5G NTN構(gòu)建“海天一體”的海洋物聯(lián)網(wǎng)新篇章

5G NTN通過將5G終端直接連接衛(wèi)星，實現(xiàn)從衛(wèi)星、基站到終端的端到端國產(chǎn)化自主研發(fā)，不僅創(chuàng)新解決了海洋曾經(jīng)覆蓋的“數(shù)字鴻溝”，還為推動海洋經(jīng)濟的發(fā)展提供了堅實的技術(shù)支撐

自2013年我國提出建設(shè)“21世紀海上絲綢之路”合作倡議以來，隨著2021年和2022年對智能化綜合性數(shù)字信息基礎(chǔ)設(shè)施的強調(diào)，加速建設(shè)高速泛在、天地一體、云網(wǎng)融合、智能敏捷、綠色低碳、安全可控的信息基礎(chǔ)設(shè)施，成為當(dāng)前一段時間里我國新基建的重要任務(wù)。面對全球95%海域缺乏蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋這一嚴峻挑戰(zhàn)，尤其是遠洋、近海及無人島嶼地區(qū)面臨的網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足問題，5G非地面網(wǎng)絡(luò)（5G NTN）技術(shù)應(yīng)運而生。通過將5G終端直接連接衛(wèi)星，實現(xiàn)從衛(wèi)星、基站到終端的端到端國產(chǎn)化自主研發(fā)，不僅創(chuàng)新解決了海洋曾經(jīng)覆蓋的“數(shù)字鴻溝”，還為推動海洋經(jīng)濟的發(fā)展提供了堅實的技術(shù)支撐。

三大亮點展示5G NTN的領(lǐng)先地位與技術(shù)實力

5G NTN解決方案采用我國自主研制的天通一號移動通信衛(wèi)星系統(tǒng)，通過IoT NTN協(xié)議增強時頻同步控制面及用戶面協(xié)議，實現(xiàn)了硬件定制與軟件升級，使得中興通訊和佰才邦5G基站具備了NTN功能。同時，通過應(yīng)用自主研發(fā)的5G NTN芯片及高靈敏度天線物聯(lián)網(wǎng)終端，極大地提升了終端設(shè)備的性能和用戶體驗。此外，在標準制定方面，中國電信積極參與3GPP 5G NTN國際標準的制定工作，貢獻了超過100篇發(fā)明專利，展示了中國在全球通信領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位和技術(shù)實力。

亮點一：技術(shù)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先性

5G NTN解決方案作為全球首例s頻段5G IoT NTN技術(shù)外場驗證，實現(xiàn)了國產(chǎn)安全、自主可控的5G NTN端到端全鏈路連通。該方案不僅是業(yè)界首個海域場景5G NTN測試，實現(xiàn)多場景監(jiān)測數(shù)據(jù)和應(yīng)急求救信息實時傳輸；還實現(xiàn)我國首次5G NTN物聯(lián)網(wǎng)終端實時數(shù)據(jù)回傳，通過衛(wèi)星完成現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸。

同時，舟山海域作為全球首個NR NTN業(yè)務(wù)應(yīng)用試點，在10海里商用輪渡航線上，開展基于高軌衛(wèi)星，首次實現(xiàn)NR NTN面向輪渡乘客語音及寬帶互聯(lián)網(wǎng)通信。

亮點二：標準引領(lǐng)，行業(yè)廣泛認可

中國電信在3GPP 5G NTN國際標準制定中貢獻突出，牽頭相關(guān)CCSA標準制定業(yè)界首個R17 NTN核心網(wǎng)總體技術(shù)行標立項，發(fā)明專利超過100篇。其中，在SA1需求組，中國電信牽頭啟動衛(wèi)星接入項目標準化的正式工作，牽頭R18 NTN增強立項2項、R19 NTN增強立項4項;在SA2架構(gòu)組，2022—2023年間作為該組核心成員，在R18衛(wèi)星接入（透傳）、衛(wèi)星回傳項目中貢獻了中國電信技術(shù)方案;在SA5網(wǎng)絡(luò)管理組，中國電信跟進R18 IoT NTN管理面增強項目。

亮點三：為民生經(jīng)濟、社會服務(wù)做出貢獻

海洋經(jīng)濟方面，5G NTN解決方案通過共享融合蜂窩和衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈，提高產(chǎn)業(yè)規(guī)模效益、推動降低成本，促進了海洋物聯(lián)融合發(fā)展。

應(yīng)急安全方面，5G NTN解決方案為海上安全生產(chǎn)提供網(wǎng)絡(luò)保障，滿足定位、短信、語音等應(yīng)急服務(wù)需求，保障海上生產(chǎn)作業(yè)安全。

民生幸福方面，5G NTN解決方案提供覆蓋海洋、偏遠區(qū)域的泛在網(wǎng)絡(luò)，無處不在的網(wǎng)絡(luò)為全球客戶提供物聯(lián)服務(wù)。

海島托起5G NTN多元應(yīng)用實踐

浙江擁有4300多個島嶼，尤其是舟山市，已成為展示5G NTN技術(shù)應(yīng)用成果的理想場所。當(dāng)前，在舟山已經(jīng)打造了海釣監(jiān)管及落水救護，海洋牧場、釣場生態(tài)監(jiān)控，船舶定位及監(jiān)管、無人島應(yīng)用等多項5G NTN具體應(yīng)用場景，證明了5G NTN技術(shù)在促進海洋經(jīng)濟發(fā)展、提升應(yīng)急安全保障能力以及改善民生福祉方面的巨大潛力。

在海釣監(jiān)管及落水救護場景中，利用自研5G NTN衛(wèi)星信使設(shè)備，有效解決了近海海域定位難的問題，大幅提高了救援效率。其中，在舟山六橫國際海島公園有超過500個終端應(yīng)用于海釣人員及船只定位，確保遇到危險時能夠迅速聯(lián)系救援機構(gòu)獲取幫助。

在海洋牧場、釣場生態(tài)監(jiān)控場景中，通過使用5G NTN海洋浮漂，實現(xiàn)了對關(guān)鍵生態(tài)環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測，顯著降低了能耗和成本。目前已在舟山3個海洋牧場投入使用，且配套開發(fā)的數(shù)據(jù)大屏可多樣化實時呈現(xiàn)海洋牧場、釣場信息生態(tài)采集數(shù)據(jù)。

在船舶定位及監(jiān)管場景中，小型船只配備工業(yè)級5G NTN衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)終端后，能夠?qū)崟r上報運行數(shù)據(jù)，確保航行安全。目前在舟山已有超900艘小型船只投入使用NTN終端，終端數(shù)據(jù)實時上傳定制大屏，船只軌跡實時顯示。

在無人島應(yīng)用場景中，5G NTN技術(shù)的應(yīng)用讓無人島的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測成為可能，保障了島上人員的安全。舟山無人島環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的從無到有，確保了無人島人員應(yīng)急通信及生命安全。

展望5G NTN賦能海洋物聯(lián)發(fā)展路徑

未來，隨著5G NTN技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用范圍的擴大，將進一步推動海洋物聯(lián)融合發(fā)展的步伐，降低產(chǎn)業(yè)鏈成本，促進全球經(jīng)濟交流與發(fā)展。為了更好地發(fā)揮5G NTN技術(shù)的優(yōu)勢，還需持續(xù)在技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用拓展、綠色能耗、國際合作等方面持續(xù)發(fā)力。

技術(shù)創(chuàng)新與優(yōu)化。隨著5G NTN技術(shù)的不斷成熟，其在更多復(fù)雜場景下的應(yīng)用還需進一步探索。例如，研究如何利用低軌衛(wèi)星增強信號強度，提升數(shù)據(jù)傳輸速率；開發(fā)適用于極端天氣條件下的高性能終端設(shè)備，確保在任何環(huán)境下都能穩(wěn)定工作。此外，還將加強與其他國家和地區(qū)的技術(shù)交流與合作，共同推進全球海洋物聯(lián)網(wǎng)標準的統(tǒng)一和完善。

應(yīng)用推廣與市場開拓。在該項目成功的基礎(chǔ)上，引入更多的智能傳感器和數(shù)據(jù)分析工具，提升海洋管理和保護的能力；并推動5G NTN技術(shù)在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用，實現(xiàn)跨行業(yè)的融合發(fā)展。預(yù)計至2030年，5G NTN物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達到330億元。除了現(xiàn)有的海洋牧場、船舶監(jiān)控等領(lǐng)域外，還將在海洋環(huán)境保護、漁業(yè)資源管理、海上交通監(jiān)控等領(lǐng)域拓展5G NTN技術(shù)的應(yīng)用場景，并在石油天然氣開采、電力能源管理、集裝箱物流監(jiān)控等行業(yè)尋求更多的商業(yè)機會和發(fā)展空間。

綠色可持續(xù)發(fā)展。該項目通過優(yōu)化現(xiàn)有設(shè)施和技術(shù)手段，將持續(xù)降低能源消耗和污染物排放。一方面，借助5G NTN網(wǎng)絡(luò)的強大功能，減少不必要的現(xiàn)場巡查次數(shù)，降低人力物力投入；另一方面，鼓勵使用清潔能源供電，推廣環(huán)保型材料制造終端設(shè)備，努力構(gòu)建一個綠色低碳的海洋物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。

加強國際合作。積極參與國際標準的制定和推廣，爭取在國際舞臺上發(fā)揮更大的影響力。通過與國際組織和其他國家的合作，共同推進全球5G NTN技術(shù)的進步和發(fā)展；開展跨國界的技術(shù)交流與合作項目，分享經(jīng)驗和最佳實踐，共同解決全球性的挑戰(zhàn)。

5G NTN建設(shè)的最終目標是構(gòu)建一個無縫連接天地的智能綜合數(shù)字信息基礎(chǔ)設(shè)施，為全人類提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)體驗，為全球海洋經(jīng)濟的發(fā)展和社會進步作出更大的貢獻。

（作者單位：中國電信股份有限公司浙江分公司）