5G在今年已經正式商用。幾乎在5G推進商用的同期，衛星通信行業取得了重要突破，從國外“矽谷鋼鐵俠”馬斯克雄心勃勃的“StarLink星鏈計劃”，到國內的天通衛星商用、鴻雁計劃、虹雲計劃亮相，衛星通信甚至開始切入寬帶移動通信。

那麼，衛星通信和5G之間，會有哪些聯繫？是否有天地一體化的可能？日前知乎聯合北京郵電大學舉辦的“科技共振之5G+”主題論壇上，北京空間信息中繼傳輸技術研究中心工程師郭浩然發表演講，暢談了衛星通信的發展現狀，以及與5G的融合進展。

衛星通信產業最新進展

郭浩然介紹，我國衛星通信事業始於1975年的“331”工程，並於1983年11月29日在北京完成了衛星通信地球站的設備驗收交付工作，1984年，“東方紅二號”通信衛星發射成功，並撥通了首個衛星電話。到2019年，該中心管理著中星22/22A、中星1A/1B、中星20/20A、中星16、天鏈一號01/02/03/04、天鏈二號01、天通一號01等多顆同步通信衛星。

相比5G等地面移動通信技術，衛星通信的最大優勢是無視地形地貌和距離的無死角廣域覆蓋，劣勢是終端和資費都很昂貴。從歷史看，早在1994年的2G時代，Inmarsat就推出了海事衛星電話，並成為全球商業運營最成功的衛星通信系統。國內則自主研發了天通系統，並在2016年天通一號01發射入軌，2018年開啟商用化，由中國電信集團衛通公司提供商用服務。（詳見C114此前報導：崛起中的衛星通信：詳解各類應急通信衛星業務）

上述主要是同步衛星系統，儘管覆蓋能力超強，但只能傳輸低速率數據業務。在寬帶傳輸方面，先行者是摩​​托羅拉公司1998年推出的銥星計劃，由77顆低軌衛星組網，提供全球個人移動通信服務。但該計劃太超前，在2000年破產。

馬斯克旗下太空探索技術公司推出的StarLink星鏈計劃，更進一步，計劃發射42000顆高中低軌衛星實現全球組網，併計劃在2020年前發射12000顆，配套建設100萬個接入型地面站和6個衛星網關站。其中第一階段將有4425顆衛星被發射到距地面1110km至1325km低軌道，形成對全球的無線網絡信號覆蓋。而剩餘的7518顆衛星將發送到距地面335km至346km的低軌，這部分衛星主要用來為人口稠密地區提供足夠的帶寬和保證數據傳輸的低延時。目前，太空探索技術公司已經完成3批次的“一箭60星”發射。

國內方面，中國航天科技集團推出的“鴻雁”星座，計劃到2025年部署320顆衛星，提供面向全球的各類移動通信服務。航天科工集團的“虹雲”星座，計劃部署156顆衛星在1000公里高度，計劃2022年完成，提供面向全球的寬帶移動通信服務。

郭浩然介紹，低軌衛星通信系統的共同特徵有六點：其一，多采用中低軌道，傳輸延遲低，可以和地面的光纖相當；其二，採用眾多微小衛星實現大範圍覆蓋；其三，衛星研發、迭代周期短，成本低廉；其四，多采用Ka/Ku頻段，系統容量大。舉例子，OneWeb公司的單星容量5.8Gbps，系統總容量超71Tbps；其五，終端變得小型化、智能化；其六，聚焦寬帶移動互聯網服務。

衛星通信與5G的融合

5G要實現萬物互聯的願景，衛星通信是其中重要一環。早在3GPP R14，業界就對衛星在5G系統中的角色和優勢進行了探討，認為作為5G多種接入技術之一，衛星在一些要求廣域覆蓋的工業應用場景中具有顯著優勢。

TS22.822中，定義了在5G中使用衛星接入的三大類別，分別是連續服務、泛在服務和擴展服務，並討論了衛星終端特性的建立、配置和維護，以及衛星網絡與地面網絡的跨協議漫遊和通信切換等問題。2017年3GPP SA1工作組也對衛星接入網協議及架構進行了評估，併計劃進一步開展基於5G的接入研究。

5G標準明年發布的最新版本R16，NTN應用場景包括8個增強型移動寬帶和2個大規模機器通信場景。借助衛星通信的廣域覆蓋能力，可以提供5G業務的連續性，尤其在應急、海事、航空通信及鐵路沿線通信中發揮作用。

從國外看，2017年6月，英國電信、空客防務與航空公司等16家企業和機構聯合成立了SaT5G聯盟，計劃在30個月內完成衛星通信與5G無縫集成的方案，並在2018年歐洲網絡與通信會議上，5家成員單位現場演示了衛星與3GPP架構的融合。

國內來看，中國衛通基於高通量衛星中星16，在本月完成了衛星傳輸5G數據業務的融合測試，利用高通量衛星的便攜站與5G網絡搭建衛星基站回程試驗系統，實現了基於星地鏈路的5G基站與核心網信息傳輸。

郭浩然說，當前業界深刻認識到，星地系統由競爭走向合作，衛星系統以提供回程服務、基站拉遠等方式成為地面移動通信網絡的補充，優勢互補、合作共贏，這才是衛星通信與5G的最佳邂逅方式。

基於這種形式組網的天地一體化網絡，將具備泛在覆蓋、降低地面網絡依賴、提高網絡彈性等特點。用戶將能夠在任意時間、地點透明地享受來自於地面網絡/天基網絡的融合服務。“不過，融合的技術標準是什麼，還未定論，有待進一步研究。” 郭浩然表示。