通訊技術10年一個大躍進,從1990年的2G至2000年的3G網路,2010年的4G到近期2020年蓬勃發展的5G,當通訊技術邁入融合網路,當前的 5G 技術不僅可提供高頻寬、低延遲,同時可針對企業與特殊需求以 5G 專網的模式提供各式服務,面對下一個 10 年的新一代 6G 通訊,則是許多相關技術業者迫不及待搶先進行卡位之關鍵。
低軌衛星(LEO, Low-Earth Orbit)是什麼? 人造衛星目前一般來說可分為低軌道衛星、中軌道衛星以及同步軌道衛星。此3者最大差異為距離地表的高度,應用也不大相同。從名稱可得知低軌道衛星距離地表較近,其多為通訊、觀測用途;中軌道衛星則是軍事;距離地表較遠的同步軌道衛星最大應用為通訊。
 衛星種類 | 同步軌道衛星(GEO) | 中軌道衛星 (MEO) | 低軌道衛星 (LEO) | 與地表距離 | 35,786公里 | 2,000~35,786公里 | 200~2,000公里 | 繞行一周所需時間 | 24小時 | 12小時(20,000公里高度) | 2小時(500公里高度) | 移動速度 | 11,000公里/小時 | 14,000公里/小時 | 27,000公里/小時 | 衛星使用年限 | 10~15年 | 5~10年 | 3~5年 | 延遲時間 | 250毫秒 | 100毫秒 | 20毫秒 | 覆蓋全球/ 衛星數目 | 3顆 | 20,000公里30顆 | 2,000公里5000顆、 500公里10,000顆 | 相關應用 | 通訊 | 導航、軍事 | 觀測、通訊 |

低軌衛星軌道的使用


3GPP Milestone 3GPP NTN(NTN: Non-Terrestrial Network)非地面網路研發立場為將既有行動通訊技術,延伸至衛星等非地面網路架構,解決相應技術挑戰,協助衛星與地面網路相互整合。  全球上主要低軌衛星業者 Country | Corp. | Project | Planned Lunch | Quantity Lunched (Until the end of July 2022) | Band | Note (from US FCC information) | USA | Space X | Starlink | 4,408 | 2,900up | Ku、Ka、V、S | Apply for new V and S-Band payloads | (payload) | 7,518 | - | V | Very low orbit (VLEO) 335-346 km | 30,000 | - | Ku、Ka、E | GEN 2 system | Amazon | Kuiper | 3,236(Original) | - | Ka、Ku、V | Apply for new Ku and V-Band payloads | 7,774(Adjusted) | - | (payload)、the number of new satellites. | Canada | Telesat | Telesat | 188(Phase 1) | 1(Trial) | Ka、V | Adjusted to a two-stage deployment, added V-Band payload, and added the number of satellites. | Lightspeed | 1,671(Phase 2) | Then reduce the Phase 1 number from 298 to 188. | U.K. | OneWeb | OneWeb | 716(Phase 1) | 420up | Ku、Ka、V、E | Adjusted to two-stage deployment, increased V and E-Band payloads, and added the number of satellites. | 6,372(Phase 2) |
S Band:2-4 GHz;Ku Band:12-18GHz;Ka Band:26.5-40 GHz;V Band:40-75 GHz;E Band:60-90 GHz SIMCom IoT-NTN Module產品 
結論: 透過一個全球衛星網路,將兩類技術-行動通訊及衛星通訊整合,三種衛星服務-衛星手機、衛星寬頻、衛星物聯網服務,在四大類別應用情境上予以強化、輔助、延伸及開創,希冀藉衛星網路與地面網路互補打造陸海空全空間的網路覆蓋,締造更美好的生活願景。 Q&A: Q1. 3GPP NTN願景及應用場景為何? A1. 縮減城鄉數位落差,並提供以往網路難以覆蓋的海洋、偏遠山區網路服務,藉此提供緊急救災、無人區監控、野火防治、海上浮標資訊收集等應用。根據3GPP資料在TR 22.822文件提出三種主要應用類型及使用情境。

Q2. NTN強化的部分及應用場景為何? A2. 補充既有通訊應用,舒緩地面網路傳輸壅塞。

Q3. NTN輔助的部分及應用場景為何? A3. 長距離移動聯網不中斷。
 Q4. NTN延伸的部分及應用場景為何?
A4. 在無法通訊情境提供連網服務。

Q5. NTN物聯網開創特殊應用為何? A5. 資產、設備追蹤,物聯網。

延伸閱讀: Qualcomm inside, 4G LTE To輕量化5G NR-Light, 5G NR RedCap 參考資料: - 財團法人電信技術中心
- SIMCom
- FCC
- Space X
- 3GPP Spec.
- The path to 5G-Advanced and 6G Non-Terrestrial Network systems
- MIT Open Access Articles
- 5G Standards Development Update in 3GPP – Release 17 and 18
- IEEE, Satellite Communications in the New Space Era: A Survey and Future Challenges
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