5G为卫星通信提供了哪些机会？

Lluc Palerm-Serra（NSR）/文 沈永言（中国卫通 ）/译

经过多年的大肆宣传，5G终于（部分）成为现实，第一套标准发布在3GPP Release 15上。除了宣布的奢侈性能之外，5G还假设了一种全新的架构网络的方法。这就是卫星通信的关键机会所在。如果该行业能够打好这手牌，5G为卫星通信提供了与主流电信生态系统无缝集成的机会。为了实现这一目标，卫星将需要成为一种透明的手段，以让卫星通信地面部分与5G核心网络的配合天衣无缝。那么卫星行业今天需要采取哪些具体步骤，才能跟上5G步伐？

卫星产业在5G生态系统中扮演重要角色的主要方面是地面段部分。实际上，VSAT平台正在急于使其架构适应5G要求。5G的影响远远超出了传统的卫星基站中继，因此，所有卫星通信应用，包括移动等新兴场景，以及视频流组播等未来卫星功能，都将受益于对新的5G标准的采用。好消息是，根据《NSR的商业卫星》地面部分第3版报告，这项努力将获得回报。在未来十年内，VSAT平台将实现两位数的增长。那么，这是怎么发生的呢？

满足5G性能要求

提到5G的性能规范，人们首先想到的可能是低延迟。1毫秒延迟等基准，就可能会直接取消了卫星参与的资格。但是，有必要提供一些额外的背景。5G场景分为3个大类：增强型移动宽带（eMMB），大规模机器通信（mMTC），以及超可靠低延迟通信（uRLLC）。不同的应用程序将有不同的要求。例如，一些M2M连接可能在几小时的延迟和几个Kbps突发情况下运行良好，而自动驾驶汽车肯定需要超低延迟。

5G引入了网络切片，这意味着不同的客户端将看到不同的性能级别，并且流量可以根据需要智能路由。5G将功能转移到边缘，许多超低延迟要求将在边缘解决，无需回程到核心，使卫星成为可行的解决方案。值得注意的是，如果功能保留在网络核心，在大多数情况下，即使光纤也无法满足1ms的要求。

另一个备受推崇的数字是每个连接目标的10Gbps。回顾LTE的历史，其愿景是提供1Gbps，但这一承诺直到去年，即标准最终定稿10年后才实现。即使在今天，少数LTE网络也刚刚达到了这一性能水平，因此不要指望网络能够在一夜之间达到5G承诺。实际上，顶级卫星性能与地面规范相当：Comtech调制解调器和优化解决方案可以为单个IPv6 TCP会话提供700Mbps的速率，并且总吞吐量为5Gbps。

网中之网

下一个主要问题是卫星网络将如何融入5G。过去的几代移动技术是在封闭的方法下构思出来的，它们是“移动”协议，相邻技术很难参与其生态系统。这就天然地将卫星通信区隔开来，因为基于卫星进行2G/3G/4G工作并不直截了当，并且在流量操纵（加速、优化等）方面需要付出巨大努力。直到最近，这些挑战才得以解决，卫星通信花费多年时间才能进入3G/4G回传市场。

好消息是5G的目标更具包容性，它融合所有不同的技术，被称为“网络中的网络”。虚拟化是5G的主题，也属于卫星通信的地面部分。考虑到卫星行业的趋势，如HTS扩展性、灵活卫星、LEO等，地面部分虚拟化是一个自然的举动，像Newtec这样的一些供应商正在积极地迎合这一转变。那么，为什么不让卫星云网络与5G兼容呢？卫星网络需要在集中式网络云中集成。

图1 VSAT平台（调制解调器+基带）收入

与地面网络的卫星互操作编排并不是什么新鲜事。像HughesON管理的SD-WAN这样的解决方案，其中卫星只是另一个因素，在电信行业赢得了广泛的认可。这里的目标是使移动运营商的卫星解决方案透明，且易于部署。

保证卫星与5G兼容

第二组5G标准计划（3GPP版本16）将于2019年底完成，与该版本发布相关的是针对5G卫星接入的特定研究，它将识别卫星场景。对于行业的未来而言，确保5G协议可以通过卫星网络无缝工作至关重要，现在是时候影响这些标准了。好消息是，与过去不同，当前卫星行业一直非常积极地参与标准的制定，而像欧洲卫星运营商协会（ESOA）这样的组织则完全参与了3GPP体系，为行业创造了有利的牵引力。

5G无处不在

卫星通信刚刚开始服务于4G网络（Gilat-Avanti增强EE的LTE网络），业界已经开始研究下一代产品。但5G超越了蜂窝回传，并为所有卫星行业创造了机会。5G的用户（无论是个人智能手机、联网汽车还是物联网设备）将能够在网络之间无缝移动，而无需担心接入网络。

除了传统的蜂窝回传之外，私营企业网络、航空或海事场景将受益于统一的连接方法。此外，随着5G的到来，无处不在的物联网、面向边缘服务器的内容多播，或联网汽车等新场景也随之出现。

结语

图2 5G 3个大类场景

5G将是一次真正变革。它不仅提出了更高的性能，而且是一个全新的架构，将所有连接解决方案整合在一起。卫星通信不能仅把5G视为“更快的网络”，而应充分认识到，5G是使自己成为主流电信生态系统一部分的最佳机会。移动正在成为上网的事实上的标准，所以如果你无法击败他们，那就加入他们。

在过去几年中，卫星通信设备供应商在功能方面取得了巨大进步，他们承担着使卫星通信做好5G准备的主要责任。虽然5G规范今天还难以实现，但必须实事求是（对延迟敏感的应用程序的边缘功能、网络切片），并考虑适当的时间表（没有网络仅靠使用5G标签就能达到10 Gbps要求），以了解5G不仅可以通过卫星充分发挥作用，而且卫星也是开发5G，实现其全部承诺（无处不在、边缘能力等）的关键技术。由iDirect、SES、萨里大学、i2cat和Broadpeak等公司的技术演示表明，该行业致力于采用5G，并且该技术正以适当的速度发展。

5G将带来方方面面的变革，有些可能对卫星行业来说很棘手（即频谱争夺战）。但从应用的角度来看，5G对卫星行业来说是个好消息。它不仅可以通过更简单的集成来改进传统应用程序，而且还有可能打开多流媒体组播、物联网或联网汽车等新市场。