Верен идее соединить мир

Search for:

HAPS – cистемы на высотных платформах

HAPS BCKGROUNDER

ОБЗОР

Подключение к интернету имеет уже более половины населения Земли, однако существует необходимость расширения возможности установления широкополосных соединений и предоставления услуг электросвязи в сообществах, сельских и отдаленных районах, обслуживаемых в недостаточной степени.
Системы станций на высотных платформах (HAPS) могут в принципе использоваться как для установления фиксированных широкополосных соединений для конечных пользователей, так и в качестве линий передачи между сетями подвижной связи и базовыми сетями, используемыми для транзитного трафика. Оба типа применений HAPS делают возможным развертывание подвижной широкополосной связи в отдаленных районах, в том числе в горных, прибрежных и пустынных районах.
В Регламенте радиосвязи МСЭ (РР) HAPS определяется как радиостанция, расположенная на объекте на высоте 20–50 километров в определенной номинальной фиксированной точке относительно Земли.
В настоящее время возрастает спрос на доступ к подвижной широкополосной связи, что требует более гибких подходов к расширению пропускной способности и покрытия, обеспечиваемых системами Международной подвижной электросвязи (IMT). Работа, проводимая в рамках пункта 1.4 повестки дня Всемирной конференции радиосвязи 2023 года (ВКР-23), включает изучение возможных новых определений для использования HAPS в качестве базовых станций IMT (HIBS) в составе сетей IMT.
В некоторых ситуациях возможно оперативное развертывание HAPS для обеспечения связи при восстановлении после бедствий, в особенности потому, что использование линий связи между HAPS позволяет предоставлять услуги при минимальной наземной сетевой инфраструктуре, например для дублирования наземных сетей, поврежденных в результате бедствий.
Некоторые компании проводят испытания широкополосного доступа, обеспечиваемого через HAPS с использованием легких воздушных судов с солнечной энергоустановкой и дирижаблей, непрерывно работающих на высоте 20–25 км в течение нескольких месяцев.
Согласованные на глобальном и региональном уровнях определения полос частот для HAPS на ВКР‑19, способствуют развитию услуг HAPS и позволяют перейти от испытаний к коммерческому развертыванию.
HAPS способствуют достижению Цели 9 в области устойчивого развития (ЦУР) (индустриализация, инновации и инфраструктура), а также других ЦУР, создавая более широкие возможности установления широкополосных соединений и предоставления услуг электросвязи, в частности в сельских и отдаленных районах.

ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ: СОЗДАНИЕ СЕТЕЙ 5G ДЛЯ БУДУЩЕГО

Развитие систем HAPS обусловили технологические инновации и возрастающая потребность в расширении доступности широкополосной связи. Эти легко развертываемые станции, работающие в стратосфере (слой атмосферы Земли, который начинается на высоте 20 км), размещаются достаточно высоко, для того чтобы обеспечивать обслуживание большого района или увеличивать пропускную способность других поставщиков услуг широкополосной связи.

HAPS – не новая концепция; исследования HAPS начались в МСЭ в середине 1990-х годов. Тем не менее, HAPS стали более жизнеспособными благодаря технологическим достижениям в области эффективности солнечных панелей, плотности энергии аккумуляторов, легких композитных материалов, автономного бортового радиоэлектронного оборудования и антенн.

Проведенные недавно испытательные развертывания широкополосного доступа в интернет с использованием станций, работающих на высоте примерно 20 км над поверхностью Земли, показали способность этих станций обеспечивать возможность установления соединений для отдаленных или обслуживаемых в недостаточной степени сообществ. В ряде стран проводятся испытания HAPS с целью демонстрации потенциала HAPS для обеспечения возможности установления широкополосных соединений, транзитных линий и связи при восстановлении после бедствий, а также перехода к коммерческому развертыванию. Тем не менее, для того чтобы HAPS стали экономически перспективным вариантом обеспечения широкополосной связи во всем мире, необходимо решить ряд проблем.

ВКЛАД МСЭ

Ряд исследований МСЭ-R показали, что общие потребности в спектре для систем HAPS составляют диапазон от 396 до 2969 МГц для линий Земля – платформа HAPS и диапазон от 324 до 1505 МГц для линий платформа HAPS – Земля. Эти диапазоны охватывают потребности в спектре для конкретных применений (например, для операций по оказанию помощи при бедствиях) и для обеспечения возможности установления соединений (например, широкополосные соединения для коммерческого использования).

В 1997 году в Регламенте радиосвязи (РР) были определены на глобальном уровне первые полосы частот, в которых разрешено использование HAPS. С тех пор в Регламент радиосвязи были внесены изменения, для того чтобы определить дополнительные полосы частот на региональном уровне, а также в конкретных странах, где могут работать HAPS. При определении полос для HAPS учитывались в основном проблемы замирания в дожде, т. е. потеря мощности сигнала вследствие его ослабления в дожде в определенных полосах частот. Когда эти определения HAPS устанавливались, не предвиделось, что они должны будут поддерживать современные широкополосные применения.

Три всемирные конференции радиосвязи (ВКР-97, ВКР-2000 и ВКР-12) определили спектр для HAPS в диапазонах частот 47/48 ГГц, 2 ГГц, 27/31 ГГц и 6 ГГц, соответственно. Притом что частотные ресурсы для систем HAPS были первоначально установлены в РР некоторое время назад, они не использовались из-за вышеперечисленных ограничений и слабого развития технических решений.

Исследования МСЭ-R, проведенные до ВКР-19 с целью определения потребностей в спектре для HAPS, показали, что потребности в спектре для широкополосных применений HAPS не могут быть полностью удовлетворены в пределах полос частот, в которых было разрешено использование HAPS. Наряду с этим некоторые из этих полос частот, в которых использование HAPS разрешено, имеют ограничения географического характера. Кроме того, исследования показали, что для совершенствования и согласования применения HAPS желательно определение во всемирном масштабе полос частот, в которых может быть разрешено использование HAPS.

Вследствие этого, на ВКР-19 Государства – Члены МСЭ определили дополнительные полосы частот, в которых системы HAPS могут работать при определенных технических условиях.

ВКР‑19 приняла решение, что полосы частот 31–31,3 ГГц и 38–39,5 ГГц также определены как полосы, в которых разрешено всемирное использование HAPS. Было также подтверждено, что полосы частот 47,2–47,5 ГГц и 47,9–48,2 ГГц, которые уже были определены до ВКР-19, могут использоваться на всемирной основе администрациями, желающими внедрить HAPS. Конференция согласовала использование полос частот 21,4–22 ГГц и 24,25–27,5 ГГц HAPS в фиксированной службе в Районе 2.

ВКР-19 согласовала также ограничения, связанные с направлением линий, и включение технических условий эксплуатации систем HAPS для защиты других служб.

Утвердив использование спектра для HAPS, Члены МСЭ создали еще одну платформу связи для соединения тех, кто не имеет соединений.

Что касается будущего развития HAPS, МСЭ-R проводит в настоящее время исследования совместного использования частот и совместимости для возможного определения полос частот ниже 2,7 ГГц для использования HAPS в качестве базовых станций IMT, в соответствии с пунктом 1.4 повестки дня ВКР-23.

Последнее обновление: апрель 2022 года

Верен идее соединить мир

HAPS – cистемы на высотных платформах

ОБЗОР

ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ: СОЗДАНИЕ СЕТЕЙ 5G ДЛЯ БУДУЩЕГО

ВКЛАД МСЭ

Тематические памятные записки

Памятные записки по управлению МСЭ

Соответствующие ссылки