近日河南洪災導致部分通信基站被迫臨時退出服務,災區也暫時出現一些通信“孤島”。記者7月27日獲悉,國內首次完成低軌寬帶通信衛星與5G專網融合試驗。北京郵電大學專家認爲,未來5G與衛星互聯網的融合除了可應用於城市與鄉村,還有望加速服務於水災、震災等應急機動場景,因爲衛星互聯網的地面信關站網絡信號覆蓋範圍超過1000公里。

這次北京郵電大學信息與通信工程學院與銀河航天在北京、濟南兩地成功開展了國內首次低軌寬帶通信衛星與靈巧5G專網的融合測試,試驗解決了異地專網通信對地面光纖基礎設施的依賴問題,實現了低軌衛星網絡與地面5G專網的融合,邁出了多場景通信服務落地的新一步。

在試驗過程中,低軌衛星連同地面衛星終端和地面站構建起了北京、濟南兩地5G專網間的骨幹網絡。在北京,北京郵電大學的學生戴上一副VR眼鏡,通過這一衛星互聯網開始精準操控約400公里外位於濟南工業互聯網研究院的無人平臺。兩地幾乎同步,濟南研究院實驗室中機器人的機械臂瞬間活了起來,開始進行物體夾取與移除等作業。很快,一隻光滑的玻璃瓶被機器人穩穩的拿了起來,並送至幾米外的指定位置放好。

“這次測試的端到端最小時延僅有20毫秒,整體通信時長7分鐘,試驗過程中濟南場地傳來的全景視頻畫面清晰無卡頓,機器人操作流暢,順利完成了全向運動控制等功能。”銀河航天星座系統架構師林廣榮說。

記者瞭解到,該技術試驗依託銀河航天自主研製的中國首顆通信能力達48Gbps的低軌寬帶通信衛星、地面信關站、衛星終端和測運控系統,以及北京郵電大學彭木根教授團隊聯合研發的高機動、輕量化的基於雲小站的靈巧5G專網。

今年以來,北京郵電大學信息與通信工程學院執行院長彭木根團隊與銀河航天已開展了一系列低軌衛星和5G網融合的功能驗證,重點進行了超遠距離無人平臺操控和全景視頻監控等領域的可行性評估。

彭木根介紹,靈巧5G專網能有效解決傳統蜂窩網絡對站址資源需求高、網絡規劃優化複雜、設備昂貴等問題,通過內嵌基站功能自適應遷移和網絡自組織模塊,高效抑制基站間干擾和無線回程受限等挑戰。

相比於普通4G、5G基站覆蓋面積不過幾公里,且基站依賴地面光纖連接,衛星互聯網的地面信關站覆蓋範圍則可超過1000公里。換言之,只要周邊1000餘公里範圍內還有任何一個低軌衛星的地面信關站在工作,大衆就可以通過5G專網基站繼續進行通信,滿足中小範圍災害發生時的應急通信需求。

在彭木根看來,靈巧5G專網即部署即用,與4G網絡相比,在容量、時延和連接數方面性能顯著提升了至少一個數量級。他表示,除了日常通信場景,未來靈巧5G專網與低軌寬帶衛星深度融合可以有更廣闊的應用場景,有望服務於國內多種災害的應急機動場景,以及科考、海洋開發等領域。

事實上,當前全球網絡覆蓋面臨諸多難題,仍有近30億人尚未接入互聯網。其中重要原因在於,全球很多複雜地勢地貌下難以鋪設傳統地面通信網絡,如山區、海島、沙漠等。此外,在洪水、地震、泥石流等自然災害情況下,傳統地面網絡更難以滿足應急救援的用網需求。

相對而言,未來靈巧5G專網與低軌寬帶衛星深度融合後,有望具有低成本、易部署、高機動、輕量化等特點,其可爲偏遠地區和應急場景提供5G通訊保障。

記者注意到,當洪水肆虐,道路損毀嚴重時,傳統的應急通信車也無法進入,常規敷設的光纜傳輸也很難保障,此時三維立體通信網絡的優勢得以集中凸顯。如翼龍無人機的空中基站,以及衛星通信在近日應急救災中相繼大展身手。

林廣榮表示,衛星通信有着能突破地形地表地貌等限制的特性,具有廣覆蓋的特性,在滿足應急救災等公共需求作用凸顯。此外,低軌寬帶通信衛星相比高軌衛星,具有低時延、大帶寬等特性。未來隨着衛星互聯網的加速建設,將有望在地面通信基礎設施被破壞的災害面前,快速及時地提供全時全域應急網絡接入服務,保障人民羣衆生命安全,並更好的支撐我國天地一體化網絡建設。

據介紹,後續北京郵電大學與銀河航天還將繼續開展靈巧5G雲小站和輕量化核心網功能上星等試驗驗證工作。

圖片來源:銀河航天

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