有数据都基于提供商的自我报告，评论家指责这些数据是自卖自夸。
在其2018年宽带部署报告中，FCC首次将25/3级数据中的一些卫星服务纳入其中，得出的结论是，大约有1400万美国人——不到5％的人口，是有史以来人数最少的——无法使用宽带服务，而他们主要是在农村地区。
宽带工程咨询公司优势点解决方案的CEO兼FCC的宽带部署咨询委员会成员Larry Thompson说：“美国FCC任意设定宽带标准，使其看起来好像（美国人）拥有的服务要好得多。”此外，数据全部基于提供商的自我报告，提供商向FCC提交年度数据，将其服务速度分类为“高达”某个数字。
“美国FCC依赖于（提供商）提交的自我数据。”美国宽带联盟的创始人和总裁、律师James Baller告诉《Via Satellite》，“它没有合理的机制来确认这些数据的准确性。”此外，Baller补充说，“在许多农村地区，基础设施非常糟糕，即使从理论上讲速度能‘达到’25/3Mbps，他们也很少达到这个标准，当然更不是在可持续的基础上。”
批评者们称，更重要的是，只要服务提供商报告的是人口普查街区中的一个地址，FCC就会将整个人口普查街区都视为具有宽带接入。而在人口稀少的农村地区，单个人口普查区可以覆盖很多平方英里，并且无法保证其中的每个人都可以获得服务，即使服务提供者正在与他们的邻居联系。
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