衛星通信產業技術應用現狀分析及其發展趨勢

趙飛

【摘要】 隨著通信技術的快速發展，衛星通信在實現人類通信“無縫”對接方面發揮著不可替代的重要作用。本文首先分析了衛星通信產業技術的應用現狀，詳細論述了其未來的發展趨勢，并結合目前衛星通信系統的技術優勢提出衛星通信產業的發展前景。

【關鍵詞】 衛星通信 產業 應用現狀 發展趨勢

自1965年世界上第一顆通信衛星“晨鳥”發射以來，衛星通信正式成為一種重要的通信技術手段，此后衛星通信產業得到迅速發展，在多個領域都得到了廣泛的應用。通信技術的不斷進步導致通信產業的市場競爭越來越激烈，衛星通信產業同樣面臨著新的機遇和挑戰。因此，有必要了解衛星通信產業技術的應用現狀，研究其未來發展趨勢，為衛星通信產業的蓬勃發展奠定堅實的基礎。

一、衛星通信產業技術應用現狀及發展特點

1.1衛星通信產業技術應用現狀

按照業務方式不同可以將衛星通信系統分為寬帶、固定、移動等多種衛星通信系統，下面，本文將介紹代表性衛星通信系統的應用現狀：

1.1.1寬帶衛星通信系統

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

1.1.2衛星固定通信系統

衛星固定通信業務是衛星通信的傳統業務，主要用于內部專網、數據采集、廣播電視等工作，根據應用領域不同可以分為多種類型，如主要用于邊遠地區通信問題的點對點通信系統，用于內部通信的ASAT系統及用于多媒體數據分發的分發系統等。根據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的業務，主要用于遠程教育、電視會議等主流業務，而窄帶業務則仍以話音和低速數據為主，近年來逐漸被寬帶所取代。據通信行業的一份統計資料顯示，在當前衛星固定標準轉發器中，視頻業務所占比例高達62%，遠遠高于話音業務的14%。VSAT是衛星固定通信系統中的重要形式，其天線口徑遠遠小于2.4m，工作段集中在C頻段和Ku頻段，其最大優勢為設備簡單、造價低、組網方便等，一個VSAT即可獨立完成點對點通信業務，適用于多種業務信息的傳輸[2]。此外，VSAT系統還可用于信息的采集與遠程監控，對“村村通”項目的建成提供技術條件。

1.1.3衛星移動通信系統

衛星移動通信系統可實現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星中繼站實現。目前所采用的衛星移動通信系統有國際海事衛星通信系統、北美移動衛星通信系統、亞洲蜂窩衛星通信系統等，這些衛星通信系統主要是通過靜止軌道衛星來實現通信業務[3]。國際海事衛星通信系統--Inmarsat是由國際海事組織經營管理的衛星定位系統，第四代衛星通信系統--Inmarsat-4已投入使用，Inmarsat-4由3顆移動衛星組成，主體尺寸為7m×2.9m×2.3m，軌道類型均為GEO，但3顆移動衛星在發射工具、軌道位置、覆蓋范圍上有所不同，如Inmarsat-4 F1的覆蓋區域為美洲，Inmarsat-4 F2的覆蓋范圍涉及歐洲、非洲及中東，Inmarsat-4 F3的覆蓋區域為亞太地區。

1.2衛星通信產業技術的發展特點

目前國際衛星通信產業技術的發展主要呈現出以下特點：

（1）衛星通信產業技術的增長動力主要來自于DMB，即衛星多媒體廣播業務，該業務面向社會大眾，經歷了DAB、DVB發展階段，時至今日的衛星廣播數據量逐漸增大，并以歐美、日本、韓國為技術發展先驅[4-5]。

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

（3）寬帶衛星通信已成為衛星通信基礎設施建設的重要內容，寬帶衛星通信自上世紀八十年代出現以來便成為主要的商用通信業務手段，隨著衛星終端設備費用的不斷降低，寬帶衛星通信用戶數量將不斷增長。

（4）衛星通信的應用范圍不斷拓展，并在多個領域發揮著重要的作用。

二、衛星通信產業技術發展趨勢

本文將從多個角度針對性分析衛星通信產業技術的發展趨勢。

2.1寬帶衛星通信技術的發展趨勢

由于頻譜資源和GEO衛星軌道資源日益緊缺，今后的通信衛星將更多地采用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構仍然是衛星通信道路的重要組成部分。寬帶信息網絡是多媒體業務傳輸的基礎，為了提高通信質量和容量就要融合多種通信網絡，實現異構網絡，不論是寬帶接入網域還是移動接入網域都將以全IP為發展目標。未來的衛星通信系統將不僅局限于系統自身的建設，還將著眼于因特網通信系統建設，借助類似因特網的通信網絡實現全球范圍內的信息接入和部署，該項技術即空間因特網協議技術。空間因特網協議技術是IPv6協議、SISR、AISR技術的融合，可將空中數據傳輸到地面，確保網絡高質量運行。

2.2星上處理技術的發展趨勢

星上處理技術是在信息高速公路概念的基礎上提出的一種全新技術，該技術被廣泛應用于衛星轉發器設計中，實現了衛星波束的編程、分配和轉換，提高了話音通信質量。2009年11月IS-14商用通信衛星在美國發射升空，主要用于驗證IRIS（太空互聯網路由技術）在軍事衛星通信中的可行性。IRIS荷載可為用戶提供更加靈活多變的IP網絡，進行多媒體數據交換，從而大大縮短通信時間，擴大通信容量。

2.3先進衛星技術發展趨勢

目前的衛星通信系統很大程度上受到衛星自身體積、重量的限制，為有效解決這些技術問題，未來的衛星系統將在星體結構上進行大膽創新，形成可裝配式星體結構，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星。

衛星功能也將隨之發生變化，搖身一變成為偵查衛星或遙感衛星，“衛星簇”就是其中的一個典型代表。衛星簇由多個衛星組成，這些衛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。

三、結語

通過研究衛星通信產業技術應用現狀及未來發展趨勢可以看出，衛星通信產業技術正在發生革命性的變化，將對未來世界的經濟、軍事發展產生重大影響，在產業信息化中發揮重要的促進作用。

參 考 文 獻

[1]黃華山. 淺談衛星通信的應用發展現狀[J]. 科技創新導報，2014，25：81-82.

[2]肖躍，秦紅祥. 國內外衛星通信產業技術應用現狀和發展趨勢[J]. 衛星與網絡，2010，07：20-25.

[3]羅文. 衛星通信系統的發展及其關鍵技術[J]. 信息通信，2013，01：157-158.

[4]王余濤. 2012年全球衛星通信產業發展綜述[J]. 衛星應用，2013，01：33-40.

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