卫星通信产业技术应用现状分析及其发展趋势

赵飞

【摘要】 随着通信技术的快速发展，卫星通信在实现人类通信“无缝”对接方面发挥着不可替代的重要作用。本文首先分析了卫星通信产业技术的应用现状，详细论述了其未来的发展趋势，并结合目前卫星通信系统的技术优势提出卫星通信产业的发展前景。

【关键词】 卫星通信 产业 应用现状 发展趋势

自1965年世界上第一颗通信卫星“晨鸟”发射以来，卫星通信正式成为一种重要的通信技术手段，此后卫星通信产业得到迅速发展，在多个领域都得到了广泛的应用。通信技术的不断进步导致通信产业的市场竞争越来越激烈，卫星通信产业同样面临着新的机遇和挑战。因此，有必要了解卫星通信产业技术的应用现状，研究其未来发展趋势，为卫星通信产业的蓬勃发展奠定坚实的基础。

一、卫星通信产业技术应用现状及发展特点

1.1卫星通信产业技术应用现状

按照业务方式不同可以将卫星通信系统分为宽带、固定、移动等多种卫星通信系统，下面，本文将介绍代表性卫星通信系统的应用现状：

1.1.1宽带卫星通信系统

宽带卫星通信业务是一种利用卫星作为中继站与地面站形成通信联系的业务形式，是宽带业务与卫星通信技术结合的产物，同时也是未来卫星通信产业的发展方向之一。中继节点的宽带通信卫星除需具备较高的G/T值、ERIP值之外，还要具备基本的交换和处理能力，利用宽带通信卫星可以实现双向高速多媒体业务。目前所采用的宽带通信卫星均为静止轨道卫星，如美国的SpaceWay-F3、加拿大的Anik-F2卫星通信系统都是静止轨道卫星，尚未建成低轨卫星宽带通信系统。泰国SSA卫星公司于2005年率先发射了一颗宽带通信卫星IPStar-1，该通信卫星可提供区域性宽带业务，同时该卫星也是世界上容量最大的商用卫星，通信容量可达45Gb/s[1]。

1.1.2卫星固定通信系统

卫星固定通信业务是卫星通信的传统业务，主要用于内部专网、数据采集、广播电视等工作，根据应用领域不同可以分为多种类型，如主要用于边远地区通信问题的点对点通信系统，用于内部通信的ASAT系统及用于多媒体数据分发的分发系统等。根据信息传输速率不同还可分为宽带和窄带两大类型，宽带是基于Ip的业务，主要用于远程教育、电视会议等主流业务，而窄带业务则仍以话音和低速数据为主，近年来逐渐被宽带所取代。据通信行业的一份统计资料显示，在当前卫星固定标准转发器中，视频业务所占比例高达62%，远远高于话音业务的14%。VSAT是卫星固定通信系统中的重要形式，其天线口径远远小于2.4m，工作段集中在C频段和Ku频段，其最大优势为设备简单、造价低、组网方便等，一个VSAT即可独立完成点对点通信业务，适用于多种业务信息的传输[2]。此外，VSAT系统还可用于信息的采集与远程监控，对“村村通”项目的建成提供技术条件。

1.1.3卫星移动通信系统

卫星移动通信系统可实现不同用户之间的信息沟通，如移动用户与移动用户、移动用户与固定用户，这种信息连接主要通过通信卫星中继站实现。目前所采用的卫星移动通信系统有国际海事卫星通信系统、北美移动卫星通信系统、亚洲蜂窝卫星通信系统等，这些卫星通信系统主要是通过静止轨道卫星来实现通信业务[3]。国际海事卫星通信系统--Inmarsat是由国际海事组织经营管理的卫星定位系统，第四代卫星通信系统--Inmarsat-4已投入使用，Inmarsat-4由3颗移动卫星组成，主体尺寸为7m×2.9m×2.3m，轨道类型均为GEO，但3颗移动卫星在发射工具、轨道位置、覆盖范围上有所不同，如Inmarsat-4 F1的覆盖区域为美洲，Inmarsat-4 F2的覆盖范围涉及欧洲、非洲及中东，Inmarsat-4 F3的覆盖区域为亚太地区。

1.2卫星通信产业技术的发展特点

目前国际卫星通信产业技术的发展主要呈现出以下特点：

（1）卫星通信产业技术的增长动力主要来自于DMB，即卫星多媒体广播业务，该业务面向社会大众，经历了DAB、DVB發展阶段，时至今日的卫星广播数据量逐渐增大，并以欧美、日本、韩国为技术发展先驱[4-5]。

（2）卫星通信产业的支柱型产业为卫星电视直播，随着数字电视的快速发展和大型文娱盛事的催化，付费卫星电视得到迅速发展，美国的卫星直播电视用户已达到2160万户，欧洲为3500万户，由此可见，卫星电视直播是唯一一个可与地面有线电视进行抗衡的优势产业。

（3）宽带卫星通信已成为卫星通信基础设施建设的重要内容，宽带卫星通信自上世纪八十年代出现以来便成为主要的商用通信业务手段，随着卫星终端设备费用的不断降低，宽带卫星通信用户数量将不断增长。

（4）卫星通信的应用范围不断拓展，并在多个领域发挥着重要的作用。

二、卫星通信产业技术发展趋势

本文将从多个角度针对性分析卫星通信产业技术的发展趋势。

2.1宽带卫星通信技术的发展趋势

由于频谱资源和GEO卫星轨道资源日益紧缺，今后的通信卫星将更多地采用EHF频段或更高频段，从市场兼容角度分析，多种频谱资源的混合结构仍然是卫星通信道路的重要组成部分。宽带信息网络是多媒体业务传输的基础，为了提高通信质量和容量就要融合多种通信网络，实现异构网络，不论是宽带接入网域还是移动接入网域都将以全IP为发展目标。未来的卫星通信系统将不仅局限于系统自身的建设，还将着眼于因特网通信系统建设，借助类似因特网的通信网络实现全球范围内的信息接入和部署，该项技术即空间因特网协议技术。空间因特网协议技术是IPv6协议、SISR、AISR技术的融合，可将空中数据传输到地面，确保网络高质量运行。

2.2星上处理技术的发展趋势

星上处理技术是在信息高速公路概念的基础上提出的一种全新技术，该技术被广泛应用于卫星转发器设计中，实现了卫星波束的编程、分配和转换，提高了话音通信质量。2009年11月IS-14商用通信卫星在美国发射升空，主要用于验证IRIS（太空互联网路由技术）在军事卫星通信中的可行性。IRIS荷载可为用户提供更加灵活多变的IP网络，进行多媒体数据交换，从而大大缩短通信时间，扩大通信容量。

2.3先进卫星技术发展趋势

目前的卫星通信系统很大程度上受到卫星自身体积、重量的限制，为有效解决这些技术问题，未来的卫星系统将在星体结构上进行大胆创新，形成可装配式星体结构，分开放置传感器、处理器等重要组件，可自由更换硬件和软件而不必更换整个卫星。

卫星功能也将随之发生变化，摇身一变成为侦查卫星或遥感卫星，“卫星簇”就是其中的一个典型代表。卫星簇由多个卫星组成，这些卫星位于同一个轨道上，彼此通过通信链路连接，形成空间局域网。

三、结语

通过研究卫星通信产业技术应用现状及未来发展趋势可以看出，卫星通信产业技术正在发生革命性的变化，将对未来世界的经济、军事发展产生重大影响，在产业信息化中发挥重要的促进作用。

参 考 文 献

[1]黄华山. 浅谈卫星通信的应用发展现状[J]. 科技创新导报，2014，25：81-82.

[2]肖跃，秦红祥. 国内外卫星通信产业技术应用现状和发展趋势[J]. 卫星与网络，2010，07：20-25.

[3]罗文. 卫星通信系统的发展及其关键技术[J]. 信息通信，2013，01：157-158.

[4]王余涛. 2012年全球卫星通信产业发展综述[J]. 卫星应用，2013，01：33-40.

[5]徐烽，陈鹏. 国外卫星移动通信新进展与发展趋势[J]. 电讯技术，2011，06：156-161.