5G之後,衛星通信沒用了嗎?

葉昌輝



嗯?衛星人家飄在同步軌道上招你惹你了?

5G通訊跟衛星有關係麼?完全是兩回事......

我們過去人類常用的傳輸手段,其實有三種

第一種是過去的長波通訊,比如收音機時代,建立起高高的發射塔,什麼東方明珠這種廣播發射塔,然後就可以覆蓋上百公里範圍傳輸長波的信號,收音機這些就可以接受聽廣播了,還有過去自帶天線的老式電視也是一樣的。

第二種是移動通訊時代到來,由於傳輸的信息量增多,個性化需求增大,從長波變成了短波。也就是我們現在所說的“基站”。但是一個基站只能覆蓋幾公里的範圍,全球的互聯網要連接到一起,怎麼辦?那就只能靠光纖這個東西了。全球的網絡其實就是由上百條十幾米粗的海底光纜鏈接起來的,每根光纜最高傳輸速度高達300T/s。

第三種才是我們所說的“衛星通訊”,要麼是軍方自己發射衛星用於軍事作戰通訊的用途,要麼是電信運營商發射通訊衛星組成衛星網絡來提供專門的衛星電話服務,只要你擁有一部衛星電話,可以在世界任意一個角落聯繫到任何你想聯繫的人。

5G和衛星通信的區別

我們說5G和衛星通訊的區別是什麼呢?其實從信息的傳輸鏈路來說就可以明白。假設我們要從國外的一個地方打電話給中國的家人,信息傳輸的路徑是怎樣的呢?

5G:你的電話-基站-國外運營商服務器-海底光纜-國內運營商服務器-基站-家人電話

衛星通訊:你的電話-衛星A-中繼衛星-衛星接收站-運營商服務器-基站-家人

這樣其實你就不難看出,無論是4G還是5G網絡,實際上核心的傳輸在於光纜把服務器與服務器之間鏈接起來。但是衛星通訊這個東西,核心是直接通過衛星之間的傳輸來實現洲際信息的交換。所以說5G怎麼可能會替代掉衛星通訊呢?確實衛星通訊帶寬有限,速度遠不如5G,但是覆蓋面廣啊,三顆衛星就可以實現全球通訊。你在撒哈拉大沙漠有5G信號麼?只要你有衛星電話,就可以求救,可以實現定位,非常適合野外生存的人。當然,還有軍方和保密非常高的私人電話,也會使用衛星。


當然,你要說兩者有啥共同之處?那就是價格感人......5G現在128元30G套餐,我相信是不夠用的。衛星電話,每分鐘資費在15-30元人民幣,我相信是打不起的。嗯,還是我太窮了。


宋東珂


由於5G、6G被熱炒,以及諸多廠商信息轟炸,網友把任正非說的的這個6G研究世界領先和馬斯克的衛星通信相提並論,並認為是中美開始6G競賽。

  還有一篇標題為《10年後6G將問世 速度有望比5G快100倍》文章指出:

  區別於5G,6G要構建出一張實現空、天、地、海一體化通信的網絡。6G頻段將從5G的毫米波頻段拓展至太赫茲頻段,數據傳輸速率有望比5G快100倍,時延達到亞毫秒級水平。在用戶的個性化服務以及物聯網、工業互聯網、無人駕駛、智能工廠等領域,6G都將有較廣闊的應用前景。

  據鐵流相對有限的知識,如今熱炒的6G、太赫茲波和馬斯克的衛星、無人機部署6G,都是不太靠譜的。

  

  馬斯克的衛星6G是大忽悠

  用無人機和衛星實現普適性的通信這個早已不是什麼新鮮事,美國谷歌公司,就鼓吹並曾經嘗試過,結果事實證明,就是一個炒股價,玩噱頭的東西,根本缺乏可行性。馬斯克宣佈發射12000顆衛星完成6G覆蓋的說辭也是不靠譜的。

  “鋼鐵俠(大忽悠)”馬斯克是營銷大師,推特整天玩噱頭,美國證監會甚至放話:再亂髮推特就起訴你(非原話,但大致是這個意思)。

  這種結果的根源在於技術限制使衛星通信難以普及。

  一直以來,傳統的衛星通訊基於C頻段和Ku頻段,而且受到發射功率,天線尺寸等因素的影響,能夠滿足普通老百姓日常使用的普適性衛星通信網絡在技術上難度很大,截至目前,衛星通信的用戶基本鎖定於軍隊、政府、金融機構,以及一些實力雄厚的跨國公司。

  根據香農定理,信息傳輸能力與帶寬和發射功率成正比,與背景噪音功率成反比。這裡先解釋一下帶寬,一般信道都有一個最高的信號頻率和最低的信號頻率,只有在這兩個頻率之間的信號才能通過這個信道,這兩個頻率的差值就叫做這個信道的帶寬。用來打個比喻的話,帶寬好比是公路的寬度。5G在頻譜利用率和4G差不多的情況下,把網速提升上去,最為關鍵的一點就是5G採用大帶寬,國內運營商在中頻獲得了100M以上的帶寬,而一些國外運營商則在高頻上獲得了幾百兆的帶寬,相比之下,4G帶寬僅為幾十兆。

  如果要把信息傳輸能力提升上去,比較現實的做法是提升“信息公路”的寬度,或者提升信號的發射功率。

  以發射功率來說,4G是40W,華為5G的發射功率則高達240W,諾基亞上液冷,發射功率高達320W.

  就帶寬來說,5G暴力提升的做法之一就是把帶寬從4G時代的幾十兆,提升到5G時代的上百兆乃至1個G,像幾大廠商測試中宣稱的高速率,都用了800M以上的帶寬才能完成這種極速測試,在實踐中,是不可能在低頻拿出800M帶寬給運營商揮霍的。

  不過,C頻段和Ku頻段相對有限,而且非常寶貴,“信息公路”的寬度天然受到限制。而受技術水平限制,信號的發射功率的提升也不是無節制的。

  而且Ku波段的網絡需要蝶形天線發射和接收的,在房間裡是接受不到的。陰天、大雨連接也會受到影響因此,無線傳輸能力也會有一個上限,而且在室內、陰雨天的用戶體驗會非常糟糕。

  當有限的資源面臨龐大的用戶,自然會導致用戶多了上網就卡,甚至會出現無法接入的情況。即便5G、衛星通信等被媒體炒得火熱,但光纖才是數據傳輸的大動脈。

  衛星通信還要解決功率和天線的問題。在發射功率不變前提下,距離近可以降低信號衰減,當信息傳輸距離擴大到海平面和近軌人造衛星的距離,要想實現信息的可靠傳輸,就必須提升下行功率(衛星信號到手機)和上行功率(手機信號到衛星),而要滿足這一標準,會使電子元器件的體積大幅增加,這必然導致射頻天線的尺寸根本塞不進當前以輕薄為主打要求的手機中。

  事實上,衛星通信終端,尺寸都比較大,一般都安裝在建築物上面或者大型的車輛上。隨著半導體技術的發展,衛星通信終端的體積縮小了不少,能夠放到小汽車上,但還是塞不進手機裡,不適合普通人隨身攜帶。

  正是因此,衛星通信只能服務少數人,用戶數量少又帶來價格過高的問題。

  比如美國當年的銥星計劃,銥星移動通信系統最多隻能滿足50萬用戶的語音通信,而且由於用戶體驗非常一般,實際用戶遠遠達不到這個數字,受巨大的研發費用、系統建設費用和維護費用拖累,銥星背上了沉重的債務負擔,最終不得不申請破產,由美國軍方當了接盤俠。

  由此可見,衛星通信只僅僅是作為補充的形式而存在,更多的服務於軍隊、政府、金融機構,以及一些實力雄厚的跨國公司,無法向老百姓提供普適性服務。

  其實,中國也有衛星通信的計劃,一個是鴻雁星座計劃,另一個是虹雲工程。

  鴻雁星座計劃,2016年立項,計劃2020年建成,計劃發射60顆低軌道衛星,實現全球組網。

  虹雲工程,計劃發射156顆衛星,它們在距離地面1000公里的軌道上組網運行。

  鴻雁和虹雲都是現有通信體系的補充,為飛機、輪船、客貨車輛、野外場區、作業團隊以及一些偏遠地區的村莊、島嶼提供服務。無法承載提供普適性服務的能力。

  正如大家調侃“有線是無限的,無線是有限”的,真正承載信息的大動脈是光纖,至於無線側到底是WIFI,還是4G/5G大家可以根據實際情況自由選擇,但光纖的地位是無法取代的。

  因此,設計的原則是用有線儘量去靠近用戶,在最近用戶的地方使用無線。而衛星通信卻是背道而馳。鼓吹美國衛星通信對4G/5G革命的說辭,就是瞎扯淡。

  衛星通信確實有前途,但並非對現有通信體系的革命,而是對現有通信體系的補充。

  任正非說的毫米波和學者熱捧的太赫茲波部署6G也是值得商榷的

  雖然很多媒體各種鼓吹5G,並把5G等同於中國標準,各種打雞血,但5G標準是全球通信產業共同制定的。


滴水穿石AAA


不會。

5G信號還是屬於地面無線信號,依賴大量中轉基站才能運行,地形複雜人煙稀少的地方不會有5G,所以沒有信號。

衛星通信只要衛星可視範圍內都會有信號,用於緊急通信,以及一些保密級別的通信,對普通用戶沒有應用場景,所以不需要關心衛星信號是不是會被其它什麼形式的東西代替。


榻榻米的榻榻


5g代替不了衛星,在太平洋中行駛的船隻能衛星導航,5g就沒用了。各有強項。


一萌為馬


和平時期用5G,戰爭年代,大海高山沙漠荒無人煙場合用衛星通信。


山石嶙嶙


5G只是比4G強許多,代替衛星通信代替不了。衛星通信有衛星通信的任務和覆蓋範圍大的優勢,5G優勢是傳輸量大和快。5G和衛星通信相融合,進一步提高全球信息化水平。


發明守望者


5 G覆蓋不到的地方只能靠衛星通信!


隱啊隱


動通信基本上每10年就有新通信標準問世,20世紀的90年代初2G通信替代了模擬系統,21世紀初開始有了3G網絡,10年後有了4G/LTE。更新一代的5G通信有望在2020年全面商用。

5G與之前通信標準的不同

先前的通信標準(如3G)都只圍繞單一通信平臺,每次新的移動通信標準都只關注提高頻譜的利用效率;而5G不同,5G不再依賴單一通信平臺,推出新空口標準、提高頻譜利用效率只是5G的其中一個方面,更重要的是如何提高全方位的通信服務能力。

在5G時代,無線通信、有線通信、IP網絡服務等將融合成一個整體,所有平臺共同協作,來實現更有效、全方位、更高速、更安全的通信服務。

咱們今天的許多平臺已為5G做好了準備,包括移動無線網、光纖骨幹網、地球靜止軌道(GEO)通信衛星和微波通信等。此外,各種創新應用不斷湧現,包括MEO、LEO星座、無人機和太陽能飛機,所有這些平臺都將成為整個5G生態平臺的一個組成部分。

衛星通信與5G

覆蓋面大、部署快、不受地面情況影響,衛星通信一直是特殊地理位置、特殊場合的唯一通信手段。而“一發多收”的廣播功能優勢,是地面通信無法替代。衛星通信的這些特殊優勢,使其在5G時代還會繼續發揮作用。

衛星通信也有硬性缺點,但現代衛星通信技術的發展正在大幅度改善這些缺點:越來越多高通量衛星(HTS)的出現將大大降低通信成本,MEO、LEO星座的應用也將大大減少衛星通信的時延。

雖然某些5G應用(如虛擬現實)好象確實很難採用衛星通信(無論是GEO,還是MEO、LEO),但實際上1毫秒的傳輸時延指標對地面通信也是一個難題。專家們認為,1毫秒傳輸時延不僅僅是一個技術問題,也涉及到商務層面(投資)。

從現在到2020年,無論科技水平如何提高,電磁波的傳播速度總要受限於基本物理定律。要實現1毫秒的服務響應,網絡服務的功能執行部分(甚至EPC)要儘量往網絡邊緣部署,內容分發服務器的位置要非常靠近通信終端。業內估計這個距離可能要在1公里之內,這意味著服務內容需要部署到每個蜂窩(cell)。對服務提供商(或運營商)來講這是大筆投資的問題。

而如果一個內容服務跨了多個運營商,要實現1毫秒時延,技術實現、項目投資就更復雜。

但不管怎麼說,咱們已有一定的思路來儘量克服時延問題。把下一代衛星網絡與移動邊緣計算(Mobile Edge Computing)結合起來,可以使時延、覆蓋面、可靠性、安全性各方面儘量接近5G標準。

另外,5G基站的生產廠家們可以調整自身產品運行參數的研發,以迎合衛星通信的特殊時延情況。在2G、3G、4G時代,移動設備廠商們(如華為、愛立信等)就針對衛星通信設計出基站的“衛星工作模式”。

總之,衛星通信將是5G基礎設施的重要組成部分。在5G時代,5G運營商們將提供地面通信和衛星通信之間的無縫連接,業務流根據其對帶寬、時延等的要求被自動、動態路由到最佳的傳輸介質。衛星通信將支持許多5G應用,只是咱們不要指望這些會馬上發生。


岸汀JOY


應該不是,5G也應該要衛星吧!


小林哥生活錄


不可能就失去作用,每個東西都有存在的意義。


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