通信世界网消息（CWW）10月23日，2023中国联通卫星应用推介会暨卫星应用五十周年活动在北京联通卫星通信局隆重举办，本次活动的主题是“空天地一体化助力网络强国”。
在开幕式上，中国联合网络通信集团有限公司政企事业群、中国联合网络通信有限公司研究院、联通在线信息科技有限公司、中国联合网络通信有限公司北京市分公司共同发布《中国联通空天地一体化白皮书》。中国联通研究院总监周晶对白皮书从内涵、架构、技术、发展四方面进行解读。
天地融合是未来网络的演进方向
从政策看，国家从各层面推进天地一体战略落地。2022年3月，国务院立足国际竞争和国家安全，在“十四五”系列规划中提出建设高速泛在、天地一体网络，加速构建天地一体基础设施；发改委从战略新兴产业发展的角度，将卫星互联网纳入“新基建”；工信部则强调天地一体深度融合，推进卫星通信系统与地面信息通信系统深度融合，2021年11月，《十四五信息通信行业规划》提出加快布局卫星通信，推进卫星通信系统与地面信息通信系统深度融合，初步形成覆盖全球、天地一体的信息网络。
2023年2月，湖北 、四川、吉林、重庆等10余个地方政府将空天信息产业、卫星应用及卫星互联网产业划为重点，提出了具体的发展目标及相关政策举措。
从技术发展来看，天地融合是未来网络的演进方向，卫星产业技术发展正在推动星地融合。周晶表示，5G-A/6G是未来地面网络演进方向，也是未来天地一体的重要网络技术构成之一，是助力天地一体、高速泛在网络布局实现的重要手段。同时，3GPP 等标准组织针对卫星通信特点进行了时频同步和移动性等研究，制定了一系列的解决方案逐步推进地面网络和卫星网络形成深度融合。
“卫星和蜂窝产业实现双向奔赴。”周晶表示，卫星运营商借助手机直连加快融入地面网络，如SpaceX与美国的T-Mobile合作，推出星链直连手机业务；AST SpaceMobile公司与美国AT&T运营商合作，通过使用 BlueWalker3卫星实现双向语音通话；Lynk已与全球30多个移动通信运营商签订了手机直连卫星服务商业协议。
除运营商以外，地面网络设备商和终端芯片积极布局星地融合通信。如苹果公司与GlobalStar合作，为iPhone 14系列、15系列提供紧急SOS技术；高通也宣布与铱星合作，为智能手机提供卫星服务；华为Mate60系列手机已基于高轨卫星实现卫星短报文/语音业务。
重点布局两类价值场景，七大重点领域
从市场角度来看，传统高轨卫星、新兴低轨卫星的卫星中继模式、专用终端直连模式以及面向应急场景的手机直连，是目前主要的发展方向，普通终端宽带直连模式还处于技术储备期。
《中国联通空天地一体化白皮书》从市场规模和对卫星的需求刚性两个维度对天地一体各类应用场景进行评估，将其分为浅层型、海量型、深井型、低储量四个类型价值业务。
图1 天地一体融合业务场景分类
在周晶看来，运营商可重点挖掘需求刚性高、市场空间大的深井型和海量型两大类应用场景，打造高品质的天地一体融合通信业务。其中，车联网、泛在低空网联、运营商出海、应急救灾、大型交通工具宽带通信、海洋覆盖、偏远陆地覆盖等领域市场空间大，预计到2030年，天地一体融合市场空间可达1280亿以上。
中国联通以构建地基网络为基础，天基网络为补充的立体网络结构为目标，建设蜂窝网络和卫星网络一体发展、全域无缝覆盖、通导遥有机结合、全场景泛在连接的天地一体深度融合通信基础设施，面向公众、行业提供数据、语音等宽带通信业务，追求“永远在线、永不失联”的服务和应用体验。
据了解，天地一体网络的业务类型分为卫星中继模式和手机直连模式，卫星中继模式主要面向固定卫星、通过卫星中继设备进行转接；手机直连面向大众用户提供应急等场景的泛在连接，是天地融合演进方向。手机直连能够促进地面与卫星产业链的融合，推动卫星网络的快速规模化发展，但手机直连卫星受限于手机发射功率、天线尺寸，需要解决远距离、高动态传输的链路损耗问题。
“两全两融合”，构筑天地一体融合发展新格局
中国联通天地一体融合通信总体愿景以“两全两融合”为基本特征，即海陆空全域覆盖、全场景泛在连接、高中低融合发展、星地间有机融合。
在架构方面，天地一体融合通信系统基于分层立体架构建立，由地面基础设施、陆海应用层、空间应用层和空间基础设施组成。横向采用高低频协同、多站型混合等方式，满足不同区域的差异化覆盖需求，打造全域无缝一张网。纵向基于四层架构，形成空间立体覆盖，提供两类服务，打通空域供给通道，构建天地一体服务链。
当前，天地一体发展以网络融合和业务融合为主，随着技术的发展和需求的深化，未来将向网络、业务、终端、资源、管理等全面深度融合，地海空天全域覆盖的天地一体融合通信网络演进，广泛满足多种陆海应用和空间应用需求。
周晶介绍，中国联通定义的天地一体融合通信，是卫星网络与地面网络间的融合演进，呈现从业务融合向体制融合演进，并进一步向星地网络的深度系统融合的趋势演进。
在业务融合阶段，卫星网络和地面网络相互独立，通过核心网间的网关连接实现业务互通；在体制融合阶段，星地网络实现空口体制、频率的融合，允许多模终端通过卫星或地面基站接入卫星网络或地面网络；未来，星地网络间将实现标准、产业、用户的深度系统融合，实现构建全球无缝覆盖、网元按需分布式部署、满足随遇接入、为用户提供星地一致性业务体验的立体网络。
天地一体目前还处于较为初级的发展阶段，面临多方面的挑战，包括网络架构、频率资源、空口传输、终端能力等技术方面的问题和产业协同、运营挑战、产业链共同发展等产业方面的问题，还需要产业各方广泛动员，积极投入，尽快实现技术和产业双突破，构筑天地一体融合发展新格局。
面向未来，中国联通将携手产业合作伙伴，服务国家推进天地一体新基建战略大局，共同推动天地一体加速发展，体系化开展关键技术研究、标准化推进、科研环境构建、技术试验验证、国产化引领等方向布局，形成完备的天地一体技术体系和研发实力，构建真正意义上的立体全域覆盖的天地一体网络，为用户提供天基地基网络共享、随时随地任意接入的一体化通信体验，实现天地一体全面深入融合的远景目标。
