卫星通信支援新疆发展

· 文|北京空间科技信息研究所 朱贵伟

新疆地处中国西北边陲，在地理上有独特之处[1]，其总面积160余万平方千米。国家实施西部大开发战略以来，新疆自治区的综合经济实力逐渐增强，自身潜力不断释放。从地理分布的角度来看，新疆地广人稀，80%的人口分布在少数几个州和市[2]，在基础设施建设、教育与医疗资源分配等方面存在诸多难题。

卫星通信具有覆盖范围大、通信距离远、组网灵活、机动性好、不易受地面条件影响等优点[3]，可长时间维持高质量稳定可靠的通信链路。此外，卫星通信采用无线信道，具有天然的广播特性，适用于一点对多点的通信应用。正由于以上的优点，卫星通信在支持新疆信息化建设方面具有独特的优势。

一、卫星通信促进经济发展的应用前景

目前，新疆自治区的信息化程度已经得到大幅度提升。据统计，新疆的电话普及率较高，每百人拥有60多部手机，同样新疆的互联网普及率也较高，2012年9月底的宽带用户数量超过200万，普及率超过40%[4]。但是，从整体上看，新疆属于三山两盆地的地形，与东部平原地区相比，信息化基础设施建设的成本和难度更高。

新疆的主要经济支柱可以说是“一黑一白”，其中“一黑”指的就是石油。从新疆的油田分布情况来看，主要的克拉玛依、塔里木和土哈油田均在山脉附近，围绕盆地形成一个圈。这样就对通信网络基础设施的建设造成了很大的困难。通往油田的电缆和光纤架设起来需要投入巨额资金，据统计，近十年来，新疆电信用于宽带网络建设的投资就超过了100亿元人民币。随着宽带网络“光进铜退”升级步伐，预计十二五期间的投资将超过200亿元人民币[5]。但是这些网络主要覆盖人口密集的城市。而对于油田等产业区来说，除覆盖油田及其附近地区需配备通信网络以外，输油管线路沿途也需要配备通信网络，以支持管路的实时监控，这样就将进一步增加了通信网络的建设成本。

在这种情况下，卫星通信广域覆盖、地面站建设灵活的优点就凸显出来。目前在国外，面向油井和天然气钻井的卫星通信市场方兴未艾，卫星通信作为一种效费比高、且稳定有效的通信解决方案逐渐被越来越多的能源公司所接受，在海洋、沙漠等极端地理条件下的地点得到广泛使用。

利用卫星通信，可以较低的成本解决总部与油井当地的通信问题。此外，还可以在输油管沿途监测点设置卫星通信终端装备，将监测信息通过通信卫星实时回传到监控中心，有效解决无人值守地区管线的监控问题。

收音机和电视广播是信息化建设的初级形式，也是满足农牧民信息需求的基本手段。以广播电视为例，一颗通信卫星的一个波束即可覆盖新疆自治区全境，地面只需一个接收天线和一套机顶盒解码器即可收看卫星电视节目，即可保证全覆盖，也可节省地面网络建设成本。目前，“户户通”项目正在积极推进过程中，有效解决了农牧民收看电视节目的难题。据悉，“十二五”期间，新疆预计完成260万户“户户通”工程建设，涉及全疆86个县，约1000万农牧民群众受益，基本实现城乡广播电视公共服务全覆盖、均等化。

由于新疆地广人稀（例如吐鲁番地区每平方千米的人口不足1人），宽带互联网和移动通信网较难实现全面的地理覆盖，而卫星通信则同样具有得天独厚的优势。中国在2012年关于组织实施卫星及应用产业发展专项的通知[6]中指出，将“重点支持Ka频段宽带多媒体通信卫星研制”，利用Ka频段宽带多媒体通信卫星即可解决新疆全境的宽带通信需求。借助S频段移动通信卫星，同样可解决新疆全境的卫星移动通信需求。

除此之外，地面无线通信网络的卫星回程传输也逐渐成为移动通信行业的优质解决方案。小型无线通信基站搭配卫星通信终端，无需光缆，即可实现远程无线通信小区与整个通信网络的互联（见图1）。

>> 图1 卫星远程传输示意图

对于高山、沙漠等特殊地区，无线基站搭配卫星回程传输是最佳的解决方案，一方面可以达到光线和电缆无法达到的地方，另一方面也可以降低网络覆盖成本。卫星回程传输方案既可以支持2G移动通信网络标准，也可以支持3G移动通信网络标准，既便于升级，又便于扩展。

二、卫星通信在应急领域的应用前景

新疆地区交通线和边境线长，而且气候多变，干旱少雨，自然灾害频繁发生，加之周边政治情况复杂，分裂与反分裂斗争形势十分严峻。

因此，新疆地区对应急保障通信具有特殊的要求，例如实时性、广域性、机动性等等，要求应急事件及时传达、应急通信全面覆盖各个地理区域、应急通信设备便于携带运输等等。在这种情况下，卫星固定通信、卫星广播和卫星移动通信都有明显的优势。

相关链接：

卫星通信用于日本地震救灾

日本由于地理位置特殊，卫星应急通信已融入应急通信体系建设，贯穿各个防灾通信网，在灾害预报、应急救援、指挥控制、灾情广播、灾后安抚等多个方面发挥着重要的作用。

例如，2011年3月，日本福岛近海发生9.0级地震，震后引发大规模海啸，造成重大人员伤亡。地震和海啸对地面通信设施也造成了极大损害。震后，日本共计1900万条线路中断、29000个无线基站受损。地震导致日本周边部分海底光缆发生中断，全国互联网出口被迫改线，转至其他光缆或卫星通信链路。地震后，日本政府组织相关单位进行救援，而日本主要通信运营商也启动防灾机制，向灾区派遣移动基站车、卫星通信车等装备。其中NTT公司向日本政府和自卫队出借600多台卫星电话，SoftBank公司紧急采购移动VSAT终端，派遣卫星通信应急指挥车，支持灾区救援行动。国际电信联盟立刻将卫星应急通信终端分派到受灾地区，包括100多部卫星电话和数据通信终端。美国空军也利用太平洋上空的WGS卫星为日本救援队提供卫星通信服务。

为配合灾区救援和受灾群众安抚工作，日本宇宙航空开发研究机构（JAXA）紧急调用宽带因特网工程试验及验证卫星（WINDS）和工程试验卫星-8（ETS-8），保障灾区救灾指挥通信和民众的互联网信息查询。2010年3月17日，WINDS卫星通信终端运达岩手县办公室；2010年3月20日，岩手县办公室与釜石之间建立了卫星通信连接，实现了2级和3级抗灾指挥总部之间的互联；3月24日，在大船渡设置了地面卫星通信终端，实现了岩手县、釜石和大船渡之间的三节点互联。至此，救灾通信保障基本完成，三个抗灾指挥中心间可进行高清视频会议，而灾区民众可以利用卫星通过筑波航天中心连接到外界的互联网，发布个人安全情况信息，或查询亲友安全情况。

发生重大自然灾害后，卫星通信是第一时间打通灾区通信生命热线的首要选择，是尽快抢通灾区通信的重要手段。国外在应用卫星通信对抗自然灾害方面已经积累了丰富的经验。美国的应急通信虽然以地面网络为主，但是卫星通信作用日益突出，特别是在大规模的洪水和飓风灾害后，地面通信网络几乎完全瘫痪，卫星通信的优点得到放大。

卫星应急通信的地面终端可以有多种配置，包括手持终端、便携式静中通，车载动中通和直升机载动中通等等。中国在2012年《关于组织实施卫星及应用产业发展专项的通知》中同样强调，要重点支持“S频段卫星移动通信民用地面系统关键设备研制及运动平台卫星通信应用系统研发”。利用移动通信卫星覆盖除高速公路等主干道外传统电信网络尚未全面覆盖的地区，结合地面移动平台卫星动中通，有效实现各地区应急通信事件的全覆盖。

三、卫星通信在远程教育和远程医疗领域的应用前景

南北疆最远两个城市间相距近3000km。下辖14个地州市87个县，但是优势医疗资源都集中在以乌鲁木齐为中心的三级医院，偏远和贫困地区的病人看专家难、看专家贵的问题比较突出。

与医疗资源分布情况相似，新疆自治区的城乡教育资源分布也存在严重的不均衡现象[8]。县、市重点中小学均配有优质的教育资源，例如新疆教育学院实验小学拥有500多台计算机、4间多媒体教室，每个办公室、每间教室、每位教师均配有计算机，且网络覆盖全校。此外，艺术、体育和图书等资源配置也相当丰富。县、市一般中小学的教育资源虽然参差不齐，但是基本上都配备了计算机、网络、图书、体育、卫生和实验等硬件设备。但是在农村的中小学，教育资源就较为匮乏，计算机、网络、图书室、实验室等等硬件资源不足。

对于地域广大、通信手段缺乏的地区来说，卫星通信是解决医疗资源和教育资源不平均的最佳手段。在通信卫星的支持下，辅以地面网络的建设，就可以实现远程医疗、远程教育，尽可能地使医疗和教育资源更加平衡。

中国目前拥有多套卫星电视教育节目，如果发展专用的教育卫星，地面再配备卫星接收系统、计算机、电视机、DVD播放机和所需的教学光盘，就可以快速提供大量优质教育资源，并同时具有教学光盘播放点的功能。卫星远程教育系统的最大特点是快速、大面积、大容量传输优质教育资源，不但可以让广大学生受益，而且还可以使广大农村教师接受现代教育思想、方法、技能的培训和影响，提高他们应用现代教育技术的水平和能力，实现大面积提高农村教育质量的目的。

四、总结

近年来，中央政府为新疆的经济社会发展给予了大力支持，营造了良好的政策环境。2007年底，国务院发布了32号文件《关于进一步促进新疆经济社会发展的若干意见》，着力推动新疆油气等优势资源的开发，加强农业和水利等薄弱环节的基础能力建设，将促进经济发展、推进体制改革、维护民族团结和社会稳定等重大问题进行阐述。

2012年，国家发改委和财政部联合发布了《关于组织实施卫星及应用产业发展专项的通知》，着力推动卫星应用规模化发展、提升卫星应用产业创新发展能力，在卫星通信领域提出了多个重点支持项目，推动卫星通信在公共教育、专业培训、医疗卫生、交通运输等多个领域的应用，为新疆发展卫星通信应用提供了良好的契机。

相关链接：

印度卫星远程教育

印度于2004年9月专门发射了“教育卫星”（EDUSAT），专门用于教育服务。卫星专门用于转发音频视频，利用多媒体多来源系统创建交互式教室。“教育卫星”拥有5个Ku频段点波束（5台转发器），覆盖印度北部、东北部、东部、南部和西部地区，1个Ku频段点波束（1台转发器）覆盖印度全国（本土地区），6台C频段转发器覆盖整个国家。整个“教育卫星”计划分3阶段实施：试运行、半运行和全运行阶段。试运行阶段于2004年开始，在马哈拉施特拉邦、印度北部中央邦和卡纳塔克邦启动，共部署300个终端。在半运行阶段，EDUSAT覆盖所有邦和重要的国家机构。目前，整个网络在国家资助的情况下处于全面运行阶段。

“教育卫星”可提供多种教育模式，包括单向电视广播、交互式电视、视频会议、计算机会议和网络授课。目前已经建成64个网络，其中10个网络使用全国Ku频段波束。64个网络都运行在地区性Ku频段波束和扩展C频段全国波束。共有5617个交互式教室和46541个单收式教室，共计52158个。已在24个邦建立网络，几乎覆盖全国，包括岛屿、东北邦、查谟和克什米亚地区。剩余邦的网络部署正在进行之中，每年约有150万～180万学生因此而受益。

印度的卫星远程教育体系

2013年3月，西部卫星网项目在新疆克拉玛依市启动，拉开了西部卫星网项目建设的序幕。西部卫星网项目分三期建设，目标是建成中国最大规模的卫星通信网，为应急维稳、行业应用、城市管理、经济社会等各方面提供信息化服务。根据规划，2013年年底将建成一套覆盖全疆的卫星通信服务平台，重点面向新疆油田和克拉玛依地区各行业提供卫星通信综合服务。

目前，卫星通信在新疆的应用已势在必行。在卫星通信基础设施建设的同时，还应积极探索研究未来可行的应用领域和应用模式，进一步深化卫星通信在新疆经济社会各个方面的应用。

[1]海苏尔·沙比提.新疆地理.北京：北京师范大学出版社，2012年

[2]韩桂兰，孙建光.新疆人口分布与社会物质积累协调发展分析.新疆财经，2010，6

[3]陈振国，杨鸿文，郭文彬.卫星通信系统与技术.北京：北京邮电大学出版社，2003年

[4]国务院新闻办公室国家互联网信息办公室.新疆互联网普及率已超过40%.http://www.scio.gov.cn/zhzc/8/2/201209/t1213633.htm

[5]乌鲁木齐晚报.新疆电信宽带用户突破200万.http://www.wlmqwb.com/wlmqdzb/a/page_16/201209/t20120903_2803630.shtml

[6]发改办高技[2012]895号.国家发展改革委办公厅、财政部办公厅关于组织实施卫星及应用产业发展专项的通知

[7]新华网.新疆自然灾害频发，147万余人受灾.http://news.xinhuanet.com/politics/2012-07/25/c_112531802.htm

[8]增建，田征.新疆城乡基础教育资源配置的不均衡现象及原因探微.新疆教育学院学报，第26卷第3期，2010，9