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卫星互联网:在雪山、森林、沙漠中“冲浪”
来源:中国航天报     日期:2016/12/16    字体:【】【】【

在上个月举行的珠海航展上,中国航天科技集团公司发布的2020 年建成“鸿雁星座”的计划格外引人注目,该星座旨在为用户提供全球实时数据通信和综合信息服务,做到“沟通万物,永不失联”。在地球的另一端,12 月8 日,美国空军最新一颗全球宽带通信卫星WGS-8 发射成功,带宽比之前的WGS 卫星增加了45%。此外,韩国、日本等国家也纷纷有计划发展自己的卫星互联网系统。那么,卫星互联网到底有何魔力吸引各国纷纷为其砸钱?它又会给我们的生活带来哪些便利?

卫星互联网的前世今生

说起卫星互联网,就不得不说铱星系统,可以说早在20多年前开展的铱星移动通信系统项目拉开了个人卫星通信的新时代。

铱星系统是美国摩托罗拉公司设计的一种全球卫星移动通信系统,该系统由66颗环绕地球的低轨卫星网组成,通过无缝隙的全球覆盖,为用户提供随时随地、及时沟通的便捷通信服务。铱星系统的网络可以覆盖全球(包括南北两极),是迄今全球覆盖最广的卫星通信系统,也是人类历史上第一个真正意义上的全球卫星移动通信系统。

与静止轨道卫星通信系统相比,铱星具有两方面的优势:一是轨道低、传输速度快、信息损耗小、通信质量大大提高;二是不需要专门的地面接收站,每部卫星移动手持电话都可以与卫星连接,这就使地球上人迹罕至的不毛之地、通信落后的边远地区以及自然灾害现场的通信变得畅通无阻。

从科技方面而言,铱星计划的确是一个美丽故事的开始,但由于沉重的债务负担,铱星公司于2000年3月宣布破产,铱星计划也因此“胎死腹中”。不过,追逐美好是人之本性,2001年,铱星项目在接受新注资后又开始“起死回生”。

与手机通信有什么不同

为什么卫星移动通信能在全球实现任何人在任何地点、任何时间与任何人采取任何方式进行通信,而手机通信却做不到呢?这要从通信的原理说起……

当我们在利用手机进行通话时,手机会把信号传送到基站,基站再把信号通过卫星或者基站之间的传输传送到通话另一方所在的基站,最后再传送到对方的手机。所以,所有的手机通信都离不开基站,那基站又是何方神圣呢?

基站其实就是一个固定的手机信号中转站,因为手机的功率比较小,所以手机的信号不可能强到直接与通话对方连接,这就需要一个功率强大的中转站,这个中转站就是基站。所以在需要手机通信的地方,我们首先要部署基站,但是在海上、偏僻的林区和山区等地方,没有基站信号覆盖,所以手机就不能通信了。

卫星通信的原理则完全不同。卫星通信是用户直接把信号发给卫星,只要在卫星的信号覆盖范围内,用户就能通信。由于卫星轨道高,所以只需要有限的卫星就能实现全球的信号覆盖了,这样一来,实现全球通信当然也是“易如反掌”的事情了。

以铱星通信为例,当地面上的用户使用卫星手机打电话时,该区域上空的卫星会先确认使用者的账号和位置,然后再自动选择最便宜,同时也是最近的路径传送电话信号。如果用户是在一个人烟稀少的地区,电话将直接由卫星层层传输至目的地,而如果是在一个地面移动电话系统的邻近区域,则控制系统会使用地面移动通信系统的网络来传送电话信号。

蓬勃发展的卫星互联网

目前,国外很多公司都提出了各自的卫星互联网计划,比如美国的O3b、OneWeb、Google、SpaceX等公司。

以O3b公司为例,目前,O3b公司已拥有12颗在中地球轨道(距离地球约8000 公里)运行的卫星,在卫星覆盖区域内的任何人都可以以光纤的速度接入互联网。因此,O3b 公司已然成为太平洋地区最大的互联网服务提供商。

2012 年,O3b 公司的创始人又创办了现在的OneWeb公司,它作为O3b的“增强版”,计划向太空发射648颗距离地面更近的卫星(距离地球约1200公里),为全世界那些没有互联网或使用成本太高、使用不流畅的地方提供便宜且快速的互联网接入服务。

2014 年,网上又爆出Google公司欲投资10 亿美元用于卫星互联网建设,以支持其通过卫星提供上网服务的计划。据报道,Google 公司的新项目将从180 颗小型高性能卫星起步,这些卫星的轨道高度将低于传统卫星。预计这一项目耗资将为10~30亿美元,但具体成本取决于最终设计。

无独有偶,SpaceX公司在今年11月15 日向美国联邦通讯委员会提交了一份申请,想要发射共计4425颗的通信卫星,SpaceX公司CEO马斯克声称,这个项目将在太空中重建互联网。该项目是马斯克于2015年1月首次公布的,旨在全球范围内为用户提供宽带互联网接入服务。

马斯克表示,首批800颗卫星上天后,就可以提供覆盖全美和全球的商业宽带服务,在全球的覆盖范围是北纬15~60度,南纬15~60度。一旦经过最终部署,该系统就能为全美和全球用户提供高带宽、低延时的宽带服务。

据外媒报道,韩国的三星公司在一篇论文中也表示,希望发射4600颗微型卫星,为用户提供低成本的互联网接入。不过相较于Google、SpaceX等公司已经有所行动而言,三星公司显然还刚刚进入“纸上谈兵”阶段。

综上分析,各国对卫星互联网之所以趋之若鹜是因为大家都明白,卫星互联网是一片“蓝海”,在那片“蓝海”中蕴藏着许多你意想不到的“宝藏”……

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