C114通信网  |  通信人家园

卫星通信
2010/10/18 09:50

国外通信卫星发展一瞥

卫星与网络  庞统

由于应用卫星直接为国民经济和军方服务,所以品种和发射数量最多,用途最广,对人类社会影响最大。在所有应用卫星中,通信卫星产生的直接经济效益最高,率先进入了产业化,因为每颗通信卫星上都装有多台转发器,每台转发器年租金达上百万美元。

通信卫星的出现使现代通信产生了极大的飞跃。通信卫星现已出现了多种类型,广泛用于固定通信、移动通信、电视直播、音频广播和数据中继等许多方面。通信卫星按运行轨道可分为静止通信卫星和非静止通信卫星;按服务区域不同可分为国际通信卫星、区域通信卫星和国内通信卫星;按用途可分为固定通信卫星、移动通信卫星、电视广播卫星、数据中继卫星、军用通信卫星等。

目前,用于全球固定卫星通信的老牌著名通信卫星——“国际通信卫星”已发展到第10代,它可装载36 台Ku和70台 C频段转发器,为客户提供卫星固定业务,包括数字广播、电视、话音、宽带因特网访问和公司网络的链接以及政府或军方的特殊需求。不过,移动通信卫星、电视直播卫星、音频广播卫星已成为通信卫星的新亮点。

移动通信大腕

移动通信卫星的最大特点就是可以为移动用户之间的通信服务,而且具有覆盖区域更广、不受地理障碍约束和用户运动限制等优势,使光纤通信望尘莫及。从移动通信卫星的轨道看,目前有三种,它们各有千秋,相得益彰。

一种是和一般通信卫星一样运行在地球静止轨道的卫星。当今最著名的静止轨道移动通信卫星是国际移动卫星-4。其支持宽带全球区域网服务,使人们无论身处何地,通过高速宽带网络和新的3G电话技术可以建立虚拟的办公室。但由于通信的距离远、信号弱,所以它不支持手机通信,一般只能用于船舶、飞机及车辆等较大的移动通信终端,即使是先进的便携式地面终端,在通话时之前也先要找准“国际移动卫星”,且通话时不能移动。

不过,目前已有为个人手机提供服务的地球静止轨道移动通信卫星,即美国为印尼和的阿联酋研制的“格鲁达”和“瑟拉亚”。其一大特征是星上安装有口径10多米的大天线,像大雨伞一样,可形成200~300个点波束,使其等效全向辐射功率大大提高。但美中不足的是它们都是区域移动通信卫星。2009年7月1日上天的美国地网星-1是目前世界最大的通信卫星,质量达6.9吨;其S频段天线的直径也是通信卫星中最大的,达18米;它还是世界首颗可以用普通手机直接通信的卫星。针对这些挑战,国际移动卫星-4也拟开通手机业务。

另一种就是低轨道移动通信卫星系统。现已投入使用的主要有美国“铱”星和“全球星”两个系统,使用户实现了无缝隙通信,开辟了全球个人通信的新时代。低轨道移动通信卫星的星地之间路径短,所以能克服静止轨道卫星存在的种种缺陷,但由于低轨道卫星信号覆盖地面面积小,为了覆盖全球,需要用多颗卫星组成星座才能进行全球通信,所以成本太高,前主要用于军事、探险和救灾等。

第三种是中轨道移动通信卫星系统,其轨道高度介于低轨道和地球静止轨道之间,综合了这2种轨道移动通信卫星的各自优点,“中圆轨道”卫星是其代表。

移动通信卫星的收发天线尺寸和发射功率一般都比较高,有特定的频率,并大多采用雨致衰减小和信号传输损耗小的L波段传输信号,目的是减小地面用户终端的尺寸,便于携带,保证通信质量。

卫星直播到户

移动通信卫星能够为用户直接进行话音通信,但不能转发电视节目,转发电视节目是由电视直播卫星来完成的。1993年12月17日美国发射成功了世界第一颗数字“电视直播卫星”,实现了数字式视频压缩卫星电视直播。它是把电视信号经模数转换和压缩后送上卫星,然后直接转发到家庭,经地面接收机进行解压缩和数模转换后输入电视机。

电视直播卫星是一种向公众直接转播电视或声音的人造地球卫星,主要起空间直播发射台的作用。美国现已发射了数颗装有Ku频段转发器的电视直播卫星,每颗星可提供上百套电视节目,每个家庭只需安装直径0.45米的天线和接收机/译码器,就能收看高质量的电视图像,从而向有线电视网发起了挑战。

为了扩大地面用户的使用范围,减轻用户的经济负担,直播卫星一般用国内或区域波束覆盖,并具有以下特点:高功率发射,以便让地面用户用直径不到1米的简易天线设备直接收看或收听;采用大面积太阳电池阵,这是因为直播转发器的输出功率大,要求星上太阳电池能提供千瓦级以上的电源功率;高精度轨道控制和天线指向,使地面接收设备简单并且不要求地面天线有跟踪能力。

电视直播卫星的问世在全球已引起一场革命性变革,它创造了一个相当于彩电规模的新兴产业,并迅速转向卫星电脑直联、高速宽带多媒体通信,有望成为空间信息高速公路的重要组成部分。

太空广播电台

继卫星移动通信、卫星电视直播之后, 卫星音频广播又悄然兴起。2001年3月18日和5月9日美国XM公司分别发射了1颗XM数字音频广播卫星,它是世界上第一座卫星数字广播服务站。每颗XM卫星有100个数字声音频道,向全美国提供音乐、新闻、体育、谈话、喜剧以及儿童节目。听众通过数字收音机可直接收听到,且音质清晰悦耳。有了XM卫星广播之后,无论在闹市,还是在乡村,都可以收听到XM卫星广播,即使人在驾车高速行驶,所接收到的XM卫星信号可与CD相媲美。现在,世界各地的听众只要花100多美元购买到一套卫星接收设备专门设备,每月再交9.95美元服务费,就可随时随地接收来自这种卫星的广播节目。

未来发展前景

未来的通信卫星平台和有效载荷的质量、功率、天线、容量、速率都将越来越大,种类和用途越来越多,通信频率越来越高,寿命越来越长。在卫星的总体设计中,通过实施分舱设计、三化(模块化、组合化和系列化)来使得卫星的构形得以优化。在卫星热控技术方面,将采用可展开热辐射器、环行热管技术、交叉耦合散热器;在电源技术方面,将提高太阳电池单体转换效率、增大太阳电池阵面积、采用可展开聚光板、增大蓄电池容量和采用新型蓄电池;在推进技术方面,将采用电弧加热喷气推力器、氙离子发动机;在天线技术方面,将采用大口径、多波束天线,如可展开网状卫星天线、反射面多波束天线;在转发器技术方面,将采用数字通信转发器;星上处理技术方面,将采用射频处理技术、再生处理技术、星上异步传输模式技术等。

卫星通信发展总趋势是:卫星固定、卫星移动和卫星直播3种通信方式融洽;全球无缝隙覆盖的天地一体化综合通信网。随着卫星固定通信业务和卫星直接广播业务用户终端进一步小型化和可移动性,与卫星移动通信业务用户终端的区别将逐渐缩小;随着使用通信卫星的卫星直播业务诞生和发展,通信卫星不经过地面中转也可直播电视节目,通信卫星与广播卫星的区别将逐浙缩小;随着卫星广播业务由单向电视和声音广播向双向交互式多媒体业务发展,卫星广播业务单向通信特性与卫星固定通信业务双向通信特性的区别将逐浙缩小;3种业务都在往宽带多媒体通信业务方向发展。

 

给作者点赞
0 VS 0
写得不太好

免责声明:本文仅代表作者个人观点,与C114通信网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。

热门文章
    最新视频
    为您推荐

      C114简介 | 联系我们 | 网站地图 | 手机版

      Copyright©1999-2020 c114 All Rights Reserved | 沪ICP备12002291号

      C114 通信网 版权所有 举报电话:021-54451141