NTN或許是人類邁向太空的重要環(huán)節(jié)但不會是取代4G/5G
通信也隨著華為和蘋果的“衛(wèi)通”發(fā)布,正式從地面邁入到太空,2022年6月中旬,制定全球移動通信標準的國際組織3GPP正式凍結(jié)了5G協(xié)議的Release17版本。在這個版本里,支持手機與衛(wèi)星直接通信的所謂“非地面網(wǎng)絡(Non-terrestrial Network,NTN)”功能被正式定義。那么NTN會成為下一代通信的爆發(fā)點嗎?
先來認識一下衛(wèi)星。
衛(wèi)星主要有三類軌道分別是——地球靜止軌道 (GEO)、中地球軌道 (MEO) 和近地軌道 (LEO)。
GEO 衛(wèi)星系統(tǒng)在大約 36,000 公里的高空運行,由于路徑損耗大,這會引入較長的延遲(>500 毫秒)和有限的數(shù)據(jù)速率。GEO 在設備上看起來是固定的并給予大視野,這使得它們非常適合衛(wèi)星電視、企業(yè)對企業(yè)數(shù)據(jù)服務(例如中繼/回程和企業(yè)網(wǎng)絡)和政府服務(例如軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng))。
伽利略、GPS(全球定位系統(tǒng))和 GLONASS 等 MEO 衛(wèi)星系統(tǒng)主要用于導航,通常部署在高度約 20,000 公里的可預測且可靠的半同步軌道上,軌道周期為 12 小時。MEO 中的一些星座也用于部署在約 8,000 公里高度的通信服務。這導致延遲比 GEO 低五倍,從而給予更高的數(shù)據(jù)速率。
LEO 衛(wèi)星系統(tǒng)用于 Starlink、OneWeb、Iridium 和 Globalstar 等服務。這些衛(wèi)星在大約 400-2,000 公里的高度運行,需要更高的速度(約 8 公里/秒,全軌道時間 90-120 分鐘)才能留在軌道上。LEO 衛(wèi)星給予最低的延遲和每秒數(shù)十兆位的容量,使其適用于 MBB 和物聯(lián)網(wǎng)應用。
分析NTN的技術可行性
看一下上文的衛(wèi)星解析,NTN衛(wèi)星規(guī)劃的軌道應該在LEO。馬斯克的星鏈也是在低軌道上。低軌的高度在500~1500km左右??臻g衰落在150dB以上。
NTN屬于低軌,低軌衛(wèi)星每隔一到兩小時就會繞地球一圈,速度非???,會產(chǎn)生較大的多普勒頻移。
NTN是寬帶通信,就拿最窄的1Mbps,接收靈敏度估計在-93dBm左右,NTN的通信頻率規(guī)劃是1~5GHz。
天通的高度是36000公里,衰減是180dB,天通的靈敏度是-125dBm左右。天通的頻率是S段,2G左右。一般的天通終端的發(fā)射功率在5w.
如果NTN和天通的衛(wèi)星天線增益相同,那么大家可以看出來了,NTN的發(fā)射功率與天通的發(fā)射功率基本相同。
手機側(cè)發(fā)射功率5W,寬帶,我想做技術的都知道這是一個什么概念。
現(xiàn)在的4G、5G手機發(fā)射的平均功率不超過0.5W,待機時間幾個小時。
NTN發(fā)射功率需要在5W左右,待機?
NTN實際效益
天通的費用,天通衛(wèi)星屬于靜止衛(wèi)星,覆蓋范圍廣,衛(wèi)星壽命長10~20年。三顆衛(wèi)星可覆蓋全球。
近地衛(wèi)星,速度快,需要較強的動力去調(diào)整位置,壽命一般在3~5年,而且因為高度低,覆蓋范圍小,就拿馬斯克的星鏈來說,需要4.2萬顆,這4.2萬顆每隔3到5年就要全部更換。
NTN如果真的商用了,那么這個費用可以想象了。
總結(jié)
NTN或許是人類邁向太空的重要環(huán)節(jié),從實際的使用、產(chǎn)品效應來分析,衛(wèi)星通信不會是取代4G/5G,也不會成為通信行業(yè)的下一個增長點。