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      北邮人再登央视 | 国内首次完成低轨宽带通信卫星与5G专网互联互通试验

      发布时间 : 2021-07-27 14:36 出处 : 信息与通信工程学院、央视新闻、中国新闻网 点击数 :

      7月26日,央视新闻频道报道了国内首次低轨宽带通信卫星与灵巧5G专网的互联互通功能试验完成情况。据报道,7月25日17:31分,在北京、济南两地进行的国内首次低轨宽带通信卫星与灵巧5G专网的互联互通功能试验,利用低轨宽带卫星构建起了北京与济南5G专网间的骨干网络,代替了需要预先铺设的地面光纤,解决了异地专网通信对地面光纤基础设施的依赖问题,实现了低轨卫星网络与地面5G专网的互联互通,迈出了实现极地深蓝、深海远海、应急维稳、抗震救灾等场景通信服务的重要一步。

      试验团队负责人彭木根教授接受央视记者采访

      该技术试验所依托的高机动、轻量化的基于云小站或雾小站的灵巧5G专网,是由北京邮电大学彭木根教授团队联合京信通信公司研发的。除此之外,试验依托银河航天公司自主研制的中国首颗通信能力达48Gbps的低轨宽带通信卫星、信关站、卫星终端和测运控系统。试验人员在北京佩戴VR眼镜,通过本地5G专网精准操控近400公里外位于济南工业互联网研究院的灵巧5G专网下的无人平台移除危险物品。 本次测试端到端时延为20-30毫秒,通信时长7分钟,试验过程中济南场地传来的全景视频画面清晰无卡顿,无人平台操作流畅,可完成全向运动控制和操控机械臂进行物体夹取等功能。 

      我校学生佩戴VR眼镜进行超远程无人车操控

      北京信关站接收到的济南现场视频监控画面

      灵巧5G专网,在这里是指基于灵巧的5G云小站或者雾小站,以及轻量化的核心网,结合网络自组织(SON)技术以适配不同垂直行业应用场景和性能需求,可即部署即用的专用无线网络。云小站是指融合云计算处理的灵巧小基站,核心创新是通过云集中信息处理以抑制密集无线干扰,从而显著提升网络容量。雾小站则是在云小站基础上增加边缘计算和边缘智能技术,通过基于云边动态协同的雾计算处理,实现业务和计算处理的自适应下沉,从而更好地支持低时延的控制和交互类应用。

      基于开放平台的5G云小站

      基于开放平台的5G雾小站

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      1、此次试验的重要意义?

      当前,全球数字鸿沟依然存在,80%以上的陆地、95%以上的海域缺乏有效的宽带信息覆盖,近30亿人尚未接入互联网。一个重要原因在于,全球很多复杂地势地貌下难以铺设地面通信网络,比如,山区、海洋以及沙漠地区。此外,在地震、泥石流等自然灾害以及战争等情况下,传统地面无线网络难以满足应急救援、网络安全等用网需求。因此,在5G乃至6G时代,拟通过低轨宽带通信卫星星座,把陆地和近地的无线网络互联互通起来,实现星地融合,以确保全场景无缝覆盖。

      低成本、易部署、高机动、轻量化的灵巧5G专网目前需求巨大,其可以为无运营商基础设施的偏远地区、远海深海、高山极地、应急维稳、抗震灾后等场景提供5G通讯保障,也为垂直行业的信息化、智能化以及产业升级改造提供了核心基础设施支撑。

      与此同时,以高频段、多波束和频率复用为技术特征的高通量卫星技术日渐成熟,该技术将卫星通信速率提升了百倍以上。其中,以低轨宽带通信卫星星座为代表的卫星互联网,因为具有全覆盖、大带宽、小时延、低成本等优势,不仅有望成为实现全球无缝覆盖的重要解决方案,还有望成为航天、通信、互联网产业融合发展的重要趋势和战略制高点。

      低轨卫星互联网与5G/6G严格来说是互补关系,可以相互独立,但要发挥更大作用,两者需要深度的融合,特别是把卫星互联网视为无线接入的核心骨干网更是当前阶段的重点。地球上的用户直接接入卫星互联网存在接入终端贵,耗电量大,接入时延长,卫星接入容量有限,切换频繁等挑战,最佳的办法是用户接入陆地、海洋或者近空的就近5G专网,卫星互联网作为骨干网,把各种无线网络互联互通起来,这将使得车联网、飞机上无线上网、远洋航运、野外和极低勘探等领域迎来革命性的创新突破。

      本次试验着眼于灵巧5G专网和单个低轨宽带卫星的互联互通,是星地融合的第一步,从功能上验证了利用低轨宽带卫星,可以实现两个灵巧5G专网的互连互通?;谠菩≌净蛭硇≌镜牧榍?G专网,能有效解决传统蜂窝网络对站址资源需求高、网络规划优化复杂、设备昂贵等问题,通过内嵌基站功能自适应迁移和网络自组织???,高效抑制了基站间干扰和破解了无线回程受限挑战,即部署即用,与4G网络相比,在容量、时延和连接数方面性能显著提升了至少一个数量级。

      2、此次试验的主要亮点是什么?

      本次试验第一次从功能上验证了灵巧5G专网和低轨宽带通信卫星互联互通后,在通信速率、低时延以及大通信距离方面的优势。灵巧5G专网便捷、灵活,即部署即用,能够有效的提升垂直行业的信息化和智能化水平,高效支撑行业的信息化升级改造。低轨卫星可充分满足具有宽带数字鸿沟区域的骨干传输需求。灵巧5G专网以及低轨宽带通信卫星的互联互通及进一步协同融合,将有效支撑我国天地一体化网络建设,为我国应急维稳、抗震救灾、极地科考、远洋探测、深海深蓝、一带一路等领域的高效宽带无线通信需求提供强有力的保障与支撑。

      我校学生在北京信关站远程开展试验

      走近矢志创新的北邮人

      彭木根教授指导学生实验

      本次试验由北京邮电大学信息与通信工程学院执行院长彭木根教授领导,彭木根教授团队在云小站、雾小站及智能无线组网方面有深厚的科研成果积累,曾获国家技术发明奖二等奖、北京市科学技术一等奖、中国专利银奖等。此外,相关科研成果进行了大规模的专利转让和落地应用,联合京信通信公司,研发的灵巧5G专网解决方案,已经在垂直行业进行了商用应用,取得了显著的经济和社会效益。为了把远隔百里的两个灵巧5G专网通过低轨宽带卫星互联互通,在信息与通信工程学院孙耀华老师带领下,十余名博士和硕士生在北邮科研楼和北邮济南工业互联网研究院间,历时半年多,进行试验前的各种硬件、软件及方案准备工作,有力保障了试验的顺利进行。

      我校教师与学生在北邮济南工业互联网研究院进行试验前准备

      我校学生在北京信关站进行试验前准备

      在北邮济南工业互联网研究院部署低轨卫星天线终端

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