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中国信通院万屹:“三步走”持续演进,加速空天信息网络标准一体化

2020-12-06 11:42 C114中国通信网   

C114讯 12月5日消息(岳明)“站上新起点,谋划新未来。”在空天地融合发展布局之际,中国移动研究院主办的“5G+空天融合网络技术研讨会”顺利举行。

研讨会邀请到空天地通信产学研用各领域专家,共同探讨空天地立体网络的技术体系、融合模式、发展路径和应用场景等关键问题,为5G+空天融合网络发展勾勒出新的技术蓝图。

中国信息通信研究院标准所副所长万屹在出席研讨会时表示,用卫星来实现全球的泛在覆盖,提供持续连接能力,用地面基站来实现热点区域覆盖,提供高速传输能力能够充分发挥两种网络的优势,实现优势互补,天然融合,具有很强的社会意义和经济意义。

中国信通院万屹:“三步走”持续演进,加速空天信息网络标准一体化

但现阶段两者标准不兼容,卫星通信无法支撑海量终端接入的需求。所以,空天信息网络标准一体化就成为了必然选择。通过标准融合,将有利于我国航天领域和通信领域两大优势领域的强强联合,形成双引擎驱动。

地面蜂窝网与低轨卫星天然融合

万屹指出,地面蜂窝网的优势是频谱效率高,容量密度高,缺点在于单站覆盖范围小,建站成本高,耗电量大,且无法对海洋,低空,边远地区覆盖成本高的问题,因此更适用于对终端较为密集的区域进行覆盖。与地面蜂窝网相比,卫星通信尤其覆盖范围大,不受地形约束,低轨卫星天然全球覆盖的特性使得卫星更适合满足泛在覆盖的需求。

万屹认为,这种混合组网方式兼具社会意义和经济意义。从社会意义来看,全球仍有30亿人没有接入互联网,95%的区域没有网络覆盖,通过空天信息网络标准一体化来来实现低成本的广域覆盖,对我国偏远地区,海洋经济,低空经济等领域提供有力的支撑。

从经济意义上来看,2019年,全球仍旧有30亿人无法接入互联网,若考虑未接入互联网人群的消费能力及渗透率,预计有10亿用户会接入卫星互联网,每年预计可以拉动3000亿人民币的市场。基于此,预期到2030年相关的卫星通信核心产业规模将达到1000亿元人民币,直接推动卫星终端芯片、网络设备等产业规模化,创造卫星接入组网、应用解决方案等新型信息服务。

大规模星座部署可行性大幅提升

万屹指出,目前低轨卫星的火箭发射成本大多在20万人民币一公斤,国内的大推力火箭的成本相对较低,约在10-15万人名币一公斤,太空探索公司可重复使用火箭猎鹰9号的发射成本预计可到2万人民币一公斤。

另外,可重复使用火箭Falcon9 大幅度降低了卫星的发射成本, 随着未来重型猎鹰的研制,发射成本会进一步降低。同时,通过产业链整合、工业级器件替代宇航级器件,批量化采购和生产,卫星的研制成本也快速下降。

从国外来看,2020年10月25日,11月24日,SpaceX发射了其第15、16批次的星链卫星,目前在轨卫星数近1000颗。并已经在美国北部启动了商业测试,其通信速率可达150Mbps,延迟为38ms,略高于地面宽带网络。星链计划在300-500km轨道上部署超过40000多个卫星实现全球的宽带接入,在偏远地区用相对低廉的价格替代光纤连接。

国内卫星星座也开始群雄逐鹿。2020年4月,国家发改委召开例行在线新闻发布会,卫星互联网首次被纳入通信网络基础设施大类,同时作为“新基建”首次得到官方口径确认。目前,天地一体化公司的天象星座,航天科技集团的鸿雁融合星座,科工集团的虹云星座,民营公司银河航天的银河星座也都公布颗星座计划,发射了先导卫星,并启动了技术验证测试单波束最大速率可达3Gbps,单星最大速率可达48Gbps,并验证了5G波形上天的可行性。2020年2月中国信息通信研究院、华力创通与银河航天携手完成了优化的5G信号体制在低轨卫星星座上应用的技术试验。

“三步走”战略实现标准一体化

万屹表示,卫星通信覆盖范围大,不受地形约束,低轨卫星天然全球覆盖的特性使得卫星更适合满足泛在覆盖的需求,但是现有标准不兼容,无法支撑海量终端接入的需求。

所以,空天信息网络标准一体化就成为了产业链必然选择。通过标准一体化推动产业链融合,将有利于我国航天领域和通信领域两大优势领域的强强联合,形成双引擎驱动;既能拓展现有5G产业链的发展空间,也加强卫星通信的市场竞争力。

显然,标准一体化并不是一蹴而就的。万屹认为,这个演进过程可以分为“三步走”,从互补(覆盖互补)到协同(接入加传输)再到融合(标准一体化)。

在互补阶段,实现独立组网,覆盖互补:在有地网覆盖的区域使用5G协议,手机终端接入地面网络,在没有地网覆盖的区域使用DVB协议,通过卫星地面站、动中通接入卫星网络,从而完成了覆盖区域的互补。使用的终端不同,协议不同。卫星地面站只能提供单点接入。

在协同阶段,实现混合组网,业务协同:在有地面光纤的地方基站经光纤联入网络,在没有地面光纤的地方用5G基站使用卫星回传接入网络,此时卫星和基站使用不同协议,卫星只做传输,虽然手机终端可以通过基站卫星接入网络,但是仍旧需要建设基站,没有解决基站覆盖范围小的问题。

在融合阶段,实现融合组网,标准一体化:在卫星网络中部署5G协议,手持终端基于5G协议直接接入卫星网络,此时终端使用5G协议栈分别接入卫星和地面基站,形成体制融合,终端融合和业务融合。

针对空天地融合标准、技术与产业链的融合,万屹提出了几点建议:一是打通专业壁垒,借鉴彼此的成功经验,实现技术互通、业务互补、人才互动和产业链互融;二是以商业化需求为牵引,引导系统设计,通过需求分析、场景定义、技术指标梳理,推动标准制定;三是联合起来形成合力共同推动行业标准和国家标准的建设,同时积极在国际标准化组织发声并形成知识产权。

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责任编辑: 3976DBC

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