波束宽度|卫星+5G突破网络通信“黑障”
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银河航天工作人员在开展试验 。受访者供图
■采访人员 张双虎 郑金武
不久前 ， 河南多地遭遇特大暴雨 ， 洪水冲毁了多处电力和通信基础设施 ， 也让传统地面网络的短板凸显出来 。
近日 ， 北京邮电大学信息与通信工程学院与银河航天在北京、济南两地开展国内首次低轨宽带通信卫星与灵巧5G专网的融合测试 。本次测试解决了异地专网通信对地面光纤基础设施的依赖问题 ， 实现了低轨卫星网络与地面5G专网的融合 ， 迈出了极地、远海、偏远地区及应急等场景通信服务的重要一步 。
迈出第一步
当前 ， 全球网络覆盖仍面临诸多难题 。赛迪顾问发布的《“新基建”之中国卫星互联网产业发展研究白皮书》中提到 ， 传统地面通信骨干网在海洋、沙漠及山区等苛刻环境下铺设难度大且运营成本高 ， 通过部署传统通信骨干网络在互联网渗透率低的区域进行延伸普及已存在现实障碍 。
目前 ， 地球上超过70%的地理空间 ， 涉及30亿人口未能实现互联网覆盖 。据国际电信联盟公布的数据 ， 全球未实现互联网连接的人口中 ， 超过12%居住在边远农村或山区 ， 很多地区地势地貌复杂 ， 难以铺设地面通信网络 。而在地震、洪水、泥石流、冰雪等自然灾害发生时 ， 光缆中断、大面积基站停电等故障会形成“通信中断区” ， 传统地面网络难以满足应急救援的用网需求 。
因此 ， 建设卫星互联网是解决地球“无互联网”人口数字鸿沟的重要手段 ， 是实现网络信息连续覆盖普惠共享的有效补充 。
北京邮电大学信息与通信工程学院执行院长彭木根在接受《中国科学报》采访时介绍说 ， 通信卫星和灵巧5G专网结合 ， 能有效解决传统蜂窝网络对站址资源需求高、网络规划优化复杂、设备昂贵等问题 ， 通过内嵌基站功能自适应迁移和网络自组织模块 ， 高效抑制基站间干扰和应对无线回程受限挑战等 ， 网络可以即部署即用 。
“低轨宽带卫星与5G专网融合试验 ， 代替了需要预先铺设的地面光纤 。”西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室教授田斌告诉《中国科学报》 ， “通信卫星完成的是骨干网的任务 ， 用户接入还是由5G专网原先的设备完成 ， 因为卫星和地面光纤的信道特性不同 ， 所以要进行这种融合测试 。”
“与4G网络相比 ， 基于云小站的灵巧5G专网在容量、时延等方面性能显著提升了至少一个数量级 。”彭木根说 ， “未来 ， 灵巧5G专网与低轨宽带卫星深度融合 ， 可以有更广阔的应用场景 ， 有望服务我国极地科考、海洋开发以及地震、森林火灾等应急机动场景 。”
7分钟“丝滑”体验
此次测试依托我国自主研制的低轨宽带通信卫星（银河航天首发星） ， 以及高机动、轻量化的5G专网 。
在低轨宽带通信卫星与灵巧5G专网的融合测试中 ， 过境的低轨卫星连同地面卫星终端和信关站 ， 构建起北京、济南两地5G专网间的骨干网络 。测试模拟了济南一个厂房内发生危险品泄漏时 ， 在北京的工作人员佩戴虚拟现实眼镜 ， 利用卫星互联网实现5G专网连接 ， 并实时观察现场情况 ， 操控济南的无人车接近危险品目标 ， 控制机械臂最终完成危险品处理的场景 。
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