本文转载自微信公众号“鲜枣课堂”（ID：xzclasscom） ， 原文首发于2021年7月23日 ， 原标题为《作为一名通信老司机 ， 我是如何看待翼龙通信无人机救灾的？》 。
关于翼龙无人机救灾的新闻 ， 刷屏了整个网络 。
【网络|作为一名通信老司机，我是如何看待翼龙通信无人机救灾的？】由国家应急管理部紧急调派的 翼龙-2H应急救灾型无人机 ， 搭载中国移动的基站设备 ，从贵州安顺出发 ， 连续出动两次 ， 分别赶赴 河南省巩义市米河镇以及 郑州市中牟县阜外华中心血管病医院 ， 执行应急通信网络保障任务 。
文章图片
翼龙-2H应急救灾型无人机
▉ 无人机通信的技术利弊
赞美的话我就不说了 ， 直接看技术 。
无人机通信 ， 严格来说分为两种 。 一种是为了实现无人机飞行控制而进行的通信（例如无人机表演） ， 另一种是指利用无人机提供 区域内的通信保障服务 。 我们今天讲的 ， 主要是后者 ， 姑且称为无人机通信保障 。
其实 ， 无人机通信保障 ， 并不是什么新鲜事物 。
2008年汶川地震发生的时候 ， 地面基站微波线缆等通信设备几乎全毁 ， 导致灾区彻底失联 。 当时 ， 空军派出了15名空降兵勇士 ， 携带2部海事卫星电话 ， 冒险跳伞进入灾区 ， 才算恢复了联系 。
灾后 ， 通信及应急管理等有关部门汲取经验教训 ， 重点加强了应急通信保障能力的建设 。 随着无人机技术的成熟和普及 ， 无人机基站应急通信也成为了一个热门的研究方向 ， 吸引了不少学者进行研究 ， 也有了一些成果 。
2017年九寨沟发生地震后 ， 中国移动紧急调运了一套无人机高空基站 ， 连夜送达地震灾区 ， 用于恢复周边30多平方公里受灾区域的手机信号 。 这是国内无人机高空基站在地震救灾中的首次应用 ， 当时也引起了不小的轰动 。
文章图片
无人机高空基站（图片来自网络）
需要注意的是 ， 在这次翼龙-2H应急救灾型无人机出现之前 ， 我们看到的几乎所有无人机高空基站 ， 都属于 旋翼无人机 。
文章图片
无人机高空基站（小枣君拍摄）
它们的特点是运输方便 ， 起降和操控 （相对）容易 ， 可以空中悬停 。 缺点也很明显：飞行高度和移动范围有限 ， 且受限于电池续航能力 ， 留空时间较短 。
有些旋翼无人机的下方 ， 会有一根线缆与地面相连 ， 进行数据回传或者提供电力 。 这种无人机 ， 也称为 系留式无人机 。
文章图片
系留式无人机（图片来自AT&T ）
这次出现的翼龙-2H 应急救灾型无人机 ， 之所以引起轰动 ， 其中一个主要的原因 ， 就是它是首次将 固定翼无人机应用于应急通信保障任务 。
文章图片
来自军用无人机的降维打击
相比旋翼无人机 ， 这种固定翼无人机飞行高度高 ， 飞行距离远 ， 覆盖范围大 ， 优势明显 。
不过 ， 因为和地面之间没有有线连接 ， 所以它只能通过 无线回传的方式 ， 建立与核心网设备之间的联系 。
文章图片
无人机通信保障
这种无线回传 ， 基本上只能通过 卫星通信系统实现 。 所以 ，翼龙-2H通信应急保障任务的难点 ， 除了飞行平台本身之外（翼龙算是航空工业集团的成熟平台） ， 就是空天链路的建立和调测 。
文章图片
翼龙无人机内部的卫星通信设备（图片来自网络）
空天一体化 ， 这几年是通信领域的重点研究方向 ， 也是 6G的主要方向 。 埃隆马斯克的星链计划 ， 更是大大刺激了人们对卫星通信的关注 。
这次翼龙-2H刷屏网络 ， 大家表面上看到的是无人机大放光彩 ， 实际上背后真正发挥作用的 ， 是 卫星 。
我们再来看看这次任务的具体执行情况：
7月21日下午14:22 ， 翼龙-2H应急救灾型从安顺机场起飞 ， 历时 4.5个小时抵达巩义市 ， 18时21分进入米河镇通信中断区 ， 为 50平方公里范围提供长时稳定连续信号覆盖 。
截止20时 ， 空中基站累计接通用户 2572个 ， 产生流量 1089.89M ， 单次最大接入用户 648个 。
此次任务 ， 无人机在任务区内作业时间共计 8小时8分 。 无人机除了搭载通信设备 ， 为受灾人员提供移动网络信号之外 ， 还应用CCD航测相机、EO光电设备和SAR合成孔径雷达 ， 对受灾区域进行拍照和监测 ， 实时将有关信息回传至指挥中心 ， 有效支持了灾区的应急救援行动 。
7月22日6时15分 ， 翼龙-2H应急救灾型无人机返场降落 ， 飞行 近16小时 。
从上面的文字 ， 我们可以看出几点细节 。
首先 ，作业时间问题 。
因为机场距离较远 ， 无人机飞行在途时间较长（单程4小时以上） ， 所以 ， 在灾区的实际作业时间 ， 并不是太久（大约8个小时 ， 其中5小时用于覆盖信号） 。
相信随着这次翼龙-2H的成功实践 ， 应急管理部会在全国各个片区部署多个无人机基地 ， 实现就近支援 。
其次 ，载荷量问题 。
翼龙2无人机最大起飞重量4200公斤 ， 外挂载荷超过500公斤 。 按理来说 ， 这个载荷量不算低 。
但是 ， 我们要知道 ， 无人机需要执行多项任务（航拍等） ， 挂载多种吊舱 ， 所以 ， 留给通信设备和配套电源的空间和重量配额有限 ， 这限制了无人机通信保障服务的能力 。
文章图片
翼龙-2H的吊舱（图片来自网络）
第三 ，多运营商支持问题 。
本次任务 ， 无人机只携带了中国移动的基站设备 ， 联通和电信用户无法获取信号 。 后续的话 ， 希望能够有支持三家运营商基本通信频段的全网通通信设备吊舱 ， 作用会更大 。
或者 ， 希望各家运营商都有自己的无人机 ， 帮到更多的灾民 。
第四 ，价格成本问题 。
应急保障 ， 人命大于天 ， 所以 ， 成本问题可以稍微往后靠 。
这次翼龙出动 ， 尚不清楚具体的成本是多少 ， 但估计费用不低（硬件成本、油费、人力成本、卫星链路租用等） 。 如果能大幅降低成本 ， 将有利于这项技术的进一步普及 ， 包括前面所说的全国各区域布点 。
第五 ，带宽容量问题 。
“累计接通用户2572个 ， 产生流量1089.89M ， 单次最大接入用户648个” 。 说实话 ， 就50平方公里的覆盖范围而言 ， 这个数据并不算多（即便是农村地区） ， 远不如一个普通的宏站 。
一方面 ， 可能说明还有大量的用户因为身处室内的原因 ， 未能搜索到高空无人机基站的信号 ， 另一方面 ， 也可能是无人机基站本身的能力瓶颈 。
无人机基站最大的弱点 ， 就在于通信容量 。 卫星链路回传带宽的限制 ， 决定了灾区人民看视频玩游戏是不太现实的 ， 能保证通话、短信和微信 ， 就已经很不错了 。
以上问题 ， 相信随着时间的推移、技术的发展 ， 会逐渐得到解决 。
▉ 应急通信的更多思考
接下来 ， 我们延伸一下话题 ， 再简单说说应急通信 。
应急通信是一个重要的通信细分领域 。 根据灾害级别和范围的不同 ， 手段也不太一样 。
例如演唱会或体育赛事这样的区域性应急通信 ， 往往出动应急通信车 ， 就足以应付了 。
文章图片
应急通信车（图片来自小枣君）
而地震、洪水、海啸甚至恐怖袭击的话 ， 应急通信车肯定没用 ， 基本上都要靠卫星终端 。
文章图片
卫星接收设备（图片来自小枣君）
如果国内民用卫星电话能够做大做强 ， 那么可以进一步降低卫星使用成本 ， 让卫星接收终端可以下沉普及到村镇一级 ， 将有效应对重大自然灾害 。
另外 ， 我还想提一点：我们在应急通信保障技术方面 ， 其实还有 很大的想象空间 。
突发奇想一下 ， 我们有通信无人机 ， 通信保障车 ， 为什么不考虑研发一个通信无人船呢？基于MESH自组网技术的无人通信船 ， 携带基站 ， 穿梭在淹没的城市或农村区域 ， 为灾民提供应急通信保障服务 ， 也会非常有用 。
文章图片
MESH自组网无人船通信保障系统
此外 ， 高空热气球、飞艇等 ， 也都可以用于应急通信保障 。 这些此前都有先例 ， 只不过尚未成熟 ， 我们应该鼓励研究和尝试 。
最后的最后 ， 我再提醒大家一下：通信技术在重大自然灾害面前 ， 并不是只有应急通信保障这一个作用 。 它更大的作用 ， 其实是灾害预防和预警 。
如果数字物联技术能够充分落地 ， 我们将大幅减少灾害带来的损失 。
例如这次河南洪灾 。 我们在视频上看到的危急场面 ， 很多都是居民未能及时防范造成的 。
文章图片
如果关键河流、库区、涵洞、隧道都有水位数字传感器 ， 实时汇报水位变化 ， 通过洪灾预警系统对居民进行短信提醒 ， 肯定有助于减少损失 ， 挽救生命 。
四川建成的地震预警系统 ， 就是一个很好的例子 。
此外 ， 今年发生的多次重大伤亡事故 ， 包括5·26广州江门井下中毒事故、6·13湖北十堰 燃气爆炸事故、7·12苏州酒店倒塌事故 ， 其实借助城市物联传感网络 ， 都可以有效预防或者预警 。
面对各种各样的自然灾害 ， 数字技术还有很大的潜力可以挖掘 ， 我们广大通信人和IT人 ， 还有很多地方可以努力 。
终有一天 ， 当我们真正建成数字城市、数字世界的时候 ， 面对自然灾害 ， 我们将进行更为有力的反击 。
总监制：陈良杰
监制：夏宇
编辑：顾佳 贇
制作：张静、万宏蕾
推荐阅读
- 网络|天津联通全力助推天津市入选全国首批千兆城市
- 榜单|荣耀：Magic3至臻版获DxOMark音频总分第一名
- 网络化|工信部：2025年建成500个以上智能制造示范工厂
- 视点·观察|张庭夫妇公司被查 该怎样精准鉴别网络传销？
- 数字化|70%规模以上制造业企业到2025年将实现数字化、网络化
- 人物|俄罗斯网络博主为吸引流量 闹市炸毁汽车 结果够“刑”
- 协同|网文论︱网络文学与AI写作：人机协同演化时代的文学之灵
- |彰显交通特色 突出担当作为——南安市交通运输局“我为群众办实事”实践活动见行见效
- 周鸿祎|网络安全行业应提升数字安全认知
- 安全风险|网络安全行业应提升数字安全认知