淺談低軌衛星對台灣的重要性

陳建志
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什麼是低軌衛星?

低軌衛星(Low Earth Orbit, LEO)在當今無線通訊科技中扮演著關鍵的角色。與中高軌衛星相比,低軌衛星的軌道高度較低,離地面的高度不超過地球半徑的三分之一,目前主流低軌衛星的運行高度約在180至2000公里之間。這種相對於中高軌衛星較低的軌道使得低軌衛星能夠提供更低的通訊延遲和更高的頻寬。

圖片來源:達志影像/美聯社

儘管中高軌衛星有其在廣域通訊上的優勢,低軌衛星在即時數據傳輸方面表現更加卓越。然而,低軌衛星為達到全球的覆蓋需要大量的衛星數目,這也相對帶來了在投入資金,建設規模和維護營運的挑戰,且由於訊號涵蓋範圍較小,低軌衛星無法像地球同步衛星那樣持續覆蓋地球的一個特定區域,因此通常需要成百上千的衛星群來形成一個網路以提供連續與完整的訊號覆蓋。

低軌衛星在5G與未來6G所扮演的角色

低軌衛星通訊服務在5G與6G中皆扮演互補與融合的角色。低軌衛星與現行5G系統已可實現其互補性,它提供廣泛的覆蓋範圍和增強通訊信號的連結度,尤其是在偏遠或通訊基礎設施不發達的地區。未來在6G時代,低軌衛星通訊將能達到全球無縫覆蓋的實現,包括低軌衛星、地面各式有線與無線網路、毫米波等技術的整合,可讓地球上任何地方的人和物不受地理位置的限制隨時連結上網,這意味著就算處在偏遠的地區、航行於大洋之中或是搭乘航空班機時,隨時都能獲得持續且穩定的通訊服務。

先前提到,由於低軌衛星的特性,特別適合於高速率與低延遲的應用需求,例如無人自駕車等需要可靠安全的高速行動寬頻的載具。未來6G通訊標準的發展將深受低軌衛星技術的影響,由於6G強調更高的數據傳送速度和更低的延遲,低軌衛星將成為實現這些目標的最佳選擇。其優點將會真正實現萬物聯網和虛擬實境等在5G時代即問世卻無法真正普及的各項應用。

低軌衛星對台灣國家安全的保障

Bloomberg新聞曾報導,台灣與「斷網」之間的距離,只有14條連外的海底電纜;一旦中國發動對台灣的侵略,這些海底電纜勢必成為中國攻擊的首波目標,因此我國亟需提早建立起因應的備援措施,以強化國家在遭遇攻擊與重大天災時的網路通訊韌性。低軌衛星在戰時能成為重要的備援通訊系統,除了它能提供高速的寬頻網路外,其衛星處於高空不易被攻擊,即便中國對外號稱已擁有太空戰的能力,但其攻擊成本過高,況且僅摧毀幾顆低軌衛星並無礙於整個衛星網路的運作。因此當其他通訊基礎設施被摧毀時,低軌衛星仍被視為重要的備援方案,可確保緊急狀況下重要通訊正常運行,政府指揮調度能正常運作。

眾所皆知,在俄羅斯入侵烏克蘭的戰爭初期,當烏克蘭的通訊網路因為地面基站與網路通訊設備大幅遭受俄國砲火而毀壞時,SpaceX的低軌衛星Starlink提供了及時且可靠的網路連接,並在短時間內支援烏克蘭最重要的軍事通訊,甚至被烏軍創造性地使用於戰場,例如協助烏軍操控無人機(UAV)的偵察與回傳敵軍位置便於精準定位發動攻擊。

此外,Starlink對烏克蘭政府維持基礎設施的正常運作也十分重要,它被迅速整入烏克蘭的各項公共服務與政府部門的通訊網路架構中,Starlink在戰爭初期的快速部署能力和可靠度優勢顯示了低軌衛星在緊急情況下的價值與不可或缺性。

考慮到Starlink在烏克蘭戰爭中的表現,由於它確實提供了迅速部署和可靠的通訊的實戰先例,因此台灣政府就是否應該與Starlink合作很早就展開了評估,其評估的因素包括技術相容性、成本效益分析、國安戰略等等,尤其在考慮到衛星通訊系統在戰時的重要性,政府在選擇合作夥伴時得更加謹慎。

不諱言的說,我國政府對於與Starlink的合作的確存在疑慮,部分原因是其創辦人Elon Musk與中國的深厚商業關係以及不時發表親中共當局的言論,以及其對在台灣成立公司營業持強勢態度。由於電信事業攸關國家重要的基礎建設,根據我國現行法規,任何以合資進行的電信建設,本土法人需持有至少51%以上的股權,以維持重要決策時的多數優勢,但Elon Musk反對任何台灣入股合資的形式,堅持100%完全擁有Starlink在台灣的營運,上述因素使得我國無法信任與建立和Starlink的合作,其實這也免除了依賴單一供應商的風險,對我國而言,尋求可信賴的合作夥伴關係,以確保通訊基礎設施的穩定性和安全性是更高的原則。

台灣的電信公司在低軌衛星所扮演的角色

若談到引進低軌衛星系統就不能不談到電信業者的角色,目前我國的三大電信業者中,以中華電信態度最為積極,一方面也因為政府(交通部)為中華電信股權裡重要的官股,因此中華電信向來積極配合政府強化網路韌性的政策,與國際各個低軌衛星服務供應商洽談合作的可能,並同時規劃於未來透過整合低軌衛星強化5G覆蓋率深化服務品質。

該公司剛於今年11月14日與歐洲通訊衛星集團(Eutelsat Group)的子公司Eutelsat OneWeb簽署合約,成為其低軌衛星在台灣的獨家代理,正式將低軌衛星服務引進台灣。Eutelsat Group原本就是世界上最大的衛星公司之一,在2022年7月它收購了以發展低軌衛星為主的英國公司OneWeb之後成立了Eutelsat OneWeb。

目前Eutelsat OneWeb是規模僅次於Starlink的低軌衛星系統,它已發射超過600顆低軌衛星運行於距離地球表面1,200公里的12個軌道平面上,衛星訊號預計2024年即可覆蓋全台。中華電信也對外表示將全力配合我國數位發展部的「應變或戰時應用新興科技強化通訊網路數位韌性驗證計畫」,積極佈建國內700個及國外3個低軌衛星終端設備站接收站。

未來Eutelsat OneWeb低軌衛星除了可成為我國政府網路韌性的一環外,中華電信也規劃將其用於強化自己內部的網路韌性,透過整合多重網路備援,包括衛星通信、固定網路、行動網路、海底電纜、微波通訊等,也可為企業(B2B)市場及個人提供可靠的數位韌性解決方案。

該公司也宣布將持續與國內外衛星產業的業者合作,參與各項低軌衞星關鍵技術的發展,規劃建立低軌衛星服務終端驗測中心、並與衛星研發機構、學術單位及相關業者,共同整合國內外衛星服務資源,促進國內衛星產業發展。該公司可說是推進未來台灣低軌衛星向前發展的一股重要關鍵力量。

台灣低軌衛星的商機與政策發展

不僅攸關國安,低軌衛星領域的發展對台灣也潛藏巨大的商機。目前台灣政府正積極推動低軌衛星發展計畫,在今年10月30日首屆舉辦的台灣太空國際年會(TASTI)中,蔡總統致詞時即表示,從2019年開始啟動的第三期「國家太空科技發展長程計畫」,將由原本的十年投入251億元加碼至超過400億元,其中包括投入低軌通訊衛星的研製、規劃國家發射場與人才培育。國家太空中心(TASA)今年則宣布啟動低軌衛星( B5G)計畫,中心主任吳宗信更表示預計於2026年發射第一枚B5G低軌通訊衛星,據估計其實驗酬載一號(EP1)上台灣的自製零件比例將達八成以上。

至於相關法規,自2021年5月30日立院三讀通過以及經過後續數次增修的《太空發展法》是目前台灣太空活動的主要法律文件。該法指定原為科技部,後來修正為國家科學及技術委員會(簡稱國科會)為主管機關,其掌理事項包括: 國家太空發展基本政策之擬定。國家太空計畫之規劃、訂定及宣導。國家發射場域之設置。發射載具及太空載具之登錄。發射載具之發射許可。國際交流合作計畫之訂定。國際太空法制之研究。以及其他有關太空發展之統籌協調事項的法律框架。

我國政府通過這些舉措,顯示出台灣加入全球太空產業後進競爭者的決心,並利用我國在半導體和資訊通信技術方面的現有優勢,讓台灣有機會在低軌衛星技術的快速發展中占一席之地,並在全球新興的太空經濟中扮演重要的角色。 台灣政府可以透過提供研究與開發資金、減輕法規壓力等措施來支持低軌衛星產業的發展。這些政策將鼓勵創新,吸引國際投資,並促進公私合作模式,從而加快技術轉移和商業化的進程。

目前在商業和民用領域,低軌衛星應用仍處於初期的成長階段。全球的低軌衛星服務提供商有四家主要公司,其中以SpaceX為首,Eutelsat OneWeb已具有一定的規模,另外還有Amazon的Project Kuiper和加拿大的Telesat,這些公司正在積極建設各自的設施和驗證技術。

因此,除了中華電信與Eutelsat OneWeb的合作之外,政府應該考慮還可以與哪些公司進行策略性合作,並與其開展商業和民用的應用層面的洽談,釋放誘因予以引進以逐步帶動建立起國內低軌衛星的產業鏈。 此外,我國可持續加強改進的地方還包括:

1.深化各單位的協調與合作:雖說國科會為主管機構,但與低軌衛星產業發展的協作其實橫跨各個部會,這些單位之間的協調與合作將決定台灣在低軌衛星產業開展的速度,為確保能夠更有效地共同推動相關政策,國科會應更有效率地推動成立政府內部跨單位與外部產業界的溝通協作平台。此外,政府也可思考加大力道提供更多誘因促進產學研的多方合作,以培養台灣在衛星技術與太空科技領域的專業人才。

2.法規和政策更新:低軌衛星屬於興新的科技產業,政府必須確保法規和政策的持續更新與時俱進,以應對迅速變化的新科技和通訊傳播應用形式。這包括制定更具有彈性的法規,以應對不斷變化外在環境。

總體來看,台灣的低軌衛星計劃不僅是國家科技進步的象徵,也是國家安全戰略的一環,藉由發展低軌衛星通訊技術,我們可提升自己在全球航太與通訊領域的地位,並同時保障國家通訊的獨立性和安全性。低軌衛星可被視為對台灣未來科技成長中創造新價值的領域,也可為國家下一步的科技注入新的成長動能。

台灣在設備製造(OEM)方面與精密製造具有優勢,加上執世界牛耳的晶片製造產業與優質的人力,這些可成為國際低軌衛星公司選擇台灣做為關鍵設備生產製造地的誘因。此外,隨著中美貿易戰的持續,美國對資訊科技安全的憂慮已將中國排除在全球衛星供應鏈的生產基地之外,這對台灣提供了絕佳的機會。然而,除了作為衛星行業的OEM供應商之外,台灣還可以提供什麼?台灣能在產業中究竟能增加哪些價值?我們能否扮演比OEM供應商更重要的角色?這些都是台灣產官學各界關心低軌衛星發展的人應該一同來深刻思考的問題。

此文章與信傳媒同步刊登

作者服務於資通訊產業,台灣智庫暨青平台諮詢委員

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