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说真的,5G为卫星通信提供了哪些机会?

2019-03-18 / 阅读次数:577

作者 | Lluc Palerm-Serra(NSR)

译者 | 沈永言(中国卫通 )

转自 | 卫星与网络

经过多年的大肆宣传,5G终于成为(部分)现实,第一套标准发布在3GPP Release 15上。除了宣布的奢侈性能之外,5G还假设了一种全新的架构网络的方法。这就是卫星通信的关键机会所在。如果该行业能够打好这手牌,5G为卫星通信提供了与主流电信生态系统无缝集成的机会。为了实现这一目标,卫星将需要成为一种透明的手段,以让卫星通信地面部分与5G核心网络的配合天衣无缝。那么卫星行业今天需要采取哪些具体步骤,才能跟上5G步伐?


图1  VSAT平台(调制解调器+基带)收入

卫星产业在5G生态系统中扮演重要角色的主要方面是地面段部分。实际上,VSAT平台正在急于使其架构适应5G要求。5G的影响远远超出了传统的卫星基站中继,因此,所有卫星通信应用,包括移动等新兴场景,以及视频流组播等未来卫星功能,都将受益于对新的5G标准的采用。好消息是,根据《NSR的商业卫星地面部分第3版报告》,这项努力将获得回报。在未来十年内VSAT平台将实现两位数的增长。那么这是怎么发生的呢?

满足5G性能要求

提到5G的性能规范,人们首先能想到的可能是低延迟。1毫秒延迟等基准,就可能会直接取消了卫星参与的资格。但是,有必要提供一些额外的背景。5G场景分为3个大类:增强型移动宽带(eMMB),大规模机器通信(mMTC),以及超可靠低延迟通信(uRLLC)。不同的应用程序将有不同的要求。例如,一些M2M连接可能在几小时的延迟和几个Kbps突发情况下运行良好,而自动驾驶汽车肯定需要超低延迟。

5G引入了网络切片,这意味着不同的客户端将看到不同的性能级别,并且流量可以根据需要智能路由。5G将功能转移到边缘,许多超低延迟要求将在边缘解决,无需回程到核心,使卫星成为可行的解决方案。值得注意的是,如果功能保留在网络核心,在大多数情况下,即使光纤也无法满足1ms的要求。


图2 5G 3个大类场景

另一个备受推崇的数字是每个连接目标的10Gbps。回顾LTE的历史,其愿景是提供1Gbps,但这一承诺直到去年,即标准最终定稿10年后才实现。即使在今天,少数LTE网络也刚刚达到了这一性能水平,因此不要指望网络能够在一夜之间达到5G承诺。实际上,顶级卫星性能与地面规范相当:Comtech调制解调器和优化解决方案可以为单个IPv6 TCP会话提供700Mbps的速率,并且总吞吐量为5Gbps。

网中之网

下一个主要问题是卫星网络将如何融入5G。过去的几代移动技术是在封闭的方法下构思出来的,它们是“移动”协议,相邻技术很难参与其生态系统。这就天然地将卫星通信区隔开来,因为基于卫星进行2G/3G/4G工作并不直截了当,并且在流量操纵(加速、优化等)方面需要付出巨大努力。直到最近,这些挑战才得以解决,卫星通信花费多年时间才能进入3G/4G回传市场。

好消息是5G的目标是更具包容性,它融合所有不同的技术,被称为“网络中的网络”。虚拟化是5G的主题,也属于卫星通信的地面部分。考虑到卫星行业的趋势,如HTS扩展性、灵活卫星、LEO等,地面部分虚拟化是一个自然的举动,像Newtec这样的一些供应商正在积极地迎合这一转变。那么,为什么不让卫星云网络与5G兼容呢?卫星网络需要在集中式网络云中集成。

与地面网络的卫星互操作编排并不是什么新鲜事。像HughesON管理的SD-WAN这样的解决方案,其中卫星只是另一个因素,在电信行业赢得了广泛的认可。这里的目标是使移动运营商的卫星解决方案透明,且易于部署。

保证卫星与5G兼容

第二组5G标准计划(3GPP版本16)于2019年底完成,与该版本发布相关的是针对5G卫星接入的特定研究,它将识别卫星场景。对于行业的未来而言,确保5G协议可以通过卫星网络无缝工作至关重要,现在是时候影响这些标准了。好消息是,与过去不同,当前卫星行业一直非常积极地参与标准的制定,而像欧洲卫星运营商协会(ESOA)这样的组织则完全参与了3GPP体系,为行业创造了有利的牵引力。

5G无处不在

卫星通信刚刚开始服务于4G网络(Gilat-Avanti增强EE的LTE网络),业界已经开始研究下一代产品。但5G超越了蜂窝回传,并为所有卫星行业创造了机会。5G的用户(无论是个人智能手机、联网汽车还是物联网设备)将能够在网络之间无缝移动,而无需担心接入网络。

除了传统的蜂窝回传之外,私营企业网络、航空或海事场景将受益于统一的连接方法。此外,随着5G的到来,无处不在的物联网、面向边缘服务器的内容多播,或联网汽车等新场景也随之出现。

结语

5G将是一个真正变革的一代。它不仅提出了更高的性能,而且是一个全新的架构,将所有连接解决方案整合在一起。卫星通信不能5G视为“更快的网络”,而充分认识到,5G使自己成为主流电信生态系统一部分的最佳机会移动正在成为上网的事实上的标准,所以如果你无法击败他们,加入他们。

在过去几年中,卫星通信设备供应商在功能方面取得了巨大进步,他们承担着使卫星通信做好5G准备的主要责任。虽然5G规范今天似乎无法实现,但必须实事求是(对延迟敏感的应用程序的边缘功能、网络切片),并考虑适当的时间表(没有网络仅靠使用5G标签就能达到10 Gbps要求),以了解5G不仅可以通过卫星充分发挥作用,而且卫星也是开发5G,以实现其全部承诺(无处不在、边缘能力等)的关键技术。由iDirect、SES、萨里大学、i2cat和Broadpeak等公司的技术演示表明,该行业致力于采用5G,并且该技术正以适当的速度发展。

5G将带来方方面面的变革,有些可能对卫星行业来说很棘手(即频谱争夺战)。但从应用的角度来看,5G对卫星行业来说是个好消息。它不仅可以通过更简单的集成来改进传统应用程序,而且还有可能打开多流媒体组播、物联网或联网汽车等新市场。

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