新基础设施协同帮助卫星互联网加速发展

  • 2021-03-01 16:42
  • 科技日报

近年来,我国在中高轨道卫星应用领域取得了一系列重大成就,如“风云”气象卫星、“北斗”导航卫星、“嫦娥”探月卫星等。然而,低轨卫星互联网这一前沿领域的研究工作仍然滞后。2020年,卫星互联网将被纳入中国“新基础设施”的范围。在卫星互联网空间段原材料双边市场建设、卫星互联网地面段通信网络整合运营、卫星互联网用户段数据共享等方面,将进一步激发各类信息网络“新基础设施”之间的协同集群,有助于形成行业间的合力,共同推动卫星互联网优质发展。

促进卫星互联网空间部分原材料双边市场的建设

2020年4月,国家发改委(NDRC)首次将卫星互联网、5G、物联网、工业互联网等通信网络基础设施纳入“新基础设施”范围。然而,各种“新基础设施”行业市场之间普遍缺乏整体协调,需要引起高度重视。

一方面,我们应该加强两个“新基础设施”原材料市场的重叠。卫星互联网作为一种系统规模大、通信容量高、传输时延小的新型通信产业,在空间组网中频繁涉及数百颗低轨卫星。航天装备的发展离不开钛合金、改性胶木、复合陶瓷等上游原材料的供应。据统计,中国的星座计划中有10多个低地球轨道卫星项目,30多个网络,计划发射的卫星总数超过1900颗。同时,与北斗、天通1号、石坚13号等传统中高轨道卫星通信系统不同,低轨道单星体积更小,协调更复杂,更依赖于微型航天芯片、高转换效率电池、大视场星敏感器等高性能部件。因此,有必要提高卫星互联网“新基础设施”空间部分的电子元件供应能力,同时重点改善金属、非金属和复合材料上游和双边市场之间的重叠。据有关方面预测,在中国“新基础设施”项目中,2020年,UHV项目可提升铝消费量170万吨,5G基站项目可提升铝消费量1.1万吨,城际高铁项目可提升铝消费量1.08万吨。上述轻量级项目的相继实施,必然会推动双边卫星市场的不断扩大,从而降低卫星互联网“新基础设施”的整体建设成本。

另一方面,要加大对卫星周边市场的政策支持。受卫星互联网纳入“新基础设施”范围的影响,火箭发射和运载等周边市场正经历爆炸式增长。据统计,我国注册的民营航天公司有120多家,一箭多星、海上发射、火箭回收等航天技术研发的商业融资金额已达到近30亿元。同时,地方政府也在项目审批、土地供应、税收优惠等方面为卫星周边市场开辟绿色通道。如四川省在《加快推进新型基础设施建设行动方案(2020—2022年)》年提出计划实施“星河”智能卫星互联网建设重大项目,对推动空间段测控研究、带动卫星互联网产业发展起到了积极作用。加大对R&D卫星互联网承载领域“新基础设施”的政策支持,将有助于提高相关周边基础设施项目的建设效率。

推进卫星互联网地面段通信网络间的融合运营

从产业链的市场细分规模来看,地面运营服务业作为整个卫星互联网的中心环节,占比最大,约为45.6%。然而,卫星互联网与现有地面移动数据网络之间缺乏顶层设计,难以共同建设和管理。“两张皮”的物理隔离需要打破。一方面,在沙漠、海洋、高海拔等低密度用户接入区域,卫星互联网可以为科研团队成员、海洋渔民、航空旅客提供无处不在的移动通信服务,打造偏远地区的“卫星互联网”运营模式。另一方面,5G网络广泛部署在城市、城镇和村庄等人口稠密的地区。凭借低资费、大带宽、小体积等商业优势,它们已成为各地移动通信“新基础设施”的重中之重。比如《新基建“761”工程实施方案》年,吉林省计划投资839亿元,到2025年建成5G智能信息网,实现全省县、镇、村5G网络覆盖。

因此,加强卫星互联网和5G“新基础设施”的一体化运营是大势所趋。具体来说,可以从以下几个方面来发挥:

一是坚持网络融合架构原则,共同构建地面段通信运营框架,加快中游地面段与5G网络的星地融合,提升卫星与地面、卫星与卫星、终端与终端之间的通信拓扑耦合度。

二是在卫星互联网的传输层、网络层和数据链路层之间共享5G接口协议,充分重用5G底层代码、数据结构和编程语言,提高卫星地面段设计、运维和升级的健壮性。

再次,中游地面段跟踪遥测指挥子系统参考5G基站、天线模块、基带芯片等信道标准,缩短“新基础设施”建设周期,降低地面段运行控制成本,提高卫星互联网融合运营的普适性。

促进卫星互联网用户群的数据共享

长期以来,卫星数据的应用领域具有“专用卫星”的产业特征,在卫星用户之间形成了信息孤岛和业务壁垒,无法满足大数据时代海量存储、关联分析和数据挖掘的共享需求。未来,随着卫星互联网的完善,通信卫星、导航卫星、遥感卫星三大主流系统互联互通势在必行,从而形成海量的用户大数据。例如,为了捕捉卫星信息的潜在价值,需要协调分析大量中继站通信数据、导航和定位数据以及遥感光谱数据。

因此,应积极利用大数据的“新基础设施”来推动卫星互联网用户群的数据应用发展。“新基础设施”大数据中心项目不仅可以为下游用户细分市场实现覆盖采集、传输、存储等“一体化”数据源的应用管理闭环,还可以提供数据清理、数据挖掘、数据灾难恢复等扩展开发服务,从而带动卫星互联网“新基础设施”满足更丰富、更多样的数据需求。

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