NTN通信连接不只卫星通信

2023年移动通信中最热门的话题之一就是NTN网络通信，它被认为是未来通信的关键；那么NTN是个什么东西呢，请继续阅读：

一、NTN基本概念

它是Non-Terrestrial Networks的缩写，中文翻译为非地面网络(通信)，通常是指不完全依赖传统地面基础设施的通信网络，如陆基蜂窝塔或光纤电缆。NTN通信主要利用各种非地面技术和平台来提供终端与网络的连接。

二、NTN通信关键要素和示例

NTN通信包括各种非地面技术和平台，其主要包括以下形式和要素：

• 卫星网络：NTN中最常见形式之一是卫星通信，通过对地静止轨道或低地球轨道(LEO)卫星可为偏远和服务欠发达地区提供宽带互联网接入、电信服务和数据连接。
• 高空平台(HAP)：就是漂浮在地球大气层高空的平台，如平流层气球或太阳能无人机；它们可以充当无线通信和互联网访问的中继站。
• 空中平台：这种NTN解决方案中使用无人机或其他配备通信设备的飞行器创建临时通信网络，用于受灾地区或传统基础设施不足的事件期间。
• 水下通信：虽然NTN一词并不总是包含在内，但水下通信网络是非陆地连接的另一个例子。这些网络用于海洋学研究、水下监视和海上能源运营等应用。
• 混合方法：就是NTN解决方案中结合了各种技术，例如卫星和高空平台的组合，以扩大网络覆盖范围并提高可靠性。

三、NTN优点

NTN为各种应用和行业提供了多种用途和优势，主要优势如下：

• 扩大覆盖范围：NTN将网络覆盖范围扩大到传统地面基础设施缺乏或经济上不可行的偏远和服务欠缺地区；这有助于通过为农村和偏远地区带来连接来弥合数字鸿沟。
• 灾难恢复能力：在自然灾害和紧急情况下，当地面网络可能受损或不堪重负时，NTN可作为重要备用通信选项，确保在最需要的时候仍可以使用基本的通信和服务。
• 全球连接：基于卫星的NTN可提供全球覆盖，非常适合需要跨广阔偏远地区连接的应用，如海运和航空业以及全球供应链跟踪。
• 物联网支持：NTN通过提供用于监控远程位置资产、基础设施和环境条件的连接来支持物联网(IoT)应用；针对低功耗物联网设备和数据交换要求较低应用进行了优化。
• 广播组播：基于卫星的NTN擅长在广泛的地理区域广播数据和内容，这使其对于向大量受众提供一致的信息非常有价值。此功能对于移动游戏和紧急警报等应用非常有用。
• 全球漫游：NTN可为需要在不同运输方式之间移动时持续通信的应用程序实现无缝连接，例如跟踪从船舶到卡车的集装箱。
• 网络容量分流：在人口稠密的城市地区，NTN可以帮助分流地面网络的流量，减少拥塞并提高整体网络性能。
• 低功耗物联网支持：NTN针对低功耗通信进行了优化，使其适用于对节能至关重要的远程或电池供电应用中的物联网设备。
• 面向未来：随着对数据和连接的需求不断增长，NTN提供了可扩展的解决方案来扩展网络容量和覆盖范围，而无需仅仅依赖地面基础设施。
• 经济高效解决方案：在某些场景下，构建和维护传统地面网络可能并不经济高效。NTN可提供更实惠替代方案，特别是在人口密度较低地区。
• 多功能性：NTN解决方案有多种形式，包括卫星、高空平台、无人机和水下通信网络。这种多功能性使NTN能够适应特定的用例和行业。
• 移动边缘计算增强：NTN可通过在远程和不同地理位置提供分布式计算和内容交付功能来支持5G移动边缘应用。

四、NTN缺点

虽然非地面网络(NTN)具有多项优点，但存在某些缺点和挑战，包括：

• 天线技术：非地面网络中的天线技术对于通信至关重要，在考虑成本限制的同时努力最小化尺寸并探索电子方向调整。
• 部署成本高昂：建造和发射卫星或部署高空平台非常昂贵，初期基础设施投资是巨大的。
• 时间延迟：与地面网络相比，基于卫星的NTN系统可能会带来更高延迟。这种延迟可能会影响在线游戏或视频会议等实时应用程序。
• 有限频谱：卫星和其他NTN平台在分配的频段内运行，可用频谱有限。随着越来越多的服务和应用使用NTN，频谱拥塞可能会成为一个问题。
• 空间碎片和饱和：在低地球轨道(LEO)中卫星可能会加剧日益严重的空间碎片问题。来自多个提供商的卫星在近地轨道上的饱和引起了人们对碰撞和空间可持续性的担忧。
• 天气和环境因素：卫星通信可能会受到恶劣天气条件的影响，例如大雨或大气干扰，这可能会破坏信号并降低可靠性。
• 监管挑战：NTN运营通常需要与监管机构协调并遵守国际协议。应对复杂的监管环境可能具有挑战性。
• 信号干扰：NTN 发出的信号有时会相互干扰或与地面网络干扰，从而导致潜在的通信中断。
• 安全和隐私问题：通过卫星或其他 NTN 技术传输的数据可能容易受到拦截或黑客攻击。确保通信的安全和隐私是一个关键问题。
• 用户带宽有限：尽管技术进步，卫星网络为每个用户提供的可用带宽仍然有限，这可能会导致在高需求期间数据速度降低。
• 部署和维护挑战：卫星和空中平台的维护和维修在后勤方面可能具有挑战性，特别是在偏远或交通不便的地区。
• 切换复杂：地面和非地面网络之间的无缝切换在技术上可能很复杂，在网络类型之间转换时可能会导致服务中断。
• 能源消耗：一些NTN 平台例如，无人机或高空气球可能需要大量的能源消耗要求，这可能会限制其运行时间或增加运营成本。