​微信公众号
手机版
​​新浪微博
会员登录
关于我们  |   商务合作  |  友情链接   |  意见反馈  |  人才招聘
北京云翼同创科技有限公司 深圳高博特文化发展有限公司   版权所有,并保留所有权利 © 2018 京ICP备16044150号-1                       

跨界 · 融合 · 服务 · 创新



双击此处添加文字
国防科技
首页  > 新闻聚焦 > 国防科技  >  详情 
从美国“一网”(OneWeb)卫星 探究卫星互联网面临的风险与挑战
来源:国防科技工业 | 作者:北京跟踪与通信技术研究所 | 发布时间: 2022-07-11 | 2600 次浏览 | 分享到:
本文梳理了“一网”(OneWeb)公司基本情况,研究了“一网”(OneWeb)星座布局、工作方式及其特点和优势……

近几年,以美国“一网”(OneWeb)为代表的新型企业计划打造低轨卫星星座,引发卫星互联网的发展热潮。本文梳理了“一网”(OneWeb)公司基本情况,研究了“一网”(OneWeb)星座布局、工作方式及其特点和优势,最后,对以“一网”星座为代表的卫星互联网面临的风险和挑战进行了探究。

 

 1 “一网”星座计划概况

“一网”(OneWeb)公司基本情况

2017年,美国联邦通信委员会(FCC)投票批准“一网”(OneWeb)星座进入美国市场。“一网”公司建立旨在为偏远地区或互联网基础设施建设落后地区提供价格适宜的网络连接。由于受疫情影响,“一网”公司于2020年3月提出了破产保护申请。随后,英国政府和印度巴帝全球公司(Bharti Global)最终与英国“一网”公司达成收购协议。外加其他投资者的注资,“一网”星座得到了强大的资金支持。

“一网”星座系统建设

“一网”星座采用开放式架构,可在原有系统基础上通过增加新卫星提升星座整体容量。“一网”星座建设分3个阶段实施:

第一阶段发射648颗Ku/Ka频段卫星,分布在高度1200km、倾角87.9°的18个轨道面,每个轨道面部署约40颗卫星,相邻轨道面间隔9°,星座容量达7 Tbit/s,可为用户提供峰值速率为500 Mbit/s的宽带服务,地-星地延迟约为50ms;

第二阶段增加720颗V频段卫星,组成的与初期星座的轨道高度相同的“亚星座”,星座容量达到120 Tbit/s;

第三阶段增加1280颗V频段卫星,运行在更高的中地球轨道,星座容量达到1000 Tbit/s。整个星座可根据覆盖区域内的服务需求和数据流量情况,在低地轨道和中地球轨道星座之间进行“动态地分配流量”。

“一网”星座未来建设规划重要节点如下:

到2022年底前,部署648颗卫星,完成初期星座部署工作;

2026年8月之前至少需要部署一半数量的卫星;

在2029年之前完成整个“一网”星座部署。

  工作方式及卫星特点

“一网”卫星星座在全球布设共44个关口站使卫星联网,星座采用Ku波段进行用户通信,Ka波段进行关口站通信。

“一网”卫星在非赤道上空运行时,单颗卫星可产生16个Ku频段波束,实现多重覆盖,保证每个用户至少能在一个卫星的视线(Line of Sight)内。每个LEO卫星覆盖范围1080km×1080km,交换带宽为7.5Gbps,建成后的卫星星座能够覆盖全球,甚至包括高纬度的北冰洋地区。

“一网”卫星由空中客车防务及航天公司负责设计,由一网卫星公司负责生产。单个卫星重约147.5kg,星上载荷包括两个TT&C(遥测)天线、两个Ku波段天线和两个Ka波段天线,采用“太阳能板+锂离子电池”供储能系统,推进系统为氙气电推进,在轨工作寿命约为5年。

 3  星座优势及与“星链”异同

星座优势

“一网”卫星星座星座完全部署后,将是覆盖范围最广,卫星覆盖密度最高的低轨商业通信卫星系统。

为保证经济性,“一网”卫星公司实现了一体化的设计、生产、总装与测试流程,生产中大量采用协作机器人、自导引运输车等自动化措施,实现整星批产。

为有效降低开发成本,提高卫星效能及卫星入轨成功率,“一网”公司还与美国高通公司、美国休斯网络系统公司、欧洲空中客车防务及航天公司等合作。

与“星链”异同

除“一网”星座外,美国“星链”星座也提出较早、发展较快,两者具备以下异同:

均已经进入星座初步建设阶段

截至2022年5月18日,“星链”发射总数达到了2653颗,其网络目前已覆盖25个国家和地区,为全球14.5万用户提供服务。“一网”星座于2019年2月发射首批6颗试验卫星,目前在轨卫星数量已达428颗。

采用不同的系统架构

“星链”星座采用“天星天网”架构,将卫星作为网络传输节点,通过星间链路建立高速宽带通信网络,用户可直接接入卫星互联网络,不需经过地面系统。“一网”星座采用“天星地网”架构,将卫星作为连通用户终端和网关站的通道,卫星间没有星间链路,从网关站接入地面通信网络,通过全球分布的地面站实现整个系统的全球服务能力。

星座建设与运营模式不同

“星链”星座的卫星研制与生产、卫星发射、星座运营等均由SpaceX公司一力承当。由于SpaceX公司拥有自己的火箭及可重复使用发射技术,因此将降低“星链”星座的发射成本。

“一网”星座却实现了全产业链条要素的垂直整合,在卫星制造、发射、运行和营销等各个环节强力联合了一网公司、软银集团、空客防务与航天公司、休斯网络系统公司等龙头企业,形成利益集团。

 4  卫星互联其面临的风险和挑战

“一网”卫星为代表的地轨卫星星座,具有传输时延小、链路损耗低、发射灵活、应用场景丰富、整体制造成本低等优势,非常适合卫星互联网的发展。卫星互联网至少具有三方面的优势,即场景应用优势、经济性优势和稳定性优势。但其未来发展也面临着一定程度的风险和挑战:一方面卫星互联网传输速率和时延难以满足多场景需求;另一方面卫星寿命较短,需要对卫星发射和后续运维工作做好长期规划和准备。