實踐十三號升空：坐著飛機上著網 離現實還多遠

作者：倪思潔 來源：科學網 www.sciencenet.cn 發布時間：2017/4/16 19:07:26

4月12日19時04分，實踐十三號衛星在西昌衛星發射中心由長征三號乙運載火箭成功發射。這是首顆高通量通信衛星，通信總容量達20G，超過已研製發射的通信衛星容量總和。由此，進入了「高通量元年」。

「實踐十三號衛星採用天地一體化設計理念，其中一項重要業務就是提供高速『動中通』。」實踐十三號衛星工程總師劉方說。

所謂「動中通」，是指車輛、輪船、飛機等移動載體在運動過程中的衛星通信保障。如今，實踐十三號發射升空后，我們離「坐著飛機上著網」還有多遠？

「動中通」難在哪？

每天，平均飛機乘客超過120萬人，平均鐵路客運量達到760萬人。

「但現在，乘客的上網體驗非常不佳，飛機機艙內無法上網，高鐵列車上手機信號時斷時續，游輪駛離港口后變成信息孤島，乘客隨時隨地上網的需求長期得不到滿足。」劉方說。

為了解決這樣的問題，一些航空公司為飛機等高速移動載體裝配無線路由器、伺服器、機頂信號接收天線，形成「天地互聯」。「但他們大多還是依賴於地面基站。」飛象網CEO項立剛告訴記者。

這樣的「互聯」是地面的天線把無線電波「打」到飛機上，用戶在飛機上連接到飛機WiFi后，飛機用機器把信號調到地面的頻率上，再通過飛機天線把信息傳遞下來。在飛機運動過程中，地面的一個個基站以「接力」的方式保證乘客能持續接收到信號。

但是目前，由於地面移動網路無法實現全面覆蓋，或即使能覆蓋、但跨越不同區域導致切換過於頻繁，難以為高速交通工具提供服務。正是由於這樣的原因，導致用戶上網體驗不佳。

實踐十三號能幹啥？

從1970年第一顆人造地球衛星東方紅一號發射升空起，通信衛星的研製與應用經過40多年的發展，取得了較大的成就。但與美歐等強國相比，在衛星技術水平、產業規模等方面還有較大差距。

例如，「國內民商通信衛星多為傳統的C、Ku頻段轉發器，容量有限；通信衛星平台整星功率及有效載荷功率與國際先進水平差距明顯；在寬頻多媒體通信衛星、移動多媒體廣播等新領域的應用尚屬空白等等。」國防科工局系統工程司副司長趙堅說。

實踐十三號衛星系統總指揮周志成表示，實踐十三號衛星首次在高軌衛星上使用電推進，無需消耗化學推進劑，衛星承載能力顯著提升；首次在衛星上應用Ka頻段多波束寬頻通信系統，通信總容量超過20G；首次在高軌衛星上搭載激光通信系統；首次在高軌長壽命通信衛星上百分之百工程化應用國產化產品；首次在衛星上將技術試驗和示範應用相結合，加速科研成果的應用轉化。

「實踐十三號衛星，通過多波束無縫切換配合機載、車載或船載終端的自動跟蹤捕獲功能，可以為航空、航運、鐵路等各類交通工具上的乘客聯通世界，徹底改善上網體驗。」周志成說。

記者了解到，實踐十三號衛星在完成一系列在軌試驗后，將作為中星16號衛星開展Ka頻段寬頻通信系統的應用推廣。實踐十三號衛星設計有26個用戶點波束，總體覆蓋除西北、東北的大部分陸地和近海近200km海域。用戶終端可以方便快速地接入網路，下載和回傳速率最高分別達到150M和12M。

3年部署國內2400架民航

目前，已形成固定通信廣播、移動通信、數據中繼等衛星通信技術服務體系。「在軌民（商）通信衛星16顆，轉發器總數量達273個，構建了北京、香港、喀什三地互聯互通、互為備份的衛星測控和業務監測網路，建成了連接南亞、非洲、歐洲和美洲的衛星電信港，基本形成了全球化的衛星通信服務能力。」趙堅說。

他介紹，全國直播衛星開通用戶已超過7000萬戶，目前，「機載衛星直播廣播電視接收與服務系統」已研發成功，預計在3年時間內該系統可部署在國內2400架民航客機上，並可以在船舶、高鐵等進行推廣使用。

在國際上，的衛星通信業務也已經拓展至30多個國家和地區，「衛星通信集團公司在全球衛星固定服務運營商中的綜合排名躍升到了第六位，市場影響力大幅提升。」趙堅說。

不過，在項立剛看來，20G的容量雖然已經很大，但要滿足更多飛機或其他高速移動載體的需求，還有很長的路要走。

據航天科技集團五院通信衛星事業部消息，下一步，還將研製百G乃至1T以上容量的通信系統。

趙堅介紹，到「十四五」時期，將新增建設22顆通信廣播衛星，其中全新研製的通信衛星有5顆，分別是L移動多媒體廣播衛星、大容量寬頻通信衛星、超大容量寬頻通信衛星、高承載比寬頻通信衛星、全球移動通信星座科研星。

「例如，超大容量寬頻通信衛星主要用於滿足教育部提出的遠程教育容量需求，同時兼顧遠程醫療、應急救災等公益應用，並牽引個人和企業寬頻多媒體接入等商業應用，採用東方紅五號平台，整星容量超過100G。」趙堅說。

趙堅表示，當今和今後一段時期內，是衛星通信產業實現跨越發展的機遇期。「通信衛星事業的發展離不開政府和企業的參與，如何充分發揮好企業的主體作用，搭建更好的平台，也是我們後續工作的重點。」趙堅說。