我國首顆互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射成功 標志著我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)時代的開啟

今后在飛機上、輪船上甚至沙漠里也有望使用互聯(lián)網(wǎng)。4月12日19時04分，我國第一顆互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星——實踐十三號在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由長征三號乙型運載火箭成功發(fā)射。其通信總?cè)萘窟_20Gbps，超過我國已研制發(fā)射的通信衛(wèi)星容量總和。它的發(fā)射，標志著我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)時代的開啟。

覆蓋半個中國 可滿足幾千架飛機同時上網(wǎng)

據(jù)中國航天科技集團公司第五研究院西安分院實踐十三號衛(wèi)星副總設計師周穎介紹，實踐十三號是我國是我國第一顆互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星、第一個高通量通訊衛(wèi)星，它把衛(wèi)星應用從原來的的廣播電視推廣到互聯(lián)網(wǎng)領域，可用于航空機載、海事艦載、高鐵以及邊遠地區(qū)上網(wǎng)，還可用于遠程教育、遠程醫(yī)療等。

衛(wèi)星業(yè)務開通后，飛機、輪船、高鐵及沙漠、山林等偏遠地區(qū)地面基站信號覆蓋不到的“四海八荒”之地，都將能享受寬帶多媒體互聯(lián)網(wǎng)服務，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)無處不在。它是“寬帶中國”的重要組成部分，將給老百姓的商務出行、旅游、遠程醫(yī)療、教育、科學考察、災害應對指揮、應急通信帶來方便。

其軌道高度36000公里，覆蓋范圍主要是我國東南部地區(qū)和近海區(qū)域，面積相當于半個中國。待完成試驗驗證后，將轉(zhuǎn)入Ka頻段寬帶通信試驗業(yè)務，納入“中星”衛(wèi)星系列，命名為中星十六號衛(wèi)星，使我國成為繼美、歐等少數(shù)發(fā)達國家后掌握Ka頻段寬帶通信這一先進技術的國家。

實踐十三號也是我國首顆Ka頻段高吞吐量通信衛(wèi)星，通信總?cè)萘窟_20Gbps，超過我國已研制發(fā)射的通信衛(wèi)星容量總和。一架飛機所需的最大通信容量只有20Mbps，在全部飛機通信容量滿負荷的情況下，該衛(wèi)星可以滿足一千架飛機同時上網(wǎng)。但通常情況下所有飛機通信容量同時滿負荷占用的情況極為少見，因此該衛(wèi)星理論上可滿足幾千架飛機同時上網(wǎng)的需求。

另外，傳統(tǒng)衛(wèi)星只能被動接收信息，但這顆衛(wèi)星是雙向的，既可以上傳也可以下載，還可以點播節(jié)目、觀看視頻，所以也稱為寬帶通訊衛(wèi)星、多媒體衛(wèi)星。

衛(wèi)星作為信號讓“朋友圈”時時在線

那么，這顆衛(wèi)星是如何讓乘客坐飛機也能實時上網(wǎng)的?周穎介紹，這個項目由空間段(衛(wèi)星)、地面段(關口站)和用戶段(終端)構成。其中，地面的關口站通過光纜與互聯(lián)網(wǎng)相連，可以向用戶發(fā)送上網(wǎng)信號。飛機在快速移動過程中，因所處的空間特點，根本無法架設或無法足量建設地面互聯(lián)網(wǎng)中轉(zhuǎn)站，乘客的手機和電腦也就無法通過地面方式上網(wǎng)，這時候衛(wèi)星作為一個信號中轉(zhuǎn)站，通過無線電信號轉(zhuǎn)發(fā)讓飛機上的手機和電腦與地面關口站的互聯(lián)網(wǎng)連接，使乘客以此告別長途飛行“暫時失聯(lián)”的狀態(tài)。

實踐十三號衛(wèi)星的技術難點，是大范圍覆蓋地面區(qū)域后還要確保每個用戶使用互聯(lián)網(wǎng)雙向通信時有足夠的帶寬。它裝上了我國首副Ka頻段多波束天線，這就需要將傳統(tǒng)的廣播電視衛(wèi)星廣域波束天線分解成26個波束，形成蜂窩式覆蓋，復雜度和難度急劇提升，每一個波束都需要精確指向，否則星上“差之毫厘”會導致地面的“謬之千里”。多波束天線對地面進行小范圍的蜂窩式覆蓋，使得衛(wèi)星性能得到很大程度的提高，滿足寬帶互聯(lián)網(wǎng)所需要的“高能量”集中傳輸，可以滿足每個人的個性化上網(wǎng)需求。

下一顆互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星將做到150Gbps

據(jù)了解，這顆互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星的系統(tǒng)設計、單機設計都是全新的，帶動了很多技術發(fā)展。專家表示，實踐十三號衛(wèi)星創(chuàng)造了我國通信衛(wèi)星多個“首次”：首次在高軌衛(wèi)星工程化應用自主研制的電推進系統(tǒng);首次在我國衛(wèi)星上應用Ka頻段多波束寬帶通信載荷;首次開展我國高軌衛(wèi)星與地面的雙向激光通信技術試驗;首次在我國高軌長壽命通信衛(wèi)星上百分之百工程化應用國產(chǎn)化產(chǎn)品，改變了相關產(chǎn)品長期依賴進口的局面。

周穎介紹，實踐十三號實現(xiàn)了寬帶衛(wèi)星通訊系統(tǒng)、多波束天線等多項關鍵技術的突破，其采用的多波束天線通訊技術，把原來單波束一個大的覆蓋區(qū)域用多個蜂窩狀的點波束進行覆蓋，不僅使波束的性能得到很大改善，還可以重復使用星上的頻率資源，而且運行效率和容量都有了很大的提高。下一顆衛(wèi)星計劃做到150Gbps，再下一顆計劃做到1Tbps，以后我國還將發(fā)展覆蓋全球的互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星。隨著覆蓋面積和通訊容量的增加，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通訊成本將會進一步下降。但目前從成本上來說，相對于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)，通訊資費要高一些。

天線分系統(tǒng)和轉(zhuǎn)發(fā)器分系統(tǒng)為“西安造”

據(jù)了解，實踐十三號衛(wèi)星工程由國防科工局組織實施，衛(wèi)星、運載火箭分別由中國航天科技集團公司五院、一院研制，其中衛(wèi)星上的天線分系統(tǒng)和轉(zhuǎn)發(fā)器分系統(tǒng)由航天五院西安分院提供。地面測控系統(tǒng)由西安衛(wèi)星測控中心負責，運控和試驗應用系統(tǒng)由中國衛(wèi)通集團有限公司負責。

實踐十三號衛(wèi)星的成功發(fā)射，帶動了我國通信衛(wèi)星的技術變革，拉開了我國高吞吐量衛(wèi)星發(fā)展的大幕。高吞吐量通信衛(wèi)星不僅僅具備上網(wǎng)功能，同時還能實現(xiàn)功能自定義，融合打電話、廣播電視節(jié)目轉(zhuǎn)播及上網(wǎng)功能于一體，大大提供衛(wèi)星的利用率和靈活性。

“十三五”期間，我國除了專門用于互聯(lián)網(wǎng)服務的高吞吐量衛(wèi)星之外，多顆基于高吞吐量載荷與常規(guī)通信載荷混搭的通信衛(wèi)星也將陸續(xù)發(fā)射。

使用衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)不會影響飛行安全

據(jù)了解，國外2011年已經(jīng)有了這樣互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星，但在我國還是第一顆，現(xiàn)在國內(nèi)個別能夠上網(wǎng)的航班租用的國外互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星業(yè)務。

在飛機上上網(wǎng)，會不會影響飛行安全?周穎表示，衛(wèi)星信號對飛行控制系統(tǒng)不會形成干擾，因此不會影響飛行安全。不過要實現(xiàn)上網(wǎng)，需要在飛機上架設天線。

具體什么時候老百姓就可以享受上衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)?周穎表示，衛(wèi)星發(fā)射成功測試完成后就可以使用了。