遠(yuǎn)古的人們,通信基本靠吼,費嘴不說,聲音還傳不遠(yuǎn)。
現(xiàn)代的人們,只需一部手機,就可以千里傳音,方便又快捷。
很多人認(rèn)為有一部好的手機,就可以盡情享受通信帶來的快樂。
然而,事情并沒有那么簡單。通信,是一個復(fù)雜的系統(tǒng),也是一個龐大的網(wǎng)絡(luò)。
一個電話的接通,可能需要信號翻山越嶺,騰云駕霧。
01目光所致,皆是疆土
便利的通信,是因為有龐大數(shù)量的基站對網(wǎng)絡(luò)進行支撐。截至2024年2月,我們國家的基站總數(shù)超過了1200萬個,其中5G基站數(shù)超過350萬個。行走在繁華的街道上,漫步在安靜的公園里,乘坐在飛馳的動車上,不論我們在哪里,都可以拿出手機隨時聯(lián)系。不管是為了工作還是為了娛樂,我們忙到不亦樂乎的時候,其實手機也在一直地忙碌著。每一部正常運行的手機,都在與周圍的基站建立著連接。手機一開機,就會發(fā)送信號到最近的基站,向核心網(wǎng)提交注冊請求。核心網(wǎng)檢查通過以后,手機才算是正式接入到了通信網(wǎng)絡(luò)?;疽话惴胖迷诟咛帲盘柧拖袷且粡垷o形的漁網(wǎng)向下俯瞰,為覆蓋范圍內(nèi)的手機提供通信服務(wù)。
即使我們一直待在某個基站的覆蓋范圍內(nèi),沒有改變位置,為了避免與通信網(wǎng)絡(luò)失去聯(lián)系,手機需要周期性觸發(fā)注冊更新流程,核心網(wǎng)也會通過基站定期詢問手機是否在線。
當(dāng)手機移動起來,就會從一個基站的覆蓋范圍切換到另外一個基站的覆蓋范圍,基站會根據(jù)信號的強弱,觸發(fā)切換流程,將手機切換到信號更強的基站輻射范圍內(nèi)。在整個切換過程中,正在刷的視頻/打的游戲會被無縫轉(zhuǎn)移到新的無線接入網(wǎng)絡(luò)中,我們毫無感知。
在寒冷北方看冰燈的小A,要給在溫暖南方曬太陽的小B,打視頻通話分享各自的快樂。
信號的傳遞,將經(jīng)歷一場跨越山河的旅程:
小A還要打視頻通話給在戈壁沙漠中搞道路建設(shè)的小C,能打通嗎?
小A還要打視頻通話給在茫茫大海中搞科考航行的小D,能打通嗎?
人類征服自然的腳步雖然已經(jīng)遍布全球,但是在大海上/在高山上/在荒漠中豎起一個個基站,很有難度,似乎也沒有什么必要。
如果連地面上有一些地方都無法建設(shè)基站,那么天空呢?
02抬頭望天,目標(biāo)高遠(yuǎn)
早在1957年第一個人造地球衛(wèi)星飛上蒼穹,人類就已經(jīng)將通信的領(lǐng)域擴展到了天空。為了實現(xiàn)地面與衛(wèi)星之間的通信,一開始的地面終端,就像一口又大又笨的鍋。直到30多年后,才出現(xiàn)專門與衛(wèi)星通信、可以移動的終端,我們稱之為:衛(wèi)星電話,并一直延續(xù)這個稱呼至今。
是的,從這個名字上,我們就可以看出它的主要功能是:打電話。
有了衛(wèi)星,茫茫大海與戈壁沙漠也可以成功通話。
衛(wèi)星電話有自己獨特的優(yōu)勢:
不再依賴地面的基站。衛(wèi)星電話的信號可以穿越云海,與頭頂上的衛(wèi)星連接,哪怕是與地球另一面的人們,都可以隨時隨地打電話。
如果通信衛(wèi)星位于低軌道,那么這種通信衛(wèi)星相對地面是運動的,衛(wèi)星天線覆蓋的區(qū)域也小且一直變化,導(dǎo)致通信時間短。要想構(gòu)建成覆蓋全球的衛(wèi)星電話通信網(wǎng)絡(luò),則需要發(fā)送幾萬個低軌道通信衛(wèi)星。
如果通信衛(wèi)星位于高達三萬六千公里的同步定點軌道,就可以與地球同步自傳,相當(dāng)于固定不動了。這種通信衛(wèi)星的天線覆蓋范圍大,只需要3顆衛(wèi)星,就可以覆蓋全球,實現(xiàn)二十四小時的全天通信。
衛(wèi)星采用專用的工作頻段,并且由國際電聯(lián)ITU-R統(tǒng)一管理。
ITU-R嚴(yán)格規(guī)定和審批各個衛(wèi)星工作頻段的申請,一般情況下,需要同時申請衛(wèi)星軌道資源/衛(wèi)星通信工作頻率資源。
目前的衛(wèi)星工作頻率范圍為:1GHz~40GHz,劃分的工作頻段參見下表。
03取長補短,合體變身
當(dāng)你有一個apple,我有一個pen,是不是就可以合體為applepen?
哈哈,雖然是開玩笑,但是這種取長補短的方法,卻是科技不斷嘗試,不斷進步的一種最佳實踐。
智能手機+衛(wèi)星電話的合體,就是“衛(wèi)星手機”,會是什么樣子的呢?不禁讓人浮想聯(lián)翩,很是期待?。?/p>
這樣的衛(wèi)星手機,離我們會很遠(yuǎn)嗎?
衛(wèi)星手機要想飛入尋常百姓家,有三個難題:頻段、信號、費用
01、頻段
盡管現(xiàn)有的智能手機已經(jīng)支持了很多頻段,但是要和衛(wèi)星通信的話,衛(wèi)星手機還需要支持更多的衛(wèi)星頻段。
以下為某款智能手機支持的頻段:
02、信號
地面的基站離我們很近,所以手機的天線可以隱藏起來。天空的衛(wèi)星離我們很遠(yuǎn),要維持足夠的信號,目前是通過外接天線的方式來解決。
既要信號強,又要天線小。這種既要又要的難題,也就只有“愛折騰”的人類才會提出來,又會努力地去解決。
03、費用
衛(wèi)星發(fā)射上天要花錢吧,衛(wèi)星通信系統(tǒng)的維護要花錢吧,這可都是一筆筆不小的數(shù)目。
現(xiàn)在使用衛(wèi)星電話的人少,衛(wèi)星也少,當(dāng)然就是網(wǎng)速低、費用高。
那如果使用衛(wèi)星電話的人多、天上的衛(wèi)星多,當(dāng)然就是網(wǎng)速逐漸提升、費用逐漸下降了。
畢竟,智能手機也是這么走過來的,從當(dāng)初的1MB十幾塊錢到現(xiàn)在的1GB幾塊錢,簡直就是天上地下的差別。
04深耕技術(shù),開啟新篇章
盡管有很多這樣、那樣的難題,但是通信人一直在努力。
這不,可以直連衛(wèi)星的手機,就來了!
中興Axon 60 Ultra手機,作為支持天通衛(wèi)星直連的5G安全旗艦,實現(xiàn)了語音通話和雙向衛(wèi)星短信功能。
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相信會有更多的衛(wèi)星手機,不斷出現(xiàn)的,讓人很是期待?。?/p>