衛(wèi)星通信課件

衛(wèi)星通信的發(fā)展動(dòng)態(tài)

——國內(nèi)動(dòng)態(tài)【衛(wèi)星通信簡介】

衛(wèi)星通信是指利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)無線電波,在兩個(gè)或多個(gè)地球站之間進(jìn)行的通信。它是微波通信和航天技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興的無線通信技術(shù),所使用的無線電波頻率為微波頻段(300MHz~300GHz,即波段1m~1mm)。這種利用人造地球衛(wèi)星在地球站之間進(jìn)行通信的通信系統(tǒng),則稱為衛(wèi)星通信系統(tǒng)。把用于現(xiàn)實(shí)通信目的的人造衛(wèi)星稱為通信衛(wèi)星,其作用相當(dāng)于離地面很高的中繼站,因此,可以認(rèn)為衛(wèi)星通信是地面微波中繼通信的繼承和發(fā)展,是微波接力通向太空的延伸。

衛(wèi)星通信是空間通信的一種形式,它主要包括衛(wèi)星固定通信、衛(wèi)星移動(dòng)通信和衛(wèi)星直接廣播三大領(lǐng)域。由于衛(wèi)星通信具有覆蓋面大、頻帶寬、容量大、適用于多種業(yè)務(wù)、性能穩(wěn)定可靠、機(jī)動(dòng)靈活、不受地理?xiàng)l件限制、成本與通信距離無關(guān)等優(yōu)點(diǎn)。多年來,它在國際通信、國內(nèi)通信、軍事通信、移動(dòng)通信和廣播電視等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用

下面我們就從衛(wèi)星通信的發(fā)展簡史、現(xiàn)狀、趨勢等方面對我國衛(wèi)星通信進(jìn)行概括和綜述。一：我國衛(wèi)星通信的發(fā)展簡史

我國衛(wèi)星的研究和使用始于20世紀(jì)70年代初。（1）：1970年，我國用自制“長征1號”運(yùn)載火箭，于酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功地發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星——“東方紅1號”。自此我國開始規(guī)劃和部署衛(wèi)星通信工程。（2）：1972年我國郵電部租用國際第4代衛(wèi)星(IS-IV),引進(jìn)國外設(shè)備,在北京和上海建立了4座大型地球站,首次開展了商業(yè)性的國際衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)。（3）1984年4月8日,我國成功地發(fā)射了第一顆試驗(yàn)通信衛(wèi)星

(STW-1),它定點(diǎn)于東經(jīng)

赤道上空，共有兩個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，輸出功率為8W，EIRP為23.4dBW，工作在C波段（6/4GHz).通過這顆衛(wèi)星，開通了北京至烏魯木齊、昆明、拉薩三個(gè)方向的數(shù)字電話。

（4）1988年3月7日，我國發(fā)射又一顆實(shí)用通信衛(wèi)星(東方紅—Ⅱ甲)，3月22日定點(diǎn)在東經(jīng)87.5度赤道上空。星上有4個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，工作于C波段，等效全向輻射功率(EIRPs)達(dá)到35dBW。目前中央臺一套及二套電視節(jié)目傳送使用A、B兩個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器；新疆、云南、貴州分別占用D轉(zhuǎn)發(fā)器，傳送自治區(qū)及省內(nèi)電視節(jié)目；C轉(zhuǎn)發(fā)器作數(shù)據(jù)通信及西藏自治區(qū)傳送衛(wèi)星電視。（5）1988年12月22日，我國又發(fā)射1顆實(shí)用通信衛(wèi)星(東方紅Ⅱ甲)，12月30日定點(diǎn)在東經(jīng)110.5度赤道上空，作為前一顆“東方紅—Ⅱ甲”的后繼星。（6）1990年2月4日,我國成功地發(fā)射了第5顆衛(wèi)星,定點(diǎn)于東經(jīng)98度赤道上空,同年春又將亞洲一號衛(wèi)星(24個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器)送入了預(yù)定軌道。

（7）1994年12月1日，我國發(fā)射成功由空間技術(shù)研究院研制，達(dá)到國際80年代水平的“東方紅Ⅲ“實(shí)用廣播通信衛(wèi)星。星上裝有24個(gè)C波段轉(zhuǎn)發(fā)器，其中6個(gè)中功率(EIRPs不少于37dBW)轉(zhuǎn)發(fā)器用于電視傳輸，18個(gè)低功率EIRP不少于24dBW)用于電話、電報(bào)、傳真、數(shù)據(jù)傳輸?shù)韧ㄐ艠I(yè)務(wù)。衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命不低于8年，定點(diǎn)于東經(jīng)125度赤道上空，衛(wèi)星波束可覆蓋90%以上的國土。（8）1997年5月12日,中國成功發(fā)射了第3代通信衛(wèi)星"東方紅三號(DFH-3)"衛(wèi)星,主要用于電視傳輸、電話、電報(bào)、傳真、廣播和數(shù)據(jù)傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)。二：我國衛(wèi)星通信的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，衛(wèi)星通信得到了快速發(fā)展。衛(wèi)星通信根據(jù)不同業(yè)務(wù)可將其劃分為衛(wèi)星固定通信、衛(wèi)星

移動(dòng)通信和衛(wèi)星直接廣播等，主要通過這三個(gè)方面的闡述來體現(xiàn)衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀。

2.1：衛(wèi)星固定通信現(xiàn)狀

截至2005年底,全國建有國際、國內(nèi)通信廣播地球站80多座,連接世界180多個(gè)國家和地區(qū)的國際衛(wèi)星通信話路達(dá)2.7萬多條。中國已建成國內(nèi)衛(wèi)星公眾通信網(wǎng),國內(nèi)衛(wèi)星通信話路達(dá)7萬多條,初步解決了邊遠(yuǎn)地區(qū)的通信問題。已建立了100多個(gè)衛(wèi)星通信公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。各類甚小口徑終端站達(dá)5萬多個(gè)，

其中包括金融、氣象、交通、石油、水利、民航、電力、衛(wèi)生和新聞等部門的專用通信網(wǎng)80多個(gè),經(jīng)營甚小口徑終端通信業(yè)務(wù)的公用網(wǎng)約30個(gè)。

地球站

2.2：衛(wèi)星移動(dòng)通信現(xiàn)狀

衛(wèi)星移動(dòng)通信是傳統(tǒng)的衛(wèi)星固定通信與地面移動(dòng)通信交叉結(jié)合的產(chǎn)物。它主要被用來滿足位于地面移動(dòng)區(qū)域以外用戶的移動(dòng)手段，以及農(nóng)村和邊遠(yuǎn)地區(qū)的基本通信需求，在特殊情況下可作為一種有效地應(yīng)急通信手段。從表現(xiàn)形式來看,它既是一個(gè)提供移動(dòng)業(yè)務(wù)的衛(wèi)星通信系統(tǒng),又是一個(gè)采用衛(wèi)星作中繼站的移動(dòng)通信系統(tǒng),所利用的衛(wèi)星既可以是對地靜止軌道(GSO)衛(wèi)星,也可以是非靜止軌道(NGSO)衛(wèi)星。

靜止軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信中,有"國際海事衛(wèi)星"

(Inmarsat)系統(tǒng)、移動(dòng)衛(wèi)星-2(MSAT-2)系統(tǒng)、亞

洲蜂窩衛(wèi)星(ACeS)系統(tǒng)、瑟拉亞衛(wèi)星(Thuraya)系

統(tǒng)等。上述系統(tǒng)中波束覆蓋包含中國的有"國際海事衛(wèi)星"系統(tǒng)和亞洲蜂窩衛(wèi)星系統(tǒng)。

"國際海事衛(wèi)星"系統(tǒng)是由國際移動(dòng)衛(wèi)星公司經(jīng)營的全球衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。自1982年開始經(jīng)營以來,該系統(tǒng)衛(wèi)星已發(fā)展到第4代。第4代衛(wèi)星有2顆,第一顆Inmarsat-4F1于2005年3月發(fā)射成功,衛(wèi)星總重5959kg。該星采用了一副能產(chǎn)生多波束的9m直徑的L頻段大天線和一臺具有信道選擇和波束成形功能的透明彎管式數(shù)字信號處理器(DSP),共有200個(gè)窄點(diǎn)波束、19個(gè)寬點(diǎn)波束和1個(gè)全球波束。inmarsat-picture

其點(diǎn)波束提供用戶終端的衛(wèi)星等效全向輻射功率強(qiáng)度高達(dá)67dBW,它的應(yīng)用將使用戶終端進(jìn)一步小型化,實(shí)現(xiàn)手持式用戶終端電話通信,并使通信數(shù)據(jù)速率進(jìn)一步提高,實(shí)現(xiàn)432kbit/s高清晰視頻直播移動(dòng)通信。Inmarsat-4衛(wèi)星支持所有Inmar-sat業(yè)務(wù)和寬帶全球區(qū)域網(wǎng)(BGAN)新業(yè)務(wù)。后者包含因特網(wǎng)、內(nèi)部網(wǎng)、視頻點(diǎn)播視頻會議等接入業(yè)務(wù)。

亞洲蜂窩衛(wèi)星(ACeS)系統(tǒng)是由印度尼西亞等國家建立起來的區(qū)域性個(gè)人衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。該星于2000年2月發(fā)射成功,衛(wèi)星重4500kg,功率為14kW,服務(wù)區(qū)覆蓋整個(gè)亞洲。星上裝有兩副12m直徑的L頻段收發(fā)大天線,共有140個(gè)點(diǎn)波束,覆蓋我國約為45個(gè)點(diǎn)波束,其等效全向輻射功率強(qiáng)度高達(dá)73dBW。該星可支持2萬條話音信道及200萬用戶。地面用戶終端有固定式、移動(dòng)式、便攜式和手持式，可向用戶提供雙模的話音、傳真、低速數(shù)據(jù)以

及區(qū)域性漫游等項(xiàng)業(yè)務(wù)。

2.3衛(wèi)星直接廣播現(xiàn)狀

衛(wèi)星直接廣播分為電視直接廣播(簡稱電視直播)和聲音直接廣播(簡稱聲音直播)。

在衛(wèi)星電視廣播業(yè)務(wù)方面,中國已建成覆蓋全球的衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)和覆蓋全國的衛(wèi)星電視教育系統(tǒng)。全國共有衛(wèi)星廣播電視上行站34座,衛(wèi)星電視廣播接收站超過20萬座。中國從1985年開始利用衛(wèi)星傳送廣播電視節(jié)目,目前已形成了占用33個(gè)通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的衛(wèi)星傳輸覆蓋網(wǎng),負(fù)責(zé)傳送中央、地方電視節(jié)目和教育電視節(jié)目共計(jì)47套,以及中央32路對內(nèi)、對外廣播節(jié)目和近40套地方廣播節(jié)目。衛(wèi)星廣播電視業(yè)務(wù)的開展與應(yīng)用提高了全國廣播電視,特別是廣大農(nóng)村地區(qū)廣播電視的有效覆蓋范圍和覆蓋質(zhì)量,衛(wèi)星通信廣播技術(shù)在"村村通廣播電視"和"村村通電話"工程中發(fā)揮了不可替代的作用。衛(wèi)星遠(yuǎn)程教育寬帶網(wǎng)和衛(wèi)星遠(yuǎn)程醫(yī)療網(wǎng)初具規(guī)模。

2007年12月25日,由中國衛(wèi)星通信集團(tuán)公司和中國航天科技集團(tuán)公司共同發(fā)起并投資組建的中國直播衛(wèi)星有限公司在北京隆重揭牌。該公司擁有中衛(wèi)1號、鑫諾1號、鑫諾3號、中星6B等地球同步軌道衛(wèi)星,同時(shí)正在建設(shè)的中星9號、鑫諾4號和鑫諾6號衛(wèi)星也按計(jì)劃有序展開,初步形成了規(guī)模化發(fā)展格局。2008年6月9日,"中星9號"直播衛(wèi)星發(fā)射升空。該衛(wèi)星可滿足廣播電視客戶的多層次的需求,在2008北京奧運(yùn)會期間成功為廣大觀眾傳輸數(shù)量豐富、清晰可靠的廣播電視節(jié)目。中星9號三：衛(wèi)星通信發(fā)展問題和難點(diǎn)

3.1高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求

隨著數(shù)字化進(jìn)程和分組交換技術(shù)的快速發(fā)展，傳輸高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求越來越高，傳統(tǒng)的基于頻分多址和碼分多址的衛(wèi)星通信已經(jīng)難以滿足其要求。由于衛(wèi)星通信長時(shí)延的存在，在WAN和LAN中基于競爭的多址方式及差錯(cuò)控制協(xié)議均不再適用，因此，位于遠(yuǎn)地點(diǎn)的LAN利用衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)必須要有快速有效的轉(zhuǎn)換協(xié)議，還需將時(shí)延對實(shí)時(shí)通信的影響得以減少。

3.2衛(wèi)星通信應(yīng)用寬帶IP

目前，基于ATM的傳輸技術(shù)是寬帶IP衛(wèi)星系統(tǒng)所普遍采用的技術(shù)。對于ITU-TG.826和I.356的性能指標(biāo)要求，ATM性能都能滿足，這個(gè)結(jié)論是通過歐美等對衛(wèi)星ATM層和物理層性能研究測試所的。如果衛(wèi)星鏈路要想達(dá)到準(zhǔn)光纖鏈路質(zhì)量，需要系統(tǒng)采用RS塊狀編碼、FEC技術(shù)等，并且ATM也可作為衛(wèi)星系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。但是事實(shí)上，衛(wèi)星ATM實(shí)現(xiàn)起來是比較困難且復(fù)雜的，其與現(xiàn)存的衛(wèi)星傳輸技術(shù)相差較大。四：我國衛(wèi)星通信的發(fā)展趨勢4.1我國衛(wèi)星固定通信的發(fā)展趨勢

未來衛(wèi)星固定通信發(fā)展的趨勢是:為實(shí)現(xiàn)國際衛(wèi)星固定通信的重大變革并為適應(yīng)高清電視傳輸和因特網(wǎng)接入需求,衛(wèi)星寬帶通信業(yè)務(wù)已成為衛(wèi)星固定通信業(yè)務(wù)的主要發(fā)展方向。使用寬帶網(wǎng)用戶只需安裝一個(gè)終端,既可收看高清電視,也可接入寬帶因特網(wǎng)上網(wǎng)操作。（1）管好、用好現(xiàn)有衛(wèi)星通信系統(tǒng),積極發(fā)展新業(yè)務(wù)、新市場、新系統(tǒng);

（2）自主建設(shè)并運(yùn)營以VSAT設(shè)備為主體覆蓋全國的衛(wèi)星公用通信網(wǎng);（3）大力發(fā)展國產(chǎn)衛(wèi)星和地球站,逐步提高國產(chǎn)設(shè)備市場占有率;

（4）自主建設(shè)并運(yùn)營星上處理的新一代區(qū)域性衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)，2010年前適時(shí)發(fā)射國產(chǎn)星上處理衛(wèi)星,初步建成新一代寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)。4.2我國衛(wèi)星移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢

未來衛(wèi)星移動(dòng)通信發(fā)展的總趨勢是:從便攜式用戶終端向手持式用戶終端擴(kuò)展;從單一的話音業(yè)務(wù)向多種業(yè)務(wù)發(fā)展;從窄帶業(yè)務(wù)向?qū)拵I(yè)務(wù)發(fā)展;從單獨(dú)組網(wǎng)到多網(wǎng)互連發(fā)展。這里的多網(wǎng)互連即借助地面通信網(wǎng)的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)與地面通信網(wǎng)的互連互通和在多制式網(wǎng)絡(luò)中的相互漫游。最后與地面通信網(wǎng)絡(luò)組成無縫隙覆蓋全球的個(gè)人通信系統(tǒng)。

（1）管好、用好現(xiàn)有衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng),大力開發(fā)新業(yè)務(wù)、新市場;（2）自主建設(shè)并運(yùn)營手持式用戶終端為主的區(qū)域性衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng),2010年前適時(shí)發(fā)射首顆試驗(yàn)衛(wèi)星,初步建成區(qū)域性衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng);（3）積極參與國際性組織的全球覆蓋衛(wèi)星通信系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和經(jīng)營活動(dòng)。4.3我國衛(wèi)星直接廣播的發(fā)展趨勢

未來衛(wèi)星直播通信發(fā)展的總趨勢是:DBS業(yè)務(wù)與DTH業(yè)務(wù)融合,信源編碼和信道傳輸調(diào)制采用新技術(shù)和新體制,以改善系統(tǒng)的傳輸性能,提高衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬和功率利用率。在標(biāo)清數(shù)字電視基礎(chǔ)上,發(fā)展高清數(shù)字電視直播業(yè)務(wù);建立太空電影院,直播數(shù)字電影,促進(jìn)電影業(yè)發(fā)展。

為擴(kuò)大容量更好地為高清電視服務(wù),由使用頻率較低的S、C頻段和較高的Ku頻段已發(fā)展到使用頻率更高的Ka頻段。利用大波束播放全國性節(jié)目或其它節(jié)目,點(diǎn)波束播放地方節(jié)目。采用多顆衛(wèi)星異頻段和同頻段于同一軌位工作,以擴(kuò)大空間段容量和提高為用戶服務(wù)的可能性。同一幅用戶站接收天線,在不改變指向下接收來自多個(gè)軌位上衛(wèi)星的電視節(jié)目。用戶終端由單向接收式發(fā)展為雙向交互式,以提供用戶點(diǎn)播等服務(wù)。隨著衛(wèi)星電視直播和聲音直播移動(dòng)接收方式發(fā)展,它標(biāo)志著衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)已從固定接收方式擴(kuò)大為移動(dòng)接收方式。從而使其用戶主要為企、事業(yè)單位和家庭擴(kuò)大為個(gè)人和各種移動(dòng)載體(汽車、船舶等交通工具)。

（1）利用現(xiàn)有"亞洲之星",開通和發(fā)展L頻段聲音直播業(yè)務(wù);（2）利用現(xiàn)有通信衛(wèi)星,繼續(xù)發(fā)展Ku頻段DTH電視直播業(yè)務(wù);（3）自主建設(shè)并運(yùn)營我國的L頻段國內(nèi)衛(wèi)星數(shù)字聲音直播系統(tǒng);2015年前發(fā)射1至2顆改進(jìn)型L頻段聲音直播衛(wèi)星；發(fā)展以我為主的用戶終端。（4）自主建設(shè)并運(yùn)營我國的Ku-BSS頻段國內(nèi)廣播電視衛(wèi)星數(shù)字直播系統(tǒng),發(fā)展以我為主的用戶終端,2010年國產(chǎn)用戶終端設(shè)備成為主導(dǎo)產(chǎn)品;做好直播衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)全面推廣應(yīng)用工作,爭取2010年擁有3000萬用戶。

4.4全球無縫覆蓋天地一體化綜合信息網(wǎng)

構(gòu)建全球無縫覆蓋天地一體化綜合信息網(wǎng)。衛(wèi)

星通信具有覆蓋面大、無縫隙覆蓋、與地形和距離不敏感特