N3D

衛星電話系統選型說明

除了同步軌道衛星電話,現在有另一種更好的選擇

Thuraya 於 2024 年 4 月停止亞太區服務,其成因並非營運不善,而是該區服務僅由單一衛星提供。該衛星失效後,已採購之終端設備即全數無法使用。

本文的第一項論點是:目前國內主流的同步軌道手持衛星電話,在台灣面對的是相同的單點失效結構;且該結構已於 2023 年 4 月實際發生一次全區服務中斷,此事實載於該營運商提送國際民航組織之正式文件。

提出單位 N3D 金展數據科學股份有限公司 比較對象 同步軌道手持衛星電話 · Iridium Extreme PTT

壹

服務韌性:單點失效風險是否再次成立

同步軌道手持衛星電話於台灣之服務,由單一衛星提供。該衛星位於東經 143.5 度之同步軌道,位置固定不動。一旦該衛星失效,國內所有該類終端將同時失去服務——此一結構與 Thuraya 完全相同。

同步軌道系統 單一衛星失效時 服務中斷 服務台灣者僅此一顆,無在軌備援可供接替。重建須重新製造並發射,期程以年計。Thuraya 當時之決定為不予重建。
對照
Iridium 單一衛星失效時 不影響 66 顆中之 1 顆,佔比 1.5%。另有 9 顆在軌備用衛星持續待命,可於數日內移至所需軌位接替。

現役衛星機齡已逾 20 年 10 個月

Thuraya 之服務中斷並非突發事件——該衛星已在軌 16 年,超出原廠設計壽命。目前為台灣提供服務之同步軌道衛星,機齡更長。東經 143.5 度軌位歷來由同一世代衛星擔任,該世代兩顆衛星均於 2005 年發射,下表採較晚發射者計算,為保守值。

Thuraya-32024 年故障服務台灣之同步軌道衛星
發射年份2008 年 1 月2005 年
原廠設計壽命15 年13 年
服務中斷時之在軌年數16 年 2 個月—
截至本文製作日之在軌年數—逾 20 年 10 個月
超出設計壽命1 年 2 個月逾 7 年 10 個月,達設計壽命之 160% 以上
是否曾發生服務中斷2024 年 4 月,永久性2023 年 4 月,全區中斷三日

目前為台灣提供服務之衛星,機齡較 Thuraya 失效當日再長逾 4 年 8 個月。

此一風險已於 2023 年 4 月實際發生

以下事實均載於該營運商提送國際民航組織(ICAO)第十三屆亞洲 FANS 互通作業小組會議之正式文件(FIT-Asia/13 Flimsy/1,2023 年 6 月),為營運商本身之陳述,非第三方推測。

發生時間2023 年 4 月 16 日 21 時 14 分(世界協調時間)
受影響衛星當時服務東經 143.5 度軌位者
直接原因其中一具太陽能電池陣列部分失去供電,研判係短路所致
排除之原因經查非太空碎片撞擊,亦非外部惡意行為
影響範圍供電下降觸發自動程序,於同日約 23 時 05 分導致該衛星涵蓋區(東亞及太平洋地區)全服務中斷
中斷期間2023 年 4 月 16 日至 19 日,約三日
恢復後狀況該文件載明事故「造成嚴重之效能限制,致該區部分服務於低於正常效能之水準下運作」

尤須注意者為該公司採取之補救方式:因無在軌備用衛星可供接替,其處置為將原服務中東與亞洲地區之另一顆衛星調往亞太區、接替東經 143.5 度軌位,並將新一代衛星之 L 頻服務部署較原定期程提前逾兩個月。

恢復服務的方式,是把另一個區域的衛星調過來。這正是「無備援可頂」的具體樣貌。

此處應予平衡說明。超出設計壽命並不等同於即將失效——衛星通常保有燃料與備援餘裕,實際服役年限超出設計值屬常見情形。上開 2023 年事故亦已於三日內恢復,並非永久性中斷;該營運商之文件並載明此為僅影響單顆衛星之個案,全星系無系統性問題之跡象。該公司亦持續投資新一代衛星,以延續 L 頻安全服務。

本文之論點不在於該系統是否具備接替能力,而在於此一架構下,單顆衛星之異常即足以造成全區服務中斷——2023 年已實際發生,且恢復手段是自其他區域抽調衛星。Thuraya 當時之處境亦復如此:並非不能接替,而是在接替之前即已失效,其後之決定則為不予重建。

星座規模比較

同步軌道系統Iridium
服務台灣之衛星數1 顆隨時多顆通過上空
服役中衛星全球 3 顆66 顆
在軌備用衛星無9 顆
地面備用衛星—6 顆
合計3 顆81 顆
失效後之補位方式重新製造發射,以年計在軌備用衛星移位接替,以日計

Iridium 部署 66 顆衛星之原因,在於其軌道高度較低(780 公里),單顆通過上空僅數分鐘,須由多顆輪替接力方能維持連續覆蓋。惟正因採此一架構,任何單顆衛星均可被取代。Thuraya 所發生之「單顆失效導致服務全面中斷」,於此架構下不會成立。

服務終止之損失並無賠償對象

此為最易被忽略、但財務影響最為重大之一點。

機關採購取得者為設備,屬機關財產;惟該設備能否使用,取決於營運商之衛星是否持續運作。服務終止時設備本身並無故障——機體完好、電力正常、可正常開機——僅係無法接取任何網路。

營運商終止者為服務,而非設備。設備為機關財產,此項損失並無賠償對象。依政府電子採購網公開紀錄,亦未見任何機關因此獲得補償。

曾採購 Thuraya 之機關數21 個
設備部分累計支出新臺幣 2,322 萬元
2024 年 4 月後可完成之通話0 通
獲得賠償之機關查無紀錄
截至 2026 年 9 月尚未汰換10 個機關

其中 10 個機關迄今尚未汰換,主要原因在於恢復同等通訊能力須再次編列預算,而現行行情已顯著高於當年。該批設備採購時單價偏低,如今重建同等規模所需經費為另一量級——對已編列過一次之單位而言,等同同一需求須爭取兩次預算。

一次採購,全數歸零,且無賠償對象;欲恢復能力,須再次採購。

倘服務台灣之同步軌道衛星發生相同情形,現持有該類設備之單位將再經歷一次相同過程,且因單價基期較高,損失金額將更為可觀。

貳

美國國防部採用情形

美國政府合約

Iridium 與美國太空軍簽有多年期合約,為美國國防部及聯邦政府提供不限用戶數、不限用量之衛星通訊服務。2025 年 12 月另獲基礎設施升級合約,金額上限 8,580 萬美元。

通訊路徑不經第三國地面設施

Iridium 衛星具備衛星間直接轉送能力,美方通訊得於太空中繞送至美國本土之專用關口站,無須經由其他國家之地面設施。同步軌道系統無法達成此一條件——其衛星須同時可見使用者與地面站。

公司背景

Iridium Communications Inc. 於美國那斯達克上市(代號 IRDM),財務報表依法定期公開。2026 年 6 月,火箭發射與衛星製造商 Rocket Lab 宣布以約 80 億美元收購,預計 2027 年年中完成,目前尚未交割。

參

作業條件下之效能差異

一、地形遮蔽下之可用性

同步軌道衛星恆定位於東南方、仰角約 52 度。無論位於台北、台中、花蓮或玉山,方位與仰角均屬相同——全台八處量測結果差異僅 1 度。

其意義為:於東南方受地形遮蔽之位置,即無法接通。且並非收訊不良,而是恆常無法接通——衛星不移動,等待亦無助益。

遮蔽門檻甚低:東南方 200 公尺外若有高度 250 公尺之稜線,即構成完全遮蔽。中央山脈沿線此類地形普遍存在。

Iridium 則不同。66 顆衛星持續運行,當前一顆受地形遮蔽時,數分鐘內即有下一顆進入可視範圍。同一位置不會形成永久死角。

二、傳輸延遲

同步軌道衛星位於 36,000 公里高度,訊號往返約半秒。實際通話時之表現為:發話結束後對方須稍待方能聽見,雙方易於同時開口。

Iridium 軌道高度為 780 公里,往返約百分之一秒,通話感受接近行動電話。

此一差距由距離決定,非設備改良所能縮短。於多方同時協調之情境,半秒之延遲將實際影響指揮節奏。

三、群組通話能力

現行同步軌道手持衛星電話不具備群組通話功能,僅能一對一撥號。五人協調須撥打五通。

Iridium Extreme PTT 將衛星電話與無線電對講功能整合於同一終端。按壓側鍵即可發話,全組同時接收,操作方式與現行無線電一致,無須另行訓練。

此為兩者唯一「具備」與「不具備」之差異,其餘均屬程度之別。於分組作業、人員分散於地形兩側之情境,此項影響最為顯著;其效益不僅在於免除逐一撥號,詳見第肆節。

四、緊急情形下得接通市話與行動電話

機關以自身名義設置專用電信網路者,常見之疑慮為「是否僅能內部互通、無法撥打一般電話」。依電信管理法第 50 條第五項,專用電信網路原則上不得連接公眾電信網路,惟明定四款例外,不在此限:

第一款陸、海、空各種交通工具之遇險求救及飛航氣象等交通安全之緊急通信
第二款為維護國家安全、公共秩序或公共利益,有緊急進行通信之必要
第三款為因應天災、事變或緊急危難等救援作業之通信
第四款其他經主管機關核准

就防救災、應變指揮與公共安全用途而言,第二款與第三款正是機關實際動用衛星電話之情境。亦即:平時作為自用之專用網路,於天災、事變或緊急危難之救援作業時,得依法接通市話與行動電話,直接聯繫不在系統內之對象。

此外,第四款保留了個案申請之空間——非屬前三款之常態性連接需求,得另向主管機關申請核准。兼顧專用網路之管理要求與實務上的彈性使用需求。

肆

群組通話(PTT)之作業效益

群組對講之實際效益,超出「免除逐一撥號」之範圍。以下四項為傳統無線電無法達成、或執行上相當困難者。

一、通訊對象受控

傳統無線電之通訊內容,任何知悉頻率並持有同型設備者均可接收,包括不應接收之對象。

PTT 之群組成員由後台指定。未編入群組之設備無法接收內容,亦無法自行加入。通話內容採 AES-256 加密。

二、免除號碼記憶與撥號操作

按壓側鍵即可發話,操作方式與現行無線電完全一致。

無須知悉對方之衛星電話號碼、無須查閱通訊錄、亦無須於配戴手套或夜間條件下低頭撥號。受話者不在時,同組其他成員仍可接收。

三、跨單位得編入同一群組

執行聯合搜救時,經各單位同意,不同單位之設備得編入同一群組——無須事先統一頻率、無須互換裝備,亦無須架設中繼台。

此為傳統無線電最難處理之環節:各單位頻率與機型往往互不相容,臨時通聯須仰賴人力轉述。

四、編組與涵蓋範圍得自行調整

透過 PTT Commander 管理介面,機關得自行調整設備之群組歸屬與群組涵蓋範圍。

任務編組異動時即時調整,無須等待廠商,亦無須將設備收回重新設定。

與傳統無線電之關鍵差異有二。其一,無線電變更編組須重新設定頻率或更換機型,跨單位尚須事先協調;PTT 之編組於後台調整即可。其二,無線電之通話範圍受中繼台涵蓋限制,PTT 僅受衛星覆蓋限制——同一群組成員無論派駐何地,只要位於衛星覆蓋範圍內即可通聯,而 Iridium 之覆蓋為全球。
群組對講之通訊費用採年約制,群組對講不限用量、不另計通話時間。採購達一定套數以上時,另可免收群組月費。實際費率依採購數量與當期匯率另行提出;衛星語音通話、簡訊等其他服務之費率另計,並不含終端設備、國際運費與代辦費用、法規許可規費。

伍

綜合比較表

以綠色標示者為本文認為差異明顯之項目。硬體詳細規格以原廠規格書為準。

項目同步軌道手持衛星電話Iridium Extreme PTT
服務台灣之衛星數1 顆隨時多顆通過上空
衛星總數3 顆81 顆(66 服役+9 在軌備用+6 地面備用)
單顆失效之影響台灣服務中斷佔比 1.5%,由備用衛星接替
軌道高度36,000 公里,位置固定780 公里,持續運行
地形遮蔽時該位置恆常無法接通數分鐘內由下一顆接替
傳輸延遲往返約半秒,通話易生干擾約百分之一秒,接近行動電話
天線指向須對準東南方並保持拉出天線即可,可單手操作
群組通話不具備具備,操作方式同無線電
群組通話之接收對象—僅限編入群組之設備,由後台指定
跨單位共用群組—可,經各單位同意即得編入
編組自主調整—可,透過 PTT Commander 自行調整
覆蓋範圍南北緯 70 度以內全球,含南北極與大洋中央
當地地面站需求須有,衛星須同時可見用戶與地面站無須,衛星間可直接轉送
美軍採用—是,美國國防部長期使用
語音 · 簡訊 · GPS 求救均具備均具備
群組通話加密—AES-256
撥打市話與行動電話可,屬電信事業之公眾服務依電信管理法第 50 條,救災、緊急危難等法定情形得接通;其他情形得經主管機關核准
法規申請營運商為電信事業,貴單位無須另行申請須以貴單位名義申請許可,N3D 全程代辦
國內採用情形目前為主流較少,惟國內已有公部門機關採購導入

陸

價格差異之成因

Iridium 之設備與通訊費用均高於同步軌道系統,此為事實,本文不予迴避。成因如下。

一

81 顆衛星之成本分攤於同一通話

同步軌道系統以 3 顆衛星即可覆蓋全球主要陸地。Iridium 須 66 顆方能維持連續覆蓋,另備 15 顆,合計 81 顆。每一顆均須製造、發射、維運,失效後尚須汰換。衛星數量相差 27 倍,價格結構自不相同。

二

低軌道衛星須持續汰換補充

780 公里高度仍存在稀薄大氣阻力,衛星須持續修正軌道,服役一定期間後即須汰換。36,000 公里高度幾無阻力,單顆可長期服役。低軌星座之汰換為持續性支出,而非一次性建置。

三

每顆衛星均具備交換功能

Iridium 衛星彼此間可直接傳送訊號,等同每顆衛星均加裝一套設備。此舉提高造價,但換取兩項同步軌道無法達成之能力:無須當地地面站即可通聯(美軍即據此將通訊直接送回本土),以及南北極與大洋中央亦可通聯。

四

終端設備設計複雜度較高

對應固定不動之衛星,天線設計相對單純。對應高速通過之衛星,終端須持續自動追蹤,並於每數分鐘切換衛星之際維持通話不中斷。此等技術要求均反映於設備價格。

五

覆蓋範圍包含不具商業誘因之區域

同步軌道系統覆蓋南北緯 70 度以內,恰為人口與航線集中區域,屬合理之商業判斷。Iridium 之覆蓋延伸至南北極與大洋中央,該等區域幾無付費用戶。價差之中有一部分,實係支應不具商業理由之覆蓋。而災害應變與軍事通訊所需者,正是此種於偏遠地區仍可通聯之能力。

六

9 顆在軌備用衛星不承載營收

該等衛星於軌待命,不承載任何通話,惟同須製造、發射與維持。其存在之唯一理由,即為單顆失效時服務不致中斷。第壹節所述「單顆失效僅影響 1.5%」,即為此項支出所換取之能力。

惟「價格較高」之衡量基準,應予釐清。單價反映採購金額,並不反映使用價值。設備若於實際需要之地點無法接通,其「每次成功通話成本」並非較低,而是無從計算。

此一情形於國內已然發生。依政府電子採購網決標紀錄,全國共 21 個機關採購 Thuraya 衛星電話,設備部分累計 2,322 萬元。2024 年 4 月服務終止後,該批設備可完成之通話為零。截至 2026 年 9 月,其中尚有 10 個機關未予汰換——並非不願汰換,而係重建同等能力所需經費接近當年之兩倍。

採購當時之單價確實較低;最終付出者為全額支出,且可用性為零。

資料來源與說明

衛星數量。Iridium 為 66 顆服役中衛星、9 顆在軌備用、6 顆地面備用,共 81 顆,軌道高度 780 公里,2019 年 2 月完成全星座部署,具備衛星間直接轉送能力。同步軌道手持衛星電話服務使用之星系全球共 3 顆衛星,於 2005 至 2008 年間發射,台灣由東經 143.5 度之衛星提供服務。以上均為各原廠與衛星產業公開資料。

衛星機齡。服務台灣之同步軌道衛星於 2005 年 3 月發射,原廠設計壽命 13 年,至 2026 年 9 月已在軌 21 年 6 個月,為設計壽命之 165%。Thuraya-3 於 2008 年 1 月 15 日發射,2024 年 4 月 15 日發生酬載異常導致服務中斷,在軌 16 年 2 個月;其設計壽命有 15 年與 12 年兩種公開說法,本文採較保守之 15 年。Iridium NEXT 星座於 2019 年 2 月 8 日完成全部署。

2023 年服務中斷。本文第壹節所引事實,出自該營運商提送國際民航組織第十三屆亞洲 FANS 互通作業小組會議(FIT-Asia/13,2023 年 6 月,曼谷)之文件 Flimsy/1。該文件載明事故時間、太陽能電池陣列部分失去供電(研判為短路)、非碎片撞擊亦非惡意行為、東亞及太平洋涵蓋區全服務中斷,以及自其他區域調派衛星接替與提前部署新一代衛星之補救措施,並載明恢復後仍存在效能限制。文件可於國際民航組織亞太辦事處網站公開查閱。

公司與合約。Iridium Communications Inc. 於美國那斯達克上市(IRDM)。Rocket Lab 於 2026 年 6 月宣布以企業價值約 80 億美元收購 Iridium,預計 2027 年年中完成,本文製作時尚未交割。美國國防部之 EMSS 合約經美國太空軍簽訂,提供不限用戶數與用量之服務並設有美國政府自有專用關口站;2025 年 12 月另獲基礎設施升級合約,金額上限 8,580 萬美元。以上可於各公司投資人關係網頁及美國證券交易委員會公開文件查證。

角度與延遲。「東南方仰角 52 度」係以標準衛星幾何公式計算,取衛星位置東經 143.5 度,台北、台中、台南、高雄、花蓮、玉山、阿里山、南投仁愛八個地點之結果落在 51.8 至 52.8 度之間、方位 131.9 至 136.4 度之間。「200 公尺外 250 公尺高即完全遮蔽」為同一角度下之三角計算。延遲以光速除以路徑長度計算:同步軌道往返約 477 毫秒,低軌道約 10 毫秒,此為電波傳播時間,不含語音編碼與網路處理,實際數值略高。詳細計算過程可另行提供。

通訊費用。群組對講採年約制、不限用量,採購達一定套數以上時免收群組月費。實際費率依採購數量與當期匯率另行提出,並不含終端設備、國際運費與代辦費用、法規許可規費,亦不含衛星語音通話與簡訊之費率。

法規依據。電信管理法第 50 條規定專用電信網路應經主管機關核准始得設置,並於第五項規定專用電信網路不得連接公眾電信網路或供設置目的以外之用,但列有四款例外情形。本文所引條文以全國法規資料庫公告之現行條文為準。實際申請之許可項目、審查程序、作業期程與規費金額,依主管機關規定辦理。

國內採購紀錄。Thuraya 累計 2,322 萬元、21 個持有機關、10 個尚未汰換等統計,係逐案調閱政府電子採購網決標公告彙整,設備部分涵蓋 2009 至 2023 年。「查無機關獲得賠償紀錄」係指政府電子採購網公開資料中未見相關補償案件,非指營運商必無賠償義務,實際契約條款應以各機關與供應商之合約為準。