移動衛(wèi)星也要連上寬帶？ 因特網(wǎng)霸氣側漏

4天前，我國成功發(fā)射通信技術試驗衛(wèi)星一號，主要用于開展ka頻段寬帶通信技術試驗。

而上月底，第三顆國際移動衛(wèi)星-5成功由俄羅斯質子-M火箭發(fā)射入軌，從而建成了新一代“國際移動衛(wèi)星”星座。該星座將在今年年底成為世界首個由單一供應商提供全球覆蓋高速移動寬帶網(wǎng)絡業(yè)務——“全球快訊”業(yè)務的系統(tǒng)，這一切甚至在最遙遠最難以接入的地區(qū)都能實現(xiàn)，真正做到了“因特網(wǎng)無處不在”。

美國“銥星下一代”衛(wèi)星

我國成功發(fā)射通信技術試驗衛(wèi)星一號

由于衛(wèi)星移動通信具有不受地理障礙約束和用戶運動限制的優(yōu)勢，可實現(xiàn)對海洋、山區(qū)和高原等地區(qū)近乎無縫的覆蓋，能滿足各類用戶對移動通信覆蓋性的需求，它已成為衛(wèi)星通信發(fā)展的主要潮流之一。目前，移動通信衛(wèi)星有高軌道(地球靜止軌道)和低軌道兩種，它們各有所長，并存發(fā)展，且都在不斷更新?lián)Q代，以提高性能和競爭力。

高軌移動通信衛(wèi)星已發(fā)展四代

最早問世的移動通信衛(wèi)星是靜止軌道移動通信衛(wèi)星，至今已發(fā)展了四代。

現(xiàn)在，可用于全球衛(wèi)星移動通信業(yè)務的靜止軌道移動通信衛(wèi)星只有“國際移動通信衛(wèi)星”，其中包括第二代移動通信衛(wèi)星——國際移動衛(wèi)星-3、第三代移動通信衛(wèi)星 ——國際移動衛(wèi)星-4。國際移動衛(wèi)星-5主要用于寬帶多媒體通信，它屬于第四代還是第五代靜止軌道移動通信衛(wèi)星目前還沒有定論。

“國際移動衛(wèi)星”是由國際移動衛(wèi)星公司運營的全球移動通信衛(wèi)星系統(tǒng)。它通過有限的帶寬頻率資源，為全世界提供了將近15萬只通信終端的服務業(yè)務。它可提供傳統(tǒng)的移動話音業(yè)務、低速率數(shù)據(jù)業(yè)務、高速互聯(lián)網(wǎng)接入，以及全球海上遇險與安全業(yè)務服務。

2005 至2008年期間發(fā)射的4顆國際移動衛(wèi)星-4是目前國際衛(wèi)星移動通信的主力軍。不過，在新興航空和航海寬帶衛(wèi)星通信市場方興未艾背景下，國際移動衛(wèi)星公司于2010年決定發(fā)展采用ka頻段的高容量衛(wèi)星——國際移動衛(wèi)星-5，為高端客戶提供“全球快訊”業(yè)務，為政府和商業(yè)用戶提供全球首個高速移動寬帶服務，為海上艦船、飛行航班提供全球移動寬帶通信服務，客機內乘客的飛行期間通信連接，傳送流動高分辨率圖像、語音和數(shù)據(jù)流。

國際移動衛(wèi)星-5由波音公司研制，設計壽命15年，有效載荷功率11.2千瓦，現(xiàn)已發(fā)射了3顆。第1顆于2013年12月升空，覆蓋范圍是歐洲、中東、非洲以及亞洲地區(qū);第 2顆于2015年2月升空，覆蓋范圍是美洲和大西洋地區(qū);第3顆覆蓋太平洋地區(qū)。該星座將在2015年年底成為世界首個由單一供應商提供全球覆蓋高速移動寬帶網(wǎng)絡業(yè)務——“全球快訊”業(yè)務的系統(tǒng)。

由于技術原因，一般移動通信衛(wèi)星都只能提供窄帶移動通信業(yè)務，但國際移動衛(wèi)星-5一反常態(tài)，提供寬帶移動通信業(yè)務。與國際移動衛(wèi)星-4相比，國際移動衛(wèi)星-5的帶寬和速率大增，能為新老客戶提供非常多的新機會來強化他們的網(wǎng)絡互連功能、部署大流量應用以及設置高效的解決方案，這一切甚至在最遙遠最難以接入的地區(qū)都能實現(xiàn)，促成了全球移動寬帶，真正做到了“因特網(wǎng)無處不在”。不過，國際移動衛(wèi)星-5的用戶終端是便攜式的，而不支持手持式。

低軌移動通信衛(wèi)星群強勢回歸

地球靜止軌道移動通信衛(wèi)星也存在一些不足，例如，軌道高，路徑長，因而鏈路損耗大，傳輸時延長，不宜于個人移動通信;單星成本太高，一旦發(fā)射失敗損失慘重;靜止軌道資源很緊張;這種衛(wèi)星不能實現(xiàn)真正的全球覆蓋，在兩極有盲區(qū)。為此，從20世紀90年代中期起，一批移動通信低軌道衛(wèi)星陸續(xù)投入建造。

低軌道移動通信衛(wèi)星系統(tǒng)中的衛(wèi)星都是小衛(wèi)星，一般運行在高500至1500千米的軌道，可以克服靜止軌道衛(wèi)星的種種不足，如衛(wèi)星體積小、重量輕、造價低、制造周期短、可批量生產;衛(wèi)星之間互為備份、損失較小;地面終端設備簡單，造價低廉，便于攜帶;由于軌道高度低，所以可以消除使用靜止衛(wèi)星工作時存在的電話傳輸延遲等問題;能進行全球無縫隙個人移動通信。

之所以采用星座方式工作，是由于低軌道衛(wèi)星覆蓋面積小，為了實現(xiàn)全球覆蓋，連續(xù)通信，所以要采用由多顆小衛(wèi)星組成的星座方式運行。它是在若干軌道平面上布置多顆衛(wèi)星，使用各種通信鏈路將各個軌道平面上的衛(wèi)星聯(lián)結起來。整個星座形成一個大型平臺，在地球表面形成蜂窩狀服務小區(qū)，服務區(qū)內用戶至少被一顆衛(wèi)星覆蓋，用戶可以隨時接入系統(tǒng)。

根據(jù)工作頻段和服務內容的不同，低軌道移動通信衛(wèi)星系統(tǒng)又可分為小低軌和大低軌兩種。前者由廉價小衛(wèi)星組成，工作頻率在1吉赫茲以下，能提供低成本、低數(shù)據(jù)傳輸率的Email和雙向尋呼等窄帶數(shù)據(jù)通信業(yè)務，美國 “軌道通信”衛(wèi)星屬于此類。后者由24顆以上的小衛(wèi)星組成星座，工作頻率在1至2吉赫茲，能提供話音和中高速率的數(shù)傳以及全球個人通信業(yè)務，美國“銥”衛(wèi)星和“全球星”屬于此類。它們均采用一箭多星方式發(fā)射。

低軌道移動通信衛(wèi)星系統(tǒng)在歷經(jīng)了20世紀的“沒落”之后現(xiàn)已“強勢回歸”， 美國三大低軌移動通信衛(wèi)星星座目前正在更新?lián)Q代。其中的第二代“軌道通信”衛(wèi)星星座用戶數(shù)量比第一代最多可增至12倍，數(shù)據(jù)傳輸率更快，傳輸量更大，在海上船只的避碰、助航、搜尋、救助等各方面有著廣泛的應用;第二代“銥”衛(wèi)星——“銥星下一代”能在速度、帶寬和靈活性方面提供新的增強能力，最高數(shù)據(jù)下載速率可達30兆比特/秒;第二代“全球星”壽命由第一代的7.5年延長至15年，提供更大的高峰需求呼叫容量，能為文件傳輸和視頻應用提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。

星地聯(lián)合是未來發(fā)展方向

地球靜止軌道移動通信衛(wèi)星的發(fā)展趨勢是大天線、大功率，所以要發(fā)展大型通信衛(wèi)星平臺。另外，還要突破和掌握大型可展開天線技術、多波束形成技術等，通過創(chuàng)新性的技術進步和市場開拓模式來帶動市場發(fā)展。

低軌道移動通信衛(wèi)星的發(fā)展趨勢，是建立由數(shù)百顆到上千顆小衛(wèi)星組成的星座，從而更好地為用戶提供低成本的互聯(lián)網(wǎng)接入。近年，美國太空探索技術公司提出了發(fā)射 4000顆小型衛(wèi)星的方案，英國一網(wǎng)公司提出了發(fā)射900顆小型衛(wèi)星的方案，韓國三星公司提出了發(fā)射4600顆小型衛(wèi)星的方案。其目的都是向全球各地提供高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務，其中包括最偏遠的地區(qū)。建設這種衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)遇到的最大困難仍然是成本問題，雖然低軌衛(wèi)星的制造與發(fā)射費用正在逐年走低，但比起地面網(wǎng)絡來說依舊昂貴。此外，衛(wèi)星網(wǎng)絡還有易受干擾、終端體積較大等固有缺陷。因此，近年能否建成全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)還很難說。

星地聯(lián)合是衛(wèi)星移動通信的發(fā)展方向。衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)主要用于覆蓋相鄰地面蜂窩網(wǎng)之間的“縫隙”，以及地面蜂窩網(wǎng)不能覆蓋的區(qū)域。因此，衛(wèi)星通信系統(tǒng)必須與地面蜂窩通信系統(tǒng)緊密結合。專家通過分析、研究，已提出了“天上一顆(或一組)衛(wèi)星，地上一張網(wǎng)絡，天地融合”的思路，開發(fā)并投入使用的輔助地面組件就是一項天地融合的專利技術，可解決衛(wèi)星信號在高樓林立的城市以及室內覆蓋性不佳的問題，很好地實現(xiàn)大區(qū)域無縫覆蓋。未來衛(wèi)星移動通信取得商業(yè)成功的關鍵，就是實現(xiàn)室內外無縫覆蓋，終端可以自動地在輔助地面組件基站和衛(wèi)星之間進行無縫切換。

另外，固定與移動通信衛(wèi)星業(yè)務之間的界限正逐漸模糊，海事和航空移動業(yè)務已成為未來發(fā)展熱點。隨著智能手機、平板電腦等移動電子設備和社交網(wǎng)絡等互聯(lián)網(wǎng)應用的普及，利用衛(wèi)星向乘客提供寬帶網(wǎng)絡接入的衛(wèi)星航空和海事寬帶業(yè)務正悄然興起。