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发现,自美国摩托罗拉公司1987年设计的“铱星”(Iridium)卫星通讯系统破产以来,很长一段时间,低轨卫星的开展似乎堕入了缓滞期。umss数字货币交易所模式表示,直到忽然间人们发现,马斯克的Starlink星链已然占领世界上一半的活泼卫星,卫星互联网也成为了科技新闻上众人注目的风口,将来通讯的一片新蓝海。

与传统高轨同步轨道卫星相比,低轨卫星建立本钱更低,且有低损耗,低时延和高带宽的优势。与空中通讯5G相比,低轨卫星通讯系统掩盖更广,可应用于高速/远间隔挪动终端。

Speedtest发布的2021 年第三季度卫星互联网的网速数据结果显现,运用低轨卫星的星链延时中值为 44 毫秒,是与固定宽带延时(15 毫秒)最为接近的卫星互联网效劳提供商。应用地球同步轨道卫星的ViaSat 和 HughesNet的均匀延时分别为 629 毫秒和 744 毫秒。在澳大利亚、比利时、法国、新西兰、英国等地,星链的下载速度也均优于固定宽带均匀程度,在英国,其速度以至是固定宽带的两倍。

我们看到,星链的来势汹汹掀起了一场无法防止的竞争,中国如何在竞赛中占领一席之地,是摆在眼前的一个待解之题。

全球低轨卫星开展持续炽热

当前,全球低轨卫星开展持续炽热,多方参与卫星组网浪潮中。不只包括马斯克的SpaceX星链方案,英国通讯公司Oneweb、亚马逊Kuiper、加拿大Telesat、波音等选手相继规划了庞大的卫星发射方案。

美国东部时间2021年12月18日,随着今年SpaceX第33批52颗星链卫星上天,SpaceX专项组网合计曾经发射了1944颗“星链”卫星,已远远超出其最初设计的1440颗,而其完好版星链方案的卫星总数将到达1.2万颗、远期规划达4.2万颗,其停顿速度几乎让对手难以望其项背。马斯克表示,估计“星链方案”的总投资本钱在200-300亿美圆间。今年6月,马斯克发布星链互联网活泼用户已到达近7万人,仅一个月后,其用户增至9万人。

英国通讯公司OneWeb则目的2021年底前在北半球提供效劳。去年其还一度面临破产危机,不过,在收到软银等多国财团的追加投资后,今年10月,OneWeb顺利停止了第11批34颗卫星的部署。目前其在轨卫星总数达358颗,估计2022年底前OneWeb将完成第一阶段一切648颗近地轨道卫星的发射部署。

亚马逊的Kuiper此前方案发射3236颗近地轨道卫星,投资超100亿美圆,但其目前一颗卫星都还未发射。亚马逊表示方案2022年第4季发射2颗“原型”(prototype)卫星到近地轨道。10月,亚马逊还宣布和美国运营商Verizon协作,为该国乡村及偏僻地域提供宽带互联网效劳。Kuiper将提供行动回传网络(cellular backhaul)效劳,以延伸Verizon的4G/5G网络。

加拿大老牌卫星通讯公司Telesat的初次发射方案将于2023年初停止,与SpaceX和亚马逊等专注于消费市场不同,该公司专注于商业市场,凭仗其几十年卫星效劳行业的经历,该公司关于参与这项竞争也是狼子野心。加拿大政府还承诺向Telesat投资12亿美圆支持其卫星网络方案。

今年6月,韩国经济副总理、财政部长洪南基表示韩国将在10年内建立100颗微小卫星组成的卫星星座。更早之前,韩国三星公司也抛出了由4600颗微小卫星组成的互联网星座蓝图。

此外,波音卫星互联网项目也于11月初刚刚取得FCC批准部署147颗卫星。

这些参赛选手们不甘落后,纷繁喊出部署成千上万卫星的方案。依据媒体统计,在最新一轮申请中,多家公司都大幅增加了卫星部署的方案范围。例如亚马逊申请增加部署4538颗卫星,使得Kuiper方案范围到达7774颗;连美国火箭初创企业阿斯特拉(Astra)也提出13620颗的卫星方案;OneWeb和波音分别提出方案部署6372颗和5789颗;还有多家初创公司也提交了部署数百至上千颗卫星的申请。

国度队剑指天地一体化建立

我国多个国度队也早已制定了相似的“星链”方案,就在马斯克推出星链方案的2015年,中国航天科技和中国航天科工两大集团也相继抛出了本人的低轨通讯项目“鸿雁”星座系统和“虹云工程”。

“鸿雁星座”是由中国航天科技集团方案建立的全球低轨卫星挪动通讯与空间互联网系统,系统方案由300颗低轨小卫星及全球数据业务处置中心组成。依据官方音讯称,“鸿雁星座”具备全球复杂条件下实时双向通讯才能,除了能够为用户提供实时数据通讯,还具备数据采集、海洋监测、渔政管理、多媒体数据播送、防灾减灾、北斗导航系统加强等综合效劳才能。“虹云工程”是由中国航天科工集团牵头研制的低轨宽带通讯卫星系统,方案发射156颗卫星,努力于构建一个星载宽带全球挪动互联网络。按方案,到“十四五”末,“虹云工程”将完成全部156颗卫星组网运转,完成业务星座构建。

此外,中国还于2018年起部署首个低轨卫星物联网星座 “天启星座”,共38颗低轨卫星组成,目前已发射15颗低轨卫星在轨组网运营,方案2022年全部部署完成,全面处理70%以上陆地、全部的海洋及空中物联网数据通讯掩盖盲区问题。中国航天科工牵头的低轨窄带通讯卫星星座 “行云工程”也行将进入批量化组网建立阶段,方案在2022年完成第二阶段共12颗卫星的发射任务,并在2023年前后建成由80颗低轨通讯卫星组成的掩盖全球的天基物联网星座。

由于 “星链方案”带来的竞争压力,近年来,我国也正在有序推进卫星互联网建立,频频出台众多针对性政策和指导意见。2020年4月,我国初次明白“新基建”范围,并将卫星互联网归入通讯网络根底设备范畴。今年3月,我国 “十四五规划和2035远景目的”再次明白提出了要建立高速泛在、天地一体、集成互联、平安高效的信息根底设备。

据国际电信联盟(ITU)披露,2020年9月,中国以“GW”为代号申报了两个低轨卫星星座,共计12992颗卫星,散布在距空中590公里至1145公里的低轨轨道,频段为37.5GHz—42.5 GHz及47.2GHz—51.4GHz。

今年4月底,中国卫星网络集团有限公司(简称“星网”)应运而生,开启我国卫星互联网开展的新征程。据悉,星网筹备前期就从三大运营商抽调了很多主干员工前往援助建立,星网成立后,原中国联通副总经理范云军还辞任前往担任副总经理。按方案,星网将聚焦低轨通讯卫星星座,调动航天、电信两大产业资源,推进一个中国版的星链方案。星网能够充沛整合各方资源与优势来攻克设计、资料、工艺、制造等产业根底难题,促进卫星互联网产业驶入高效建造的轨道。以星网为支柱,将来,有望构成中国卫星互联网产业开展的新型举国体制,提升中国卫星互联网产业开展的国际中心竞争力。

与5G交融开展成将来趋向

卫星互联网关于极地海洋等特殊场景有着掩盖和本钱的优势,有人据此以为星链可能将替代5G。不过,卫星通讯也存在明显优势,在uRLLC低时延高牢靠方面,5G的空口时延是1毫秒,而卫星的空口时延为数十毫秒,这项缺陷使得其无法满足车联网、工业互联网等应用场景。随着用户数量的增加和接入速率的提升,系统容量也会成为卫星互联网最大的瓶颈。

中国信科集团副总经理陈山枝博士曾在承受C114采访中指出:从通讯才能看,一颗卫星与一个空中基站的通讯才能大致相当,将来全球5G基站数将超越1000万,而低轨卫星的数量在万级,两者相差千倍。这就必定了卫星的通讯容量、用户范围、产业范围等方面只能是5G的补充。关于通讯技术而言,天空与空中的技术最大复用与兼容才是5G时期的正确走向。

低轨卫星与5G的互相交融能够扬长避短,共同构建全球无缝掩盖的海、陆、空一体化综合通讯网,满足用户无处不在的多种业务需求。

据悉,2020年12月,中国联通和航天科工就携手协作完成首个“5G﹢低轨卫星”交融网络业务演示,在星地网络交融的技术研讨和业务探究上迈出了打破的一步。今年5月,银河航天与中国信通院展开了一系列低轨卫星星座体制技术实验,完成了低轨卫星网络与空中5G网络深度交融,迈出了中国天地网络通用技术攻关的关键一步。7月25日,我国初次低轨宽带卫星与5G专网交融实验在北京和济南完成,该实验应用低轨宽带卫星,构建起北京、济南两地5G专网间的主干网络,测试时延约20-30毫秒。

需求指出的是,卫星和空中挪动通讯都是资源受限系统,频率资源的稀缺极大地影响了低轨卫星网络与5G网络的交融,为应对窘境,现阶段大多采用低轨卫星网络和5G网络频率复用技术,经过合理的频谱协同规划,完成二者之间的频谱共享进而提升交融网络的系统容量。

相关研讨标明,低轨卫星网络与5G的交融触及到诸多技术方面内容,当前处于交融技术研讨的初期阶段,完成了低轨卫星网络与5G网络之间的架构交融,可满足二者之间的数据互通、波束切换、频率复用、业务兼容。下一阶段的研讨方向将是完成技术体制的交融,研讨低轨卫星网络与5G网络交融技术体制,采用统一的空口技术体制,停止统一的资源管理和动态资源共享,完成统一的业务调度与编排,最终打造高效的空天地一天化网络,为用户提供无感知、无缝、极简接入的优质效劳。

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