通信技術(shù)的發(fā)展日新月異,聰明的人類在不斷努力構(gòu)建著“更快、更高、更強(qiáng)”的網(wǎng)絡(luò)。
當(dāng)我們抬頭仰望星空時,或許會發(fā)現(xiàn):未來的網(wǎng)絡(luò),早已在我們指尖與云端之間悄然生長。
1、大地上的速度與激情
具備eMBB(增強(qiáng)移動寬帶)、uRLLC(超高可靠低時延通信)、mMTC(大規(guī)模機(jī)器類通信)三大核心應(yīng)用場景的5G網(wǎng)絡(luò),已經(jīng)極大改變了我們的生活:
- 超高清直播:5G的20Gbps速率讓8K VR直播成為可能,觀眾能“身臨其境”觀看演唱會。例如,2022年北京冬奧會開幕式通過5G+8K技術(shù),讓全球觀眾在手機(jī)屏幕上清晰看到冰刀劃出的冰花。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng):數(shù)量眾多的傳感器通過5G網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)毫秒級延遲通信,共同協(xié)作完成高精密設(shè)備的生產(chǎn),各種工業(yè)級機(jī)器人“眨眼間”完成指令,而且精準(zhǔn)控制誤差。
即將到來的6G網(wǎng)絡(luò),擁有更多值得期待的精彩:
太赫茲通信:利用300GHz-3THz頻段,理論上的峰值速率可達(dá)1Tbps(約為5G的50倍),時延低于0.1毫秒,可支撐全息通信、觸覺互聯(lián)網(wǎng)、元宇宙等超高帶寬與實(shí)時性應(yīng)用。
AI內(nèi)生網(wǎng)絡(luò):基站自帶AI芯片,能預(yù)測用戶需求(提前加載大數(shù)量級的應(yīng)用數(shù)據(jù),例如:游戲地圖、醫(yī)療數(shù)據(jù)等),減少90%能耗。
空天一體化:在各種空中平臺(例如:無人機(jī)、飛艇)中搭載通信基站,與衛(wèi)星、地面站協(xié)同,形成立體通信網(wǎng)。
不管是5G網(wǎng)絡(luò)還是6G網(wǎng)絡(luò),都為我們提供高速的上網(wǎng)體驗(yàn),讓我們盡情享受網(wǎng)絡(luò)世界的精彩。
2、星空中的技術(shù)與變革
在我們頭頂?shù)男强罩?,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)一直在默默進(jìn)化。
近年來的技術(shù)突破,使衛(wèi)星通信從“小眾”變?yōu)椤捌樟_大眾”。
低軌衛(wèi)星組網(wǎng):通過發(fā)射數(shù)千顆LEO(近地軌道)衛(wèi)星,構(gòu)建了一張覆蓋全球的“衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)”,通過激光星間鏈路實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星“手拉手”,數(shù)據(jù)無需繞地球一圈,讓偏遠(yuǎn)地區(qū)的漁民、探險者也能用手機(jī)刷短視頻。
說明LEO(近地軌道),通常指高度在160公里至2,000公里之間的軌道范圍,國際空間站、哈勃望遠(yuǎn)鏡等均運(yùn)行于此軌道。特點(diǎn)是軌道周期短(約90分鐘繞地球一周)、通信延遲低。HTS(高通量衛(wèi)星):通過多點(diǎn)波束和頻率復(fù)用技術(shù),顯著提升數(shù)據(jù)傳輸能力。單星的容量從幾Gbps躍升至數(shù)百Gbps,相當(dāng)于同時傳輸數(shù)萬部4K電影。HTS通常部署在GEO(同步軌道),固定懸停在赤道上空大約3.6萬公里的位置,一顆就能覆蓋三分之一的地球表面。
說明GEO(同步軌道),高度約35,786公里,特點(diǎn)是覆蓋范圍廣、信號穩(wěn)定。
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),為身處荒涼沙漠、茫茫大海等惡劣環(huán)境中的人類,搭建了一條條與外界通信的寶貴通道。
3、天羅地網(wǎng),互補(bǔ)融合
那么,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與5G/6G,能否組成“天羅地網(wǎng)”呢?
我們來對比分析一下吧。
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與5G/6G在以下方面,存在著互補(bǔ)融合的可能性:
頻譜共享:衛(wèi)星使用Ku/Ka波段,5G/6G用毫米波,未來可能統(tǒng)一分配頻譜資源。
雙連接技術(shù):手機(jī)同時連接衛(wèi)星和地面基站,切換時無縫銜接(類似Wi-Fi和移動數(shù)據(jù)自動切換)。
AI計算衛(wèi)星:將接收到的數(shù)據(jù)實(shí)時在軌處理,減少數(shù)據(jù)的“長途跋涉”,實(shí)現(xiàn)“天感天算”。
在“天羅地網(wǎng)”的加持下,這些領(lǐng)域可能迎來巨大的變化:
深海探索
利用5G+衛(wèi)星混合網(wǎng)絡(luò),將海洋中的能源開采相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)時傳回數(shù)據(jù)中心,由工程師在虛擬現(xiàn)實(shí)中遠(yuǎn)程操作,降低事故風(fēng)險。
在極端天氣引發(fā)的災(zāi)難面前,通過啟用應(yīng)急衛(wèi)星基站,為斷網(wǎng)地區(qū)提供5G臨時覆蓋,受災(zāi)群眾通過普通手機(jī)就能視頻通話報警。
無界漫游
佩戴6G AR眼鏡的登山者,通過衛(wèi)星+5G混合網(wǎng)絡(luò),實(shí)時與城市中的醫(yī)生“隔空會診”,衛(wèi)星負(fù)責(zé)廣覆蓋,5G保障高清傳輸。
4、仰望星空,腳踏實(shí)地
未來很美好,眼前仍然很曲折,有很多需要解決的問題:
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):3GPP(移動通信的國際性標(biāo)準(zhǔn)化組織)正制定衛(wèi)星與5G/6G融合的規(guī)范,如何在不同國家的不同頻譜政策之間尋求一個最合適的方案,需要面對很大的挑戰(zhàn)。
制造成本:LEO(近地軌道)衛(wèi)星的單星造價達(dá)到百萬美元,5G/6G基站的能耗增加,都迫切需新材料(如石墨烯天線)和新能源(如太空太陽能)的技術(shù)突破,以降低制造成本。而且大規(guī)模組網(wǎng)中眾多衛(wèi)星、基站的部署成本,也是需要解決的難題。
數(shù)字鴻溝:偏遠(yuǎn)地區(qū)的收入較低,可能無法承擔(dān)“太空寬帶”的使用費(fèi)用。
數(shù)據(jù)安全:衛(wèi)星信號覆蓋全球,如何防止數(shù)據(jù)被跨境竊?。坷?,有些國家和地區(qū)會要求企業(yè)將數(shù)據(jù)存儲在本地服務(wù)器,增加了技術(shù)實(shí)現(xiàn)的難度。
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與5G/6G的融合,正在編織一張“天上地下”的通信巨網(wǎng)。
當(dāng)這個“天羅地網(wǎng)”的覆蓋范圍從珠峰到天空,從沙漠到深海的時候,也許會重新定義人類與世界的連接方式。
那么,對于這一天的到來,各位有什么期待嗎?
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