11月26日消息(劉定洲)5G在今年已經(jīng)正式商用。幾乎在5G推進商用的同期,衛(wèi)星通信行業(yè)取得了重要突破,從國外“硅谷鋼鐵俠”馬斯克雄心勃勃的“StarLink星鏈計劃”,到國內(nèi)的天通衛(wèi)星商用、鴻雁計劃、虹云計劃亮相,衛(wèi)星通信甚至開始切入寬帶移動通信。
那么,衛(wèi)星通信和5G之間,會有哪些聯(lián)系?是否有天地一體化的可能?日前知乎聯(lián)合北京郵電大學(xué)舉辦的“科技共振之5G+”主題論壇上,北京空間信息中繼傳輸技術(shù)研究中心工程師郭浩然發(fā)表演講,暢談了衛(wèi)星通信的發(fā)展現(xiàn)狀,以及與5G的融合進展。
衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)最新進展
郭浩然介紹,我國衛(wèi)星通信事業(yè)始于1975年的“331”工程,并于1983年11月29日在北京完成了衛(wèi)星通信地球站的設(shè)備驗收交付工作,1984年,“東方紅二號”通信衛(wèi)星發(fā)射成功,并撥通了首個衛(wèi)星電話。到2019年,該中心管理著中星22/22A、中星1A/1B、中星20/20A、中星16、天鏈一號01/02/03/04、天鏈二號01、天通一號01等多顆同步通信衛(wèi)星。
相比5G等地面移動通信技術(shù),衛(wèi)星通信的最大優(yōu)勢是無視地形地貌和距離的無死角廣域覆蓋,劣勢是終端和資費都很昂貴。從歷史看,早在1994年的2G時代,Inmarsat就推出了海事衛(wèi)星電話,并成為全球商業(yè)運營最成功的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。國內(nèi)則自主研發(fā)了天通系統(tǒng),并在2016年天通一號01發(fā)射入軌,2018年開啟商用化,由中國電信集團衛(wèi)通公司提供商用服務(wù)。(詳見C114此前報道:崛起中的衛(wèi)星通信:詳解各類應(yīng)急通信衛(wèi)星業(yè)務(wù))
上述主要是同步衛(wèi)星系統(tǒng),盡管覆蓋能力超強,但只能傳輸?shù)退俾蕯?shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在寬帶傳輸方面,先行者是摩托羅拉公司1998年推出的銥星計劃,由77顆低軌衛(wèi)星組網(wǎng),提供全球個人移動通信服務(wù)。但該計劃太超前,在2000年破產(chǎn)。
馬斯克旗下太空探索技術(shù)公司推出的StarLink星鏈計劃,更進一步,計劃發(fā)射42000顆高中低軌衛(wèi)星實現(xiàn)全球組網(wǎng),并計劃在2020年前發(fā)射12000顆,配套建設(shè)100萬個接入型地面站和6個衛(wèi)星網(wǎng)關(guān)站。其中第一階段將有4425顆衛(wèi)星被發(fā)射到距地面1110km至1325km低軌道,形成對全球的無線網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋。而剩余的7518顆衛(wèi)星將發(fā)送到距地面335km至346km的低軌,這部分衛(wèi)星主要用來為人口稠密地區(qū)提供足夠的帶寬和保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡脱訒r。目前,太空探索技術(shù)公司已經(jīng)完成3批次的“一箭60星”發(fā)射。
國內(nèi)方面,中國航天科技集團推出的“鴻雁”星座,計劃到2025年部署320顆衛(wèi)星,提供面向全球的各類移動通信服務(wù)。航天科工集團的“虹云”星座,計劃部署156顆衛(wèi)星在1000公里高度,計劃2022年完成,提供面向全球的寬帶移動通信服務(wù)。
郭浩然介紹,低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)的共同特征有六點:其一,多采用中低軌道,傳輸延遲低,可以和地面的光纖相當(dāng);其二,采用眾多微小衛(wèi)星實現(xiàn)大范圍覆蓋;其三,衛(wèi)星研發(fā)、迭代周期短,成本低廉;其四,多采用Ka/Ku頻段,系統(tǒng)容量大。舉例子,OneWeb公司的單星容量5.8Gbps,系統(tǒng)總?cè)萘砍?1Tbps;其五,終端變得小型化、智能化;其六,聚焦寬帶移動互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。
衛(wèi)星通信與5G的融合
5G要實現(xiàn)萬物互聯(lián)的愿景,衛(wèi)星通信是其中重要一環(huán)。早在3GPP R14,業(yè)界就對衛(wèi)星在5G系統(tǒng)中的角色和優(yōu)勢進行了探討,認(rèn)為作為5G多種接入技術(shù)之一,衛(wèi)星在一些要求廣域覆蓋的工業(yè)應(yīng)用場景中具有顯著優(yōu)勢。
TS22.822中,定義了在5G中使用衛(wèi)星接入的三大類別,分別是連續(xù)服務(wù)、泛在服務(wù)和擴展服務(wù),并討論了衛(wèi)星終端特性的建立、配置和維護,以及衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)的跨協(xié)議漫游和通信切換等問題。2017年3GPP SA1工作組也對衛(wèi)星接入網(wǎng)協(xié)議及架構(gòu)進行了評估,并計劃進一步開展基于5G的接入研究。
5G標(biāo)準(zhǔn)明年發(fā)布的最新版本R16,NTN應(yīng)用場景包括8個增強型移動寬帶和2個大規(guī)模機器通信場景。借助衛(wèi)星通信的廣域覆蓋能力,可以提供5G業(yè)務(wù)的連續(xù)性,尤其在應(yīng)急、海事、航空通信及鐵路沿線通信中發(fā)揮作用。
從國外看,2017年6月,英國電信、空客防務(wù)與航空公司等16家企業(yè)和機構(gòu)聯(lián)合成立了SaT5G聯(lián)盟,計劃在30個月內(nèi)完成衛(wèi)星通信與5G無縫集成的方案,并在2018年歐洲網(wǎng)絡(luò)與通信會議上,5家成員單位現(xiàn)場演示了衛(wèi)星與3GPP架構(gòu)的融合。
國內(nèi)來看,中國衛(wèi)通基于高通量衛(wèi)星中星16,在本月完成了衛(wèi)星傳輸5G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的融合測試,利用高通量衛(wèi)星的便攜站與5G網(wǎng)絡(luò)搭建衛(wèi)星基站回程試驗系統(tǒng),實現(xiàn)了基于星地鏈路的5G基站與核心網(wǎng)信息傳輸。
郭浩然說,當(dāng)前業(yè)界深刻認(rèn)識到,星地系統(tǒng)由競爭走向合作,衛(wèi)星系統(tǒng)以提供回程服務(wù)、基站拉遠(yuǎn)等方式成為地面移動通信網(wǎng)絡(luò)的補充,優(yōu)勢互補、合作共贏,這才是衛(wèi)星通信與5G的最佳邂逅方式。
基于這種形式組網(wǎng)的天地一體化網(wǎng)絡(luò),將具備泛在覆蓋、降低地面網(wǎng)絡(luò)依賴、提高網(wǎng)絡(luò)彈性等特點。用戶將能夠在任意時間、地點透明地享受來自于地面網(wǎng)絡(luò)/天基網(wǎng)絡(luò)的融合服務(wù)。“不過,融合的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是什么,還未定論,有待進一步研究。” 郭浩然表示。
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