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网络发展阶段的划分网络划分为哪三大类网络技术方面的论文

  手机直连卫星可让用户挣脱空中装备束厄局促,在不增长装备本钱的条件下完成卫星通讯

网络发展阶段的划分网络划分为哪三大类网络技术方面的论文

  手机直连卫星可让用户挣脱空中装备束厄局促,在不增长装备本钱的条件下完成卫星通讯。手机直连卫星就是群众消耗类智妙手机可以间接与卫星通讯,完成空中挪动通讯收集今朝撑持的短信、语音、数据、互联网等通讯功用。固然行业内还没有统必然义手机直连卫星的手艺尺度,但从用户角度,其请求是明白的,即在不改动用户利用风俗的条件下,群众消耗类智妙手机同时具有空中挪动通讯收集、卫星收集的通讯才能,此时卫星收集等效于空中 2G、3G、4G 或 5G 收集,卫星营业也可作为一项增值营业,与空中通讯营业配合为用户供给效劳。与传统卫星互联网通讯比拟,手机直连卫星自然可让用户挣脱空中装备束厄局促,节流空中装备购买本钱,因而在手机直连卫星系统构建完美的状况下,环球智能装备用户都将成为其潜伏用户。

  3) 与空中通讯收集交融阶段(2014 年至今):开展定位进一步明白为“与空中通讯构成互补交融的无漏洞通讯收集”。次要代表有 Starlink(美国 SpaceX 公司),方案由 4425 颗散布在 1100km 高度轨道的 LEO(低轨道)星座和 7518 颗散布在340km 阁下的 VLEO(甚低轨)星座组成,方案 2024 年前完成布置。别的,该公司还筹办再增长 30000 颗,使卫星总量到达约 42000 颗。该阶段定位愈加精准、手艺不竭前进、本钱大幅降落,开展远景可期。

  先辈的无线电通讯方法能够在战役中阐扬服从倍增器的感化,以美国的典范无线年月中期,美空军在项特别作战项目(OSP)中讨论了 F-15C 飞机利用 Link-16 数据链的益处。其成果表白 F-15C 经由过程利用Link-16 数据链在空战中对空中目的的杀伤率在白日进步了 2.62 倍,在夜间进步了 2.60 倍。美军的“爱国者”反导体系配备数据链后阻拦几率大增,由海湾战役中不敷 10%,增至伊拉克战役的 40%,作战筹办工夫从本来的 3 分钟低落到 1.5 分钟。

  卫星互联网开展历经三个阶段,当前与空中通讯交融的低轨宽带卫星互联网开展热火朝天。自 20 世纪 80 年月末至今,环球卫星互联网开展已有 30 多年汗青,可分别为三个开展阶段:1) 与空中通讯收集合作阶段(20 世纪 80 年月~2000 年):本阶段次要代表有铱星(Ridium,美国铱星公司拜托摩托罗拉设想,1998 年正式运转,共 66 颗卫星,1999 年公司申请停业,2001 年完成重组),但因为市场定位不明,建立本钱太高,研发周期太长,大大都卫星项目以失利了结。

  3) 岸基挪动通讯体系:依托岸基挪动通讯基站完成通讯。次要包罗:2/4/5G 蜂窝收集,与陆地卫星体系比拟,岸基挪动通讯体系传输间隔有限,难以成为陆地通讯支流手腕。

  我们估计,仅仅在空中、空域和海疆的民事使用,天下卫星互联网每一年便可发生约 7040 亿元效劳代价,叠加对军事通讯的计谋性晋级,卫星互联网建立意义严重。

  按照预算,空中、空域、海疆场景将来对低轨卫星互联网或将丰年 7040 亿元市场需求,空间宽广。

  当前陆地通讯次要有海上无线通讯、海上卫星通讯和岸基挪动通讯三种方法,但整体难以满意海上通讯需求。

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  俄乌抵触自 2022 年 2 月 24 日发作后,抵触一线地域通讯收集因部分供电中止等缘故原由遭到严峻影响,次要电信运营商在东南部地域难以供给不变效劳。2 月 28 日,第一批星链装备运抵乌克兰,并随即测试毗连旌旗灯号,不到 3 天,乌克兰一切终端都处于运转形态并供给及时数据。相对传统空中基站的收集毗连方法,星链经由过程天对地的卫星互联网链路完成了乌克兰收集的升维,关于俄军则属于降维还击。

  无人机比年来在各范畴大放异彩,卫星互联网或可进一步处理无人机大范围、远间隔通讯成绩。按呼应用范畴,无人性能够分为消耗级无人机、产业级无人机和军用级无人机,此中消耗级无人机多为一般消耗者用于航拍等用处;产业级无人机多用于舆图测绘、电力巡线、安防监控、应抢救灾收集分别为哪三大类、聪慧都会、农业遥感等范畴;而军用级无人机则在战役抵触中阐扬侦查、冲击、疆场评价等感化。当前,消耗级无人机旌旗灯号传输间隔多为 10 千米阁下,产业级无人机传输里程多在百千米级别,军用无人机传输间隔多在 200 千米阁下收集手艺方面的论文,较低的旌旗灯号传输间隔已成无人机利用的主要瓶颈。经由过程卫星互联网,消耗级无人性能够完成更远传输间隔,产业级及兵工级无人性能够打破通讯鸿沟,完成航程范畴内的随便所在的顺流通讯。

  2、 空域场景: IATA 猜测 2024 年天下航空客运总量为 40 亿人次,我们假定将来天下航班人次约为 42 亿人次/年,当前中国东方航空海内航路尺度机上 Wifi套餐为 50 元,国际航路机上 Wifi 套餐为 150 元。中心假定:将来低轨卫星互联网能够给空域场景供给愈加高速、更低时延的利用体验,假定将来人均用度为 40 元/(人•班次),航班中 80%的搭客挑选购置套餐。

  2) 陆地卫星体系:依托卫星完成海上通讯,次要包罗:卫星告急无线电示位标(EPIRB) 和海事卫星体系 (INMARSAT)等按照GMDSS 标准设置的卫星通讯体系和斗极卫星导航体系。陆地卫星通讯体系最凸起的长处是通讯间隔较远,能够完成环球陆地笼盖。由于卫星发射、空间和空中设备的运营和保护本钱很高,以是,卫星通讯的使用本钱较为高贵,且通讯带宽受限。

  4) 快速开辟和布置:凭仗 SpaceX 公司的快速迭代才能,在开辟“端到端”体系(运载火箭—用户终端)方面接纳了共同的一体化办法,能使“星盾”以最快的速率停止范围化布置。

  星盾集卫星遥感、加密通讯及军用平台模块化托管于一身,或将阶跃式提拔美军通讯程度。为满意美国国防和谍报机构日趋增加的需求,美国太空探究手艺公司(SpaceX)于 2022 年 12 月 2 日公布了“星盾(Starshield)”方案,该方案平行于“星链(Starlink)”项目,旨在为美供给环球布置的卫星遥感、加密通讯、其他军用平台模块化托管才能。“星盾”将来可完成与“星链”组网,经由过程“星链”太空链路快速传输各种军用侦查和批示掌握数据。其他军用卫星平台搭载“星链”通讯模块后收集分别为哪三大类,也可无缝毗连至“星链”和“星盾”中,组成互联、互通和互操纵的“收集节点”。该项目的志着“星链”方案向军事化开展迈出枢纽一步,将从底子上提拔美军通讯侦查、空间态势感知及天基攻防才能,且将对将来战役形状和配备开展发生深远影响。

  诸多厂商已开启手机直连卫星规划,手机直连卫星手艺快速开展。从利用频次角度看收集手艺方面的论文,手机直连卫星分为基于空中挪动通讯频次完成和基于现有卫星挪动通讯频段完成。今朝外洋多家厂商曾经在差别手艺道路标的目的停止了规划,此中根据基于空中挪动通讯频段完成的厂商次要有 AST 空间挪动公司、领克环球公司、太空探究手艺公司和美国欧姆尼太空公司(Omnispace),其星座高度均为 LEO 轨道,营业范例均包罗数据、语音和短动静。别的,今朝手机厂商或芯片厂商如华为与天通体系协作,苹果与环球星体系协作,高通与铱星体系协作的直连卫星项目均利用卫星通讯公用和谈收集分别为哪三大类,当前该营业范例仅限于短动静大概语音。

  卫星互联网能够完成地球全域互联,弥合天下大部门地区的通讯通途。卫星互联网是基于卫星通讯的互联网,经由过程发射必然数目的卫星构成范围组网,从而辐射环球,构建具有及时信息处置的大卫星体系,是一种可以完成向空中和空中终端供给宽带互联网接入等通服气务的新型收集收集分别为哪三大类。按照中国信科团体副总司理陈山枝所述,停止 2022 年,环球现有的挪动通讯收集仅笼盖陆地 20%、地球外表积 6%。

  隐身战机躲避雷达探测但没法应对光学探测,将来通讯导航遥感一体卫星收集或将使雷达隐身配备无所遁形。隐身战机正面截面积小但俯视面积大,能够躲避雷达探测但没法应对光学探测。2020 年 9 月 16 日,长光卫星公布一段视频,此中一架战役机正在快速飞翔,虽然布景有云层和空中庞大地貌滋扰,可是卫星镜头仍旧牢牢咬住了这架战役机。虽然飞机影象比力恍惚,可是经由过程面积很大的倒梯形主翼、和高度靠近的主翼的二个小型程度尾,仍能够断定这是美军 F22 隐身战役机。这充实阐明当前遥感卫星能够追踪雷达隐身战机,将来低轨卫星互联网与遥劝化航一体化分离,或将完成对敌军隐身配备的及时跟踪及定位,从光学维度突破隐身战机信息劣势。

  低轨卫星在军事通讯晋级方面的刚性需求不容无视,在空六合海民事使用方面的宽广使用空间亦值得等待:

  隐身特征是第五代战役机和隐身轰炸机的中心特征之一,其经由过程减小雷达反射面积遁藏雷达的追踪,从而根本做到来无影去无踪。美国典范计谋轰炸机“同温层碉堡”B52 雷达反射面积高达 100m2,在敌方防空力气未被铲除的状况下极易被锁定击落,而同为轰炸机的 F-117 正面雷达反射面积则仅为 0.025m2,因而 F-117在初次投入战役中即震动天下。战役机方面,第四代战役机 F-22 雷达反射截面积则约为苏-27 的 0.33%,其空中作战时的荫蔽劣势不问可知。

  2) 对空中通讯收集弥补阶段(2000~2014 年):开展定位改变为“空中通讯体系的备份和填隙”。次要代表有新铱星(Iridium-NEXT,2000 年新铱星公司将“铱星”体系收买,营业转型后持续运营)、环球星(2000 年美国 Loral 和 Qual-comm 公司建立,共 48 颗卫星)等,因为投入本钱更低、市场定位更符合实践,具有必然的市场所作力,但卫星布置范围较为有限。

  1、军事方面,低轨卫星互联网能够完成:1)军事配备的广域互联,高速互联收集手艺方面的论文,构成对当前低速军事通讯,小范畴军事通讯的逾越式晋级;2)通讯与遥感以至与导航一体,完成对空中、空中、陆地等地区军事目的的普遍监控,利用精细光学装备完成对一般配备以致隐身配备的跟踪定位,完成对疆场的及时全方位掌控,全通明疆场时期或将到来。

  从天文散布来看,当前人类糊口在挪动通讯收集笼盖的信息绿洲当中,而低轨卫星互联网无望变信息荒凉为绿洲收集手艺方面的论文。当前挪动通讯收集固然具有较高生齿笼盖比例,

  星盾方案的逐渐施行或将很大水平上提拔疆场美军信息劣势,美军疆场通讯将由现无数据链阶跃式退化为环球收集体系,与天下其他国度军事通讯才能进一步拉开差异,因而,构建中国本人的低轨卫星互联网体系时不再来。

  与数据链比拟,低轨卫星互联网具有环球传输,更高传输速度和近乎有限组网的明显劣势。以星链为例,经由过程星间链路,星链能够完成环球信息传输,数目宏大的卫星能够完成险些环球军事配备的同时联网,同时,星链比拟传统数据链,具有更高的传输速度(40~220+Mbps)和较低的时延(20~60ms)。在明显的劣势之下,低轨卫星互联网已成为军事通讯晋级之刚需。

  民航搭客不克不及上彀逐步成为已往,低轨卫星互联网或将成为将来航空互联网支流通讯方法。民用航空范畴存在宏大空中通讯需求,按照国际航空运输协会猜测,估计到 2024 年环球航空客运量将到达 40 亿人次。2014 年 12 月,工信部准绳上赞成中国电信与东航停止国际长途航路机上通服气务的贸易测试。2017 年 9 月,中百姓航局放宽了机上利用电子装备 PED 的限定,为游客利用自有装备接入机上互联网缔造了便当前提。2020 年 4 月卫星互联网归入国度“新基建”,机上互联作为卫星互联网的主要构成部门,得到了快速开展契机,贸易代价逐渐闪现。

  当前天下挪动互联网生齿笼盖率稳步进步,但仍有较高比例人群未利用挪动互联网。按照 GSMA 数据,2015-2022 年,天下毗连上挪动互联网的生齿数目已由 25.9亿人提拔至 45.6 亿人,但停止 2022 年末,照旧有 30.4 亿人因为无手机等缘故原由未能联络挪动互联网,别的另有 3.8 亿人完整糊口在无挪动互联网笼盖地区,这些地区凡是生齿密度较低,规划空中挪动互联网经济性较差且难度较高,经由过程通例方法笼盖这部门人群可行性远低于低轨卫星互联网。

  按照 ITU 划定的《无线电划定规矩》,任何卫星通讯体系在利用空间频次轨道资本时都需求向 ITU 停止申报,并根据“先登先占”准绳来标准环球空间频次轨道资本的有序利用,越早注销的空间频次轨道材料越具有优先职位,在和谐时遵照“职位优先”准绳,即厥后申请的材料需求与更早申请的材料停止和谐,修正本身参数,而职位优先材料无需变动。

  多种手机直连卫星效劳已正式营运,但将来基于低轨卫星的手机直连计划或将成为支流。2023 年 8 月 29 日,华为公司公布环球首款撑持卫星通话的群众智妙手机 Mate 60 Pro,成为继华为 Mate 50、P60、Mate X3 撑持斗极短报文功用,苹果 iPhone 14 手机基于环球星体系撑持双向 SOS 告急联系功用以后,手机直连卫星使用开展中的又一主要里程碑变乱。华为 Mate 60 Pro 手机利用我国自立研制的天通一号卫星挪动通讯体系,与中国电信的六合翼卡营业相分离,环球领先完成了手机直连卫星语音营业运营。但我们以为与同步轨道直连通讯比拟,低轨卫星直连计划拥偶然延低、对发射功率请求更低等长处:

  2) 模块化设想:“星盾”卫星旨在满意差别的使命请求,可以集成各类有用载荷,为用户供给多种功用挑选。

  疾速规划的星链,在疆场中阐扬了不成估计的感化。在俄乌抵触中,Starlink 带来的卫星收集撑持,使乌军在通讯、侦查等方面得到宏大助力,提拔了其在收集通讯、空中遭受、谍报信息、准确冲击、无人机援助、反收集电子滋扰等方面的才能收集分别为哪三大类,其感化能够细分为:1)撑持收集言论;2)保证空中使命;3)串连谍报信息;4)支持准确冲击;5)援助无人机作战;6)反收集电子滋扰。

  但地表笼盖比比方故处于较低程度。按照 2022 年 8 月中国信科团体副总司理陈山枝主任所述,今朝陆地挪动通讯仅笼盖了约 20%的陆空中积,不到 6%的地球外表积。人类所糊口的地区本质是人类构建出来的信息绿洲,人类大都举动于此地区中,也近乎被限定于此地区中。当前人类频仍举动的空域空间和海疆空间,大都状况下仍未被高速高效通讯收集笼盖,建立低轨卫星互联网或将成为改动这一近况的独一方法。

  比年来环球卫星发射速率大幅增长,太空圈地活动大有加快趋向。当前卫星通讯可用频次频段中,L、S、C、X、Ku 等频段曾经靠近饱和,新发射卫星可用频次逐步削减。别的,轨道方面,按照赛迪参谋《中国卫星互联网财产开展研讨白皮书》所述,地球近地轨道约莫可包容 6 万颗卫星。今朝,仅 Starlink 一家就要规划约 4.2 万颗卫星,地球近地轨道资本已接近干涸。按照 UCS 数据,2020 年以来,跟着 Starlink 发射速率放慢收集手艺方面的论文,美国卫星发射数目显现出发作式增加态势,2020-2022 年,美国卫星发射数目别离同比增加 579.34%、68.00%收集分别为哪三大类、39.10%,同期,美国发射卫星数目占天下卫星发射数目的比例别离为 76.82%、86.26%、90.66%,而中国占比则仅为 5.70%、5.93%、4.48%。建立中国低轨卫星星座,抢占轨道频次计谋资本,保护太空通讯主权迫在眉睫。

  完整的低轨卫星互联网能够笼盖全人类,手机直连卫星互联网更将是全人类便利的可选通讯消耗。按照当前空中、空域、海疆各种通讯消耗场景,我们做出假定以下:1、 空中场景:按照 GSMA 数据,2022 年天下联网人群(被空中收集笼盖且有联网装备人群)、利用鸿沟人群(被空中收集笼盖但无联网装备人群)、笼盖鸿沟人群(未被空中收集笼盖人群)别离为 45.6、30.4、3.8 亿人。中心假定以下:将来人群构造及数目根本连结稳定,关于联网人群(45.6 亿人),假定此中有 20%人群有到无收集地区举动需求,这类人群年人均消耗卫星互联网通服气务 200元;关于笼盖鸿沟人群(3.8 亿人),假定此中有 65%人群人均消耗卫星互联网通服气务 800 元/年。

  低轨卫星互联网综合机能优于中轨和同步轨道卫星互联网,已成为当前卫星互联网开展的重点标的目的。卫星体系按照卫星轨道上下,能够分为低轨卫星、中轨卫星和同步轨道卫星,此中同步轨道卫星能够用大批卫星便可笼盖环球,但因为轨道高度太高,其牢固提早(近 500ms)会形成收集体验较差,比拟而言,低轨卫星牢固提早明显较低(2.67-26.69ms),固然单颗低轨卫星笼盖面积较小,但经由过程构建宏大的低轨卫星星座能够有用处理此成绩。

  当前民航卫星互联网已有多种计划,但低轨卫星互联网或将成为其终极计划。今朝,L、Ku、Ka 频段的卫星互联网曾经具有成熟计划,此中供给商次要为 Inmarsat、松下航电、Intelsat、Anuvu、Viasat 等。但与上述卫星收集比拟,低轨卫星收集具有更低的牢固时延和更高的通讯速度,将来无望成为机载卫星互联网的终极处理计划。

  1) 时延劣势:与天通一号卫星轨道(地球同步轨道,高度 35786km)的牢固时延477.48ms 比拟,典范近地轨道(高度 550km)牢固时延(7.34ms)更合用于收集游戏、直播、视频通线) 对发射功率请求更差劲势:按照 Friis 自在空间方程式(见下方所示公式,此中

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  • 编辑:田佳
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