风雨沧桑50年：中国卫星通信的发展历程下

肖早君:今天的文章是风雨50年:中国卫星通信发展历程系列文章的最后一篇读:

十年来，全社会对卫星通信的关注度越来越高，各种新闻报道层出不穷。

这有两个原因1.市场和用户对卫星通信的强烈需求，第二，卫星通信技术的发展使得以前不可能的事情成为可能

在今天的文章中，让我们进一步了解卫星互联网。

卫星通信的技术演进

那时候互联网还没有成型，所以没有卫星上网的概念。

铱ⅰ和铱ⅱ的速率参数比较

我国卫星通信起步较晚前文提到，1984年，我们发射了第一颗实用通信卫星1986年，我们在张卫星建立了第一个公共传输网络

最早的时候，卫星通信使用的技术主要是SCPC和FDM/FM，都是模拟通信技术。

因此，卫星通信开始转向IDR技术。

IDR业务是80年代中期由国际通信卫星组织提供的一种新型数据通信业务与传统的FDM/调频相比，IDR是数字标准的升级，属于TDM/FDMA系统

IDR拥有1.544，2.048，6.312，8.448Mbps四种信息速率，与DCME结合，可将卫星专线传输容量提高5倍比如一个8.448Mbps的电路可以传输600个语音

1993年5月，原邮电部引进加拿大Spar公司的IDR设备，在全国各地升级和新建卫星地球站。

虽然IDR升级了数字信号，增加了带宽，但对于用户日益增长的需求来说，仍然是杯水车薪。

于是，一种新型的技术开始兴起并迅速传播，这就是著名的VSAT。

VSAT，全称是甚小口径终端，甚小口径终端请注意，VSAT通常指的是系统，而不仅仅是终端

一个完整的VSAT系统由通信卫星上的转发器，地面大口径主站和许多小口径小站组成。

VSAT的基本建筑

VSAT解决了卫星通信的大众化问题。

首先是地面站的小型化所谓的极小光圈到底有多小0.3—2.4米它很轻，一个人可以随身携带如果年纪大一点，也可以开着车到处逛逛

除了便携之外，VSAT还具有组网灵活，成本低，应用多，安装操作简单等特点，非常有利于卫星通信的普及

1984年，国际通信卫星组织首次开通了VSAT业务中国迅速跟进1988年，原中国通信广播卫星公司引进国外通信设备，建成了中国第一个VSAT通信网包括1个主站和35个终端站，为中国铁道部，能源部，地震局，海洋局，民航局，海关总署，经济信息中心，农业银行等8个行业部门提供通信服务

后来，VSAT在我国被广泛应用于无线寻呼网络，证券信息广播和村/户通信工程的建设中许多远洋船舶通信，飞机通信，企业和政府专用网络也采用VSAT

2008年汶川地震后，电信运营商为应对自然灾害，引入了大量VSAT设备，作为地面光纤网络的备份，以及作为应急通信的工具。

高吞吐量通信卫星

进入21世纪后，互联网继续蓬勃发展对网络连接的普遍需求刺激了卫星互联网能力的发展卫星通信卫星要想发展，就必须像地面蜂窝移动通信网一样提升带宽容量

很多读者都听说过三种轨道:GEO，MEO和LEO。

卫星通信主要在前三个轨道。

过去，发射卫星的成本极高因此，希望一颗卫星能够覆盖很大的区域如果要覆盖大区域，就必须把卫星放得更高，也就是GEO高地球轨道

如下图所示，三个可以覆盖整个地球:

高轨道卫星虽然覆盖面积大，但由于距离远，通信比较困难当时的通信技术还不是很成熟，所以无线信道的带宽比较低，通信速率也比较慢

后来卫星通信技术开始逐步升级，终于出现了新一代通信卫星，也就是高通量通信卫星。

所谓高通量，就是这颗卫星的带宽容量是传统卫星的几倍甚至几十倍。

它是怎么做到的。

首先，使用更高的频带。

传统卫星一般使用4—8GHz的C频段，频率低，过于拥挤而高通量通信卫星广泛使用Ku频段和Ka频段频率充裕了，带宽就上去了

其次，卫星平台的升级。

就像我们上一篇文章介绍的Dong3，Dong4，Dong5，卫星平台越来越大，承载能力越来越强而且电源技术升级了，可以保证大带宽所需的功耗

第三，转发器的数量增加。

这也是平台负载能力升级的好处转发器的数量直线上升，这意味着通道增加，带宽也增加

第四，天线波束技术的升级。

天线技术的改进，特别是点波束，也可以增强信号能力这相当于把光线聚焦，不是覆盖大面积，而是集中覆盖小面积，有利于提速

2005年8月11日发射的泰国Thaicom 4通信卫星，号称是世界上第一颗高通量卫星。

这颗卫星由美国劳拉公司研制，重约6.5吨，功率14千瓦它是当时世界上最大的商业通信卫星，大到必须由法国的阿丽亚娜5型火箭送入轨道

Thaicom 4卫星总带宽高达45Gbps，可为用户提供上行速度4Mbps，下行速度2Mbps的数据服务。

我国首颗高通量卫星中星16号于2017年4月12日发射升空该卫星采用Ka波段多波束宽带通信系统，总容量为20Gbps

钟16

2019年，我们发射了中星18，但是失败了日前，我们成功发射了我国首颗Ku频段宽带卫星亚太6D，通信总容量达到50Gbps，单波束容量超过1Gbps

根据消息显示，我国首颗容量超过100 Gbps的高通量卫星——中星26号将于2023年初发射。

目前世界上最强的高通量卫星应该是美国Viasat公司的Viasat—3据说吞吐量达到Tbps级别，但推出时间似乎有所延迟

低轨通信卫星的崛起

除了提高卫星吞吐量，业界发现，伴随着卫星发射成本的逐渐降低，我们还有另外一种提高卫星数据传输能力的方法——那就是向中轨和低轨发展。

原因很简单:赛道低，虽然覆盖面小，但是我们可以用数量来弥补覆盖面就像一个细胞一样，它被大量的卫星所覆盖

对于卫星互联网，业界一般将其发展分为三个阶段。

第一阶段是20世纪80—90年代，以铱星为代表当时卫星通信的自我定位出现了问题他们试图用卫星取代基站，但他们迈出了太大的一步，很快就破产了

2000年以后，是第二阶段这一次，他们的想法更加务实，就是打算吃剩饭

他们把自己定位为地面通信系统的补充，为海上，偏远地区等地的用户提供网络服务虽然看起来边缘，但蛋糕其实很大

最具代表性的企业之一就是O3b。

2007年，Greg Wyler创办了O3b网络卫星公司他们与电信运营商合作，为岛屿或船舶提供宽带卫星通信服务

格雷格·怀勒

为了平衡成本和服务体验，O3b网络选择了中轨道部署卫星他们的卫星星座在赤道上方，距离地球大约8000公里这个距离使得O3b的地面站传输速率更高，延迟更低

2009年，O3b获得SES，Google，汇丰的投资2013年，经过多年的努力，O3b终于拥有了12颗卫星，正式开始服役很快，他们实现了利润目标后来在2016年8月，SES整体收购O3b

格雷格·怀勒没有停止折腾早在2012年，他就成立了另一家名为WorldVU Satellite的英国公司后来这家公司的名字改成了OneWeb

除了格雷格·怀勒，另一位大佬也看中了互联网的潜力，决定加入这场游戏，那就是大家熟知的当代钢铁侠埃隆·马斯克。

2014年初，马斯克和格雷格·怀勒已经联合策划了WorldVu的星座计划结果几个月后，他辞职了，决定单干

2015年，他基于自己的太空探索技术公司，正式提出了Starlink项目。

Star项目原计划发射4425颗卫星，2018年11月增加了7518颗卫星，共计12000颗2019年10月，SpaceX又增加了3万个，总数达到4.2万个

根据马斯克的计划，这些卫星将为全球客户提供高速宽带互联网服务。

星星的出现，标志着卫星互联网进入第三阶段，即低轨宽带卫星互联网时代。

日前，OneWeb申请破产保护马斯克的星链方面，目前进展顺利截至2022年9月，SpaceX在轨卫星链超过2300个，活跃用户超过50万

OneWeb搞砸了，因为它无法在资本市场筹集到足够的资金星链之所以成功，是因为SpaceX拥有可回收的猎鹰火箭，同时借助多星技术，可以大大降低发射成本

除了星链和OneWeb，其实还有很多国外公司在搞LEO星座项目，比如韩国三星的太空互联网项目，亚马逊的柯伊伯项目，Telesat的Telesat LEO项目。

中国卫星互联网项目进展

国外低轨卫星互联网项目蓬勃发展，自然不能缺席。

众所周知，我们国家的通信基础设施非常强大，光纤和移动通信覆盖广泛，速度和带宽全球领先，可以满足大部分用户的需求。

但是，我们仍然需要发展卫星通信因为这非常非常重要

首先，我国幅员辽阔，很多偏远地区还存在盲区当运营商说网络覆盖达到99%时，他们指的是人口覆盖土地覆盖率只有30%左右也就是说深山，沙漠，戈壁无人区等大量地区是没有手机信号的

对于资源勘探，森林防火，抢险救灾，探险旅游，野生动物保护等目的，卫星是重要的通信手段和救生手段。

最近几年来，非常流行的物联网也开始需求卫星，主要用于资产管理和地质灾害监测。

除了陆地，卫星通信的两个重要应用领域是海上通信和空中通信这些需求是巨大的，而且都是愿意付费的高价值客户

如果没有自己的卫星互联网，不仅市场份额拱手相让，特殊情况下还会受制于人。

除了以上原因，我们还要搞卫星互联网，尤其是低轨卫星，还有资源抢占的因素。

根据赛迪顾问的研究报告数据，地球近地轨道大约可以容纳6万颗卫星据预测，到2029年，共将有57，000颗LEO卫星部署在近地轨道所以，再不抢，太空轨道资源就没了

除了空间轨道资源，还要抢频率资源。

通信频段的国际原则是先申请，先申请，先使用低轨卫星的主要通信频段逐渐趋于饱和，这也是快速启动的必要条件

接下来，我们来看看国内在低轨卫星互联网方面的进展。

先看国家队。

Star工程启动后不久，我国航天科技和航天科工集团分别提出了红岩工程和鸿运工程低轨卫星通信星座计划。

前者计划发射300颗低轨通信卫星，组建国内首个宽窄波段空间通信网。

后者计划发射156颗卫星，还将建设星载宽带全球移动互联网，满足单颗卫星4Gbps的高速接入需求。

两大计划公布后，两颗实验卫星都已发射。

后来，情况发生了变化。

日前，国家发改委首次将卫星互联网列入信息基础设施，与5G，工业互联网并列，明确了建设卫星互联网的重大战略意义。

日前，中国卫星网络集团有限公司在雄安新区注册成立业界普遍认为，这家新成立的大型央企将重新整合资源，致力于打造更大的低轨卫星移动通信和空间互联网系统

国内民营企业方面，也采取了一些行动。

2020年1月16日11时02分，私营公司银河航天成功发射第一颗低轨宽带通信卫星执行这次发射任务的火箭是快舟一号甲运载火箭

该卫星是世界上第一颗Q/V频段的低轨宽带卫星发射后，卫星可提供10Gbps带宽的通信能力，覆盖30万平方公里，相当于大约50个上海的面积

除了低轨，我们也没有放弃高轨和中轨。

前几篇提到了中国卫通。

2018年3月，工信部向中国卫通颁发《基础电信业务经营许可证》，批准中国卫通在全国范围内经营卫星移动通信业务和卫星固定通信业务这意味着中国卫通成为第五大运营商

这种变化与国内外卫星互联网的蓬勃发展趋势密切相关。

除了前面提到的高通量卫星中星16号和中星26号，中国卫通在卫星互联网上还有很多积极的布局。

在互联网上，中国卫通的海星通已经为6000艘中国船舶和海上平台提供服务，覆盖全球95%以上的航线。

海星

在航空方面，中国卫通也在2020年组建了星空航空互联，完成了国产Ka宽带飞机的首次商业飞行。

目前，中国卫通正沿着主要国际航线扩大覆盖范围。

另一个是中国电信，在高，中轨布局。

2008年，中国电信将中国卫通交给航天科技集团后，并没有放弃对卫星通信的追求日前，中国电信集团有限公司成立卫星通信有限公司，2017年12月15日，中国电信股份有限公司成立卫星通信分公司，专门从事卫星通信业务

中国电信自己的卫星通信项目叫天通一号。

天空一号的终点站

根据规划，天通一号覆盖中国全境和领海，中国周边地区，中东，非洲等相关地区，以及太平洋和印度洋的大部分海域。

每个人都可以在网上购买手机，便宜的是5000元一部最近几年来，天通一号在重大自然灾害中表现出色

最后要介绍的是中信卫星。

正如我在以前的文章中提到的，中信集团在20世纪80年代参与了亚洲卫星的建立，并一直是亚洲卫星的股东。

为促进中国卫星通信业务合法合规发展，根据有关部门要求，中信集团将中国亚洲卫星业务交由中信网络有限公司负责，并专门组建了中信卫星。

中信只有几颗卫星，但也覆盖了亚洲，大洋洲，中东，俄罗斯，东北非，卫星通信服务能力很强。

结论

好了，我们说了这么多，该介绍的都介绍了。

如本文开头所述，全社会对卫星通信越来越重视，手机厂商也开始想到卫星通信也许很快，我们的手机就能支持直接卫星通信了，这也不是完全不可能

未来对卫星通信也有规划布局但主要着眼于空天一体，研究如何让卫星和地面通信系统协同工作，而不是让卫星代替地面基站相信伴随着5G—Advanced的推进，后续会有更多的研究进展公布

总之，卫星通信的发展前景是广阔的互联网只是一个过程人类的目标是构建一个立体的，全方位的空天一体的网络平台，让沟通真正实现无处不在

让我们期待这一天早日到来。

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（编辑：柳暮雪）