趙飛

【摘要】 隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，衛(wèi)星通信在實現(xiàn)人類通信“無縫”對接方面發(fā)揮著不可替代的重要作用。本文首先分析了衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，詳細論述了其未來的發(fā)展趨勢，并結(jié)合目前衛(wèi)星通信系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢提出衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】 衛(wèi)星通信 產(chǎn)業(yè) 應(yīng)用現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

自1965年世界上第一顆通信衛(wèi)星“晨鳥”發(fā)射以來，衛(wèi)星通信正式成為一種重要的通信技術(shù)手段，此后衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)得到迅速發(fā)展，在多個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。通信技術(shù)的不斷進步導(dǎo)致通信產(chǎn)業(yè)的市場競爭越來越激烈，衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)同樣面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)。因此，有必要了解衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，研究其未來發(fā)展趨勢，為衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

一、衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展特點

1.1衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

按照業(yè)務(wù)方式不同可以將衛(wèi)星通信系統(tǒng)分為寬帶、固定、移動等多種衛(wèi)星通信系統(tǒng)，下面，本文將介紹代表性衛(wèi)星通信系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀：

1.1.1寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)

寬帶衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)是一種利用衛(wèi)星作為中繼站與地面站形成通信聯(lián)系的業(yè)務(wù)形式，是寬帶業(yè)務(wù)與衛(wèi)星通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，同時也是未來衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向之一。中繼節(jié)點的寬帶通信衛(wèi)星除需具備較高的G/T值、ERIP值之外，還要具備基本的交換和處理能力，利用寬帶通信衛(wèi)星可以實現(xiàn)雙向高速多媒體業(yè)務(wù)。目前所采用的寬帶通信衛(wèi)星均為靜止軌道衛(wèi)星，如美國的SpaceWay-F3、加拿大的Anik-F2衛(wèi)星通信系統(tǒng)都是靜止軌道衛(wèi)星，尚未建成低軌衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)。泰國SSA衛(wèi)星公司于2005年率先發(fā)射了一顆寬帶通信衛(wèi)星IPStar-1，該通信衛(wèi)星可提供區(qū)域性寬帶業(yè)務(wù)，同時該衛(wèi)星也是世界上容量最大的商用衛(wèi)星，通信容量可達45Gb/s[1]。

1.1.2衛(wèi)星固定通信系統(tǒng)

衛(wèi)星固定通信業(yè)務(wù)是衛(wèi)星通信的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，主要用于內(nèi)部專網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集、廣播電視等工作，根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同可以分為多種類型，如主要用于邊遠地區(qū)通信問題的點對點通信系統(tǒng)，用于內(nèi)部通信的ASAT系統(tǒng)及用于多媒體數(shù)據(jù)分發(fā)的分發(fā)系統(tǒng)等。根據(jù)信息傳輸速率不同還可分為寬帶和窄帶兩大類型，寬帶是基于Ip的業(yè)務(wù)，主要用于遠程教育、電視會議等主流業(yè)務(wù)，而窄帶業(yè)務(wù)則仍以話音和低速數(shù)據(jù)為主，近年來逐漸被寬帶所取代。據(jù)通信行業(yè)的一份統(tǒng)計資料顯示，在當(dāng)前衛(wèi)星固定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器中，視頻業(yè)務(wù)所占比例高達62%，遠遠高于話音業(yè)務(wù)的14%。VSAT是衛(wèi)星固定通信系統(tǒng)中的重要形式，其天線口徑遠遠小于2.4m，工作段集中在C頻段和Ku頻段，其最大優(yōu)勢為設(shè)備簡單、造價低、組網(wǎng)方便等，一個VSAT即可獨立完成點對點通信業(yè)務(wù)，適用于多種業(yè)務(wù)信息的傳輸[2]。此外，VSAT系統(tǒng)還可用于信息的采集與遠程監(jiān)控，對“村村通”項目的建成提供技術(shù)條件。

1.1.3衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)

衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)可實現(xiàn)不同用戶之間的信息溝通，如移動用戶與移動用戶、移動用戶與固定用戶，這種信息連接主要通過通信衛(wèi)星中繼站實現(xiàn)。目前所采用的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)有國際海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)、北美移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)、亞洲蜂窩衛(wèi)星通信系統(tǒng)等，這些衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要是通過靜止軌道衛(wèi)星來實現(xiàn)通信業(yè)務(wù)[3]。國際海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)--Inmarsat是由國際海事組織經(jīng)營管理的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，第四代衛(wèi)星通信系統(tǒng)--Inmarsat-4已投入使用，Inmarsat-4由3顆移動衛(wèi)星組成，主體尺寸為7m×2.9m×2.3m，軌道類型均為GEO，但3顆移動衛(wèi)星在發(fā)射工具、軌道位置、覆蓋范圍上有所不同，如Inmarsat-4 F1的覆蓋區(qū)域為美洲，Inmarsat-4 F2的覆蓋范圍涉及歐洲、非洲及中東，Inmarsat-4 F3的覆蓋區(qū)域為亞太地區(qū)。

1.2衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展特點

目前國際衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展主要呈現(xiàn)出以下特點：

（1）衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)的增長動力主要來自于DMB，即衛(wèi)星多媒體廣播業(yè)務(wù)，該業(yè)務(wù)面向社會大眾，經(jīng)歷了DAB、DVB發(fā)展階段，時至今日的衛(wèi)星廣播數(shù)據(jù)量逐漸增大，并以歐美、日本、韓國為技術(shù)發(fā)展先驅(qū)[4-5]。

（2）衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的支柱型產(chǎn)業(yè)為衛(wèi)星電視直播，隨著數(shù)字電視的快速發(fā)展和大型文娛盛事的催化，付費衛(wèi)星電視得到迅速發(fā)展，美國的衛(wèi)星直播電視用戶已達到2160萬戶，歐洲為3500萬戶，由此可見，衛(wèi)星電視直播是唯一一個可與地面有線電視進行抗衡的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。

（3）寬帶衛(wèi)星通信已成為衛(wèi)星通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要內(nèi)容，寬帶衛(wèi)星通信自上世紀(jì)八十年代出現(xiàn)以來便成為主要的商用通信業(yè)務(wù)手段，隨著衛(wèi)星終端設(shè)備費用的不斷降低，寬帶衛(wèi)星通信用戶數(shù)量將不斷增長。

（4）衛(wèi)星通信的應(yīng)用范圍不斷拓展，并在多個領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。

二、衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢

本文將從多個角度針對性分析衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展趨勢。

2.1寬帶衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

由于頻譜資源和GEO衛(wèi)星軌道資源日益緊缺，今后的通信衛(wèi)星將更多地采用EHF頻段或更高頻段，從市場兼容角度分析，多種頻譜資源的混合結(jié)構(gòu)仍然是衛(wèi)星通信道路的重要組成部分。寬帶信息網(wǎng)絡(luò)是多媒體業(yè)務(wù)傳輸?shù)幕A(chǔ)，為了提高通信質(zhì)量和容量就要融合多種通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，不論是寬帶接入網(wǎng)域還是移動接入網(wǎng)域都將以全IP為發(fā)展目標(biāo)。未來的衛(wèi)星通信系統(tǒng)將不僅局限于系統(tǒng)自身的建設(shè)，還將著眼于因特網(wǎng)通信系統(tǒng)建設(shè)，借助類似因特網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的信息接入和部署，該項技術(shù)即空間因特網(wǎng)協(xié)議技術(shù)?？臻g因特網(wǎng)協(xié)議技術(shù)是IPv6協(xié)議、SISR、AISR技術(shù)的融合，可將空中數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛?，確保網(wǎng)絡(luò)高質(zhì)量運行。

2.2星上處理技術(shù)的發(fā)展趨勢

星上處理技術(shù)是在信息高速公路概念的基礎(chǔ)上提出的一種全新技術(shù)，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)計中，實現(xiàn)了衛(wèi)星波束的編程、分配和轉(zhuǎn)換，提高了話音通信質(zhì)量。2009年11月IS-14商用通信衛(wèi)星在美國發(fā)射升空，主要用于驗證IRIS（太空互聯(lián)網(wǎng)路由技術(shù)）在軍事衛(wèi)星通信中的可行性。IRIS荷載可為用戶提供更加靈活多變的IP網(wǎng)絡(luò)，進行多媒體數(shù)據(jù)交換，從而大大縮短通信時間，擴大通信容量。

2.3先進衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展趨勢

目前的衛(wèi)星通信系統(tǒng)很大程度上受到衛(wèi)星自身體積、重量的限制，為有效解決這些技術(shù)問題，未來的衛(wèi)星系統(tǒng)將在星體結(jié)構(gòu)上進行大膽創(chuàng)新，形成可裝配式星體結(jié)構(gòu)，分開放置傳感器、處理器等重要組件，可自由更換硬件和軟件而不必更換整個衛(wèi)星。

衛(wèi)星功能也將隨之發(fā)生變化，搖身一變成為偵查衛(wèi)星或遙感衛(wèi)星，“衛(wèi)星簇”就是其中的一個典型代表。衛(wèi)星簇由多個衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星位于同一個軌道上，彼此通過通信鏈路連接，形成空間局域網(wǎng)。

三、結(jié)語

通過研究衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢可以看出，衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)正在發(fā)生革命性的變化，將對未來世界的經(jīng)濟、軍事發(fā)展產(chǎn)生重大影響，在產(chǎn)業(yè)信息化中發(fā)揮重要的促進作用。

參 考 文 獻

[1]黃華山. 淺談衛(wèi)星通信的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2014，25：81-82.

[2]肖躍，秦紅祥. 國內(nèi)外衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò)，2010，07：20-25.

[3]羅文. 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 信息通信，2013，01：157-158.

[4]王余濤. 2012年全球衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展綜述[J]. 衛(wèi)星應(yīng)用，2013，01：33-40.

[5]徐烽，陳鵬. 國外衛(wèi)星移動通信新進展與發(fā)展趨勢[J]. 電訊技術(shù)，2011，06：156-161.