最近两年,华为一直在研究“捅破天”的卫星通讯技术,从华为 Mate 50 首发北斗卫星短讯,到如今的 Mate 60 系列支持天通卫星通话,华为在卫星通讯领域已经积累了不少技术成果了。
而在最近,中国移动使用华为的 Mate 60 手机测试了新的卫星互联网系统,成功实现了上行 1Mbps,下行 5Mbps 的好成绩。
中国移动研究院昨日表示,他们联合产业合作伙伴面向星上再生模式,共同研制成功星载核心网暨“星元系统”,并完成整星地面测试与空间环境适应性测试。
根据中国移动的介绍,星载核心网用于提供星上再生模式下的在轨数据转发服务,是低轨卫星互联网的重要设备之一。
面向卫星互联网低成本、高可靠要求,中国移动星载核心网为适应太空辐照、真空、冷热交变等空间环境,基于 5G 核心网 SBA 架构,设计基于国产工业级元器和国产 Linux 操作系统的高可靠、柔性、在轨可重构的软、硬件系统,实现了星载核心网的自主可控。
中国移动表示,面向低轨卫星移动速度快、覆盖范围广等特点,星载核心网对基本 5G 流程包括会话管理、移动性管理、QoS 保障等能力进行优化,实现高效的星地组网。
目前,星载核心网已完成力学、高低温、热真空、电磁兼容、老炼等环境测试和无线环境下的性能测试,满足在轨运行条件。
该测试模拟了 550Km 轨道高度卫星运行轨迹,与上海微小卫星、华为、爱浦路、融为科技等合作伙伴共同搭建了从测试终端、地面 5G 基站、地面信关站、星载无线收发信机到星载核心网的端到端链路,验证了有线和无线状态下低轨卫星通信在高动态、大时延、窄波束和 IP over CCSDS 传输环境下的适用性。
从中国移动官方图可以看到,测试终端是一款华为 Mate 60系列手机,这款华为的旗舰手机已支持北斗卫星双向通信。
实测星上再生模式下,星载核心网下行速率可达 5Mbps(IT之家注:1000 倍率计算为 625KB /s,1024 倍率计算为 640KB /s),上行速率可达 1Mbps,星上转发速率达 230Mbps,星上转发时延小于 1ms,性能符合预期。
星载核心网上行 1Mbps 传输:
星载核心网下行 5Mbps 传输:
上行 1Mbps、下行 5Mbps 的网速已满足微信、QQ 等即时通讯软件的要求了,浏览 Wap 网页也不会有太大问题,不过短视频等需要消耗大量数据的 App 预计会出现延迟和卡顿的情况。
而在最近几年,卫星互联网显然已经成为了世界各国的“兵家必争之地”。
卫星互联网的构建离不开通信卫星。通信卫星往往用作无线电通信中继站,通过转发无线电信号传输电话、电报、传真和数据等,是世界上应用最早、最广的卫星之一。
而为了构建卫星互联网,往往需要将通讯卫星部署在近地低轨轨道上。
低轨通信卫星相比于传统的中高轨通信卫星,具有四大优势:
低时延:可将时延从 200ms 降低到几十个乃至十几个毫秒,能够与地面网络相提并论。
信号强:相应的地面终端可以更加小型化、轻量化。比如现在华为 mate60 就可以使用卫星通信功能了。
全球覆盖:由数千颗低轨卫星组成的星座可以实现全球覆盖运营
生产成本低:低轨卫星需求量大,批量生产使得成本大大降低
目前低轨卫星已成为各国通信卫星发展的主力。从 2020 年开始,低轨道卫星的发射数量呈现爆发式增长。
例如世界首富马斯克旗下的太空探索技术公司(SpaceX),在 2023 年的发射周期为平均 3.92 天 / 次,全年借助“猎鹰”9 号火箭共计发射了 1870 颗互联网卫星。
目前马斯克的“星链”计划已经总共布局了 5144 颗互联网卫星,在全球低轨卫星总量中占比超过了 55%,从而组成了目前人类有史以来规模最大的卫星星座。
马斯克此前也公开透露了他们的计划,2024 年 SpaceX 将会每两天发射一次互联网卫星,直至2027 年总共发射 4.2 万颗,彼时“星链”将霸占卫星互联网超七成的空间。
另外, SpaceX 的星链也在不停的更新迭代。第三代“星链”终端路由覆盖面积由 186 平方米扩展至 297 平方米,并且具备了防尘功能以及在大风天气下传输数据的功能。同时“星链”系统将会具有直连手机的能力,不经过第三方设备如天地基站,“星链”就能为智能手机提供文本、语音和数据传输服务。
而在中国,国产版“星链”也在紧锣密鼓的策划中。
我国国民经济“十五”计划至“十四五”规划中,卫星互联网就占据了巨大篇幅,国家对卫星通信行业的支持政策经历了从“促进产业化”到“推进转型”再到“推动创新发展”的变化。
中国已着手构建自己的低轨卫星通信网,拟在近地轨道建立由 2.6 万颗卫星组成的网络,覆盖整个地球。我国将花费约 10 年时间完成卫星发射,并构建一套完备的卫星通信网络系统。届时,我国将在基站难以覆盖的山间、岛屿、基础设施遭破坏的灾区等地区进行高速互联网通信。
与此同时,2023 年 12 月 30 日,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭,成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空,并送入预定轨道。据悉,该款卫星由中国科学院微小卫星创新研究院研制,将用于低轨卫星互联网系统的技术探索与验证。
2021 年 4 月,中国卫星网络集团组建成立,负责统筹规划我国卫星互联网领域发展。以银河航天、长光卫星为代表的民营企业,正在抓紧抢占全球近地轨道资源。
银河航天此前曾介绍,将在 2025 年前发射1000 颗低轨卫星,这是国内目前已知最大规模的卫星星座计划。目前银河航天已经基于自主研制的 8 颗低轨宽带通信卫星,组成了我国首个低轨宽带通信试验星座。
长光卫星技术股份有限公司也在 2015 年就开始将自己的卫星送入低轨道。到 2025 年年底前,长光卫星在轨卫星数量将增加至 300 颗。
在 2023 年 7 月,上海也筹划了“G60 星链”卫星互联网项目,目标是在 2027 年全面建成具有全球市场竞争力的低轨卫星通信与空间互联网全产业链,将超 1.2 万颗卫星送入轨道。目前,生产 G60 星链卫星的工厂已经开始运转,设计产能约 300 颗 / 年,单星成本将下降 35%。
相信在近地轨道卫星互联网的竞争中,中国一定能占据一席之地。