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中國Ka高通量衛星在這個應用領域將大有可為!

發布時間:2017-02-25 17:05
前幾日中國新聞網公布了2017年我國即將發射實踐十三號、中星9A、實踐十八號等6顆通信衛星的計劃,一時間圈內好友紛紛刷屏,未來飛機、高鐵上網將不是夢! “實踐十三號”衛星究竟是何方神圣,怎會在媒體、社會引起那么大的反響。


今天就跟你聊聊衛星通信發展的那些事。


1
衛星通信曾經的輝煌

人造衛星是上世紀60年代冷戰時期,美蘇爭霸背景下產物,我國第一顆人造衛星也于1970年上天,但我國真正意義上的通信衛星是1984年發射的基于“東方紅二號”試驗通信衛星。


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,為美國衛星直播特批的衛星地面站就已經落地北京。衛星通信這個神秘的東西就進入我國,老鷹數月前有幸參觀了北京地面站,從一張張老照片中重溫了當年的輝煌。


上世紀80-90年代是我國衛星通信發展的黃金期,隨著我國通信衛星陸續升空,在北京“上莊”地區陸續豎起了數十面“大鍋”,有10米、30米口徑衛星天線,蔚為壯觀。


各地陸續建設衛星地面站,全國郵電系統衛星行業蓬勃發展,衛星骨干網絡建成,擔當國際國內重要通信鏈路組網。老鷹前東家,郵電部設計院就專門有衛星通信設計部門,擁有衛星通信規劃設計一批老專家,當年衛星通信行業輝煌無限。郵電部設計院當年僅僅依靠衛星地面站綜合網管一個軟件就獲得不菲的收益,成為衛星行業國內創新的代表(當時衛星通信清一色的歐美制造,全英文系統)。


高昂的衛星通信系統建設成本,使得衛星停留在骨干、重要通信領域,離老百姓通信需求十萬八千里,當時衛星通信終端動輒數米、數十米的大鍋,通信衛星工作頻段多在L波段、C波段。


2
衛星通信的落寞


上世紀90年代,我國通信事業進入飛速發展期,特別是進入2000以后,移動通信、寬帶通信發展迅速從高端消費走向平民大眾,通信成本大幅下降,全國八縱八橫骨干光纖網絡建成,移動通信覆蓋滲透到村村寨寨,郵電通信行業也經歷了數次改革重組,曾經擔當通信重任衛星地面站,因為高昂的設備運維成本、鏈路帶寬成本,性價比與地面光網絡簡直一個天上、一個地下,于是乎,各省衛星地面站陸續關張。僅僅剩下北京、西藏等少數幾個衛星地面站仍在運轉。


由于高昂的成本,衛星通信由骨干網絡傳輸網絡,逐步淪落為應急救災、邊遠地區、特殊行業備份鏈路,通信鏈路需求也大幅萎縮,衛星通信行業逐步被邊緣化。


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


高昂的衛星鏈路成本是攔在寬帶衛星應用的最大障礙,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絡,寬帶衛星通信系統沒有優勢。


3
衛星通信發展的新希望


為什么衛星通信成本這么高呢?我們剖析衛星通信成本如下:


傳統Ku衛星,容量2Gbps,造價如下:發射0.6-1億美金,衛星1-2億美金,地面網關0.3-0.6億美金,一般衛星壽命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百倍以上。


隨著高通量衛星技術出現,通過點波束技術,使得衛星容量成倍增加,如下圖所示:




Ku HTS衛星容量可以做到傳統Ku衛星的10倍或者數十倍,當然由于當前Ku衛星頻率使用已經接近飽和,Ku HTS衛星使用前提是傳統的Ku衛星需要退出服務,為Ku HTS衛星騰出頻率。


比如亞太6D衛星就是利用亞太6衛星替換的機會,騰出部分頻率用Ku HTS衛星替代傳統Ku衛星,容量高達15-30Gbps,這樣衛星帶寬成本下降到0.3-0.5萬美金/年/M,成本大幅下降,但仍數十倍于地面網絡。


Ka高通量衛星四大優勢


隨著高通量衛星技術發展,同時Ka衛星頻率廣泛使用(Ka衛星頻率資源是Ku衛星頻率資源的5倍以上),美國Viasat-1將Ka HTS衛星容量做到140Gbps,衛星容量相當于傳統Ku衛星的近百倍,衛星帶寬成本大幅下降,帶寬成本僅僅數倍于地面網絡,同時考慮到美國地廣人稀特點,Viasat在美國大量發展衛星寬帶用戶,以每戶每月80-100美金價格陸續發展了數百萬寬帶衛星用戶。


Viasat隨即宣布未來將Ka衛星容量進一步拓展到1Tbps,屆時寬帶衛星成本將和地面網絡成本可比擬,必將大大促進寬帶衛星應用發展。得益于Ka HTS高容量衛星,Viasat在美國航空互聯網也迅速崛起,以數倍于傳統Ku衛星和ATG(3G)速率,在美國航空互聯網也攻城略地,使得美國航空差點訴訟GOGO威脅解約,最后GOGO通過2Ku承諾限期提高航空互聯網接入速率而達成和解。


4
“實踐十三號”會給我們帶來那些變化


“實踐十三號”衛星是中國第一顆Ka商用試驗衛星,待試驗驗證完成后,將改名為“中星16號”衛星投入商用,它采用26個點波束,覆蓋我國東南部地區,容量高達20Gbps以上。


“實踐十三號”(中星16號)衛星發射,實現了我國Ka頻段高通量衛星的首次亮相,將大幅降低我國衛星帶寬運營成本,隨著后續中星18等Ka衛星、亞太6D Ku HTS衛星陸續發射,高通量衛星覆蓋將越來越完善,容量也越來越大,將大大提高衛星通信技術在民用航空、高鐵、邊遠地區地面寬帶等領域競爭力。


可以預見屆時今天我們所詬病的傳統Ku速率低、成本高將大幅改善。當然僅僅有Ka高通量衛星仍無法滿足類似于民用航空寬帶上網需要,機載Ka衛星終端設備,衛星地面網絡,全球衛星覆蓋等問題需要同步解決,才能真正促進航空互聯網藍海迅猛爆發。


“實踐十三號”(中星16號)衛星預計4月發射這一激動人心的消息,還是非常值得我們期待的,畢竟技術進步帶來未來發展更多可能,暢想如果未來ATG(4G)乃至ATG(5G)成熟,加上Ka衛星普及,天地一體寬帶飛行體驗將絕對不再是夢想,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服務。


“WiFi航班”與其他飛機有什么不同?


據了解,除了新接收的波音777飛機出廠自帶WiFi,東航以往的波音767和空客A330機型為了滿足WiFi上網需求,需進行改裝。


據東航介紹,辨別航班能否提供WiFi服務,可觀察飛機外觀?!癢iFi航班”機身背部有凸起“小背包”模樣,此外,“WiFi航班”客艙內會貼有WiFi標識。


在這些航班上,飛機一旦進入平飛狀態后,旅客便可使用電腦和iPad等設備連接客艙內的WiFi信號,其網速按照每個座位進行分配,接近地面的3G網絡。


網友“Vickers”表示,此前已在東航航班上體驗過幾次,用的是筆記本電腦。收發郵件、開網頁、看看小視頻等基本上無壓力。


此前東航每個航班免費體驗空中WiFi的名額為50個,此次WiFi航班擴容后,每個航班的體驗名額增加至100個。


航空公司提醒,空中互聯功能可適用的設備為帶有無線網絡功能的手提電腦、平板電腦,目前為旅客提供的服務包括網頁瀏覽、即時通信、收發電子郵件等,暫不提供語音類服務。


需要旅客特別注意的是,根據中國民航相關法律規定,在飛行過程中手機必須全程處于關閉狀態,旅客需聽從機組的指揮。

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