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中國Ka高通量衛(wèi)星在這個應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒋笥锌蔀椋?/h1>
發(fā)布時間:2017-02-25 17:05

前幾日中國新聞網(wǎng)公布了2017年我國即將發(fā)射實(shí)踐十三號、中星9A、實(shí)踐十八號等6顆通信衛(wèi)星的計劃,一時間圈內(nèi)好友紛紛刷屏,未來飛機(jī)、高鐵上網(wǎng)將不是夢! “實(shí)踐十三號”衛(wèi)星究竟是何方神圣,怎會在媒體、社會引起那么大的反響。


今天就跟你聊聊衛(wèi)星通信發(fā)展的那些事。


1
衛(wèi)星通信曾經(jīng)的輝煌

人造衛(wèi)星是上世紀(jì)60年代冷戰(zhàn)時期,美蘇爭霸背景下產(chǎn)物,我國第一顆人造衛(wèi)星也于1970年上天,但我國真正意義上的通信衛(wèi)星是1984年發(fā)射的基于“東方紅二號”試驗(yàn)通信衛(wèi)星。


但早在1972年,伴隨著尼克松訪華等重大政治事件的新聞直播,為美國衛(wèi)星直播特批的衛(wèi)星地面站就已經(jīng)落地北京。衛(wèi)星通信這個神秘的東西就進(jìn)入我國,老鷹數(shù)月前有幸參觀了北京地面站,從一張張老照片中重溫了當(dāng)年的輝煌。


上世紀(jì)80-90年代是我國衛(wèi)星通信發(fā)展的黃金期,隨著我國通信衛(wèi)星陸續(xù)升空,在北京“上莊”地區(qū)陸續(xù)豎起了數(shù)十面“大鍋”,有10米、30米口徑衛(wèi)星天線,蔚為壯觀。


各地陸續(xù)建設(shè)衛(wèi)星地面站,全國郵電系統(tǒng)衛(wèi)星行業(yè)蓬勃發(fā)展,衛(wèi)星骨干網(wǎng)絡(luò)建成,擔(dān)當(dāng)國際國內(nèi)重要通信鏈路組網(wǎng)。老鷹前東家,郵電部設(shè)計院就專門有衛(wèi)星通信設(shè)計部門,擁有衛(wèi)星通信規(guī)劃設(shè)計一批老專家,當(dāng)年衛(wèi)星通信行業(yè)輝煌無限。郵電部設(shè)計院當(dāng)年僅僅依靠衛(wèi)星地面站綜合網(wǎng)管一個軟件就獲得不菲的收益,成為衛(wèi)星行業(yè)國內(nèi)創(chuàng)新的代表(當(dāng)時衛(wèi)星通信清一色的歐美制造,全英文系統(tǒng))。


高昂的衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設(shè)成本,使得衛(wèi)星停留在骨干、重要通信領(lǐng)域,離老百姓通信需求十萬八千里,當(dāng)時衛(wèi)星通信終端動輒數(shù)米、數(shù)十米的大鍋,通信衛(wèi)星工作頻段多在L波段、C波段。


2
衛(wèi)星通信的落寞


上世紀(jì)90年代,我國通信事業(yè)進(jìn)入飛速發(fā)展期,特別是進(jìn)入2000以后,移動通信、寬帶通信發(fā)展迅速從高端消費(fèi)走向平民大眾,通信成本大幅下降,全國八縱八橫骨干光纖網(wǎng)絡(luò)建成,移動通信覆蓋滲透到村村寨寨,郵電通信行業(yè)也經(jīng)歷了數(shù)次改革重組,曾經(jīng)擔(dān)當(dāng)通信重任衛(wèi)星地面站,因?yàn)楦甙旱脑O(shè)備運(yùn)維成本、鏈路帶寬成本,性價比與地面光網(wǎng)絡(luò)簡直一個天上、一個地下,于是乎,各省衛(wèi)星地面站陸續(xù)關(guān)張。僅僅剩下北京、西藏等少數(shù)幾個衛(wèi)星地面站仍在運(yùn)轉(zhuǎn)。


由于高昂的成本,衛(wèi)星通信由骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸網(wǎng)絡(luò),逐步淪落為應(yīng)急救災(zāi)、邊遠(yuǎn)地區(qū)、特殊行業(yè)備份鏈路,通信鏈路需求也大幅萎縮,衛(wèi)星通信行業(yè)逐步被邊緣化。


隨著2008年汶川地震、國家村通工程等推動,基于Ku衛(wèi)星的VSAT衛(wèi)星終端設(shè)備,設(shè)備小型化,Ku VSAT天線小的只有1米左右,大大促進(jìn)了衛(wèi)星通信應(yīng)用,在應(yīng)急通信、村通工程、移動超級基站中有了一定的應(yīng)用,在石油、勘探、邊防、海島等也有部分應(yīng)用,但相比于公眾通信而言,規(guī)模不大,導(dǎo)致寬帶衛(wèi)星通信一直缺乏升級換代的動力。


高昂的衛(wèi)星鏈路成本是攔在寬帶衛(wèi)星應(yīng)用的最大障礙,畢竟相比廉價的地面鏈路和覆蓋廣泛的移動通信及寬帶網(wǎng)絡(luò),寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)沒有優(yōu)勢。


3
衛(wèi)星通信發(fā)展的新希望


為什么衛(wèi)星通信成本這么高呢?我們剖析衛(wèi)星通信成本如下:


傳統(tǒng)Ku衛(wèi)星,容量2Gbps,造價如下:發(fā)射0.6-1億美金,衛(wèi)星1-2億美金,地面網(wǎng)關(guān)0.3-0.6億美金,一般衛(wèi)星壽命15年,可以核算2.5-4.5萬美金/年/M,這個價格是地面成本的數(shù)百倍以上。


隨著高通量衛(wèi)星技術(shù)出現(xiàn),通過點(diǎn)波束技術(shù),使得衛(wèi)星容量成倍增加,如下圖所示:




Ku HTS衛(wèi)星容量可以做到傳統(tǒng)Ku衛(wèi)星的10倍或者數(shù)十倍,當(dāng)然由于當(dāng)前Ku衛(wèi)星頻率使用已經(jīng)接近飽和,Ku HTS衛(wèi)星使用前提是傳統(tǒng)的Ku衛(wèi)星需要退出服務(wù),為Ku HTS衛(wèi)星騰出頻率。


比如亞太6D衛(wèi)星就是利用亞太6衛(wèi)星替換的機(jī)會,騰出部分頻率用Ku HTS衛(wèi)星替代傳統(tǒng)Ku衛(wèi)星,容量高達(dá)15-30Gbps,這樣衛(wèi)星帶寬成本下降到0.3-0.5萬美金/年/M,成本大幅下降,但仍數(shù)十倍于地面網(wǎng)絡(luò)。


Ka高通量衛(wèi)星四大優(yōu)勢


隨著高通量衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展,同時Ka衛(wèi)星頻率廣泛使用(Ka衛(wèi)星頻率資源是Ku衛(wèi)星頻率資源的5倍以上),美國Viasat-1將Ka HTS衛(wèi)星容量做到140Gbps,衛(wèi)星容量相當(dāng)于傳統(tǒng)Ku衛(wèi)星的近百倍,衛(wèi)星帶寬成本大幅下降,帶寬成本僅僅數(shù)倍于地面網(wǎng)絡(luò),同時考慮到美國地廣人稀特點(diǎn),Viasat在美國大量發(fā)展衛(wèi)星寬帶用戶,以每戶每月80-100美金價格陸續(xù)發(fā)展了數(shù)百萬寬帶衛(wèi)星用戶。


Viasat隨即宣布未來將Ka衛(wèi)星容量進(jìn)一步拓展到1Tbps,屆時寬帶衛(wèi)星成本將和地面網(wǎng)絡(luò)成本可比擬,必將大大促進(jìn)寬帶衛(wèi)星應(yīng)用發(fā)展。得益于Ka HTS高容量衛(wèi)星,Viasat在美國航空互聯(lián)網(wǎng)也迅速崛起,以數(shù)倍于傳統(tǒng)Ku衛(wèi)星和ATG(3G)速率,在美國航空互聯(lián)網(wǎng)也攻城略地,使得美國航空差點(diǎn)訴訟GOGO威脅解約,最后GOGO通過2Ku承諾限期提高航空互聯(lián)網(wǎng)接入速率而達(dá)成和解。


4
“實(shí)踐十三號”會給我們帶來那些變化


“實(shí)踐十三號”衛(wèi)星是中國第一顆Ka商用試驗(yàn)衛(wèi)星,待試驗(yàn)驗(yàn)證完成后,將改名為“中星16號”衛(wèi)星投入商用,它采用26個點(diǎn)波束,覆蓋我國東南部地區(qū),容量高達(dá)20Gbps以上。


“實(shí)踐十三號”(中星16號)衛(wèi)星發(fā)射,實(shí)現(xiàn)了我國Ka頻段高通量衛(wèi)星的首次亮相,將大幅降低我國衛(wèi)星帶寬運(yùn)營成本,隨著后續(xù)中星18等Ka衛(wèi)星、亞太6D Ku HTS衛(wèi)星陸續(xù)發(fā)射,高通量衛(wèi)星覆蓋將越來越完善,容量也越來越大,將大大提高衛(wèi)星通信技術(shù)在民用航空、高鐵、邊遠(yuǎn)地區(qū)地面寬帶等領(lǐng)域競爭力。


可以預(yù)見屆時今天我們所詬病的傳統(tǒng)Ku速率低、成本高將大幅改善。當(dāng)然僅僅有Ka高通量衛(wèi)星仍無法滿足類似于民用航空寬帶上網(wǎng)需要,機(jī)載Ka衛(wèi)星終端設(shè)備,衛(wèi)星地面網(wǎng)絡(luò),全球衛(wèi)星覆蓋等問題需要同步解決,才能真正促進(jìn)航空互聯(lián)網(wǎng)藍(lán)海迅猛爆發(fā)。


“實(shí)踐十三號”(中星16號)衛(wèi)星預(yù)計4月發(fā)射這一激動人心的消息,還是非常值得我們期待的,畢竟技術(shù)進(jìn)步帶來未來發(fā)展更多可能,暢想如果未來ATG(4G)乃至ATG(5G)成熟,加上Ka衛(wèi)星普及,天地一體寬帶飛行體驗(yàn)將絕對不再是夢想,讓飛行生活更美好夙愿終將成真。


旅客長途飛行時

“與世隔絕”的時代結(jié)束了!

2015年11月12日,東方航空率先在上海往返紐約、多倫多、洛杉磯的北美航線上開啟空中互聯(lián)服務(wù)。


“WiFi航班”與其他飛機(jī)有什么不同?


據(jù)了解,除了新接收的波音777飛機(jī)出廠自帶WiFi,東航以往的波音767和空客A330機(jī)型為了滿足WiFi上網(wǎng)需求,需進(jìn)行改裝。


據(jù)東航介紹,辨別航班能否提供WiFi服務(wù),可觀察飛機(jī)外觀?!癢iFi航班”機(jī)身背部有凸起“小背包”模樣,此外,“WiFi航班”客艙內(nèi)會貼有WiFi標(biāo)識。


在這些航班上,飛機(jī)一旦進(jìn)入平飛狀態(tài)后,旅客便可使用電腦和iPad等設(shè)備連接客艙內(nèi)的WiFi信號,其網(wǎng)速按照每個座位進(jìn)行分配,接近地面的3G網(wǎng)絡(luò)。


網(wǎng)友“Vickers”表示,此前已在東航航班上體驗(yàn)過幾次,用的是筆記本電腦。收發(fā)郵件、開網(wǎng)頁、看看小視頻等基本上無壓力。


此前東航每個航班免費(fèi)體驗(yàn)空中WiFi的名額為50個,此次WiFi航班擴(kuò)容后,每個航班的體驗(yàn)名額增加至100個。


航空公司提醒,空中互聯(lián)功能可適用的設(shè)備為帶有無線網(wǎng)絡(luò)功能的手提電腦、平板電腦,目前為旅客提供的服務(wù)包括網(wǎng)頁瀏覽、即時通信、收發(fā)電子郵件等,暫不提供語音類服務(wù)。


需要旅客特別注意的是,根據(jù)中國民航相關(guān)法律規(guī)定,在飛行過程中手機(jī)必須全程處于關(guān)閉狀態(tài),旅客需聽從機(jī)組的指揮。

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