衛(wèi)星通信在我國(guó)海洋應(yīng)用中存在的問(wèn)題與發(fā)展建議

一、引言

我國(guó)是陸海兼?zhèn)涞暮Ｑ蟠髧?guó)，擁有約300萬(wàn)km2管轄海域，相當(dāng)于陸地國(guó)土面積的1/3。海洋擁有豐富的油氣、漁業(yè)、礦產(chǎn)等資源，我國(guó)對(duì)海洋資源、安全的依賴(lài)程度日趨上升，海洋戰(zhàn)略意義日益凸顯。

在建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)的進(jìn)程中，我國(guó)面臨諸多挑戰(zhàn)。美國(guó)提出“亞太再平衡”加強(qiáng)對(duì)我國(guó)的圍堵遏制，周邊鄰國(guó)不斷加強(qiáng)軍事實(shí)力，給我國(guó)海洋安全帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。釣魚(yú)島爭(zhēng)端、東海及南海劃界等爭(zhēng)端不斷涌現(xiàn)。此外，海上風(fēng)暴、海嘯等自然災(zāi)害頻發(fā)，每年給我國(guó)造成巨大的生命和財(cái)產(chǎn)損失。

圍繞國(guó)家海洋戰(zhàn)略發(fā)展需求，為全面提升我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)、權(quán)益維護(hù)、安全管控、防災(zāi)減災(zāi)等能力，需要依托先進(jìn)的電子信息、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)和手段，提升海上信息傳輸保障能力。作為海洋通信的重要手段，衛(wèi)星通信以其靈活方便、傳輸帶寬較高、可提供跨越地域的通信覆蓋等特點(diǎn)，成為海洋通信應(yīng)用的重要手段，也將在未來(lái)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

二、我國(guó)海上衛(wèi)星通信應(yīng)用中存在的問(wèn)題

1．現(xiàn)有衛(wèi)星通信資費(fèi)較高

目前我國(guó)的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基本以本國(guó)國(guó)土或鄰近海域?yàn)橹?，而遠(yuǎn)航船隊(duì)只能依賴(lài)國(guó)外的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，費(fèi)用高昂且受制于人。以遠(yuǎn)航時(shí)通過(guò)海事衛(wèi)星來(lái)保障數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸為例，大流量套餐相對(duì)便宜。如果一艘船每年出遠(yuǎn)海時(shí)間并不是特別長(zhǎng)，那么它不論采用何種流量套餐均不劃算，而這些船只在我國(guó)遠(yuǎn)航船隊(duì)中所占比例不低。

2．通信設(shè)備型態(tài)各異且安裝受限

海上船體平臺(tái)空間有限，且能夠安裝天線的位置更是有限，而海上衛(wèi)星終端類(lèi)型較多，受天線口徑約束一般體積較大，且衛(wèi)星通信要求不論船體姿態(tài)如何均需無(wú)遮擋。可見(jiàn)，對(duì)于船載衛(wèi)星通信終端和天線，其適裝性都需要改進(jìn)和提升。

3．熱點(diǎn)地區(qū)應(yīng)急/突發(fā)通信需求強(qiáng)烈

我國(guó)擁有18000km海岸線，是名副其實(shí)的海洋大國(guó)。近年來(lái)，海上自然災(zāi)害高發(fā)，海洋權(quán)益面臨諸多挑戰(zhàn)，海洋安全形勢(shì)嚴(yán)峻。隨著海上各種權(quán)益維護(hù)、經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)等活動(dòng)增加，某一區(qū)域通信保障需求劇增?，F(xiàn)有衛(wèi)星通信資源有限，不能滿(mǎn)足使用需求，成為制約海上經(jīng)濟(jì)發(fā)展、權(quán)益維護(hù)、安全保障的問(wèn)題之一。

4.完全依賴(lài)國(guó)外衛(wèi)星系統(tǒng)存在安全隱患

目前海上廣泛使用的海事衛(wèi)星、銥星等衛(wèi)星通信系統(tǒng)均為其他國(guó)家建設(shè)運(yùn)營(yíng)，用戶(hù)數(shù)據(jù)通過(guò)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)一般在各國(guó)建設(shè)的衛(wèi)星通信地面站落地，使得用戶(hù)信息的安全性存在一定隱患。

三、我國(guó)海上衛(wèi)星通信發(fā)展建議

1.采用海上WiFi模式降低通信資費(fèi)

根據(jù)遠(yuǎn)航出訪人員反饋，目前對(duì)于衛(wèi)星數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)需求十分強(qiáng)烈。建議采用海上WiFi模式降低通信資費(fèi)：利用一艘經(jīng)常出遠(yuǎn)海的船只，加裝衛(wèi)星船載終端（購(gòu)買(mǎi)大流量套餐），在海上構(gòu)建WiFi熱點(diǎn)，除了實(shí)現(xiàn)本船所有人員WiFi網(wǎng)絡(luò)需求，對(duì)于附近船只采用一種合適的價(jià)格實(shí)現(xiàn)WiFi網(wǎng)絡(luò)就近接入，實(shí)現(xiàn)流量“批發(fā)和零售”，示意圖如圖1所示。

圖1 海上WiFi熱點(diǎn)模式示意

2.開(kāi)展船載衛(wèi)星業(yè)務(wù)終端一體化設(shè)計(jì)

結(jié)合遠(yuǎn)航實(shí)際情況來(lái)看，出航時(shí)衛(wèi)星數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和衛(wèi)星電視業(yè)務(wù)的需求較為迫切。鑒于船載平臺(tái)空間有限，如果能夠?qū)⑿l(wèi)星數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和電視業(yè)務(wù)的終端進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，提高終端適裝性能，不論在軍用還是民用領(lǐng)域，都將具有廣闊的推廣前景。一體化終端概念設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 衛(wèi)星一體化終端概念設(shè)計(jì)圖

3．增強(qiáng)熱點(diǎn)地區(qū)通信覆蓋能力

目前，熱點(diǎn)地區(qū)應(yīng)急/突發(fā)通信需求強(qiáng)烈。針對(duì)各種突發(fā)事件，一般采用小區(qū)分裂技術(shù)或通過(guò)應(yīng)急通信車(chē)增加異頻蜂窩疊加覆蓋的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于海上，建議衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)能夠提供更多的移動(dòng)點(diǎn)波束，用于滿(mǎn)足熱點(diǎn)地區(qū)應(yīng)急或突發(fā)通信需求。以中星12號(hào)衛(wèi)星為例，如圖3所示，為保障中東非（亞丁灣）熱點(diǎn)區(qū)域安全和應(yīng)急通信需求，衛(wèi)星波束覆蓋了該區(qū)域內(nèi)的大陸和海洋，能夠?yàn)樵搮^(qū)域的船只、人員提供數(shù)據(jù)、話音、視頻通信服務(wù)。

圖3 中星12號(hào)衛(wèi)星Ku頻段中東非波束EIRP覆蓋圖

4．建設(shè)自主可控全球移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)

近期，中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司、中國(guó)電信集團(tuán)有限公司等國(guó)內(nèi)企業(yè)相繼宣布，準(zhǔn)備聯(lián)合構(gòu)建我國(guó)的全球移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，計(jì)劃經(jīng)過(guò)兩期建設(shè)提供覆蓋全球的寬帶移動(dòng)衛(wèi)星通信服務(wù)，如圖4所示。這對(duì)未來(lái)海上通信將是一大利好消息，因?yàn)楹Ｉ洗粚⑹窃撏ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的重要客戶(hù)。我國(guó)要成為海洋強(qiáng)國(guó)，要組建海上絲綢之路，國(guó)家必須盡快構(gòu)建自主可控的全球移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。

圖4 全球移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃

四、結(jié)束語(yǔ)

海洋在我國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略中的地位日益凸顯。海洋面積廣闊、空間立體、環(huán)境復(fù)雜多變、海洋主體與活動(dòng)分散，決定了海洋活動(dòng)高度依賴(lài)于信息。衛(wèi)星通信具有覆蓋面廣闊、較高通信帶寬等突出優(yōu)點(diǎn)，因而在海上通信中具有重要作用，是保障海上廣域互聯(lián)的不可替代的手段。面向我國(guó)建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)，推進(jìn)“一帶一路”倡議等宏偉規(guī)劃，針對(duì)我國(guó)海洋衛(wèi)星通信應(yīng)用的實(shí)際需求，未來(lái)需要在衛(wèi)星通信應(yīng)用研究模式、場(chǎng)景，以及全球衛(wèi)星組網(wǎng)方面進(jìn)一步加強(qiáng)研究和投入，促使衛(wèi)星通信在海洋經(jīng)濟(jì)、軍事、管理、開(kāi)發(fā)等方面發(fā)揮出更加重要的作用。