5G Broadcast ze satelitu přímo na mobilní telefon?

V asijsko-pacifickém regionu společnosti Astrum Mobile a Qualcomm Technologies oživily úspěšnou zkušební verzí zapomenutého geosynchronního satelitu prvním vysíláním 5G Broadcast na světě přímo do maloobchodních smartphonů, samozřejmě upravených aktualizacemi pro tento druh vysílání.

Nová technologie satelitního vysílání 5G Broadcast v tomto regionu, odzkoušená v říjnu 2024, představuje významný pokrok v mobilní komunikaci s potenciálem způsobit revoluci v konektivitě a distribuci médií.

Oživený satelit

Zkouška, která proběhla v říjnu, využila geostacionární (správně geosynchronní) satelit AsiaStar s pokrytím celé Asie a Tichomoří. Tento satelit má specifickou historii. Byl vypuštěn v roce 2000 raketou Ariane 5 z Kourou a umístěn nad 105° východní délky s plánovanou dobou životnosti na 15 let.  Byl určen pro přímé vysílání rozhlasových programů na základě regionální konference ITU WARC-92, která vymezila nové radiofrekvenční spektrum pro BSS (Broadcast Satellite Services) v L-pásmu (1 452 – 1492 MHz). To využila společnost Worldspace, provozující dva satelity a odvysílala 62 kanálů – z toho na 38 byl obsah poskytovaný mezinárodními, národními a regionálními třetími stranami a 24 stanic se značkou 1worldspace. Většina kanálů byla dostupná pouze prostřednictvím předplatného.

Parametry satelitu AsiaStar a jeho skloněná oběžná dráha k rovníku z pohledu z kosmu (zdroj: https://sky.rogue.space/)

Uživatelské přijímače musely být kompatibilní s kmitočty L-pásma a byly manuálně kódovány pro autorizaci předplatného. Byly vybaveny malou zasouvací anténkou a musely být umístěny na místě, které mělo přímý výhled na geostacionární satelit. Druhý ze zmíněných satelitů byl Afrisat, umístěný nad Afrikou a existovaly plány na rozšíření této rozhlasové služby i do Evropy (Italie, Německo, Švýcarsko) a dokonce s automobilkou FIAT byla podepsána dohoda s cílem zavést v Evropě trh satelitních přijímačů pro auta po vzoru úspěšného amerického Sirius XM Satellite Radio.

To všechno se odehrálo v letech 2009–2010, kdy společnost WoldSpace zkrachovala. Následně byla vlastněna různými společnostmi, které provozovaly streamovací služby na mobilní telefony, až přešla na společnost Astrum mobile ze Singapuru, která si budoucí rozvoj představuje následovně

Plánovaná vysílací síť společnosti Astrum-mobile (Zdroj: www.astrum-mobile.com)

Standardizace

Možnosti využít jiné, než pozemské sítě v rámci mobilních komunikací byla poprvé zmíněna v projektu partnerství 3. generace (3GPP) ve verzi 15 požadavkem na technologie mnohonásobného přístupu. 3GPP standardizovala nepozemské sítě (NTN, Non-Terrestrial Networks) jako součást iniciativy k integraci satelitní komunikace s pozemními sítěmi ve své verzi 17 se zaměřením na aspekty, jako je průběh, protokoly a architektura. Tato integrace má za cíl rozšířit konektivitu do vzdálených a nedostatečně obsluhovaných oblastí, podpořit námořní a letecké služby a zvýšit odolnost a pokrytí v městském prostředí, včetně IoT služeb (internetu věcí). Až ve verzi 18 se specifikovalo nové pásmo FDD NTN (nazývané pásmo n254) nad pásmy n255 (pásmo L) a n256 (pásmo S), které byly zavedeny ve verzi 17. Pro pásmo n254 uživatelské zařízení vysílá na 1610-1626,5 MHz (UL, L-band) a přijímá na 1525-1559 MHz (DL, L-band) a dále satelitní přístupový uzel (SAN) vysílá na 2483,5-2500 MHz (DL, S-pásmo).

NTN satelitní pásma definovaná v 3GPP dle TS 38.101-5 (Zdroj: www.3gpp.org/technologies/ntn-overview)

Celá standardizace musí platit jak pro fixní geosynchronní satelity (GSO), tak pohybující se satelity na nízkých (LEO) i středních (MEO) oběžných drahách. O satelitech si můžete přečíst v našem seriálu Komunikační satelity I. – IV.

5G Broadcast testy přes satelit v Asii

I přes to, že původní satelit Asistar s pokrytím celé Asie a Tichomoří použitý k testům je již po době své životnosti a není ve své poloze přesně stabilizován, splnil očekávání společností Astrum Mobile a Qualcomm Technologies. Dalšími partnery podílejícími se na testech byly singapurské výzkumné instituce, Singapore University of Technology and Design (SUTD), Bitstem, ale i rakouská ORS Group a 5G-MAG (Media Action Group).

Zkouška proběhla v říjnu a podle dostupných informací byla v souladu se standardem 3GPP 5G NTN definovaným v ETSI TS 103 720, který zahrnuje službu 5G Broadcast přes satelit. Poskytla kritické ověření integrace 5G a satelitního vysílání, což znamená významný pokrok v odvětví mobilních komunikací.

Demonstrace zahrnovala vysílací služby živého televizního a online herního vysílání, OTT na vyžádání a nouzové vysílací služby. Testy byly provedeny v rámci různých scénářů využití služeb, jako je mobilita včetně automobilové i námořní a služby kdykoli a kdekoli, což potvrdilo poskytování 5G vysílání z geosynchronních satelitů přímo do smartphonů.

Testovací zařízení pro smartphony byla vybavena systémy Snapdragon® 5G Modem-RF a byly použity také komerční telefony od OnePlus, oba poháněné systémy Snapdragon 5G Modem-RF od společnosti Qualcomm se satelitní podporou pro neterestrické sítě a spektrální flexibilitou.

Iniciativa společnosti Astrum Mobile směřuje k vypuštění vysoce výkonných geosynchronních satelitů a bude využívat spektrum L-pásma k poskytování bohatého mediálního obsahu přímo do mobilních zařízení v asijsko-pacifickém regionu. Satelitní vysílání jako součást 5G NTN transformuje doručování velkoobjemového obsahu do mobilních telefonů.

Co k tomu řekli

Zkouška prakticky ověřila použití vypracovaných standardů a její celkový úspěch potvrzuje odhodlání všech zúčastněných inovovat služby vysílání 5G Broadcast.

Johann Mika, šéf inovací rakouské ORS Group, uvedl: „Jako přední inovátor v technologii 5G Broadcast jsme nadšeni, že můžeme podpořit tuto přelomovou zkoušku s naším řešením Nakolos. Je fascinující vidět, že vedle pozemních aplikací lze 5G Broadcast úspěšně aplikovat také na satelitní přenos. Tyto pokroky nastavují nová měřítka pro efektivitu a dosah mediálních a informačních služeb, zejména v regionech, které bylo obtížné propojit.“

Li Yan, viceprezident Qualcomm Technologies pro technické normy, řekl: „Tato zkouška je důležitým technickým experimentem dokončeným v asijsko-pacifickém regionu. Geosynchronní vysílací satelit se svým širokým pokrytím a flexibilním síťováním se stane důležitou aplikační oblastí 5G Broadcast. Společnost Qualcomm Technologies bude spolupracovat s ekosystémovými partnery, aby pomohla tradičním vysílacím operátorům zapojit se do evoluce 3GPP 5G Broadcast a aktivně podporovat neustálý rozvoj schopností satelitního vysílání 3GPP 5G.“

Jordi J. Gimenez, vedoucí technologie 5G-MAG, dodal: „Tato zkušební verze vysílání 5G přes satelit v asijsko-pacifické oblasti je novým důkazem univerzálnosti a globálního dosahu systémů a specifikací pro doručování médií 3GPP, které umožňují stírání hranic mezi streamováním a tradičním vysíláním s cílem řešit ekosystém masového trhu 3GPP“.

Skupina 5G-MAG se v současné době věnuje projektu 5G přes neterestrické (satelitní) sítě, a tak se dá očekávat, že bude vypracována podrobná specifikace využití těchto sítí i pro Evropu, pravděpodobně pro negeostacionární družice nebo systémy HAPS (High-Altitude Platform Station), které lze potenciálně použít k zajištění pevného širokopásmového připojení pro koncové uživatele – viz také náš článek ze srpna 2022 našeho seriálu o komunikačních satelitech VII: Nejnovější technologie a budoucí vize.

Úvodní snímek: freepik.com