轉(zhuǎn)型時刻，衛(wèi)星通信該怎么做

+ 楊 艷 朝 暉

中國空間技術(shù)研究院通信衛(wèi)星事業(yè)部的年輕一代，對于未來衛(wèi)星通信服務(wù)和通信衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，有著獨到的見解和宏大的展望。

在2018年11月的珠海航展上，我們與一位年輕的負(fù)責(zé)人討論了通信衛(wèi)星的未來。

如果要比較人類各種技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展速度，通信領(lǐng)域絕對可以排在前列。這種飛速發(fā)展給我們的生活帶來了越來越多的便利，卻也持續(xù)考驗著供應(yīng)商的創(chuàng)新精神與研發(fā)能力。衛(wèi)星通信作為通信行業(yè)一員，同樣在經(jīng)歷著劇烈的變化。

中國空間技術(shù)研究院通信衛(wèi)星事業(yè)部作為國內(nèi)唯一有能力批量化提供高性能通信衛(wèi)星的單位，在技術(shù)和業(yè)務(wù)發(fā)展上一直保持著國際化、前沿化的視野。特別是通信衛(wèi)星事業(yè)部的年輕一代，對于未來衛(wèi)星通信服務(wù)和通信衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，有著獨到的見解和宏大的展望。

在2018年11月的珠海航展上，我們遇到了通信衛(wèi)星事業(yè)部的梁宗闖副部長，和這位年輕的負(fù)責(zé)人討論了通信衛(wèi)星的未來。

變革：衛(wèi)星通信的消費時代來了

“衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷一次前所未有的變革。”梁宗闖說，“這次變革的核心，是衛(wèi)星從過去的備份和骨干網(wǎng)傳輸為主體，向個人業(yè)務(wù)演變。這就對衛(wèi)星本身提出了新的要求?！?/p>

通信衛(wèi)星事業(yè)部是中國自主高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個成功典范。上世紀(jì)末國家機(jī)關(guān)完成立項批復(fù)，中國空間技術(shù)研究院獨立自主創(chuàng)新，成功開發(fā)了東方紅四號通信衛(wèi)星平臺，不但擁有了一款具有世界先進(jìn)水平的大型靜止軌道衛(wèi)星平臺產(chǎn)品，并且首開整星商業(yè)出口的記錄。在這種優(yōu)良商業(yè)傳統(tǒng)的熏陶下，通信衛(wèi)星事業(yè)部的年輕人對于“市場”、“用戶”這兩個詞匯的理解和感悟，也有著全球眼光。

梁宗闖和他的同事們對這個市場趨勢做了具有航天特色的觀察。他們認(rèn)為，今天的通信，不僅僅要解決人們是不是能聯(lián)通彼此的問題，而是要向每個消費者提供足夠的帶寬，來滿足他們對世界的好奇心和掌握各類信息的需求。在過去幾十年的時間里，人們對通信帶寬的需求一直在高速成長，其中也包括衛(wèi)星通信。這就推動著衛(wèi)星本身的技術(shù)不斷進(jìn)步。這樣的變革會對技術(shù)發(fā)展起到什么樣的推動作用呢？這恐怕是整個業(yè)界都在關(guān)心的問題。

作為衛(wèi)星制造商，梁宗闖認(rèn)為，這首先是要求衛(wèi)星功率越來越高，要求天線的尺寸越來越大，要求對有限頻率資源的高效使用。若干因素相結(jié)合，就能讓用戶接收到的信號功率越來越強(qiáng)，進(jìn)而減小用戶終端體積、提升用戶可用帶寬，并且讓更多人、更多平臺可以使用衛(wèi)星通信。

梁宗闖解讀說：“從東方紅三號到東方紅四號，功率從1000瓦上升到10000瓦。而星上天線尺寸也因布局面積的增加而有了很大改善。然而這還是不能滿足新的需求。因此我們開展了東方紅五號衛(wèi)星平臺的研制，天線尺寸提高到3米以上，有效載荷功率達(dá)到兩萬瓦級別，通信能力從100Gb/s左右提高到了300Gb/s以上，而設(shè)計壽命增長到16年。如果說，此前人們通常要用一副1.2米直徑天線來開展VSAT通信，那么采用東方紅五號平臺的衛(wèi)星可以支持0.8米甚至更小天線尺寸的通信。這樣，更多的個人用戶例如旅游愛好者就可以擁有個人衛(wèi)星終端，走到哪里都可以實現(xiàn)寬帶上網(wǎng)。還有一種模式就是民航客機(jī)的后艙無線網(wǎng)，能夠在飛機(jī)內(nèi)部實現(xiàn)Wi-Fi環(huán)境，使乘客在飛行途中，可以像在家里一樣，使用自己的手機(jī)、平板電腦等常用終端上網(wǎng)?！?/p>

變革還不止于此。回顧通信衛(wèi)星和衛(wèi)星通信50多年的發(fā)展史，梁宗闖認(rèn)為，近期真正帶來突破的，正是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用背景下的高通量衛(wèi)星。以東方紅五號衛(wèi)星為例，它的高通量能力極大地降低了單位帶寬的成本，比傳統(tǒng)通信衛(wèi)星至少低了一個量級。

因此，高通量衛(wèi)星可以認(rèn)為是地球靜止軌道通信衛(wèi)星出現(xiàn)以來，衛(wèi)星通信領(lǐng)域最大的一次革命。

他強(qiáng)調(diào)說：“根據(jù)我們的測算，一顆東方紅五號衛(wèi)星就可以基本滿足當(dāng)前我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)用戶的覆蓋和容量需求，三顆就可以惠及整個“一帶一路”沿線的國家和地區(qū)。”

天、空、地、海一體化的未來通信想象圖

航天科技集團(tuán)在第十二屆珠海航展上展示的低軌通信衛(wèi)星

鴻雁系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃

競爭：催生新業(yè)務(wù)帶來更多客戶

業(yè)界的人們都知道，在中國的政策環(huán)境下，衛(wèi)星通信的發(fā)展相對遲緩。中國衛(wèi)星通信集團(tuán)股份有限公司和中國電信股份有限公司衛(wèi)星通信分公司（電信衛(wèi)通）這兩個行業(yè)骨干企業(yè)雖然經(jīng)營多年，但并沒有把市場潛力充分變成經(jīng)濟(jì)效益。通信衛(wèi)星事業(yè)部如何看待東方紅五號的市場前景呢？

梁宗闖認(rèn)為，電信衛(wèi)通正在運營衛(wèi)星移動通信業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)集中在S頻段。中國衛(wèi)通通過利用中星16號高通量通信衛(wèi)星開展基于Ka頻段的寬帶互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的示范應(yīng)用。兩家運營商均對未來各自的業(yè)務(wù)表示樂觀，并提出了擴(kuò)大容量和覆蓋的迫切需求。東方紅五號衛(wèi)星平臺完全滿足用戶該類需求，在國內(nèi)外市場有著廣闊的應(yīng)用前景。

“同時，我們擁有航天科技集團(tuán)的群體優(yōu)勢。我們有衛(wèi)星產(chǎn)品，也有運營能力，同時還擁有終端開發(fā)能力，能夠完成整個產(chǎn)業(yè)鏈的整合，提供整體解決方案?！?/p>

他說：“市場化競爭是遲早的事情。我們不懼怕競爭，希望存在競爭，競爭才能推動新的業(yè)務(wù)出現(xiàn)，有競爭才能有更多用戶?！?/p>

通信衛(wèi)星事業(yè)部并不是坐等市場競爭自己發(fā)生，下屬的市場部門、頻率中心和研發(fā)中心都在積極尋找新的業(yè)務(wù)應(yīng)用，其中包括互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)平臺建設(shè)、鴻雁星座上的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)用，都服務(wù)于自己的客戶，也就是衛(wèi)星運營商。通過自身對通信和互聯(lián)網(wǎng)的理解，推動運營商找到新的應(yīng)用需求和運營模式，擴(kuò)大對衛(wèi)星產(chǎn)品的需求。這項工作本身不一定會產(chǎn)生直接的經(jīng)濟(jì)收益，但梁宗闖說：“我們認(rèn)為這并不是“無用功”，最終一定會推動整個行業(yè)的繁榮。”

在尋找新業(yè)務(wù)這個問題上，一個現(xiàn)成的機(jī)會就擺在面前，那就是5G。梁宗闖承認(rèn)，長期以來，地面技術(shù)快速發(fā)展，衛(wèi)星卻沒有太大的作為。通信衛(wèi)星事業(yè)部決心在這方面有所作為，這就是鴻雁星座。

突破：用戶需求是衛(wèi)星設(shè)計的出發(fā)點

按照通信衛(wèi)星事業(yè)部的藍(lán)圖，鴻雁星座的應(yīng)用在于5G的兩個垂直方向：物聯(lián)網(wǎng)以及更大帶寬的寬帶傳輸系統(tǒng)。因此“我們的設(shè)計就是面向業(yè)務(wù)”，以現(xiàn)有地面物聯(lián)網(wǎng)終端的標(biāo)準(zhǔn)為出發(fā)點，倒推對星座的要求，包括衛(wèi)星的功率、尺寸和其他指標(biāo)。

這對于通信衛(wèi)星的研制來說是一次新的嘗試，通信衛(wèi)星事業(yè)部不再是簡單地按照運營商提出的任務(wù)來開展設(shè)計，而是根據(jù)最終用戶的應(yīng)用模式來自己提出相關(guān)指標(biāo)，最終拿出讓運營商滿意的設(shè)計和建設(shè)方案。

這樣的模式和方案得到了航天科技集團(tuán)有限公司董事會的認(rèn)可，專門成立了東方紅移動衛(wèi)星通信有限公司來負(fù)責(zé)鴻雁星座的運營，采用通信衛(wèi)星事業(yè)部的方案來拓展新業(yè)務(wù)的應(yīng)用。

在2018年珠海航展的現(xiàn)場，梁宗闖向來賓們介紹了鴻雁星座的理念、構(gòu)成和關(guān)鍵技術(shù)。在外界看來，從靜止軌道衛(wèi)星轉(zhuǎn)向低軌道寬帶星座，是一場驚心的冒險。但是在梁宗闖看來，這項決策來源于用戶需求分析，不但是必由之路，而且有著必勝的信心。

這其中的關(guān)鍵，是如何看待衛(wèi)星在未來全球通信基礎(chǔ)設(shè)施中的定位。

他說：“以前，衛(wèi)星通信可以說是地面通信網(wǎng)絡(luò)的延伸和補(bǔ)充。但在未來，如果從全球視角觀察通信基礎(chǔ)設(shè)施，衛(wèi)星和地面的角色可能會發(fā)生對調(diào)，特別是在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用背景下更是如此。傳統(tǒng)的通信是人與人的通信，有人的地方才有通信，實際上在全球形成了很多個參差不齊的局域網(wǎng)，并且彼此聯(lián)通。但物聯(lián)網(wǎng)的用戶終端可能達(dá)到幾百億甚至幾千億的量級，近乎于均勻地分布在全球各個角落。在這種場景下，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)形成了覆蓋整個地球的全域網(wǎng)，地面網(wǎng)絡(luò)則保持在多個局域網(wǎng)互聯(lián)的局面?！?/p>

這或許正是衛(wèi)星通信行業(yè)的突破點。