作  家: fifi (菲菲) on board 'ECE'
题  目: 世界卫星通信的发展
来  源: 哈尔滨紫丁香站
日  期: Wed Apr 16 20:47:39 1997
出  处: wwq@hitcrc.hitcrc.hit.edu.cn

发信人: perl@Swan-goose (柠檬的太师傅:Q), 信区: Telecom
标  题: 世界卫星通信的发展
发信站: 北邮鸿雁传情站 (Mon Jul  8 17:59:19 1996)
转信站: Swan-goose (local)

                世界卫星通信的发展

         北京空间科技信息研究所研究员 /张照炎


      卫星通信是地球站之间利用通信卫星转发信号的无线电通信，是现代通信的
重要手段。目前全世界有 200多个国家和地区应用约 200颗在地球静止轨道上的通
信卫星，提供 80%的洲际通信和 100%的国际电视转播，以及开通部分国内或区域
的通信和电视广播业务。

      一、卫星通信发展简史

      卫星通信是在空间无线电通信实验基础上发展起来的。 1945年英国人 A.C.克
拉克首先提出利用三颗地球静止卫星实现全球通信的设想。 1958年美国发射了世
界上第一颗通信卫星“斯科尔”（Score），开始了卫星通信的试验阶段。 1965年
国际通信卫星－1（又名“晨鸟”）地球静止卫星和苏联“闪电－1”大椭圆轨道
卫星发射成功，标志着卫星通信进入实用阶段。 70年代卫星通信以解决远距离、
高容量、大型固定地球站之间的通信为主，主要发展国际卫星通信，少数几个国
家建立了国内卫星通信系统。 80年代已向各个应用领域和国内或区域卫星通信的
方向深入，为世界各国普遍应用，许多国家相继建成了国内或区域卫星通信系统
。此间，由于在高密度、大容量干线通信方面面临光纤通信的挑战，卫星通信开
始朝着发挥其独特优势的方面转向。 90年代即转向甚小天线终端（VSAT）小容量
、专用网通信，移动通信和电视直播方向发展。预计 VSAT卫星通信、卫星移动通
信和卫星电视直播是今后十年卫星通信发展的主要潮流。

      二、卫星通信的主要领域及其发展趋势

      卫星通信主要包括：卫星固定通信、卫星移动通信和卫星电视直播三大领域
。

      （一）卫星固定通信

      卫星固定通信业务主要用于固定地球站之间的通信，通常都采用地球静止轨
道卫星。

      1.卫星通信与光纤通信的比较

      80年代初以来，卫星通信遇到了具有巨大潜力的高质量光纤通信的激烈竞争
。光纤通信具有频带宽、容量大、成本低、重量轻、寿命长、可靠性高的特点，
尤其在容量和成本上有其独特的优势，而且对电磁、射频干扰不敏感，能防窃听
，不受降雨、风暴影响，其传输时间延迟较卫星线路短得多，对话路通信大有益
处，为此，光纤通信已成为建设未来信息高速公路的基础。城市间大中型通信业
务量将主要由光纤通信承担，卫星通信在干线网络方面 的应用已日趋逊色，从而
迫使卫星通信向着能发挥其优势的方向转移。

      在点—点通信线路上，按照成本与线路容量及距离的关系，卫星通信与光纤
通信相比较： 1985年两种通信方式成本相等的交叉距离为 1000km左右，即通信距
离超过 1000km时，卫星通信成本要低。随着光纤通信成本下降，到 90年代初期，
则两者成本相等的交叉距离已增至 2300～2500km。目前光纤通信取代卫星通信还
主要限于业务量较大的点—点线路上，包括城市内的电话通信网和相距不太远的
城市之间的通信网以及可敷设海底光缆的点—点国际通信线路。而卫星通信则在
覆盖区域广，不受地理障碍限制，灵活机动入网快，以及投入运行周期短等方面
发挥着优势。特别是在解决广大农村或边远地区、分散岛屿和专用网的稀路由通
信方面， VSAT卫星通信具有明显优势，而移动业务的卫星通信更是光缆所无能为
力的。对于领土较大、较分散、地形复杂、通信落 后的国家，可以说卫星具有更
大的吸引力，在相当长时期内卫星通信仍是最佳选择和最好的过渡形式。事实证
明，卫星通信与光纤通信在相互促进、相互补充，而不是相互取代、相互排斥。

      近年来，世界各国出现发展信息高速公路的热潮，尽管建立在光缆的基础之
上，但是要越过地理障碍，把光缆敷到广大农村、山区及岛屿为时尚远，故卫星
通信仍未失去它在其中的重要作用，向 Ka高频段和激光通信发展的通信 卫星，将
可与宽带的光纤通信接口。未来，每个国家在规划和实施信息高速公路系统工程
中，尤其在与各国的信息高速公路相连，形成全球信息基础设施（GII）的时候，
卫星通信将是其中的重要组成部分，通信卫星必将成为关键的枢纽站。

      2.卫星固定通信及其发展趋势

      目前国外静止轨道通信卫星可分为四类：小容量通信卫星（12台转发器）；
中容量通信卫星（24台转发器）；大容量通信卫星（48台转发 器）；超大容量通
信卫星（多于 48台转发器）。根据不同的需求，这些卫星广泛应用于国际、国内
和区域通信。

      （ 1）国际卫星通信

      目前拥有 135个成员国的国际通信卫星组织（Intelsat）及其七代卫星代表着卫
星通信产业发展的典型历程。它当前正在使用的是多颗行将退役的“国际通信卫
星－5”和 6颗“国际通信卫星－6”以及 6颗“国际通信卫星－7”（以下分别简称
国际－5、国际－6、国际－7）。 1993年 10月～1995年 3月先后发射了国际－701、
702、 703、 704和 705共 5颗卫星； 1995年 5月发射了第一颗国际－7A——国际
－706A， 1996年还将发射 2颗国际－7A卫星。 80年 代中期面对国际通信需求的大
幅度增长，国际－6卫星的技术主要集中在研制最大的商用通信卫星，于是“国际
－6”卫星装有 48台转发器，可传输 24000路模拟电话和 3路模拟电视，而采用数字
电路倍增设备（DCME）后，可传输 12万路电话。尔后面对国际光缆在大容量通信
方面的竞争，为增强卫星的适应性，“国际－7”的设计又迅速转向，以适应出租
国内业务及小容量通信的需要，单 颗“国际－7”卫星尺寸较之“国际－6”缩小
，重量减轻，转发器减至 38台，但却达到了较高的有效辐射功率和最佳覆盖，其
运行可靠、成本降低、灵活性增强。为加强在亚太地区的竞争能力， Intelsat于
1992～1993年向洛克希德·马丁公司先后订购了 5颗第 8代国际通信卫星——“国
际－8”，其中有 3颗将优先布署在太平洋上空，它们将更适合亚太区域的需求，
尤其把目标盯在了中国这个最大的潜在市场。“国际－8”将于 1996～1997年发射
。

      另一大国际卫星通信组织是以前苏联为首于 1971年建立的国际卫星组织
（Intersputnik），包括东欧各国、古巴、伊拉克、阿富汗、蒙古、越南、也门等国
，主要使用前苏联发射的“地平线”系列地球静止卫星。随着冷战结束，这一组
织已不景气，不少国家转向加入 Intelsat。

      由于美国政府允许私营公司经营国际卫星通信系统， Intelsat垄断国际卫星通
信的局面已被打破，美国泛美卫星公司（Pan Amsat）、里姆 卫星公司（Rimsat）、
奥里昂卫星公司（Orion）、哥伦比亚通信公司（CCC）等纷纷发射卫星，参与国
际卫星通信业务的竞争。

      （ 2）国内和区域卫星通信

      加拿大、美国、前苏联是最先建立国内卫星通信系统的国家；随后是法国、
德国、意大利、印度尼西亚、日本、印度、中国、澳大利亚、墨西哥、巴西等国
相继建立国内卫星通信系统； 90年代拥有国内通信卫星的有西班牙、泰国、土耳
其、韩国和马来西亚等；更多的中小发达国家和发展中国家则是租用“国际通信
卫星”或使用区域卫星上的转发器开通国际或国内业务。即将或计划发射国内卫
星的国家还有以色列、菲律宾、埃及等。

      世界上最早的区域卫星通信系统主要有 30多个国家参加的欧洲通信卫星系统
（Eutelsat）、 20多个成员国的阿拉伯卫星系统（Arabsat）和东盟五国参加的印度
尼西亚的帕拉帕卫星系统（Palapa）。随着近年来亚太地区经济的飞速发展和空间
通信技术的进步，许多国家及公司发现，建立卫星网络，不但能为基础电信业务
提供又快又省又好的手段，而且还能创造可观的经济效益，此地区 VSAT网络急剧
增加，纷纷建立区域卫星系统。它们是香港地区的亚洲星（Asia Sat）、亚太星
（Apstar），美国的泛美卫星（PanAmSat）、太平洋通信卫星（Pacifi-com）、里姆
卫星（Rimsat），澳大利亚的澳普图斯卫星（Optus），泰国通信卫星（Thaicom）
，韩国卫星（Koreasat），马来西亚卫星（Measat）和日本的 JCSat和“超鸟－C”
卫星等系统，它们除覆盖本国外，均可覆盖相邻国家或东南亚或亚太地区及至到
达部分欧洲或非洲国家。蜂拥而起的卫星发射热。促使各国对亚太地区上空静止
轨道位置的争夺和卫星通信市场的剧烈竞争。

      （ 3）发展趋势

      当前卫星国家通信在与光纤通信的竞争之中保持着稳中有升的发展势头，年
增长率约为 10%。其中 VSAT发展尤为迅速，世界每年安装 VSAT站数量在按 30%递
增。目前接收卫星电视的 VSAT是世界卫星通信产业地面部分的最大市场，到 1996
年全世界可望达到 2300～2500万个终端。数据通信、话音通信或二者兼有的 VSAT
还较少，到 1995年底全世界才有 18万个左右，其发展潜力很大，还是一个待开发
的巨大市场。

      空间部分的通信卫星则朝着大功率、长寿命和多频段方向发展。美国的休斯
空间通信公司、洛克希德·马丁公司和洛拉尔空间系统公司是世界上最大的三家
卫星制造厂商，控制着世界商业通信卫星研制生产 70%的市场，他们典型的大型
卫星分别是 HS－601、A2100和 FS－1300平台，卫星质量为 2000～4000kg，功率达到
5000～10000W，工作寿命为 12～15年。卫星工作频段除常用的 C、Ku外，正向 Ka
高频段发展。与此相应，卫星平台的设计向着高度模块化、集成化和系列化发展
，并采用大天线、多点波束、功率按需分配和星上处理等新技术，以实现卫星宽
带系统，为未来空中信息高速公路的发展奠定基础。

      （二）卫星移动通信

      卫星移动通信包括海事卫星通信、航空卫星通信和陆地卫星移动通信等，主
要用于行进中的车、船、飞机等移动体和个人，以及山村、边远地区的固定用户
。卫星移动通信覆盖区域广、不受地理障碍约束和用户运动限制的优势，使光纤
通信相形见拙，为此它已成为卫星通信发展的主要潮流之一。其趋势是，高、中
、低轨道卫星系统并存发展，区域性移动通信将主要采用静止轨道移动通信卫星
，而全球性移动通信则主要采用中、低轨道移动通信卫星。

      1.静止轨道卫星移动通信

      美国 1976年 2月发射了世界上第一颗静止轨道移动通信卫星——海事卫星
（Marisat），后主要由国际海事卫星组织（Inmarsat，现改名国际移动通信卫星组
织，已拥有 79个成员国），通过“国际海事卫星”和国际－5卫星的海事通信转发
器经营国际移动通信业务，现正向陆上和航空移动通信业务发展。领土较大的国
家最先重视发展国内卫星移动通信。澳大利亚 1992和 1994年发射的两颗 Optus－2卫
星装有 L频段 150W的转发器， EIRP为 48dBW； 1994年墨西哥发射的“团结－2”卫
星也装有 L频段转发器；美国移动卫星通信公司（AMSC）和加拿大电信卫星公司
（TMI）联合研制了 2颗互为备份的北美移动通信卫星（MSAT）， 1995年 4月美国
首先发射了第一颗 MSAT卫星，这是典型的区域性卫星移动通信系统，其采用休
斯公司的 HS－601平台，功率为 2900W，星上装有两副 6m×5m的大天线， EIRP达
到 56.5dBW，通信容量为 3200话路。但以上卫星只能实现车载式和便携式移动终端
通信，还不能做到手持机通信。目前静止轨道卫星的发展趋势是：卫星上采用 12
～16米口径大天线，形成 200～300个点波束，使 EIRP和 G / T值大大提高，实现地
面由便携式转为手持式终端通信，话路可以达到 16000路左右。最近印度的亚非卫
星通信公司和休斯空间通信公司签订的 ASC卫星合同，印度尼西亚和洛克希德·
马丁公司签订的 ACeS亚洲蜂窝卫星系统合同以及我国和新加坡 联合投资筹建的
APMT亚太移动卫星通信系统均属于新一代手持机水平的卫星移动通信。

      2.中低轨道卫星星座系统

      相对 35800km地球静止轨道，高度在 10000km和 1000km的中低轨道卫星，由于
轨道低、距离短，所需卫星功率小，链路损耗小，传输时延短，易于实现手持机
个人移动通信，故 80年代后期世界上掀起了发展中低轨道全球移动通信卫星星座
的热潮，美国等国相继提出了不下十多个中低轨道卫星系统方案。由于资金、技
术和社会等诸多因素的影响，迄今获得有关部门批准和真正付诸实施的系统主要
有 4家：“奥德赛”（Odyssey）、国际移动通信卫星— 21世纪工程（Inmarsat－P21
）的中轨道星座和“铱”（Iridium）、“全球星”（Globalstar）低轨道星座，预计
这些系统在 2000年前后均可全面投入使用。发展趋势是：卫星将朝着小型化、轻
型化方向发展，卫星设计模块化、集成化，研制生产规模化、流水线化，卫星技
术将更多采用星上处理、星间链路（ISL）、高频段宽带传输等技术；地面终端的
手持机更趋小型化，其价格和通话费将不断降低，以适应“空中信息高速公路”
和全球个人通信的需求。

      （三）卫星电视直播

      目前卫星电视广播有三种方式：一是分配式卫星电视，它是通过普通通信卫
星将电视节目传到小型站或电视台或有线电视网或闭路电视网后进入观众家庭，
此不属卫星直播；二是通过直播卫星将模拟电视信号直接传入 千家万户，这种方
式每台卫星转发器只能传输 1～2套电视节目；三是数字视频压缩电视直播，即电
视信号首先经过模拟——数字转换和压缩后发送到直播卫星上，然后直接进入家
庭，地面接收机将信号解压缩，把数字信号还原成模拟信号输入电视机。这种方
式每台卫星转发器可传送 4～8套电视节目。

      卫星电视直播技术最早由美国 ATS－b卫星于 1974年试播成功，但由于卫星
功率大、寿命短、频道少、造价高，地面 接收天线偏大、安装不便，并面对众多
通信卫星（分配式电视传输）的竞争，故在美国长期未得到发展，而主要在前苏
联、日本、欧洲、印度得到应用。随着卫星高功率转发器、低成本微波接收机（
单片微波集成电路 MMIC和低噪声放大器 LNA）、图像压缩数字信号处理和纠错
编解码技术的进步和成熟，使之地面接收设备天线由 2～3m减小至 0.45～0.6m，尤
其是其中数字视频压缩技术在美国的突破，使得家庭只需一副 0.45m天线对 准一颗
装有 16台转发器的静止轨道直播卫星即可接收上百套电视节目，于是卫星电视直
播出现了重大转机， 90年代世界上又掀起了发射直播卫星浪潮，它向目前光缆或
电缆有线电视发起了挑战，它不仅可解决尚无光缆的广大农村或边远地区的多节
目电视接收问题，而且也已成为城市有线电视网的强劲竞争对手。 1993— 1995年
美国休斯 Direc TV公司已发射了 3颗装有 16台、120W、Ku频段转发器的 DBS直播卫
星； 1995年 12 月美国洛克希德·马丁公司为美国 Echostar－1卫星公司制造的“回
声星－1”（Echostar－1）直播卫星用中国长征－2E火箭发射成功，卫星装有 16台
、130W、Ku频段转发器。这些卫星均可提供上百套电视节目为北美地区服务。随
后欧洲、南美、亚洲的国家都在计划发射这类直播卫星，可以预见，数字视频压
缩技术的卫星电视直播将成为卫星通信发展新的世界潮流。

      三、卫星通信向空中信息高速公路发展

      1993年 5月美国提出了发展以光纤通信为基础的“信息高速公路”计划，几
乎只字不提卫星通信，这是因为目前 C、Ku频段卫星通信频带相对较窄，在与宽
带光纤通信接口时成为“瓶颈”的缘故。为此，美国 Calling通信公司率先提出了使
用 Ku高频段发射 840颗、700km高分布在 21个轨道的小型卫星的 Teledesic全球通信
系统方案，以与地面光纤通信实现计算机联网和信息双向传输，系统峰值负荷可
达到 200万个双向标准信道。 1994年以美国 移动卫星公司（AMSC）、美国 AT&T
等 18家卫星制造、应用厂商及通信广播公司组成的“卫星信息高速公路联谊会”
不断向美国政府反映：未来的信息高速公路不应成为光缆独领风骚的一统天下，
应该将卫星通信列为信息高速公路的国家信息基础设施（NII）的组成部分。与此
同时，美国三大卫星制造公司各自推出了使用 Ka高频段地球静止轨道星座全球通
信系统计划：美 国休斯空间通信公司提出了以 15颗大容量地球静止卫星构成“太
空之路”（Spaceway）的计划；洛克希德·马丁公司提出了耗资 40亿美元，以 9颗
大容量静止卫星布置在 5个轨道位置的“宇宙链路”（Astrolink）计划；洛拉尔空
间系统公司也不甘示弱，提出了“控制星”（Cyberstar）计划。美国休斯空间通信
公司还在前不久召开的 1995年日内瓦世界电信展览会上推出了超大容量 HS－702新
型卫星平台，卫星重达 4.6吨，翼展 27m，功率高 达 15kW，通信转发器可装到 90台
。为此，建立空中信息高速公路大有后来居上之势，这是因为以光缆为主的地面
信息高速公路无法在短期内实现，尤其要将光缆敷到广大农村或边远地区为时过
早，而以通信卫星为主的空中信息高速公路倒有可能超前实现。空中信息高速公
路的飞速发展再一次显示了卫星通信的优势，也再一次证明了光纤通信和卫星通
信在发展竞争中相互促进，相互补充。

      卫星通信另一发展趋势是卫星激光通信，目前美国、欧空局和日本等国都在
技术试验卫星上进行宽带的激光通信试验。无疑，卫星激光通信的成功，将大大
加速全球空中信息高速公路的建设。


--


--
 发自 ★ 北邮鸿雁传情站 ★ bbs.bupt.edu.cn 




--
※ 来源:·哈尔滨紫丁香站 bbs1.hit.edu.cn·[FROM: wwq@hitcrc.hitcrc.hi]