FINDIT：低軌衛星與AI興起加速雲端與衛星業者競逐太空商機
邱昰芳 (2023/12/07) 《FINDIT》
2022年俄烏戰爭開打，SpaceX在烏克蘭啟用旗下星鏈(Starlink)衛星服務提供支援，凸顯低軌衛星在國防軍事應用的戰略地位，吸引各國高度關注，積極發展主權衛星，加快衛星部署速度。隨著衛星部署規模持續放大、衛星應用服務蓬勃發展之下，除對於地面接收站的建置需求隨之提高之外，亦累積龐大的數據資料，吸引雲端巨頭紛紛搶進，企圖在衛星領域佔有先機。而2023年以來，ChatGPT風潮引爆的AI應用崛起，使得AI資料中心建置成為國內外大廠的投資焦點，然而在各國朝向淨零轉型的趨勢下，如何解決資料中心高耗能、高碳排的問題，促使「太空資料中心」的發展備受各界關注。本文將針對雲端服務業者拓展衛星應用市場的策略及太空資料中心相關技術的發展進行分析，探究雲端與衛星業者如何透過結合雲端服務、邊緣運算與衛星技術發展，競逐太空市場商機。
著眼衛星應用發展持續累積龐大資料量，吸引雲端大廠積極布局衛星應用市場
近年來，著眼於SpaceX、OneWeb及Amazon旗下Kuiper積極發展大型星系計畫，衛星寬頻、衛星物聯網等應用蓬勃發展，加上低軌衛星可提供地面網路備援，在現代戰爭中扮演關鍵角色，吸引各國高度重視，積極發展主權微星，使得衛星應用市場未來發展潛力備受期待。隨著衛星發射數量不斷增加，因而累積龐大的資料量，根據國際研究機構NSR(Northern Sky Research)的預估，在衛星多元應用服務的驅動下，全球衛星資料傳輸量預計將自2020年之8,920PB(Petabyte)擴大至2030年之126,250PB，年複合成長率高達28%，未來對於資料傳輸、處理及分析的需求將大幅增加。除此之外，隨著衛星發射數量日漸提高，地面接收站的建置需求隨之放大，衛星系統營運負擔將明顯提高，因而如何有效控制衛星部署與地面站基礎設施的成本，成為衛星業者高度關注的焦點議題。
就衛星運作架構而言，主要可分為衛星本體、用戶終端設備及地面接收站基礎設施等三大部分。在運作流程中，會先依照圖資、通訊等各項服務類型需求，由不同功能的衛星負責執行地面影像觀測、訊號傳輸等功能，並將資料回傳至地面接收站，地面接收站再透過光纖連結網路服務商(Internet Service Provider；ISP)的資料中心。由於衛星本體空間有限與成本考量，僅能安裝任務酬載(payload)及關鍵設備，因而衛星系統運作的功能多由地面接收站基礎設施負責，包括資料的接收、傳輸、儲存與運算分析，並負責衛星控制、軌跡追蹤等系統管控。
對於SpaceX、OneWeb、Amazon旗下Kuiper Project等新興低軌衛星業者而言，可選擇自行建置的接收站或是向經營地面接收站的業者承租，在其既有的電信港(teleport)中增設天線，其中SpaceX偏好自行建置，OneWeb則選擇與多家業者合作經營或建置。自行建置地面接收站可依需求選擇建置地點，進行資料儲存擴增、系統升級等，但投資金額龐大，後續維護及管理成本亦相當可觀。相較之下，租用地面接收站雖具有投資、管理維護成本相對低廉的優勢，但須與其他業者共享天線使用權，事先預訂衛星連線的時間表，難以滿足臨時變動的需求。
考量衛星應用深具發展潛力，資料傳輸、處理及分析需求未來將持續增加，雲端服務業者可透過自身遍布各地的資料中心，發展地面設施託管服務－地面站即服務(Ground Station as a Service；GSaaS)，提供衛星業者可同時管理衛星與資料的單一平台，直接連線至資料中心，減少資料傳輸節點，降低衛星系統營運負擔。此外，由於雲端服務具有彈性部署、可擴充等特性，有助於降低處理龐大資料的成本與複雜度，降低資料傳輸延遲，亦有助於提升衛星服務品質。因此，Amazon、Microsoft及Google等全球雲端服務大廠積極搶進衛星應用領域，結盟衛星業者，提供雲端服務、地面站即服務，甚至自建大型星系，共同競逐太空市場商機。
人工智慧、ESG議題、雲端運算、低軌道衛星通訊
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