卫星通话将卫星互联网产业”抬“至风口,天地一体化形成大”空间“

无线大鹏 2023-09-15
2681 字丨阅读本文需 7 分钟

随着海洋5G覆盖不断扩围,我国海洋产业智能化进程不断加快。5G海洋牧场、智慧海洋装备、海洋大数据等一批新产业、新业态发展提速。

这两天,在离青岛海岸30多公里的朝连岛上,工作人员正在架设海岛5G基站,让5G信号半径沿航线扩大了53.5公里,基本实现了青岛近海海域的5G连片覆盖。

在福建,正在试验“5G+卫星+海缆”的互通互联,以满足多种海洋产业重点场景通信需求。在湛江东南的海岛上,正在试验“5G+微波”“5G+卫星”、手机直连卫星等前沿技术的可行性,加速海上5G网络覆盖。

近年来,我国加快海洋强国建设,为引导产业界加快推进5G与海洋发展的深度融合,强化构建智慧海洋5G网络,采取了“5G+卫星+WiFi”融合组网,分区域覆盖沿海、近海、远海三大场景。

截至目前,我国已经在广东、山东、福建、浙江等10个沿海省份,实现了重点区域、海岸沿线以及近海海域最远40公里内5G网络连续覆盖。

运营商竞争布局卫星通信

随着华为Mate 60 Pro手机的开售,卫星通信再次广受关注,卫星电话业务随之正式进入消费级市场,虽然目前国内能提供在消费业务层面的卫星电话业务的,暂时只有中国电信一家运营商,但中国移动等其他运营商正在积极布局卫星通信领域。

卫星电话的服务其实在运营商市场一直存在,但更多是专用于救灾场景。比如中国移动近期发布的“超级基站”,是其旗下用于灾害救援的专有设备,可作为中介,连接卫星和地面终端,能够在地面基站受灾失效时,发挥出重要作用。中国联通、中国广电在卫星应急通信领域,都有相似产品。

但运营商在卫星通信领域的技术发展并不仅限于救灾,此前,中国移动宣布完成了国内首次运营商NR-NTN低轨卫星实验室模拟验证,此次试验验证了手机直连低轨卫星的技术可行性。NR-NTN其实就可以看作未来网络天地一体化的发展方向,未来,网络广区域覆盖可依靠手机连接卫星来实现,而这也是6G的演进方向,符合6G时代天地一体化无线泛在网络的发展愿景,这也正是运营商着力布局的重要原因所在。

运营商的入场,常常能带动通信领域的产业拉动效应,卫星通信也不例外,运营商竞争布局卫星通信产业,将大大提升整个卫星通信产业的商用进程,语音通话也只是卫星通信的第一步,通信网络天地全区域覆盖是最终目标,相信天地一体化无线泛在网络的6G时代很快就要到来。

5G/6G 卫星互联网组网技术

未来卫星作为地面 5G/6G 的一种补充接入方式或者回传方式存在,将构建灵活的天地一体化网络,实现网络的全面覆盖。

ITU-R M.2460—“ K e y E l e m e n t s f o r Integration of Satellite Systems into Next Generation Access Technologies” 对卫星网络的应用场景、业务范围和关键技术等内容进行了定义和分析。报告书中提出了星地融合的 4 种应用场景:

(1)中继到站。利用卫星链路进一步向本地小区站点(如 3G/4G/5G 蜂窝网络等)提供链路补充服务,使本地业务路由延长,实现与远端业务互联,并缩短时延。

(2)小区回传。利用卫星点对多点的多播及组播功能,将远端业务更好地传送到本地网络,同时将本地网络数据通过卫星传送到远端。

(3)动中通。卫星链路提供与高速运动中的飞机、车辆、火车和船只的连接,利用卫星覆盖范围广的性能,实现高效链接。

(4)混合多播场景。在混合多媒体通信应用场景中,卫星可以向家庭和办公室提供服务,补充地面宽带以外的内容,解决地面网络负载过重的问题,支持海量用户的宽带业务需求(视频、高清电视以及其他非视频数据)。

基于上述业务描述及网络拓扑图,卫星网络在 ITU 的 4 种组网场景中承担着重要的无线回传网络角色,负责将本地数据传输到远端或将远端数据传输到本地。综合 5G/6G 无线通信技术中的接入回传一体化设计,基于 5G/6G 技术的卫星网络很容易实现该类传输,5G 卫星融合传输视图如下图所示。

在这种场景下,一部分信号通过回传终端(可以是 5G 终端、模组)接入到卫星基站,将地面数据通过卫星传输到远处;另一部分地面终端直接链接卫星传输信号。最终卫星通过馈电链路(5G 空口链路)将数据传输到地面核心网,馈电链路复用 5G 空口通信方式,接入地面5G 基础设施。

对于 6G 来说,接入和回传一体化设计也是类似的原理。

我国卫星互联网发展迎来黄金机遇期

2020年卫星互联网首次纳入新基建范畴,上升为国家战略性工程。近年来,我国加强整体战略统筹部署,逐步构建完善的卫星互联网产业链,卫星互联网迎来了市场“破茧”和产业链“成蝶”的重要历史机遇,自身优势与政策红利将逐渐呈现叠加效应。

一是市场规模稳步提升。

我国卫星互联网作为国家新型基础设施建设的重要组成部分,在政策法规、技术升级、产业资本的多重驱动下,产业发展迅速。相关数据显示,2022年中国卫星互联网行业市场规模达到314亿元,预计2025年市场规模将达到447亿元,年复合增长率达到11%。此外,我国已经形成较为完整的卫星互联网产业链,地面设备制造和卫星运营及服务行业潜力巨大,未来市场空间将更为广阔。

二是政策环境持续优化。

我国高度重视和支持卫星互联网发展,近年来已出台多项政策措施鼓励推动卫星互联网规模化应用及商业化服务。2018年11月,国家统计局在《战略性新兴产业分类(2018)》中明确卫星互联网产业的战略性新兴产业地位;2020年4月,我国首度将卫星互联网作为重要通信网络基础设施纳入“新基建”政策重点支持方向;2021年3月13日发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出要建设天地一体、集成互联、安全高效的信息基础设施。同年12月,国务院发布《关于印发“十四五”数字经济发展规划的通知》,强调加快布局卫星通信网络,支持推动卫星互联网建设。2023年2月,工信部放开卫星互联网设备进网许可管理,天地一体化立体通信网络部署建设得以进一步推进。省市层面,已有10余个省市制定了推动卫星互联网产业的发展目标和具体措施,为促进卫星互联网的发展进一步释放政策红利。

三是关键技术不断突破。

我国在一箭多星、火箭动力系统及星上处理等方面取得重要突破。一箭多星方面,2023年6月,长征二号丁遥八十八运载火箭在太原卫星发射中心,成功将吉林一号高分06A星等41颗卫星准确送入预定轨道,创下我国航天发射一箭多星新纪录。火箭动力系统方面,2023年5月,西安航天动力研究所自主研究设计的130吨级重复使用液氧煤油补燃循环发动机在铜川大推力液体动力试验台试车取得圆满成功,为可重复使用运载器的发展应用奠定了重要技术基础。星上处理方面,2023年1月,哈工大自主研发的星上智能处理载荷随星升空,首次实现空间环境监测全自主智能处理。

四是企业发展稳步推进。

一方面卫星互联网领域相关企业数量稳步增长。相关数据显示,2020-2021年,我国卫星相关企业新注册量规模迅速扩张,新增量分别同比大幅增加105.7%、61.1%,并于2022年首次突破3万家。截至2023年3月底,我国已新增卫星相关企业9200家。另一方面企业核心技术创新不断提升。蓝箭航天、零壹空间、星河动力、银河航天等民营企业在低成本运载火箭、低成本卫星制造等领域储备了较强的技术实力。如中科宇航与多家战略伙伴签约“数量200颗,总质量40吨,签约金额达16亿”的合作协议,根据协议测算平均发射成本有望降低至4万元/kg。银河航天、吉利科技、九天微星等积极布局建设卫星产业基地,以实现卫星的批量化生产和低成本设计。

文章来源: 央视网,通信放大镜,经济网,中国工程科技知识中心

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