據(jù)悉，該衛(wèi)星采用了Ka頻段、激光通信和電推進(jìn)等一系列新技術(shù)，通信總?cè)萘砍^(guò)20Gps，從而超過(guò)了我國(guó)此前研制的所有通信衛(wèi)星容量的總和，這標(biāo)志我國(guó)衛(wèi)星通信進(jìn)入高通量時(shí)代，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的自主通信衛(wèi)星寬帶應(yīng)用，填補(bǔ)了我國(guó)在該領(lǐng)域的空白。
一、衛(wèi)星通信的現(xiàn)狀
衛(wèi)星通信可使用的頻段很多，如L、C、Ku、Ka頻段等，不同的頻段有不同的特點(diǎn)。
頻率越低，電波受雨層影響的衰減越小，繞射能力越強(qiáng)，對(duì)終端天線的方向性要求也低，適合用于移動(dòng)通信，但其缺點(diǎn)是帶寬小。
而通信中采用的頻率越高，其帶寬就越寬，傳輸容量越大，但技術(shù)越復(fù)雜。
傳統(tǒng)的衛(wèi)星通訊基于C波段和Ku波段，受頻率，天線尺寸，設(shè)備價(jià)格的限制，用戶群體基本限制在政府和企業(yè)客戶。而且價(jià)格，則是非常的昂貴。
例如，傳統(tǒng)Ku衛(wèi)星，容量2Gbps，造價(jià)如下：發(fā)射成本0.6-1億美元，衛(wèi)星成本1-2億美元，地面成本0.3-0.6億美元，按一般衛(wèi)星壽命15年計(jì)，可以核算出成本價(jià)位 2.5-4.5萬(wàn)美元/年/M。
按照現(xiàn)在光纖寬帶的成本，一條10M光纖寬帶的每年的費(fèi)用不過(guò)數(shù)百元;而如果想租用一條衛(wèi)星寬帶使用，即使就是1M的寬帶，每年的成本價(jià)都要幾十萬(wàn)人民幣！這么貴的寬帶，土豪也用不起啊!
高昂的衛(wèi)星通信建設(shè)成本，使得衛(wèi)星一直停留在骨干、重要通信領(lǐng)域，離普通人的通信需求則十萬(wàn)八千里。目前主要在應(yīng)急通信、村通工程、移動(dòng)超級(jí)基站中應(yīng)用，另外在石油、勘探、邊防、海島等也有部分應(yīng)用。
因此，容量更大、成本更低的衛(wèi)星通信技術(shù)需求就日益迫在眉睫了。
二、高通量通信衛(wèi)星是個(gè)什么鬼?
簡(jiǎn)單地講，高通量通信衛(wèi)星就是在使用相同頻率資源的條件下通信容量比常規(guī)通信衛(wèi)星高數(shù)倍甚至數(shù)十倍的通信衛(wèi)星。主要特點(diǎn)是采用了頻率復(fù)用、多點(diǎn)波束等先進(jìn)技術(shù), 使得衛(wèi)星容量成倍增加，如下圖所示：
隨著高通量衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展，同時(shí)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），較窄的波束帶來(lái)了比之前高的多的頻率復(fù)用，頻寬成本大幅降低，較高的信號(hào)強(qiáng)度也顯著降低了對(duì)天線尺寸的要求，從此讓衛(wèi)星寬帶在個(gè)人市場(chǎng)具備了和光纖寬帶競(jìng)爭(zhēng)的能力。
因此，近年來(lái)不少國(guó)家都在爭(zhēng)相研發(fā)Ka頻段通信衛(wèi)星，正是看中了其頻帶寬、容量大、資源多、覆蓋廣、成本低、增益大、終端小等優(yōu)點(diǎn)。
例如，Ka頻段工作范圍為26.5～40 GHZ，遠(yuǎn)超C頻段（3.95～8.2 GHZ）和Ku頻段（12.4～18.0 GHZ），因此Ka可以利用的頻帶更寬，更能適應(yīng)高清視頻等應(yīng)用的傳輸需要。
另外，由于頻率高，所以Ka頻段通信衛(wèi)星天線增益可以很大，從而使其用戶終端天線能夠做得更小更輕，這就有利于衛(wèi)星通信用戶靈活移動(dòng)和使用。
三、全球高通量衛(wèi)星發(fā)展的現(xiàn)狀
根據(jù)歐洲咨詢公司統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，截止到目前，全球有20家固定衛(wèi)星業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商投資于高通量衛(wèi)星，其中，已經(jīng)運(yùn)營(yíng)的有11家，另外9家在今后4年時(shí)間里陸續(xù)發(fā)射其首顆高通量衛(wèi)星。
可以預(yù)見(jiàn)，在若干年內(nèi)，高通量衛(wèi)星服務(wù)將有望實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已有成熟的商用模式和較大規(guī)模的衛(wèi)星通信用戶。例如，美國(guó)的休斯公司和衛(wèi)訊公司均已分別發(fā)展了百萬(wàn)戶以上的衛(wèi)星寬帶用戶，而歐洲通信衛(wèi)星公司、SES公司等也分別擁有數(shù)萬(wàn)戶以上的衛(wèi)星寬帶用戶。
而作為行業(yè)領(lǐng)先的美國(guó)衛(wèi)訊公司已經(jīng)將最新的Ka HTS衛(wèi)星容量做到140Gbps，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。衛(wèi)星商用寬帶價(jià)格已可以降低至80-100美元每月，在偏遠(yuǎn)山區(qū)等特殊場(chǎng)景，較傳統(tǒng)光纖覆蓋已頗具競(jìng)爭(zhēng)力。
近期，美國(guó)衛(wèi)訊更是宣布未來(lái)將Ka衛(wèi)星容量進(jìn)一步拓展到1Tbps，屆時(shí)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。
四、高通量衛(wèi)星在中國(guó)的應(yīng)用前景
1、助力解決偏遠(yuǎn)地區(qū)寬帶覆蓋
近年來(lái)，我國(guó)寬帶通信整體進(jìn)步較快，但是城鄉(xiāng)寬帶普及率差距仍在繼續(xù)擴(kuò)大。由于農(nóng)村地區(qū)人口分散、環(huán)境惡劣等原因，所以普遍存在著光纜設(shè)施建設(shè)投人大、維護(hù)成本高、效益產(chǎn)出少等難題。
如在貴州、云南等地偏遠(yuǎn)山區(qū)，常常存在住戶只有10多家的小山村，如實(shí)現(xiàn)光纖寬帶覆蓋，常常要在山區(qū)架設(shè)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十公里的光纜，成本投入巨大。
而據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到目前，我國(guó)邊遠(yuǎn)地區(qū)的貧困人口仍有8200萬(wàn)，還有3萬(wàn)個(gè)行政村、1.8億戶沒(méi)有通寬帶。
據(jù)悉，近年來(lái)國(guó)家每年用于行政村地面寬帶建設(shè)的投入預(yù)計(jì)為40億元。這個(gè)數(shù)字差不多就是一顆容量100Gbit/s以上、可服務(wù)100萬(wàn)家庭用戶的高通量衛(wèi)星建設(shè)成本。這說(shuō)明高通量衛(wèi)星在解決偏遠(yuǎn)地區(qū)寬帶覆蓋上，具有非常廣闊的前景。
2、衛(wèi)星基站中繼商用需求巨大
截至2017年6月，我國(guó)移動(dòng)基站數(shù)累計(jì)達(dá)到592萬(wàn)個(gè)，同比增長(zhǎng)14.2%。其中 4G 基站快速部署，較上年末新增36萬(wàn)個(gè)，累計(jì)達(dá)到299萬(wàn)個(gè)，占移動(dòng)基站的比重達(dá)50.5%，實(shí)現(xiàn)城區(qū)、縣城深度覆蓋，鄉(xiāng)鎮(zhèn)和重點(diǎn)行政村、高鐵、地鐵、景區(qū)等重點(diǎn)場(chǎng)所基本覆蓋。
以每個(gè)基站中繼需要20Mbit/S帶寬來(lái)保守估計(jì)，全國(guó)1000個(gè)4G基站就需要20Gbit/s的高通量衛(wèi)星帶寬需求?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著4G基站覆蓋率的日益提升，借助高通量衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)邊遠(yuǎn)地區(qū)的基站中繼將是移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的必然需求。
3、機(jī)載、高鐵、船舶衛(wèi)星移動(dòng)通信需求也不容小視
截止到目前，我國(guó)民用飛機(jī)數(shù)量為3381架，5.38億人次。假定每架飛機(jī)飛行時(shí)間為4h每日，需要30Mbit/s下載帶寬，那么屆時(shí)高通量衛(wèi)星帶寬總需求為17Gbit/s.
截止到目前，我國(guó)擁有高鐵動(dòng)車1700輛。假定每動(dòng)車需要50Mbit/S的下載帶寬，同時(shí)運(yùn)行數(shù)為1/6，那么，屆時(shí)需要14Gbit/S的高通量衛(wèi)星帶寬。
與民航、高鐵市場(chǎng)相比。船舶航運(yùn)市場(chǎng)相對(duì)分散，包括海上工程船、政府公務(wù)船、科考船、航運(yùn)船、客輪與郵輪、游艇等七大類型。其中，以航運(yùn)占比最大。目前，我國(guó)沿海航運(yùn)船舶11024艘，遠(yuǎn)洋2457艘。沿?？梢酝ㄟ^(guò)地面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信，遠(yuǎn)洋必須借助衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。假定每艘船需要5Mbit/S,單單是遠(yuǎn)洋船，就需要12Gbit/S的高通量衛(wèi)星帶寬。
五、全民普及衛(wèi)星上網(wǎng)不是夢(mèng)
按照2015年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的《國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2015－2025年）》安排，至“十四五”，我國(guó)將新增建設(shè)22顆通信廣播衛(wèi)星，其中全新研制的通信衛(wèi)星有5顆，包括L移動(dòng)多媒體廣播衛(wèi)星、大容量寬帶通信衛(wèi)星、超大容量寬帶通信衛(wèi)星、高承載比寬帶通信衛(wèi)星、全球移動(dòng)通信星座科研星等。
伴隨著我國(guó)高通量衛(wèi)星技術(shù)的逐步發(fā)展，覆蓋將越來(lái)越完善，容量也越來(lái)越大，將大大提高衛(wèi)星通信技術(shù)在邊遠(yuǎn)地區(qū)地面寬帶、民用航空、高鐵、船舶覆蓋等領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)力，全民普及衛(wèi)星上網(wǎng)已不是夢(mèng)。
本文作者：木衫子
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