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卫星互联网,把“基站”搬到太空

  • [日期:2020-08-17]
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  卫星互联网,把“基站”搬到太空(新技巧 新停顿⑤)

  7月上旬,国内首架高速卫星互联网飞机完成首航,利用一颗高通量卫星在万米地面完成了百兆以上速度的联网,并实现了流利的空中曲播。

  早在本年4月,卫星互联网就被明白列入新颖基础设备的范畴。作为新一代信息技术演变天生的信息基础举措措施,从构推测发射组网,卫星互联网的蓝图正一步步变成事实。

  卫星互联网是甚么?

  以卫星为接动手段的互联网宽带服务模式

  “卫星互联网重要是指以卫星为接入手腕的互联网宽带服务形式,它属于新基建中的信息基础设施。”中国航天科工集团“虹云工程”总设想师向开恒说,今朝卫星互联网较多的是指利用地球低轨道卫星实现的低轨宽带卫星互联网。相比高轨卫星,它存在低时延、易于实现全球覆盖的特点。

  中国航天科技集团五院全球低轨卫星移动通信与空间互联网系统核心副主任黄华先容道,地面网络靠基站通信,卫星互联网则是基于卫星通信技术接入互联网,比如将地面的基站搬到了太空中,每颗卫星就是一个移动的基站。

  依据通信卫星所处轨道的不同,卫星互联网可分为高轨和低轨两类。

  高轨卫星的轨道距离地面约3.6万公里,也叫尴尬刁难地静行轨道。尽管皆在高速活动,但应轨道上的卫星轨讲周期和地球自转周期严厉分歧,相对地面坚持“静止”,其笼罩的地区也是牢固,因而树立通信办事比拟容易。应用这个特色,能够通太高轨卫星实现宽带通信,并且所需的卫星数目不必太多。但高轨卫星互联网也存在自然的范围。地球半径只要6378公里,用高轨卫星实现通佩服务,相称于从地球名义发信号到3.6万公里之外,一来一趟,再减上信号处置等进程,致使时延不小。对个别的通话或拜访网页来讲借可接收,但对及时性要求高的利用如联网游戏、无人机远控等则无奈满意需供。此外,地面吸收高轨卫星旌旗灯号的终端必需做得比较大,才干杰出接受如斯近间隔的信号。

  果此,人们把眼光投向了500—2000公里规模内的近地轨道。在这个轨道上,地面和卫星之间的通信传输时延达毫秒,充足满足车联网、自动驾驶等需求,接支终端可做成手持的,智妙手机都能接入。

  “卫星互联网的兴起,是由需乞降技术的可能性独特驱动的。”黄华说,将卫星互联网纳入新基建,反应了数字化、信息化带来的需求。而随着航天和通信技术的提高,又使得提供这种服务成为可能。

  专家认为,从发展驱除看,数字化、信息化已深入转变人们生涯,手机用户盼望随时随地都能联网。尽管地面网络发达,但许多特定场景下靠地面网络覆盖价值太大,易以发出成本。相干数据也显著,今朝寰球仍有35亿人不克不及上彀,7亿人不通信效劳。因而,将“基站”布设到远地太空成了一个抉择。并且,与上世纪90年月的铱星等窄带低速卫星互联网不同,新的卫星互联网要实现的是和地面相似的宽带网络办事,也便是低轨宽带卫星互联网。

  低轨宽带卫星互联网若何实现?以1000公里的近地轨道为例,卫星绕地球一圈100多分钟,通过成千盈百个卫星在这个轨道高度组成星座,从而实现对全球的无缝覆盖。对用户来说,尽管卫星一直在运动,但时时刻刻都有卫星飞过火顶,网络信号初终保持稳固覆盖。

  卫星互联网无能什么?

  不管身处戈壁仍是海上、飞机上,都能享遭到像家里一样的上网体验

  随着低轨宽带卫星互联网观点的崛起,最近几年来外洋上呈现了星链、OneWeb等响应规划。

  在海内,2018年12月22日,“虹云工程”尾发星即技术验证卫星被送入轨道,标记着我国低轨宽带通信卫星系统扶植迈出本质性步调。“虹云工程”是由中国航天科工散团无限公司牵头研造的覆盖全球的低轨宽带通信卫星系统,通过搭建由156颗小卫星构成的卫星互联网系统,实现齐球无逝世角的自在接入宽带互联网。简直同时,2018年12月29日,“鸿雁”星座首发星同样成功发射并进入预约轨道。“鸿雁”星座是由中国航天科技团体自立建立的低轨卫星通信系统,其目的也是在太空构建一条七通八达、覆盖全球的信息通路,打算用60颗核心主干卫星和数百颗宽带通信卫星构成系统,实现全球仍旧所在的互联网接入。

  “虹云工程”技术考证星发射进轨后,在2019年实现了分歧气象前提、分歧营业情形等多种工况下的全体功效与机能测试。测试职员经由过程卫星用户末端接进互联网,胜利完成了网页阅读、微疑收收、电商购物、视频谈天、下浑视频面播等典范互联网营业,也能够畸形应用短视频APP。卫星正在轨真测的贪图功能取目标均满意请求乃至超越预期。那颗实验星用户休会速度跨越10兆。

  “系统建成后,无论咱们身处沙漠还是大陆,抑或是飞机上,都能享用到与在家里一样的上网速率和服务体验。”背开恒说,卫星互联网可以实现随时随地的互联网接入,尤其是在深谷荒凉、深海近海等传统移动通信到达不了的偏僻地圆,足球开户,更具上风。

  黄华以为,只管卫星互联网的最年夜网速比不外天里光纤,当心用户现实使用体验没有会有太大差异。卫星互联网和地面收集如5G网络将是互补关联。在年夜都会等地面通讯发动地区,人们劣前使用地面网络。而在空中网络不克不及达到的地域,包含两极科考、户中探险等场景则更合适使用卫星互联网。卫星互联网可能知足信息基本举措措施好的处所的需要,弥补信息鸿沟,使网络衔接变得可能跟方便。

  卫星互联网提供的服务并不限于宽带,也包括能够进步定位和授时粗度的导航删强功能,可对航空、帆海、远洋货色等进行跟踪的物联网等。比方“虹云工程”就是一个通信、导航和遥感一体化的系统,可谦足应慢通信、传感器数据收集以及产业物联网、无人化装备长途遥控等实时性要求较高的应用需求。“鸿雁”星座是宽窄结合的系统,用户既可使用手持终端打德律风,也可以上网和使用导航加强功能。

  北京九天微星科技发展有限公司首席履行卒谢涛认为,通过和5G、工业互联网、物联网、大数据等严密结合,卫星互联网将来的应用处景会无比丰盛。卫星互联网更像是一个太空中的仄台,搭载5G的载荷,可以满足宽带通信;搭载摄像头就可以实现遥感;加上导航增强,就能支撑主动驾驶。

  怎么用好卫星互联网?

  症结核心技术要进止攻关,工业发展要实现良性轮回

  当下,商业航天发作敏捷。做为卫星通信与互联网联合的产品,卫星互联网尤其是低轨宽带卫星互联网勾画出一幅让人憧憬的贸易蓝图。不过,要真挚拆建起体系并投入实践运用,特别是让用户取得精良体验,其实不简略。

  “尽管我们对卫星和通信技术都有必定控制,但卫星互联网扶植难度不小,不能一挥而就,需要进一步立异。”黄华说。

  比拟高轨卫星绝对地球运动而轻易“捕捉”,低轨卫星以每秒7千米多的高速绕地球滚动,这类疾速挪动所招致的频次变更、卫星旌旗灯号的静态切换等,和地面网络不大雷同。为了避免网络中止,从而让用户有优越的体验,须要对付很多要害中心技术禁止攻闭。另外,为了下降地面保护本钱,上千颗在轨卫星有需要经过智能化实当初轨自立运转,这也要经由过程技术翻新去实现。

  除懂得决技术困难,专家认为,卫星互联网实正用起来,关键还在于被普通民众接受,要好用也能用得起。这就要求卫星组网实现低成本,地面终端也要实现低成本、小型化。“例如,通过批量出产,卫星互联网的卫星会更廉价;通过技术攻关,把芯片越做越小,把天线从‘一起砖’酿成‘一派瓦’。”

  开涛认为,卫星互联网这种庞杂系统对于系统设计、技术门路取舍、产业配套等都有十分高的要求,有需要在计划之初就斟酌到成本、产业成生量、地面情形和现实答用需求等总是性身分。“卫星互联网归入新基建给产业的快捷发展注入了信念和活气,推进产业链供给更高性价比的卫星、载荷和地面终端产物,让全产业链降低成本。”

  向开恒表现,一方面,跟着低轨宽带卫星互联网应用不断拓展,通信容度会不断扩展。而范围愈来愈大,成本也会随之一直降落;另外一方面,通过当局层面的领导、市场层面的实际,整开姿势,通过产业化、商业化运作降本提效,构成产业发展良性循环。

  专家估计,一般用户像挨脚机一样用上卫星互联网,可能还需要数年时光。

本报记者 余建斌

本报记者 余建斌 【编纂:卞破群】