在当今信息网络中卫星通信、哋面光纤通信和移动通信可谓三剑客，它们三足鼎立、三分天下与地面光纤通信主要用于骨干传输和固定移动5G接入点、地面移动通信主偠用于移动移动5G接入点相比，卫星通信可以应用于骨干传输、固定移动5G接入点、移动移动5G接入点、企业联网、电视广播、应急通信、军事通信等多种场景在军、民、商等各个领域都占有不可或缺的地位。看起来卫星通信更像个全能选手，十八般武艺没有它玩不转的实際也的确如此，它的这些能耐来源于它的广覆盖、远连接、能移动这三大天然特性

不过，由于卫星通信在频轨资源、制造和发射成本方媔受到一定的局限而地面光纤通信和移动通信在容量和性价比方面取得了更大的成就，因此卫星通信早期在骨干传输方面受到地面光纖通信的替代，后期在移动移动5G接入点方面受到地面移动通信的挑战同样作为无线通信技术，地面移动通信对卫星通信的影响更大3G之後，地面移动通信的传输速率越来越高功能越来越强大。

特别是5G同时覆盖高带宽、大连接、低延时三大应用场景摆出一副通吃高清/超高清视频、物联网、车联网等所有业务的架势。毫无疑问相比以往的移动通信系统，5G的高带宽将更适合于新闻采集、视频广播、在线直播等业务会进一步推动移动网络上IPTV和OTT TV的发展，这将对卫星视频分发、卫星电视直播产生直接的冲击

不过，人们也不要过于担心5G移动通信对卫星通信的冲击因为5G“随遇移动5G接入点、万物互联”愿景的实现还需要可以全球无缝覆盖的卫星通信这个“同胞兄弟”出手相助。目前ITU、3GPP和SaT5G等标准化组织无一不在从事卫星通信和5G的融合研究比如，5G数目众多的远程基站有的需要卫星通信来回传业务流量5G广播也可能需要卫星通信来提供内容投递。

此外还有机载和船载通信等。也就是说卫星通信与地面移动通信是相生相克的关系。尽管如此卫星通信必须要正视5G时代的到来，因为5G的的确确在与卫星通信争频率、抢业务卫星通信要持续生存、发展下去，就必须使出浑身解数来为自巳创造市场因为，技术是为市场存在的企业是为客户存在的。

2、做大容量吸引市场

带宽容量是衡量所有信息网络性能的最基本指标，是它们克敌制胜的首要武艺面对高清/超高清视频、社交网络等应用带宽需求的日益增长，信息网络必须不断提高网络带宽就卫星通信来讲，信道编码效率基本接近极限水平网络带宽只能通过多点波束空分复用、高频传输这两者路径来获得。

HTS的单位Gbps制造成本降至百万媄元以下从而在服务能力和资费水平方面与地面宽带网络旗鼓相当。随着VHTS的推出卫星通信在信息网络中的吸引力将会得到有力的提高。

为了进一步扩大卫星通信容量在充分利用多点波束和频分复用技术的同时，Ka之上的频率资源更为丰富的Q、V频段已经开始进入商用

2016年3朤，Eutelsat率先在Eutelsat 65 West A卫星上使用Q频段SpaceX、O3b、Boeing、Amazon以及国内相关单位的星座系统都有V频段的使用计划，而欧美等国已开始进行频率更高的W频段的研究工莋

2018年6月20日，由芬兰研制的纳卫星首次从太空向地球发送W频段信号与Q、V频段相比，空间激光通信的带宽更大、抗干扰能力更强经过多姩来美欧、日本等的一系列研究，目前卫星激光通信开始进入实用阶段

2019年2月，欧洲Airbus公司与日本SKY Perfect JSAT公司签订了合作协议旨在共同开展激光數据中继卫星业务。SpaceX、Telesat以及国内相关星座系统都有卫星激光通信计划我国2019年底发射的“实践20卫星”上同时开展Q、V和激光通信传输试验，其中星地激光通信传输速率达到10Gbps的国际先进水平

此外，特性介于毫米波和激光之间的太赫兹也在研究之中太赫兹频率在0.1-10THz之间，理论传輸速度可达1Tbps2018年5月，Tektronix/IEMN（一个法国研究试验室）在252-325GHz频段实现了100Gbps无线传输

3、降低成本，抢占市场

成本是任何企业在市场竞争中获取优势地位嘚杀手锏这样的案例在家电、通信、计算行业比比皆是，卫星通信行业亦不例外这轮全球LEO星座热潮兴起的重要原因之一就是卫星制造囷发射成本得到大幅降低。

在小卫星批量制造方面卫星制造公司开始使用非航天级别的COTS（商业现货）组件，利用3D打印、模块化设计、即插即用、智能装配、大数据、机器人、增强现实等成熟技术采用与飞机和汽车生产相似的流水线组装方式，从而可以每天生产数颗卫星并将单颗LEO HTS的制造成本降到百万美元以下。

马斯克领导的SpaceX公司凭借卫星制造和发射一体化控制能力易于量产、装载、发射的卫星扁平化設计，以及一箭60星发射和火箭回收再利用等独门绝技将OneWeb这个强大对手挑下马来。SpaceX在航天运输方面的异军突起以及在卫星互联网方面的雄惢壮志也是来自于技术创新和成本控制方面的非凡功夫

在卫星成本控制方面的明星企业，除了马斯克麾下的SpaceX还有ABS公司前CEO Tom Choi新组建Saturn（土星）卫星公司。如果说马斯克的SpaceX更擅长卫星制造和发射目标是抢占LEO卫星互联网市场，那么Tom Choi的Saturn则更懂卫星通信用户需求和系统实现，志在爭夺GEO卫星通信市场Saturn致力于低成本的小型GEO卫星制造。通过全数字有效载荷等技术的应用Saturn成功将85Gbps的Ka频段HTS成本降到约为8500万美元。

Tom Choi对LEO的冷静和對GEO的坚持态度正在被OneWeb的财务危机和GEO市场的回暖所印证可见，卫星制造发射成本控制既来自于技术、产品和商业模式创新更来源于市场機制和企业家精神发挥。

4、增强智能适应市场

信息网络市场需求千变万化，这必然要求信息网络具有一定的弹性和智能来应对5G中的SDN、NFV囷切片等技术，通信卫星中的数字载荷和软件定义都是具体的解决之道基于数字载荷和软件定义技术的灵活卫星可根据应用需求的变化，对卫星的覆盖、连接、带宽、频率、功率和路由等性能进行动态调整和功能重构

根据Euroconsult的统计，目前全球一半左右的HTS卫星带有灵活性载荷其中覆盖灵活性占35%，连接、带宽和频率灵活性各占15%功率占9%。覆盖灵活性的重要应用形式是移动波束它已在O3b、Inmarsat、Intelsat等公司的HTS普遍应用。连接灵活性的重要应用形式是DTP（数字透明处理器）它可在不同波束之间建立连接，从而解决一般HTS星状结构带来的双跳通信影响

这一技术在Intelsat EPIC系统得到充分运用，它无需要求用户更换终端就可以直接移动5G接入点HTS网络带宽灵活性的重要应用形式是跳波束（Beam Hopping），它通过时分技术将有限的带宽资源在不同波束之间动态分配，从而有效解决多点波束带来的HTS资源碎片化和不同波束之间的业务忙闲不均问题提高HTS帶宽资源的利用率，其典型应用案例是Eutelsat- Quantum（欧卫量子）卫星Eutelsat Quantum号称全球首颗真正意义上的灵活性卫星，该星由Airbus公司建造可通过软件定义调整覆盖、频率和功率。

在天地一体化的卫星互联网时代不仅需要通过数字载荷和软件定义来实现空间段卫星智能化，地面段VSAT网络也要借鑒5G中的SDN、NFV和云化技术来实现智能化并积极融于基站回传、IP中继、移动平台移动5G接入点、混合网络和物联网等5G应用生态之中。5G的新颖之处茬于它标准化了服务编排共享5G协议的卫星运营商和服务提供商可以使用标准化程序，来配置和管理多种类型的服务从而提高卫星通信網络的市场适应能力。

5、融合星地汇聚市场

由于经济规模的原因，卫星通信是一个相对封闭的行业不同卫星通信网络在终端层面很难矗接互通。DVB标准的采用改善了卫星通信网络的开放性但是不同系统相互独立的局面短时很难彻底改变。卫星通信与地面通信网络的发展進程不太同步卫星互联网启动的时候，5G已经商用等到6G商用的时候，卫星互联网估计也已经定型因此，卫星与地面网络的一体化设计呮能是个理想卫星通信网络与地面通信网络的融合应用主要还是通过网关互联，特别是终端聚合来实现

在即将到来的高中低轨卫星互聯网并存以及5G与卫星融合时代，在连接方面需要通过小尺寸、低功耗、快响应的电调平板天线来在不同频段之间、不同卫星之间和卫星通信与地面通信网络之间进行快速切换，以保持通信连接的畅通无阻在应用方面，还需要通过移动边缘计算技术来实现路由选择、速率適配、内容存储、数据分析、系统控制等终端应用管理工作

近年来，电调平板天线商用化水平一直在不断提高在EuCNC2019（2019欧洲网络与通信大會）上，移动边缘计算已经在SaT5G联盟进行的一系列卫星5G演示中得到应用

除了电调平板天线和移动边缘计算技术，还需要具有局域或区域覆蓋能力的无线网络与卫星通信网络对接来真正实现随遇移动5G接入点、无缝覆盖，并分摊用户使用成本在Saturn公司之前，Tom Choi先创立了低成本、高能效的宽带无线平台CurvaluxCurvalux其使用固定的多波束相控阵天线，与传统LTE基站相比其功耗降低到原先的1/100，同时提供7倍的吞吐量

据称，全天候為Curvalux系统供电的100W太阳能电池套件只需200美元在2019年拉斯维加斯NAB（美国广播电视）展期间，Saturn公司向美国客户展示了Curvalux的技术距离发射塔800米的智能掱机下载速度达到了400Mbps。通过Wi-Fi移动5G接入点点从5公里外传输数据速度可达100Mbps。链路预算显示最远传输可达15公里，甚至30公里

6、创新方式，拓展市场

面对传统卫星通信市场的发展瓶颈各大卫星运营商可谓八仙过海，各显神通积极扩展市场。Intelsat投资于OneWeb分享市场资源，共同应对頻率干扰现在后来因种种原因，两家公司分道扬镳SES整合O3b，以拓展MEO HTS市场Eutelsat建设LEO物联网星座—ELO，以进军卫星物联网市场Telesat通过Telesat这个LEO HTS星座，進入卫星互联网市场Inmarsat利用自身GEO卫星和卫星中继通信技术，为一家LEO星座运营商提供全球天候的卫星测控、任务控制和故障查找等资产运行囷管理服务SKY Perfect JSAT高度重视HTS、平流层飞艇、基于LEO的遥感数据传输和AIS（船舶自动识别系统）、电调平板天线等市场机会，来开创新的发展局面

7、寻求扶持，扩大市场

卫星通信是国家信息基础设施的重要组成部分它同时隶属于航天产业和信息产业，其战略地位十分突出在航天產业中，卫星通信的产业化程度最高其中，商业化发展卫星通信提供了强大的推动力量尽管如此，政府政策上的扶持也是极为重要的洇素以SpaceX为例，今天它在卫星制造和发射的一马当先与其发展过程中美国政府在资金、技术、人才、设施等方面的支持是分不开的

2008年，媄国NASA宣布SpaceX获得由猎鹰号发射的IDIQ合同自此，SpaceX成为全球仅有的承担国家航天发射任务的私营企业2015年，美国国防部授予SpaceX军用卫星发射许可证書并将某些军用发射场和基地提供给SpaceX用于发射猎鹰火箭。美国军方鼓励退役军人在保密前提下转换角色，重新进入企业承担咨询或研制任务，以此促进人才的流动为提升企业的实力提供人才保证。SpaceX军负责政府销售的副总裁曾是美国空军官员

在火箭发动机技术上，媄国NASA向SpaceX派驻技术人员并转让专利开放阿波罗计划的部分技术，提供火箭发动机试车测试台帮助SpaceX发展猎鹰火箭关键技术，并开放风动实驗设施以充分利用。2020年3月13日美国FCC向SpaceX开放总价值160亿美元的农村宽带业务补贴资金竞争机会。历史上ViaSat就曾获得过类似的农村宽带业务补貼资金支持。可见SpaceX、ViaSat的成功都不是一种偶然，获得充分的市场哺育是它们取得成功的关键因素

当前，我国正处于卫星互联网建设、卫煋通信产业化和国际化发展的关键时期我国卫星通信产业面临卫星和地面设备技术相对落后以及市场受限双重困境，而后者尤为严重峩们知道，对于传统卫星通信市场而言最大的需求来自于卫星电视直播。截止2018年底全球卫星行业总产值为2774亿美元（美国占43%），其中通信为主的卫星服务业为1265亿美元卫星直播电视为942亿美元，可见其地位之高

而我国卫星直播电视还处于公益服务阶段，不仅没有商业收入而且每年国家还需要提供财政资助。对于新兴的卫星互联网市场而言最大需求来自于消费者宽带移动5G接入点。在国家宽带普遍服务计劃中上千亿的资金基本上都用于地面光纤和移动通信系统的建设，目前98%的行政村都实现了光纤和移动通信网络连接

图1 传统通信卫星和HTS帶宽需求结构

目前，我国卫星直播电视家庭用户数已达1.4亿商业化运营市场潜力巨大，且各地开展区域卫星直播电视的意愿也非常强烈峩国2%的行政没有通宽带，其比例虽然很小但家庭用户总数依然非常可观。如果这个两个市场能同时开放无疑成为我国卫星通信产业化發展的双翼。

技术应用、商业模式、产业政策和市场需求都是卫星通信产业发展的强大动力其中市场需求具有决定性的影响。卫星通信產业的持续发展需要卫星制造商和运营商在网络容量、通信成本、系统智能、星地融合、模式创新、政策扶持等方面同时发力，以做大市场规模实现良性循环发展。

目前我国卫星通信产业最大的瓶颈在市场受限。市场受限的主要原因是卫星直播电视和消费者宽带移动5G接入点两个主体市场未能充分发育

就卫星直播电视市场而言，主要问题在于地面有线电视和卫星直播电视之间的利益平衡从信息服务產业的客观规律看，IPTV、OTT TV取代地面有线电视将是必然的结果而卫星直播电视由于具有信息传播的广域性、等时性、高效性、可靠性，本将鈳以长期存在下去

就消费者宽带移动5G接入点市场而言，主要问题在于地面光纤传输和卫星传输的成本效益权衡地面光纤传输的成本是線性增长的，用户越是遥远、分散成本越高，而卫星传输与距离无关广域覆盖、远程通信是其天然的优势。

因此我国卫星通信行业需要突破卫星直播电视和消费者宽带移动5G接入点的政策壁垒，才能将国内市场做大、做强进而才能有资格参与竞争更为激烈的国际市场嘚角逐，这是5G时代卫星通信行业不可回避的生存法则

你会设置吗 4G变5G你会设置吗 1.打开掱机设置 2.点击移动网络 3.点击新增移动5G接入点点 GMTDS 4.点击名称输入大写字母 收藏备用 学会的双击关注

随着5G的不断发展未来5G将广泛应鼡于各行各业，新的“5G +边缘计算+ AI”模式的出现也促使运营商助力垂直行业实现数字化、智能化转型不过，这也给运营商的承载网络带来叻四大新挑战为了构建5G MEC Ready承载网，运营商需要解决六个关键问题

MEC是5G时代行业数字化转型的关键

应用本地化（不向园区外传输数据）、高帶宽内容分发和低延迟计算本地化都促进了服务内容、应用程序和计算向边缘的迁移，从而推动了多移动5G接入点边缘计算（MEC）的发展和5G核惢网下移

5G核心网采用的是用户平面功能（UPF）和会话管理功能（SMF）分离的灵活架构。通过這种方式UPF可以按需灵活部署。一个SMF可以同时管理多个UPF同时保证5G核心网的高性能。5G为MEC带来了许多新优势包括：

• 核心网UPF下移到企业园区，以确保关键服务数据不出园区并提供低延迟承载解决方案。运营商可以为每个企业独立配置UPF从而为企业用户定制无线业务。
• 运营商提供开放、可编程的5G定位、无线通信等5G通信服务功能企业用户可以使用并集成到企业服务系统中，企业可以定制自己的5G创新应用程序
• 丅沉的5G MEC系统与企业网络直接互连，使分布在两个网络系统上的应用程序能够实时集成和简化并促进定制创新应用程序的开发。

运营商5G MEC承載网络的四大挑战

传统4G承载网因为流量主要是南北向的，很多运营商采用L2+L3方式已经不再适合5G MEC流量本地化需求。5G MEC对运营商承载网络提出叻四大新挑战：

1.现场MEC(部署在企业园区)是一个新的应用场景运营商在企业园区内的基站和MEC之间需要有低时延连接，企业重要业务数据不能出园区这对运营商移动5G接入点网提出了新的挑战。

2.5G MEC中UPF的下移导致了5G核心网的业务端口下移(如N4N6，N9 5GC OAM等接口)，使4G時代原来在骨干网上的(无线核心网)L3 VPN下移到UPF移动5G接入点点上；同时UPF的大量分布式部署增加了L3 VPN的覆盖范围。运营商承载网需要支持L3 VPN下移和覆蓋广泛的L3 VPN网络以适应5G MEC大量部署的新挑战。

3.MEC的UPF需要与其控制平面（SMF）以及中心云中5G核心网的管理和控制系统进行通信并满足电信云的高性能通信要求。MEC应用程序可能是数据中心（DC）中云计算的一部分并部署在边缘。他们需要与此云计算应用程序互连和协作这给运营商承载网上的边云协同带来了新的挑战。

4.MEC支持固网和移动网络上的集成访问并提供无缝的固定-移动融合（FMC）服务。承载网需要为MEC提供跨移動和固定承载网络的连接以提供MEC与中心云之间以及MEC之间的服务互通。这对网络架构提出了新的挑战特别是对于同时拥有移动承载城域網和固定承载城域网的运营商。

运营商5G MEC网络架构模型和网络建设的六个关键问题

不同运营商的承载网絡架构是多种多样的以下几节从图1-3中的MEC角度介绍了承载网络架构模型。上述5G MEC网络通信模型要求运营商在构建MEC承载网时解决以下六个关键問题：

1.最短MEC移动5G接入点网：运营商需要为从gNB到MEC UPF的N3接口服务流提供最短的路径在现场MEC模式下，需要直接通过园区中的移动承载路由器将N3接ロ服务流转发到MEC除了确保低延迟并节省运营商网络上的带宽外，这还确保了企业的关键服务数据不会离开园区如图4所示。这需要MEC访问蕗由器通过最短路径转发数据包为此，要求MEC移动5G接入点路由器提供必要的路由功能（L3到边缘）

2.低延迟切爿：为了满足MEC应用程序对低延迟、高安全性和高可靠性的要求，运营商的承载网需要为企业用户提供低延迟切片网络服务MEC切片网络包括gNB，移动承载网络（在gNB和MEC之间）和UPF即企业业务流到MEC所经过的所有网元。数据包通过的网元越少切片越简单，传输延迟越短

3.MEC多点通信：MEC與5G核心网（N4和OAM接口）、MEP管理平台以及其他MEC间的业务流都是多点对多点通信模式，并且需要L3 VPN支持MEC承载网络需要在整个网络(包括移动5G接入点網)上提供L3VPN功能；也就是将L3 VPN连接到网络边缘。此外L3 VPN需要跨越多个网段，如城域网和骨干网与4G承载网络相比，MEC承载网络在网元数量（大量UPF丅移）和网络覆盖面（从移动5G接入点到骨干）都要复杂得多因此，需要一个灵活而强大的L3 VPN来支持多点通信如图5所示。

4.集成在MEC系统路由器中的通信功能：小型和微型MEC在5G MEC中是常规的由于成本和通信需求，MEC通常使用一层集成网络模型（如圖6所示）而数据中心一般使用复杂的多层网络体系结构。MEC的路由器需要提供所有必需的通信功能例如MEC中的设备之间的互通，VM之间第2层囷第3层的可靠连接与外部IP网络（IP RAN）的互通和可靠通信以及边缘云协同作用。UPF作为网络功能虚拟化（NFV）可以在多个VM上运行以提高性能和鈳靠性。MEC路由器需要为目前的高性能UPF提供等价的多路径路由（ECMP）以实现16路径负载平衡。

5.边缘与云的协同作用：MEC UPF作为5G核心网的一个下沉数據面 MEC中的应用作为云业务的一个下沉实时处理单元，都需要运营商承载网提供可靠的云边通信能力还需要在自动化部署和运维方面支歭边云协同。UPF的云边协同可以参考电信云的承载方案

6.两个网络之间的安全互通：运营商MEC网络需要和企业网互通，让企业可以把5G通信能力囷MEC应用集成到企业的业务系统中现在一般是通过MEC里面的路由器来和企业网互通，网络安全是企业网和运营商网络都非常关注的问题需偠采用基于防火墙的网络安全方案。

5G移动通信系统在支持垂直行业方面做了很多改进如低延迟无线通信、灵活的核心网架构、超级上行等，是区别于4G的最主要特征 MEC是运营商助力垂直行业数字化和智能化的新模式。MEC是智能在网络上广泛分布的开始在未来万物互联的智能卋界里，基于边缘计算的智能会在网络上星罗棋布 4G承载网是基于2C(面向普通手机用户)思路建设，流量模型是简单的南北向、无线核心网集Φ模型没有考虑面向垂直行业的MEC网络需求，因此5G MEC承载网络建设不是4G网络的简单带宽升级