劉 暢,國 志,曾昱祺
(國家無線電監測中心,北京 100037)
電波衛士
國外衛星移動產業情況研究
劉 暢,國 志,曾昱祺
(國家無線電監測中心,北京 100037)
本文介紹了國外幾大衛星移動通信系統的頻率和軌道資源使用情況、產業運營情況,以及主要的終端生產廠商,并分析了衛星移動通信系統未來發展的主要特點和技術難題。
衛星移動業務;頻率;產業
從20世紀80年代開始至今,衛星移動業務發展應用已日趨成熟,國際上各大衛星移動通信系統逐漸部署完畢,衛星移動業務頻率和軌道資源搶奪日趨激烈,形勢非常嚴峻。全面了解和掌握國際衛星移動業務產業水平,可為我國發展自己的衛星移動通信系統起到一定的借鑒作用。
1.1 海事衛星系統
從1982年租用衛星到構建全球寬帶無線網絡的第五代衛星移動通信系統,海事衛星系統(Inmarsat)已發展成為全球最大的衛星移動通信系統。目前,國際上航空業務前艙的機載衛星移動通信系統僅采用Inmarsat和銥星系統。
相關信息顯示,2013年7月發射的Inmarsat-4A F4衛星上已經配置1518MHz-1525MHz/1668MHz-1675MHz衛星移動業務頻段的轉發器,衛星定軌于東經25°,現已正常開展業務。但由于受到俄羅斯航空遙測業務和中國氣象輔助業務的阻攔,目前該公司還在努力尋求實現全球業務統一部署的解決方案。
近幾年,Inmarsat公司已轉向開發Ka頻段衛星移動通信作為L頻段業務的重要補充。海事衛星公司正在研制的Inmarsat五代星將構建全球寬帶無線網絡Global Xpress(GX),該無線網絡可以提供無縫的全球覆蓋和移動寬帶BGAN服務。第一顆Inmarsat-5 F1衛星已于2013年12月發射,定軌于東經63°,并已在2014年6月底投入商用。另外兩顆Inmarsat-5衛星計劃于2014年年底發射,后推遲到2015年中期,預計很快將完成GX項目全球覆蓋。該項目首席執行官表示,GX項目會在開始商業運行之后5年之內達到年收入5億美元的水平。
1.2 ACeS衛星系統
ACeS衛星系統由印度尼西亞等國家投資,于2000年2月發射,定軌于東經123°,設計使用壽命14年,星載天線為兩副直徑12米收發分離的大型可展開傘狀多波束反射天線,共設計140個通信點波束和8個可控點波束。該系統衛星移動通信頻段范圍為1525-1559MHz/1626.5-1660.5MHz。雖然衛星在發射后存在部分故障,但ACes衛星系統采用的技術為世界領先水平,該衛星在亞洲地區擁有龐大的用戶量。
1.3 Thuraya衛星系統
歐洲衛星公司目前擁有Thuraya-2和Thuraya-3兩顆靜止衛星,分別位于東經44°和東經98.5°。衛星設計使用壽命12年,天線直徑12.25米,星上均配置128個L頻段點波束,為亞洲、歐洲、中東、非洲和澳大利亞等國家和地區提供衛星移動通信業務,用戶覆蓋170多個國家,目前擁有用戶近29萬。Thuraya的衛星移動業務通信頻段為1525-1559MHz/1626.5-1660.5MHz。在1980-2010MHz和2170-2200MHz頻段,歐洲衛星公司和海事衛星公司平分15MHz的帶寬資源。由于上述頻段市場黯淡且Thuraya衛星存在故障,歐洲衛星公司計劃將已有的15MHz頻率出售給IMT2000地面業務使用。
1.4 MUOS衛星系統
MUOS衛星系統為UHF頻段系統,用于美國軍事通信,是美國軍事作戰最重要的通信系統之一。該系統天線采用12米可展開網狀收發共用天線,16個波束對地覆蓋。由于陸地移動通信系統競爭過于激烈,L頻段和S頻段的衛星移動業務在美國的發展十分受限。
1.5 ETS-8衛星系統
日本ETS-8衛星于2006年12月18日發射,定軌于東經146°,設計使用壽命10年,搭載1980-2010MHz和2170-2200MHz頻段實驗載荷,天線直徑約為15米,由日本空間技術研究院管理。
1.6 ICO G1衛星系統
美國ICO G1(Echostar G1,DBSD G1)衛星于2008年4月發射,定軌于西經93°,設計使用壽命15年,星上帶有250個波束,覆蓋北美區域。該衛星采用12米口徑網狀天線,具備增加、消除及重構點波束技術。
2013日,全球衛星產業收入為1,952億美元,同比增長3%。其中,占比最大的全球衛星服務業收入1,186億美元,同比增長5%,占全球衛星產業收入達61%。衛星固定業務收入為164億美元,與2012年持平。衛星移動業務收入為26億美元,同比增長8%,其中移動語音業務收入占30%,移動數據業務收入占70%。
2.1 海事衛星系統運營情況
2013日海事衛星公司總收入為12.62億美元,同比下降了5.7%,但衛星移動業務收入增長了3.3%,這主要是海上業務和航空業務業績增長帶來的貢獻。2013年Inmarsat衛星移動業務活躍用戶總數量達到近37萬,比2012年增加了1.3%。
2.2 銥星系統運營情況
銥星公司收入由服務收入、銷售收入和其他收入構成。衛星移動業務用戶數量已達到近34萬,其中美國政府一直以來都是銥星的重要客戶。2013年銥星公司收入為3.8億美元。其中語音服務和數據服務收入由2012年的2.7億美元增長到2.9億美元,年增長率為6.8%。
2.3 Thuraya衛星系統運營情況
歐洲衛星公司在2003年發射第二顆衛星后,全球用戶量突破10萬戶。2004年歐洲衛星公司的業務擴大到海上。2008年,在其第三顆衛星Thuraya-3發射后,其衛星系統覆蓋范圍拓展到亞洲及澳大利亞。目前,Thuraya衛星系統在亞太地區已經為菲律賓、日本,以及我國臺灣地區提供衛星移動業務服務。同時,不斷擴展在美國的漫游覆蓋范圍,并與西班牙電信簽訂漫游協議,已將覆蓋范圍延伸到拉丁美洲11個國家。
國際上,各大衛星移動通信系統終端的產業鏈已經非常成熟,全部由生產商直接提供給各系統資源所有者,再由資源所有者統一分配。目前,全球主要的衛星移動通信系統終端生產商有如下幾家:
3.1 Cobham公司
C o b h a m公司為海事衛星系統生產F B B (FleetBroadband),SB(SwiftBroadband),BGAN設備。其生產的Inmarsat海事安全系統及高性能的Inmarsat海上寬帶終端,可提供數據傳輸、船隊監控、雙向通信等服務。除了移動終端外,該公司還設計、開發并建造Inmarsat的地面站,為所有類型的衛星移動應用提供服務接口。
3.2 Addvalue公司
Addvalue公司的客戶群包括I n ma rsat,Thuraya,SingTel,Satlink,Intellian,Satcom Global等公司。Addvalue公司是目前全球衛星移動終端領先的開發商和供應商,其研制的地面衛星移動終端體積小巧,與筆記本電腦相當,可提供清晰的數字語音、高速數據和短信服務。另外,該公司還成功開發了融合Wi-Fi功能的地面衛星移動終端。
3.3 APSI公司
APSI是韓國的衛星通信服務公司,主要為Thuraya衛星移動通信系統生產衛星手機及船載終端。主要產品包括衛星移動手機、衛星數據調制解調器、海事衛星業務產品、地面移動手機的衛星通信模塊、TETRA(陸地集群)終端,以及適用于各種類型的衛星移動業務的下一代TETRA數據調制解調器。
目前,全球各大衛星移動通信系統都在向二代星發展,新一代系統配備星間鏈路,使用一個星關站,就可以實現全球通信。根據空間業務的發展趨勢,未來的衛星移動通信系統具備兩大共同特點。一是從語音業務拓展到以數據業務為主。二是衛星移動系統攜帶多種業務載荷,從通信設施拓展為基礎設施,提供多種服務。
雖然衛星移動通信系統發展迅速,但仍存在一些技術難題。首先是天線方面,由于低頻段傳輸特性,衛星移動業務需要使用星載大天線。而星載大天線設計難度大且展開成功率低,因此,目前全球具備成熟天線機械性能技術的國家和公司十分有限。其次是平臺方面,衛星移動通信系統的大天線及多天線特性要求衛星平臺具備高承載重量和高載荷功率特性,但由于受限于技術及運載火箭能力,衛星平臺還不能很好地滿足未來新型移動通信系統的需求。因此,衛星移動通信系統還需解決上述問題,才能迎來更廣闊的發展空間。
[1] 海事公司2013年年報
[2] 銥星公司2013年年報
[3] 衛星移動通信系統終端行業調研報告
Research of the Mobile-Satellite Service Industry
Liu Chang, Guo Zhi, Zeng Yuqi
(The State Radio Monitoring Center, Beijing, 100037)
At present, foreign mobile-satellite communication industry has been at a relatively mature stage. This article introduces frequency and orbit resources, industrial operations and main terminal manufacturers of major international mobile-satellite communication systems. It also analyzes the main characteristics and technical problems of the mobile-satellite communication systems in the future development.
Mobile satellite service; Frequency; Industry
10.3969/J.ISSN.1672-7274.2015.07.014
TN927+.23文獻標示碼:A
1672-7274(2015)07-0056-03
劉 暢,1987年生,碩士,在國家無線電監測中心主要從事衛星頻率和軌道資源研究及協調等方面的工作。
國 志,1987年生,碩士,在國家無線電監測中心主要從事專利申請、科技獎申報、招投標等方面的工作。
曾昱祺,1987年生,碩士,在國家無線電監測中心主要從事衛星產業和政策研究等方面的工作。