NEC開發用於光通訊衛星星座的網路控制技術 NEC開發用於光通訊衛星星座的網路控制技術

NEC開發用於光通訊衛星星座的網路控制技術

NEC開發用於光通訊衛星星座的網路控制技術

2025年11月27日,NEC宣布已開發出建構光通訊衛星星座的網路控制技術。

該技術透過模擬衛星與地面站之間以及衛星本身之間的距離變化(在透過光鏈路連接低地球軌道衛星的星座中),並選擇最佳路徑,成功地將資料傳輸延遲減半,與傳統方法相比。

此外,透過預測可連接衛星依序切換時的資料到達時間和路由斷開時間,並協同控制多條路由,可將導致通訊品質波動的延遲波動降低至先前的1/30。這將使公司能夠提供與有線線路媲美的高可靠性衛星通訊服務,不僅適用於觀測衛星和太空站,也適用於災難態勢感知和自動駕駛等關鍵地面應用,在這些應用中,哪怕片刻的延遲都可能造成致命後果。

NEC 在太空戰略基金的支持下,正在開發用於光通訊衛星星座的核心技術(光路由器等),並預計這些技術將在 5G/6G 時代之後在非地面網路 (NTN) 中得到更廣泛的應用。

從: 文献リンク NEC開發出用於建構光通訊衛星星座的新型網路控制技術

 - innovaTopia - (イノベトピア)
光通訊衛星星座圖。引自NEC公司PRTIMES網站。

【社論】

NEC針對6G時代「如何建構包含空間的網路」這個問題,提出了一個切實可行的解決方案,即光通訊衛星星座網路控制技術。儘管低地球軌道(LEO)衛星通訊最初具有低延遲的優勢,但衛星移動過程中切換造成的瞬時中斷以及緩慢的重連時間已成為瓶頸。這項技術旨在抑制這些「波動」。

關鍵在於將衛星軌道和距離的變化視為“可預先預測的數學模型”,而不是“現場尋找最短路徑”。借助衛星星座,可以高精度地預測哪顆衛星何時經過哪個位置,因此,透過對這些變化進行建模,只需少量計算即可持續選擇接近最優的路徑。這與現有的路徑規劃方法顯著不同,它不僅降低了平均延遲,還試圖抑制延遲本身的波動性。

這種「抑制延遲波動」的方法在任務關鍵型應用場景中尤其重要。例如,在遠端機器人操作、自動駕駛車輛控制以及災害現場即時監控等應用中,即使是短暫的反應延遲也會直接影響整個系統的安全性和可靠性。低地球軌道(LEO)和光通訊相結合在頻寬方面具有優勢,但頻繁的切換往往會導致延遲的大幅波動。本研究的意義在於,它旨在透過控制多條路由並預測路由隨時間的變化,從而確保服務層面的「低中斷、低波動」。

值得注意的是,該計畫與日本的政策舉措密切相關,包括國家宇宙戰略基金。光通訊衛星星座正逐漸成為日本將太空基礎設施技術融入全球國家通訊網路(NTN)架構的象徵性主題。然而,衛星星座的擴張也與無線電波資源利用、空間擁擠和碎片問題以及通訊基礎設施的控制結構等問題密不可分。隨著科技的進步,諸如「誰控制哪個層級,以及遵循哪些規則」等治理設計變得愈發重要。

從長遠來看,在衛星、平流層平台、地面移動網路和海底光纜相互交疊的「多層網路」中,針對每個應用選擇最佳層級和路由的世界正逐漸成為現實。空間光通訊的網路控制可以成為檢驗如何智慧處理這種多層結構「頂層」的試驗場。

[術語]

光通訊衛星星座<br>一組衛星,透過將軌道上的多顆衛星連接起來,並用光通訊鏈路將它們連接起來,從而實現高速、大容量的數據通訊。

低地球軌道衛星(LEO衛星)
低軌道是指在數百公里高度的低軌道上運行的人造衛星的總稱。它們距離地面很近,通訊延遲極低,但由於它們高速飛越地面,因此需要頻繁地進行訊號切換。

非地面網路(NTN)
它是利用衛星和同溫層平台而非地面設施(如基地台和光纖)建構的行動網路的通用術語,預計將在 6G 中使用。

超越 5G/6G
這指的是 5G 之後的下一代行動通訊系統,其概念旨在實現更快、更大容量、更低延遲的通信,以及包括太空和天空等非地面系統的廣域靈活網路配置。

切換<br>當通訊終端連接的基地台或衛星發生變化時,將通訊路徑轉移到另一個節點的過程。這種情況在低地球軌道衛星通訊中經常發生,並可能導致延遲波動和短暫中斷。

[參考連結]

NEC(NEC公司) (外部)
這家電子產品製造商的業務範圍廣泛,涵蓋通訊基礎設施、航太和國防等領域,並且也正在推動與太空網路相關的研究和開發,例如光通訊衛星星座技術。

日本宇宙航空研究開發機構(JAXA) (外部)
作為負責日本太空開發的政府機構,它參與太空通訊基礎設施的研究和開發,包括與NEC合作演示光數據中繼衛星和光星間通訊。

太空戰略基金概覽(外部連結)
本 PDF 文件概述了日本太空戰略基金,重點介紹了將支援的技術主題和框架,例如衛星星座建設和光路由器技術開發。

太空指南針公司(外部)
從事太空通訊和資料中繼業務的日本公司,參與了基於光通訊的衛星星座網路系統的開發和示範計畫。

日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的光衛星通訊技術研究(外部)
本頁介紹了日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)正在進行的光衛星通訊技術的研究與開發,並概述了星間光通訊和地對星光通訊的實驗和未來前景。

[參考文章]

NEC正在成立一個新機構,並利用太空戰略基金來推動光通訊衛星星座的發展。 (外部連結)
在入選太空戰略基金後,NEC 正在闡述其為光通訊衛星星座開發的光路由器技術,以及利用多個低地球軌道衛星演示網路的計畫。

NEC 和 Skyloom 為 Pioneer 提供 100 Gbps 空間光通訊(外部)
NEC 和 Skyloom 正在聯合開發 100Gbps 級太空光通訊設備,目標是在 2026 年透過發射測試衛星來展示光通訊星座時代的高速連結。

世界首次利用光資料中繼衛星「LUCAS」和地球觀測衛星「DAICHI-4」成功傳輸海量任務資料(外部)
該報告顯示,JAXA 和 NEC 演示了光數據中繼衛星 LUCAS 和 Daichi-4 之間的大容量數據傳輸,表明 1.5 μm 波段光通訊有望成為未來空間光通訊基礎設施的一部分。

用於高速、大容量空間網路的星間光通訊技術(外部)
這是一篇技術評論文章,NEC 在文中解釋了光星間通訊技術的背景、系統配置和光通訊終端的性能,並將其定位為未來資料中繼衛星和衛星星座的基礎技術。

面向未來超高速網路的光學衛星通訊(外部連結)
這是日本資訊通訊研究開發機構(NICT)的技術報告,介紹了光衛星通訊的研究和開發現狀以及低地球軌道衛星與地面站之間的實驗結果,並總結了光衛星通訊在未來超高速網路中的作用。

[編者註]

乍一看,光通訊衛星星座似乎是發生在遙遠太空的事情,但我認為它實際上與「未來我們對網路習以為常的認知」息息相關。當未來需要透過太空實現低延遲連接,無論是在災難發生時還是在自動駕駛領域,不再依賴地面網路時,您希望嘗試哪些服務和體驗?

另一方面,有時你可能會對日益增多的衛星數量以及太空基礎設施集中在少數國家和公司手中感到一絲焦慮或不安。我很樂意與讀者們一起探討這些希望與擔憂。