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皇冠体育网址:卫星互联网,把“基站”搬到太空(新技术 新进展⑤)

时间:2020-08-12来源: 作者:admin点击:
  卫星互联网示意图  中国航天科工集团二院供图  卫星互联网示意图  中国航天科工集团二院供图  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高空完成了百兆以上速度的联网,并实现了流畅的空中直播。  早在今年4月,卫星互联网就被明确列入新型基础设施的范围。作为新一代信息技

  卫星互联网示用意
  中国航天科工集团二院供图

  卫星互联网示用意
  中国航天科工集团二院供图

  7月上旬,皇冠体育网址:国内首架高速卫星互联网飞机完成首航,使用一颗高通量卫星在万米高空完成了百兆以上速率的联网,并实现了流利的空中直播。

  早在本年4月,卫星互联网就被明利剑列入新型根底设备的范围。作为新一代信息手艺演化天生的信息根底设备,从设想到发射组网,卫星互联网的蓝图正一步步变为实际。

  卫星互联网是什么?

  以卫星为接入伎俩的互联网宽带办事形式

  “卫星互联网主假如指以卫星为接入伎俩的互联网宽带办事形式,它属于新基建中的信息根底设备。”中国航天科工集团“虹云工程”总设计师向开恒说,目前卫星互联网较多的是指使用地球低轨道卫星实现的低轨宽带卫星互联网。比拟高轨卫星,它具有低时延、易于实现环球笼盖的特点。

  中国航天科技集团五院环球低轨卫星挪动通讯与空间互联网体系中心副主任黄华介绍说,地面搜集靠基站通讯,卫星互联网则是基于卫星通讯手艺接入互联网,比如将地面的基站搬到了太空中,每一颗卫星就是一个挪动的基站。

  依照通讯卫星所处轨道的差别,卫星互联网可分为高轨和低轨两类。

  高轨卫星的轨道间隔地面约3.6万公里,也叫作对地静止轨道。只管都在高速运动,但该轨道上的卫星轨道周期和地球自转周期严格一致,相对地面保持“静止”,其笼盖的地区也是固定,因而建设通讯办事比较容易。使用这个特点,能够通过高轨卫星实现宽带通讯,并且所需的卫星数量不消太多。但高轨卫星互联网也存在天然的局限。地球半径只要6378公里,用高轨卫星实现通讯办事,相当于从地球外貌发信号到3.6万公里以外,一来一回,再加上信号解决等过程,导致时延不小。对于一般的通话或拜候网页来说还可承受,但对实时性要求高的应用如联网游戏、无人机遥控等则无法餍足需求。此外,地面领受高轨卫星信号的终端必需做得比较大,能力良好领受如斯远间隔的信号。

  因而,人们把眼光投向了500—2000公里范围内的近地轨道。在这个轨道上,地面和卫星之间的通讯传输时延达毫秒,足够餍足车联网、自动驾驶等需求,领受终端可做成手持的,智妙手机都能接入。

  “卫星互联网的鼓起,是由需乞降手艺的可能性配合驱动的。”黄华说,将卫星互联网纳入新基建,反映了数字化、信息化带来的需求。而随着航天和通讯手艺的前进,又使得提供这种办事成为可能。

  专家以为,从开展趋势看,数字化、信息化已深化扭转人们生活,手机用户希望随时随地都能联网。只管地面搜集兴隆,但许多特定场景下靠地面搜集笼盖代价太大,难以收回老本。相干数据也显示,目前环球仍有35亿人不能上网,7亿人没有通讯办事。于是,将“基站”布设到近地太空成了一个选择。并且,与上世纪90年代的铱星等窄带低速卫星互联网差别,新的卫星互联网要实现的是和地面相似的宽带搜集办事,也就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,通过成百上千个卫星在这个轨道高度组成星座,从而实现对环球的无缝笼盖。对用户来说,只管卫星始终在运动,但时时刻刻都有卫星飞过头顶,搜集信号始终保持不变笼盖。

  卫星互联网能干什么?

  无论身处戈壁仍是海上、飞机上,都能享受到像家里一样的上网体验

  随着低轨宽带卫星互联网概念的鼓起,近年来国际上出现了星链、OneWeb等响应方案。

  在国内,2018年12月22日,“虹云工程”首发星即手艺验证卫星被送入轨道,标识表记标帜着我国低轨宽带通讯卫星体系建立迈出本色性步伐。“虹云工程”是由中国航天科工集团有限公司牵头研制的笼盖环球的低轨宽带通讯卫星体系,通过搭建由156颗小卫星组成的卫星互联网体系,实现环球无死角的自由接入宽带互联网。简直同时,2018年12月29日,“鸿雁”星座首发星也胜利发射并进入预定轨道。“鸿雁”星座是由中国航天科技集团自主建立的低轨卫星通讯体系,其宗旨也是在太空构建一条四通八达、笼盖环球的信息通路,方案用60颗核心骨干卫星和数百颗宽带通讯卫星组成体系,实现环球肆意地点的互联网接入。

  “虹云工程”手艺验证星发射入轨后,在2019年完成了差别天气前提、差别营业场景等多种工况下的全数功能与性能测试。测试职员通过卫星用户终端接入互联网,胜利实现了网页阅读、微信发送、电商购物、视频谈天、高清视频点播等典型互联网营业,也能够正常利用短视频APP。卫星在轨实测的所有功能与指标均餍足要求乃至超出预期。这颗试验星用户体验速度超过10兆。

  “体系建成后,无论我们身处戈壁仍是海洋,抑或是飞机上,都能享受到与在家里一样的上网速率和办事体验。”向开恒说,卫星互联网可以实现随时随地的互联网接入,尤其是在高山荒漠、深海远洋等传统挪动通讯达到不了的偏远地方,更具上风。

  黄华以为,只管卫星互联网的最大网速比不过地面光纤,但用户现实利用体验不会有太大不同。卫星互联网和地面搜集如5G搜集将是互补关系。在大城市等地面通讯兴隆地区,人们优先利用地面搜集。而在地面搜集不能达到的地区,包孕两极科考、户外探险等场景则更合适利用卫星互联网。卫星互联网可以餍足信息根底设备差的地方的需求,补充信息鸿沟,使搜集连贯变得可能和便当。

  卫星互联网提供的办事并不限于宽带,也包孕可以进步定位和授时精度的导航加强功能,可对航空、航海、远洋货物等停止跟踪的物联网等。比方“虹云工程”就是一个通讯、导航和遥感一体化的体系,可餍足应急通讯、传感器数据采集以及工业物联网、无人化设施远程遥控等实时性要求较高的应用需求。“鸿雁”星座是宽窄连系的体系,用户既能够利用手持终端打电话,也能够上网和利用导航加强功能。

  北京九天微星科技开展有限公司首席执行官谢涛以为,通过和5G、工业互联网、物联网、大数据等慎密连系,卫星互联网未来的应用场景会十分丰硕。卫星互联网更像是一个太空中的平台,搭载5G的载荷,能够餍足宽带通讯;搭载摄像头就能实现遥感;加上导航加强,就能支持自动驾驶。

  如何用好卫星互联网?

  关键核心手艺要停止攻关,产业开展要实现良性轮回

  当下,商业航天开展麻利。作为卫星通讯与互联网连系的产物,卫星互联网尤其是低轨宽带卫星互联网勾勒出一幅让人神驰的商业蓝图。不过,要真正搭建起体系并投入现实应用,尤其是让用户取得良好体验,并不简略。

  “只管我们对卫星和通讯手艺都有必然掌握,但卫星互联网建立难度不小,不能一挥而就,必要进一步立异。”黄华说。

  比拟高轨卫星相对地球静止而容易“捕获”,低轨卫星以每秒7公里多的高速绕地球转动,这种快速挪动所导致的频率改革、卫星信号的动态切换等,和地面搜集不大雷同。为了防止搜集中断,从而让用户有良好的体验,必要对许多关键核心手艺停止攻关。此外,为了降低地面维护老本,上千颗在轨卫星有需要通过智能化实现在轨自主运行,这也要通过手艺立异来实现。

  除体会决手艺难题,专家以为,卫星互联网真正用起来,关键还在于被通俗群众承受,要好用也能用得起。这就要求卫星组网实现低老本,地面终端也要实现低老本、小型化。“比方,通过批量消费,卫星互联网的卫星会更自制;通过手艺攻关,把芯片越做越小,把天线从‘一块砖’酿成‘一片瓦’。”

  谢涛以为,卫星互联网这种复杂体系对于体系设计、手艺途径选择、产业配套等都有十分高的要求,有需要在设计之初就思考到老本、产业成熟度、地面环境以及现实应用需求等综合性因素。“卫星互联网纳入新基建给产业的快速开展注入了自信心和生机,鞭策产业链提供更高性价比的卫星、载荷和地面终端产品,让全产业链降低老本。”

  向开恒体现,一方面,随着低轨宽带卫星互联网应用不停拓展,通讯容量会不停扩充。而规模越来越大,老本也会随之不停降落;另一方面,通过政府层面的引导、市场层面的理论,整合资本,通过产业化、商业化运作降本提效,造成产业开展良性轮回。

  专家估计,通俗用户像打手机一样用上卫星互联网,可能还必要数年工夫。


  《 人民日报 》( 2020年08月10日 19 版)

(责编:曹昆)

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