浅析卫星和云相互赋能的融合发展趋势（上）

　　写在前面
　　距离维珍银河创始人理查德·布兰森（Richard Branson）搭乘＂团结号＂（VSS Unity）飞行器完成首次载人亚轨道飞行不到十天，2021年7月20日，蓝色起源公司创始人和世界首富杰夫·贝索斯（Jeff Bezos）乘坐＂新谢泼德＂号（NewShepard）飞行器再次奔赴亚轨道观光，加上SpaceX已经多次完成宇航员投送任务的＂猎鹰9火箭＂+＂龙飞船＂的组合方案，太空旅游竞赛的大幕已经开启，2021年将是人类太空旅行的元年。
　　然而，关于贝索斯的故事不仅远在天边，而且近在云端，作为亚马逊创始人，贝索斯在云计算领域也是火力全开，太空数据（Space Data）和卫星地面站（GroundStation）成为亚马逊网络服务（Amazon Web Service，AWS）的最新业务前沿，从基础设施即服务（IaaS）细化到地面站即服务（GSaaS），或许是大航天时代与大数据时代相互碰撞带给贝索斯的商业灵感。
　　浅析卫星和云相互赋能的融合发展趋势（上）
　　文 | 任佳熙
　　火箭回收技术的成熟使得将卫星送入太空比以往任何时候都更容易和便宜，SpaceX申请发射3万颗获批1.2万颗，OneWeb申请发射4.8万颗，由于破产危机最终改为6372颗，亚马逊的柯伊伯（Kuiper）星座计划获批发射3236颗，卫星发射市场正在以前所未有的速度增长。
　　根据美国忧思科学家联盟(Union of Concerned Scientists，UCS)统计，截至2017年共有1459颗在轨卫星，而仅仅2020年全年就发射了1283颗卫星，2021年前4个月更是发射了850颗卫星。这些卫星包括通信卫星、导航卫星、遥感卫星和测控卫星等，卫星数量快速增长不仅进一步提高卫星通信相比地面通信的竞争力，成为传输大数据的备选渠道，也使卫星生产出更多可利用的遥感和观测数据，成为重要的数据平台。
　　与此同时，人类社会正在大数据和智能化浪潮中加速数字化转型，大数据的智能化处理需求赋能云计算加速发展。
　　首先，云的组成结构更加丰富，单一集成云（single-integratedcloud）已经无法满足需求，多混合云（multi-hybrid cloud）成为企业加速数字化转型的主流。其次，云的发展路线更加均衡，如果说早期的云侧重＂软＂发展，即强调软件即服务（Software as a Service,SaaS）的能力，那么当下的云注重＂硬＂发展，即强调基础设施即服务（Infrastructure as a Service, IaaS）的能力。IaaS的兴起深刻改变了云厂商的业务范围，基础设施即服务，意味着云厂商能够将产生数据创造价值的基础设施在云端进行标准化，然后以服务的形式打包提供给客户。
　　世界正在进入＂一个令人兴奋和大胆的太空新时代＂，基于太空的物联网和地球观测服务、低延迟卫星互联网服务以及各国雄心勃勃的登月踏火的航天计划不仅标志着大航天时代的到来，也将通过海量有价值的太空数据开启大数据时代的新篇章。
　　有人说卫星数据是云服务提供商的下一个增长前沿，也有人说云计算是卫星通信的下一个服务对象，总之，融合发展是航空航天与大数据的必然方向，下文将以AWS进军卫星数据业务领域和SES创建＂云直连＂（clouddirect connect）服务分述卫星与云互相赋能的商业趋势。
　　01 AWS进军卫星数据领域
　　云计算概念从2006年8月首次提出，经过十几年发展，已经形成以AWS（亚马逊）、Azure（微软）、GCP（谷歌）、阿里云等为领头羊的第一梯队。即使AWS在第一梯队也算大块头，面对其他重量级玩家获取云市场份额的努力创新也丝毫不能掉以轻心。在技术和模式的变化外，中美欧博弈等地缘政治挑战加速主权云的兴起，新冠疫情突出云计算服务弹性的重要性，这些都将给云市场发展带来新的不确定性，AWS必须能够通过技术规则、竞争策略对这些复杂的变化和需求做出敏感细致的反应，这是持续成功的关键。
　　＂地面站即服务＂（ground station as a service）便是AWS为应对时代变化和挑战所作出的重要选择。
　　一方面，卫星数据一直是构建很多军民两用服务的基础，在卫星发射浪潮来临前，很多依赖于卫星数据的企业只能忍受租用和自建地面站的高昂成本进行地空通信，然后将从卫星下载的数据传输到AWS云上进行存储分析，AWS很早意识到大量用户在它们的云上存储分析卫星数据，以及企业对于卫星地面站接入服务的潜在需求；另一方面，近些年随着天上卫星越来越多，卫星数据也在同步增长，然而用来传输卫星数据的地面站基础设施却没有同步增加，无法获得足够的地面站接入（GroundStation Access）日益成为卫星数据产生的最大瓶颈。
　　正所谓＂天之道，损有余而补不足＂，卫星地面站接入的巨大需求促使AWS向云计算服务的上游领域（数据传输基础设施）拓展，这也是对于AWS IaaS战略的坚持。2018年11月，AWS在re：Invent大会上推出AWSGround Station Service，旨在降低相关企业使用卫星数据的障碍，类似于降低使用超大规模计算平台（hyper-scale computingplatform）的障碍。
　　AWS的目标是建设一个全球卫星地面站网络，为确保地面站收集的卫星数据传输到数据中心的延迟最小，网络节点（地面站）的位置都非常靠近AWS的全球数据中心，每个地面站至少靠近三颗在轨卫星，地面站完成卫星数据下载，然后将其传输到最近的数据中心进行分析处理，比如可以从悉尼上空的卫星下载数据，然后传输到法兰克福、东京以及其他可以使用亚马逊云服务的区域。
　　一旦客户通过AWS地面站上传命令下载卫星数据，就可以将卫星数据与亚马逊云服务进行集成，将下载的数据在Amazon Elastic Compute Cloud（Amazon EC2）中处理，存储在Amazon SimpleStorage Service（Amazon S3）中，发送到AWS的分析和机器学习服务中，再由用户自行决定是否移动到其他领域和处理设施。
　　AWS地面站服务是一种基于访问时间和带宽消耗（Access Time and BandwidthConsumed）向客户收取费用的，即用即付（pay as you go）的托管服务（managedservice），而不是那种需要预付款和长期承诺的传统云服务协议。在AWS推出地面站服务之前，一些企业只能排队等待使用地面站，还需要管理硬件设备才能将数据转移到AWS云平台。如今，用户无需建造租赁地面站和管理任何传输设备，就可以享受AWS提供的基于硬件基础设施即服务的商业模式，卫星数据从下载存储到分析处理的一站式服务，大大提高了客户获取分析数据的速度。
　　地面站服务不仅将成为AWS新的收入来源，还使得AWS能够拥有更多整体性的数据流程，在云端收集更多的卫星数据。尽管太空数据对于AWS是一个未知领域，但长期来看这无疑是亚马逊发现的由基础设施（地面站）即服务形成的巨大商机（niche），通过这项业务AWS可以占据太空数据与地面云平台中间人的位置，甚至充当卫星数据业务领域的看门人（gatekeeper）。
　　AWS地面站可以为卫星数据消费者节省80%的地面站成本，不再需要租赁或维护复杂的硬件，而是直接租赁天线接入，大幅降低了卫星数据收集成本，一举解决了用户获取太空数据所需基础设施昂贵的痛点。
　　AWS地面站服务从2019年5月开始运营，最初计划由12个分布于全球的亚马逊地面站组成托管网络（managed network），首期有2个地面站投入使用。AWS与洛克希德马丁（Lockheed Martin）合作开发基础设施，后者开发了新的小型天线，用于部署在AWS地面站上，并表示新天线比现有天线成本效益更好，可以轻松收集卫星数据并将其聚合到AWS云，最终为用户整合为一个数据流。
　　2021年7月接任贝索斯成为亚马逊新任CEO的安迪·贾西（Andy Jassy），也是AWS的旧掌门人表示，AWS Ground Station将利用AWS在全球的19个地区的现有基础设施，通过GroundStation更快地将卫星数据导入云端，所有地面站设计都旨在快速直接的将数据导入云中。
　　在Digital Globe和MaxarTechnologies的使用案例中，不需要一分钟就能完成。截至2020年8月，AWS已经建设了6个地面站，而不是之前预计的在2019年底之前完成的12个，据称，AWS放慢商业地面站网络部署是为了更好地收集用户对于天线最佳位置的反馈。AWS地面站服务公开的客户包括Spire、NSLComm、MaxarTechnologies、HawkEye 360、BlackSky、OpenCosmos、Myriota 和Capella Space。
　　AWSGround Station作为一项为卫星所有者和运营商设计的云服务，可以使客户更轻松、经济高效控制卫星操作、摄取卫星数据并将其与AWS云平台运行的应用程序和云服务进行集成。它是对IaaS路线的坚持和发展，因为卫星地面站就是一种基础设施。
　　传统云公司从软件即服务（SaaS）进入到物联网时代后，一些数据领域是无法通过软件就可以轻易实现数据导入的，必须依靠基础设施才能够与数据源实现对接，比如卫星地面站实现对于太空数据的导入、比如支撑未来车联网的路边基础设施实现对于智能车数据的收集。
　　AWS Ground Station标志着AWS开始走向以太空为中心的云计算之路，重新定义了卫星行业的可能性，降低商业组织和政府组织从卫星数据中受益所需的时间和成本。