· 文|北京空間科技信息研究所 朱貴偉

新疆地處中國西北邊陲，在地理上有獨特之處[1]，其總面積160余萬平方千米。國家實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略以來，新疆自治區(qū)的綜合經(jīng)濟實力逐漸增強，自身潛力不斷釋放。從地理分布的角度來看，新疆地廣人稀，80%的人口分布在少數(shù)幾個州和市[2]，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、教育與醫(yī)療資源分配等方面存在諸多難題。

衛(wèi)星通信具有覆蓋范圍大、通信距離遠、組網(wǎng)靈活、機動性好、不易受地面條件影響等優(yōu)點[3]，可長時間維持高質(zhì)量穩(wěn)定可靠的通信鏈路。此外，衛(wèi)星通信采用無線信道，具有天然的廣播特性，適用于一點對多點的通信應(yīng)用。正由于以上的優(yōu)點，衛(wèi)星通信在支持新疆信息化建設(shè)方面具有獨特的優(yōu)勢。

一、衛(wèi)星通信促進經(jīng)濟發(fā)展的應(yīng)用前景

目前，新疆自治區(qū)的信息化程度已經(jīng)得到大幅度提升。據(jù)統(tǒng)計，新疆的電話普及率較高，每百人擁有60多部手機，同樣新疆的互聯(lián)網(wǎng)普及率也較高，2012年9月底的寬帶用戶數(shù)量超過200萬，普及率超過40%[4]。但是，從整體上看，新疆屬于三山兩盆地的地形，與東部平原地區(qū)相比，信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的成本和難度更高。

新疆的主要經(jīng)濟支柱可以說是“一黑一白”，其中“一黑”指的就是石油。從新疆的油田分布情況來看，主要的克拉瑪依、塔里木和土哈油田均在山脈附近，圍繞盆地形成一個圈。這樣就對通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)造成了很大的困難。通往油田的電纜和光纖架設(shè)起來需要投入巨額資金，據(jù)統(tǒng)計，近十年來，新疆電信用于寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資就超過了100億元人民幣。隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)“光進銅退”升級步伐，預(yù)計十二五期間的投資將超過200億元人民幣[5]。但是這些網(wǎng)絡(luò)主要覆蓋人口密集的城市。而對于油田等產(chǎn)業(yè)區(qū)來說，除覆蓋油田及其附近地區(qū)需配備通信網(wǎng)絡(luò)以外，輸油管線路沿途也需要配備通信網(wǎng)絡(luò)，以支持管路的實時監(jiān)控，這樣就將進一步增加了通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。

在這種情況下，衛(wèi)星通信廣域覆蓋、地面站建設(shè)靈活的優(yōu)點就凸顯出來。目前在國外，面向油井和天然氣鉆井的衛(wèi)星通信市場方興未艾，衛(wèi)星通信作為一種效費比高、且穩(wěn)定有效的通信解決方案逐漸被越來越多的能源公司所接受，在海洋、沙漠等極端地理條件下的地點得到廣泛使用。

利用衛(wèi)星通信，可以較低的成本解決總部與油井當?shù)氐耐ㄐ艈栴}。此外，還可以在輸油管沿途監(jiān)測點設(shè)置衛(wèi)星通信終端裝備，將監(jiān)測信息通過通信衛(wèi)星實時回傳到監(jiān)控中心，有效解決無人值守地區(qū)管線的監(jiān)控問題。

收音機和電視廣播是信息化建設(shè)的初級形式，也是滿足農(nóng)牧民信息需求的基本手段。以廣播電視為例，一顆通信衛(wèi)星的一個波束即可覆蓋新疆自治區(qū)全境，地面只需一個接收天線和一套機頂盒解碼器即可收看衛(wèi)星電視節(jié)目，即可保證全覆蓋，也可節(jié)省地面網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。目前，“戶戶通”項目正在積極推進過程中，有效解決了農(nóng)牧民收看電視節(jié)目的難題。據(jù)悉，“十二五”期間，新疆預(yù)計完成260萬戶“戶戶通”工程建設(shè)，涉及全疆86個縣，約1000萬農(nóng)牧民群眾受益，基本實現(xiàn)城鄉(xiāng)廣播電視公共服務(wù)全覆蓋、均等化。

由于新疆地廣人?。ɡ缤卖敺貐^(qū)每平方千米的人口不足1人），寬帶互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)較難實現(xiàn)全面的地理覆蓋，而衛(wèi)星通信則同樣具有得天獨厚的優(yōu)勢。中國在2012年關(guān)于組織實施衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項的通知[6]中指出，將“重點支持Ka頻段寬帶多媒體通信衛(wèi)星研制”，利用Ka頻段寬帶多媒體通信衛(wèi)星即可解決新疆全境的寬帶通信需求。借助S頻段移動通信衛(wèi)星，同樣可解決新疆全境的衛(wèi)星移動通信需求。

除此之外，地面無線通信網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星回程傳輸也逐漸成為移動通信行業(yè)的優(yōu)質(zhì)解決方案。小型無線通信基站搭配衛(wèi)星通信終端，無需光纜，即可實現(xiàn)遠程無線通信小區(qū)與整個通信網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)（見圖1）。

>> 圖1 衛(wèi)星遠程傳輸示意圖

對于高山、沙漠等特殊地區(qū)，無線基站搭配衛(wèi)星回程傳輸是最佳的解決方案，一方面可以達到光線和電纜無法達到的地方，另一方面也可以降低網(wǎng)絡(luò)覆蓋成本。衛(wèi)星回程傳輸方案既可以支持2G移動通信網(wǎng)絡(luò)標準，也可以支持3G移動通信網(wǎng)絡(luò)標準，既便于升級，又便于擴展。

二、衛(wèi)星通信在應(yīng)急領(lǐng)域的應(yīng)用前景

新疆地區(qū)交通線和邊境線長，而且氣候多變，干旱少雨，自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，加之周邊政治情況復(fù)雜，分裂與反分裂斗爭形勢十分嚴峻。

因此，新疆地區(qū)對應(yīng)急保障通信具有特殊的要求，例如實時性、廣域性、機動性等等，要求應(yīng)急事件及時傳達、應(yīng)急通信全面覆蓋各個地理區(qū)域、應(yīng)急通信設(shè)備便于攜帶運輸?shù)鹊?。在這種情況下，衛(wèi)星固定通信、衛(wèi)星廣播和衛(wèi)星移動通信都有明顯的優(yōu)勢。

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衛(wèi)星通信用于日本地震救災(zāi)

日本由于地理位置特殊，衛(wèi)星應(yīng)急通信已融入應(yīng)急通信體系建設(shè)，貫穿各個防災(zāi)通信網(wǎng)，在災(zāi)害預(yù)報、應(yīng)急救援、指揮控制、災(zāi)情廣播、災(zāi)后安撫等多個方面發(fā)揮著重要的作用。

例如，2011年3月，日本福島近海發(fā)生9.0級地震，震后引發(fā)大規(guī)模海嘯，造成重大人員傷亡。地震和海嘯對地面通信設(shè)施也造成了極大損害。震后，日本共計1900萬條線路中斷、29000個無線基站受損。地震導(dǎo)致日本周邊部分海底光纜發(fā)生中斷，全國互聯(lián)網(wǎng)出口被迫改線，轉(zhuǎn)至其他光纜或衛(wèi)星通信鏈路。地震后，日本政府組織相關(guān)單位進行救援，而日本主要通信運營商也啟動防災(zāi)機制，向災(zāi)區(qū)派遣移動基站車、衛(wèi)星通信車等裝備。其中NTT公司向日本政府和自衛(wèi)隊出借600多臺衛(wèi)星電話，SoftBank公司緊急采購移動VSAT終端，派遣衛(wèi)星通信應(yīng)急指揮車，支持災(zāi)區(qū)救援行動。國際電信聯(lián)盟立刻將衛(wèi)星應(yīng)急通信終端分派到受災(zāi)地區(qū)，包括100多部衛(wèi)星電話和數(shù)據(jù)通信終端。美國空軍也利用太平洋上空的WGS衛(wèi)星為日本救援隊提供衛(wèi)星通信服務(wù)。

為配合災(zāi)區(qū)救援和受災(zāi)群眾安撫工作，日本宇宙航空開發(fā)研究機構(gòu)（JAXA）緊急調(diào)用寬帶因特網(wǎng)工程試驗及驗證衛(wèi)星（WINDS）和工程試驗衛(wèi)星-8（ETS-8），保障災(zāi)區(qū)救災(zāi)指揮通信和民眾的互聯(lián)網(wǎng)信息查詢。2010年3月17日，WINDS衛(wèi)星通信終端運達巖手縣辦公室；2010年3月20日，巖手縣辦公室與釜石之間建立了衛(wèi)星通信連接，實現(xiàn)了2級和3級抗災(zāi)指揮總部之間的互聯(lián)；3月24日，在大船渡設(shè)置了地面衛(wèi)星通信終端，實現(xiàn)了巖手縣、釜石和大船渡之間的三節(jié)點互聯(lián)。至此，救災(zāi)通信保障基本完成，三個抗災(zāi)指揮中心間可進行高清視頻會議，而災(zāi)區(qū)民眾可以利用衛(wèi)星通過筑波航天中心連接到外界的互聯(lián)網(wǎng)，發(fā)布個人安全情況信息，或查詢親友安全情況。

發(fā)生重大自然災(zāi)害后，衛(wèi)星通信是第一時間打通災(zāi)區(qū)通信生命熱線的首要選擇，是盡快搶通災(zāi)區(qū)通信的重要手段。國外在應(yīng)用衛(wèi)星通信對抗自然災(zāi)害方面已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗。美國的應(yīng)急通信雖然以地面網(wǎng)絡(luò)為主，但是衛(wèi)星通信作用日益突出，特別是在大規(guī)模的洪水和颶風災(zāi)害后，地面通信網(wǎng)絡(luò)幾乎完全癱瘓，衛(wèi)星通信的優(yōu)點得到放大。

衛(wèi)星應(yīng)急通信的地面終端可以有多種配置，包括手持終端、便攜式靜中通，車載動中通和直升機載動中通等等。中國在2012年《關(guān)于組織實施衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項的通知》中同樣強調(diào)，要重點支持“S頻段衛(wèi)星移動通信民用地面系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備研制及運動平臺衛(wèi)星通信應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)”。利用移動通信衛(wèi)星覆蓋除高速公路等主干道外傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)尚未全面覆蓋的地區(qū)，結(jié)合地面移動平臺衛(wèi)星動中通，有效實現(xiàn)各地區(qū)應(yīng)急通信事件的全覆蓋。

三、衛(wèi)星通信在遠程教育和遠程醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用前景

南北疆最遠兩個城市間相距近3000km。下轄14個地州市87個縣，但是優(yōu)勢醫(yī)療資源都集中在以烏魯木齊為中心的三級醫(yī)院，偏遠和貧困地區(qū)的病人看專家難、看專家貴的問題比較突出。

與醫(yī)療資源分布情況相似，新疆自治區(qū)的城鄉(xiāng)教育資源分布也存在嚴重的不均衡現(xiàn)象[8]?？h、市重點中小學均配有優(yōu)質(zhì)的教育資源，例如新疆教育學院實驗小學擁有500多臺計算機、4間多媒體教室，每個辦公室、每間教室、每位教師均配有計算機，且網(wǎng)絡(luò)覆蓋全校。此外，藝術(shù)、體育和圖書等資源配置也相當豐富?？h、市一般中小學的教育資源雖然參差不齊，但是基本上都配備了計算機、網(wǎng)絡(luò)、圖書、體育、衛(wèi)生和實驗等硬件設(shè)備。但是在農(nóng)村的中小學，教育資源就較為匱乏，計算機、網(wǎng)絡(luò)、圖書室、實驗室等等硬件資源不足。

對于地域廣大、通信手段缺乏的地區(qū)來說，衛(wèi)星通信是解決醫(yī)療資源和教育資源不平均的最佳手段。在通信衛(wèi)星的支持下，輔以地面網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，就可以實現(xiàn)遠程醫(yī)療、遠程教育，盡可能地使醫(yī)療和教育資源更加平衡。

中國目前擁有多套衛(wèi)星電視教育節(jié)目，如果發(fā)展專用的教育衛(wèi)星，地面再配備衛(wèi)星接收系統(tǒng)、計算機、電視機、DVD播放機和所需的教學光盤，就可以快速提供大量優(yōu)質(zhì)教育資源，并同時具有教學光盤播放點的功能。衛(wèi)星遠程教育系統(tǒng)的最大特點是快速、大面積、大容量傳輸優(yōu)質(zhì)教育資源，不但可以讓廣大學生受益，而且還可以使廣大農(nóng)村教師接受現(xiàn)代教育思想、方法、技能的培訓(xùn)和影響，提高他們應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)的水平和能力，實現(xiàn)大面積提高農(nóng)村教育質(zhì)量的目的。

四、總結(jié)

近年來，中央政府為新疆的經(jīng)濟社會發(fā)展給予了大力支持，營造了良好的政策環(huán)境。2007年底，國務(wù)院發(fā)布了32號文件《關(guān)于進一步促進新疆經(jīng)濟社會發(fā)展的若干意見》，著力推動新疆油氣等優(yōu)勢資源的開發(fā)，加強農(nóng)業(yè)和水利等薄弱環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)能力建設(shè)，將促進經(jīng)濟發(fā)展、推進體制改革、維護民族團結(jié)和社會穩(wěn)定等重大問題進行闡述。

2012年，國家發(fā)改委和財政部聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于組織實施衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項的通知》，著力推動衛(wèi)星應(yīng)用規(guī)?；l(fā)展、提升衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展能力，在衛(wèi)星通信領(lǐng)域提出了多個重點支持項目，推動衛(wèi)星通信在公共教育、專業(yè)培訓(xùn)、醫(yī)療衛(wèi)生、交通運輸?shù)榷鄠€領(lǐng)域的應(yīng)用，為新疆發(fā)展衛(wèi)星通信應(yīng)用提供了良好的契機。

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印度衛(wèi)星遠程教育

印度于2004年9月專門發(fā)射了“教育衛(wèi)星”（EDUSAT），專門用于教育服務(wù)。衛(wèi)星專門用于轉(zhuǎn)發(fā)音頻視頻，利用多媒體多來源系統(tǒng)創(chuàng)建交互式教室?！敖逃l(wèi)星”擁有5個Ku頻段點波束（5臺轉(zhuǎn)發(fā)器），覆蓋印度北部、東北部、東部、南部和西部地區(qū)，1個Ku頻段點波束（1臺轉(zhuǎn)發(fā)器）覆蓋印度全國（本土地區(qū)），6臺C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器覆蓋整個國家。整個“教育衛(wèi)星”計劃分3階段實施：試運行、半運行和全運行階段。試運行階段于2004年開始，在馬哈拉施特拉邦、印度北部中央邦和卡納塔克邦啟動，共部署300個終端。在半運行階段，EDUSAT覆蓋所有邦和重要的國家機構(gòu)。目前，整個網(wǎng)絡(luò)在國家資助的情況下處于全面運行階段。

“教育衛(wèi)星”可提供多種教育模式，包括單向電視廣播、交互式電視、視頻會議、計算機會議和網(wǎng)絡(luò)授課。目前已經(jīng)建成64個網(wǎng)絡(luò)，其中10個網(wǎng)絡(luò)使用全國Ku頻段波束。64個網(wǎng)絡(luò)都運行在地區(qū)性Ku頻段波束和擴展C頻段全國波束。共有5617個交互式教室和46541個單收式教室，共計52158個。已在24個邦建立網(wǎng)絡(luò)，幾乎覆蓋全國，包括島嶼、東北邦、查謨和克什米亞地區(qū)。剩余邦的網(wǎng)絡(luò)部署正在進行之中，每年約有150萬～180萬學生因此而受益。

印度的衛(wèi)星遠程教育體系

2013年3月，西部衛(wèi)星網(wǎng)項目在新疆克拉瑪依市啟動，拉開了西部衛(wèi)星網(wǎng)項目建設(shè)的序幕。西部衛(wèi)星網(wǎng)項目分三期建設(shè)，目標是建成中國最大規(guī)模的衛(wèi)星通信網(wǎng)，為應(yīng)急維穩(wěn)、行業(yè)應(yīng)用、城市管理、經(jīng)濟社會等各方面提供信息化服務(wù)。根據(jù)規(guī)劃，2013年年底將建成一套覆蓋全疆的衛(wèi)星通信服務(wù)平臺，重點面向新疆油田和克拉瑪依地區(qū)各行業(yè)提供衛(wèi)星通信綜合服務(wù)。

目前，衛(wèi)星通信在新疆的應(yīng)用已勢在必行。在衛(wèi)星通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時，還應(yīng)積極探索研究未來可行的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式，進一步深化衛(wèi)星通信在新疆經(jīng)濟社會各個方面的應(yīng)用。

[1]海蘇爾·沙比提.新疆地理.北京：北京師范大學出版社，2012年

[2]韓桂蘭，孫建光.新疆人口分布與社會物質(zhì)積累協(xié)調(diào)發(fā)展分析.新疆財經(jīng)，2010，6

[3]陳振國，楊鴻文，郭文彬.衛(wèi)星通信系統(tǒng)與技術(shù).北京：北京郵電大學出版社，2003年

[4]國務(wù)院新聞辦公室國家互聯(lián)網(wǎng)信息辦公室.新疆互聯(lián)網(wǎng)普及率已超過40%.http://www.scio.gov.cn/zhzc/8/2/201209/t1213633.htm

[5]烏魯木齊晚報.新疆電信寬帶用戶突破200萬.http://www.wlmqwb.com/wlmqdzb/a/page_16/201209/t20120903_2803630.shtml

[6]發(fā)改辦高技[2012]895號.國家發(fā)展改革委辦公廳、財政部辦公廳關(guān)于組織實施衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項的通知

[7]新華網(wǎng).新疆自然災(zāi)害頻發(fā)，147萬余人受災(zāi).http://news.xinhuanet.com/politics/2012-07/25/c_112531802.htm

[8]增建，田征.新疆城鄉(xiāng)基礎(chǔ)教育資源配置的不均衡現(xiàn)象及原因探微.新疆教育學院學報，第26卷第3期，2010，9