近两年,,,,“卫星互联网”从战略概念迅速跃升为全球通信行业的竞赛场。。无论是低轨星座大规模部署,,,,还是手机直连卫星能力加速落地,,都标志着一个趋势:空天地一体化网络正在成为下一代移动通信的基本形态。。
在这个万亿级连接市场,,,一个关键的技术问题被越来越多提及——
01 为什么需要星载核心网????
要理解星载核心网的意义,,必须先回到低轨卫星互联网最本质的痛点:时延与并发。。。。传统的“透明转发”卫星模式里卫星只负责把链路“搬运”回地面核心网处理。。随着星座规模扩大、、终端数爆发,,这种模式的短板越来越明显:
星地间信令太密集,,大量用户同时访问,,,,都要通过卫星回传地面核心网,,需要的时间可能数百毫秒,,容易造成链路拥塞。。。。同时,,业务调度、、、、用户面转发都在地面完成。。。卫星越多、、、终端越多,,,,地面网络负载越重,,,,难以应对真正全球化的接入需求。。
尤其在跨区域通信场景中,,,传统模式需经过多颗卫星转发至地面核心网再路由分配,,,,链路跳转多、、传输路径长,,,,不仅时延大幅增加,,还易受地面网络瓶颈影响。。。而星载核心网与卫星间激光链路的协同,,成为破解这一难题的关键:激光链路具备高带宽、、、、低时延、、、抗干扰的特性,,配合星载核心网的星上处理能力,,可实现业务数据在卫星星座内部直接流转,,,,无需依赖地面核心网中转,,,从根本上提升全球通信的效率与覆盖能力。。。。
因此,,行业逐渐形成共识:要让卫星互联网真正具备移动网络级别的体验,,核心网上星很有必要。。星载核心网是低轨卫星互联网从“能用”走向“好用”的关键一步。。

卫星不同于地面机房,,资源极为有限,,,存在着诸多的限制因素,,,,对产品和技术的要求极高,,,,主要有以下几大难点:
算力紧张:星载芯片功耗与散热有限;
存储受限:无法像地面那样随意扩展;
部署环境苛刻:真空、、、、高辐射、、、温差大;
链路复杂:星间链路、、星地链路动态变化;
因此,,,一套星载核心网系统必须具备:
星载核心网不是简单的“把地面核心网搬到天上”,,而是要设计一套适配空间环境的中枢核心网。。。。

03 容大彩晶科技星载核心网
在国内,,核心网的技术壁垒非常高。。。。因为根据监管要求,,,需要通过大约 20 项入网证,,,每一项都非常严格,,,,技术、、、可靠性、、、安全性都要达到高标准。。也正因为门槛高,,,目前国内真正“拿齐所有入网证”、、、具备完整核心网能力的企业,,,其实就三家。。。。而能够同时支持完整的地面和星载核心网,,,并且在国内低轨星座核心网建设拥有项目经验的,,,,容大彩晶科技不出其二。。
容大彩晶科技的星载核心网方案遵循“柔性功能分割”原则——地基网络与天基网络按需分工,,,既可完全上星,,,也可灵活分层,,同时充分考虑卫星间激光链路的高带宽特性,,,实现功能部署与链路资源的最优匹配。。总体上,,,,卫星互联网核心网由地面核心网 + 星载核心网两部分构成,,,,容大彩晶科技星载核心网主要包括控制面S-5GC和用户面星载S-UPF,,,既可以单独S-UPF上星,,,,也可以同时上星。。。。

星载S-UPF是装在卫星上的用户数据处理网元,,专门负责转发用户数据、、、接通电话、、、建立通信连接、、、保障通信安全这些关键功能,,,,同时深度融合卫星间激光链路优势,,,支持专线业务、、、、语音业务、、、局域网业务等通过激光链路实现星间直达,,彻底摆脱对地面核心网的依赖,,,为星地融合通信场景提供高效的用户面功能支撑。。。。
因为卫星上硬件资源少,,,和地面环境要求也不一样,,,,容大彩晶科技做了针对性裁剪和改造:让软件更紧凑,,尽可能少占用卫星的CPU、、、、内存和存储空间;精简非星载场景核心的增强型功能;简化流量控制策略;同时优化数据转发协议与激光链路传输协议的适配性,,,降低链路适配时延,,,,强化与地面 5GC 在 5GLAN 和 T2T 业务场景的协同能力,,,,在星载环境下实现性能、、、、资源效率与激光链路利用率的三重平衡。。。

从功能上看,,,,容大彩晶科技S-UPF重点覆盖四大方向:
基础数据能力:支持网络数据转发、、、数据隧道建立,,,保障星地间、、、、星间数据通过激光链路传输的高速通路;
用户面管理:涵盖会话管理、、QoS 管理等用户面关键管理环节,,,根据星间激光链路带宽动态调整 QoS 调度策略,,,,确保通信质量与业务连续性;
T2T语音业务:让语音数据直接在卫星内部或卫星间传送,,,,不用绕地面核心网,,,让卫星间语音通话更快;
5GLAN功能:支持多个设备间的局域网通信不用落地,,,,给星地场景里的局域网业务打造又快又稳的通信环境。。。
容大彩晶科技星载 S-5GC 是一款专为低轨卫星互联网打造的轻量化核心网产品,,深度适配卫星间激光链路的动态特性。。。基于 3GPP NTN 标准开发,,,并结合低轨卫星的高速运动、、、频繁切换、、星上算力受限以及激光链路对准敏感等特性,,,,对地面 5G 核心网进行了深度裁剪与优化。。。
它用“轻量化架构”减少卫星和地面的信号沟通,,,,节省资源;加了“增强移动性管理”,,,能稳稳处理卫星波束切换、、卫星间跳转这些动态场景,,,业务不中断。。。。还简化了通信规则和步骤,,更适应卫星链路信号延迟高、、条件受限的环境。。。
产品严格按标准来,,,,还在信号定位、、、、接入类型识别、、离线短信等细节做了定制。。。依托容大彩晶成熟技术,,,,它自带“容错、、、、自愈、、、、在轨调整”能力,,,达到商用稳定运行标准。。。。性能上通过精简组件、、、、优化数据存储和计算,,在卫星有限的CPU、、、存储和电量下也能高效跑,,,,满足各种通信需求。。。
总体而言,,,S-5GC为低轨星座提供了一套真正可上星、、、可商用、、、、可扩展的 5G 核心网控制平面,,,,为构建新一代星地融合通信网络奠定了关键基础。。。。
04 关键技术亮点
容大彩晶科技的星载核心网方案依托多年卫星通信经验,,实现了多项关键突破,,包括:
关键技术一:星地功能柔性编排
支持根据任务场景动态决定哪些功能在星上、、、哪些在地上执行,,,,提高网络灵活性与资源效率。。。。
关键技术二:轻量化S-UPF 高性能转发
通过深度优化的数据面算法,,使UPF在算力有限的卫星平台上仍能实现高吞吐和低时延转发。。。。
关键技术三:动态拓扑与星间链路适配
针对低轨卫星高速运动特点,,,支持快速切换、、、、拓扑重构、、、、星间路由寻优,,,让数据在星座内部高效流动。。。

这些技术共同构建出一个真正意义上的“空间级核心网”。。。

容大彩晶科技已在多个实际项目中推进星载核心网关键能力验证,,,包括:
随着国内两大低轨星座加速建设,,,,容大彩晶科技正在持续参与相关信关站和核心网项目,,,,为未来的星载部署奠定坚实基础。。。
容大彩晶科技十余年在星地融合与核心网领域的持续投入,,成为这一关键技术方向的排头兵。。随着星座建设进入规模化时代,,一个由更多中国企业参与构建的全球卫星通信网络正在到来,,,,而星载核心网,,将是这张网络最重要的基础能力之一。。