以我國為主的衛星移動通信系統APMT(亞太移動通信系統)正在籌建,它是以同步衛星支持的區域性系統。系統支持手持機用戶,為此星載天線十分龐大(天線直徑約1-3m),此外系統還用於支持邊遠地區的基本通信。
在不久的將來,我國的衛星網還將用於支持低業務密度地區的高速率用戶(集團用戶)終端的通信需求,比如,對網際網路的高速瀏覽,以及高速率的接入公用網。對於這一類的用戶,其終端設備的簡化和低成本也是十分重要的。建立我國的綜合衛星通信系統的構想。目前,我國在同步衛星通信方面的發展已具規模,在作為國家幹線通信網的備份和組建專用網方面發揮了巨大的作用。但是,面對一些業務需求,如移動通信業務、邊遠地區基本通信業務、高速率用戶的接入和網際網路瀏覽以及互動式多媒體業務等方面的需求,我國是採用繼續發展和擴大同步衛星通信系統來支持這些新業務?還是建立包括同步衛星和非同步衛星在內的綜合衛星通信系統呢?從國外衛星通信發展趨勢來看,由於軌道高度較低的非同步衛星無論在支持移動通信,邊遠地區基本通信和高速率用戶的接入等方面都十分有利,它能有效地降低對終端EIRP(有效合向輻射功率)和G/T值(接收機品質因數)的要求,使用戶終端大為簡化和降低成本。因此,建立我國的綜合衛星通信系統在技術上是合理的。
在綜合系統中,同步衛星和非同步衛星部分各自支持的業務重點應有所不同。
同步衛星系統主要支持的業務有:
1.地面公用網各樞紐站之間的幹線連線,其地面站龐大,成本高;
2.遠端用戶(VSAT終端)的接入;
3.構成專用網和專用網與公用網之間的連線。
非同步衛星系統主要支持的業務有:
1.移動通信業務;
2.提供過遠地區和農村的基本通信(話音和低速數據),其用戶終端體積和成本遠低於VSAT終端;
3.用於高速率(可達2Mb/S)用戶終端的接入,提供互動式多媒體業務和支持用戶高速瀏覽網際網路。其用戶終端成本和天線尺寸應小於VSAT終端。
在綜合系統中,由於非同步衛星將飛越全球,具有全球(非實時)覆蓋能力,因此綜合系統可以實現全球的(非實時)數據通信(數據信息延時最大約5小時)。儘管通信是非實時的,但系統是完全由我國自主控制的,這在一定程度上能緩解一直困擾我國的全球通信問題,對軍事和外交機要通信具有重要意義。
建立我國的綜合衛星通信系統,除市場需求和枝術上的合理和先進性之外,系統所需的投資和經濟效益如何,是決定建立該系統是否切實可行的關鍵因素。
我國的綜合衛星通信系統是為我國(及其周邊地區)服務的區域性系統。一般來說,採用同步衛星也許是一種較好的選擇,因為系統所需的投資較省,而採用覆蓋全球的非同步軌道衛星星座為某一地區提供服務(在經濟上)是不可取的。然而,隨著星座設計技術的突破,利用數目較少的非同步軌道衛星構成的星座也是區域性系統的一種選擇。
作為我國的綜合衛星通信系統中的非同步衛星部分,以採用“區域性時限”星座為宜。該星座可以在特定的時段(通常在每天的業務尖峰時段)對我國進行連續覆蓋,而空間段所需投資可大致與同步衛星相當。同時,由於覆蓋我國的非同步衛星區域性星座對地理上與我國對稱(經度差約180°)的美國,具有甚至更好的覆蓋特性(仰角更高)。因此,如果同一星座以支持中國和美國的兩個區域性系統,空間段的投資共同承擔,那么我國的非同步衛星系統所需投資可能比一個同步衛星系統更省。
我國綜合系統中的非同步衛星可以是一種由4顆橢圓軌道衛星(近、遠地,點分別為4497km和16209km)構成的星座,它能在台北時間每天的7點或至23點30分連續覆蓋我國。可以看出,星座對我國的最小覆蓋仰角在15°以上,而對大陸的絕大部分地區在20°以上。
在非同步衛星不能覆蓋的低業務量時段(如深夜和凌晨),可由同步衛星來支持這些較小的業務量。此時,對我國連續覆蓋的同步衛星也處於低負荷時段,它有足夠的資源(如功率)來改善由非同步衛星轉換至同步衛星時因傳播損耗增加所帶來的不利影響。
中國自60年代初,即開始研製了微波接力通信系統和人造地球衛星,它標誌著中國人民已有能力依靠自己的力量,涉足於衛星通信領域,為通信網增加新的通信手段。及至70年代中期,中國已有大型地球站為國內、國際通信服務。近20餘年來,中國衛星通信,在研究、開發、製造和發射、運營等多領域,由於國家重視和國內科技人員、管理人員等各方面的共同努力,得到了長足的發展,為下一步發展奠定了堅實基礎。
我們清楚,衛星通信系統本身是個複雜的大系統,涉及很多學科,綜合工藝和技術,需要多部門的相互協助,資金和人力方面加大投人,才能促進其更快發展,適應社會各部門多方面需求,現僅就今後發展前景和努力方面,作些初步探討。
(一)分利用好寶貴資源;
頻譜資源與軌道資源,是發展衛星通信的先決條件,必須搞好發展規劃,以滿足國家各方面的需求。要有專門的科技隊伍進行長期不間斷的研究、分析和多方面協調工作。在國際上多做工作,爭取獲得儘可能多的頻譜與軌道資源,並把這些寶貴資源充分利用好。
(二)星通信系統研究、開發方面;
(1)由於衛星通信系統涉及到多部門、多學科的協作,因此要有跨部門的專家聯合參加,總體規劃與設計,以充分發揮整個國家的人才和技術優勢,作出有自己特色的系統,達到國際上先進水平,並能滿足國家各方面需求。
(2)當前的重點是通信衛星本身的開發工作,在保證質量前提下,首先注意兩個問題:
①研製出大容量通信衛星的平台和小衛星平台。有了這兩種平台,以利加速發展高、中、低各種軌道,各種用途的衛星通信系統。這樣,在研製衛星過程中就可避免很多重複工作,節省了人力和物力。
②在研製各類衛星本身時,應採用模組式的生產線方法,這樣可縮短研製、開發時間。若在時間上取得優勢,就可在競爭中爭取到主動權。
(3)對於衛星通信系統的地球站設備,要考慮到高可靠性,並用創新精神,力求使系統達到最佳化,在關口站設備方面,則要強調靈活性,要能適應多方面需求,具有與地面多種通信系統互聯互通的能力,至於衛星通信系統的用戶終端,要達到人機界面友好,小巧可靠操作方便等。
(三)建立必要的監測台站
建立必要的監測台、站(固定、移動),除對已投入運營的通信衛星運行情況等及時了解、分析、加強管理外,更重要的還要監測國外的衛星在國內空間場強覆蓋情況,及時克服和減少電磁波的干擾,以保護我國的電磁環境和合法權益。這樣為我國衛星通信創造良好的環境,以利於更快地發展。
(四)通信衛星運營方面
在通信衛星運營方面,要充分利用衛星通信的覆蓋廣,傳輸質量好,能以各種組網方式適應不同用戶、不同領域、不同地理空間套用的特點,搞好衛星通信網的建設,發揮其應有作用。
(1)衛星通信系統,它的轉發器可作為通信網的幹線傳輸手段。在“靜止軌道”上,它覆蓋廣,特別適合於我國邊遠地域稀路由(用戶少而分散)的通信之需,而對地面通信系統無法達到的或用地面通信系統建設投資過大的農村地區,則衛星通信系統,可發揮其獨特的作用。
(2)衛星通信系統與地面通信系統綜合,可作為通信網的重要組成部分,並和地面的傳輸系統相配合,可以提高傳輸的可靠性(特別在幹線傳輸方面,地面的光纖傳輸系統、微波接力通信系統和衛星通信系統的綜合使用),可發揮各自優勢,並互為備份與補充,這在我國幅員廣大的國家,特別顯得重要。因此在每個通信網建設、規劃中,要綜合考慮這些因素。
(3)衛星通信系統可獨立組網,也可作為地面通信網的接入網,特別適合於各種速率信息的傳輸接入,也適合於不對稱業務的傳輸和集話音、數據與圖象三者組合的終端配合,實現多媒體通信。因此,在整個通信網規劃中,要充分考慮衛星通信手段的這種優勢,而且一旦通信衛星發射成功,衛星通信建設速度快,受地理條件限制較小,能迅速滿足通信需求,這是它“得天獨厚”的特點。
(4)中、低軌道的衛星移動通信系統與地面蜂窩移動通信的綜合與互通,是整個移動通信發展的必由之路。從通信容量,全網結構等角度分析,前者是後者的延伸和補充,因此要把這兩者作為一個大系統來看,特別是在用戶終端、使用頻段、調製方式和協調核心網規範等方面,總體方案應統一起來考慮,這將符合發展方向。
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