中国卫星通信现状和展望

中国卫星通信现状和展望 闵士权 一 卫星通信基本情况一 卫星通信基本情况 我国卫星通信 21 世纪初发展基本情况如下 1 卫星固定通信 空间段建设大发展 相应的卫星公用通信网 卫星专 用通信网和卫星广播电视传输网得到较好的发展 2 卫星移动通信 静止轨道的便携式用户终端的全球卫星移动通信系统 运营良好 中低轨道的手持式用户终端的各种全球卫星移动通信系统运营不佳 3 卫星直接广播 国外卫星声音直播系统正在进入中国市场 国内卫星 电视直播系统已纳入国家重点建设项目 前期建设准备工作已开始 4 卫星宽带通信 积极发展卫星宽带通信业务 密切跟踪新型卫星宽带 通信系统动态 二 卫星固定通信情况二 卫星固定通信情况 1 1 空间段空间段 中国独资或中外合资经营卫星的公司有 5 家 中国通信广播卫星公司 亚 洲通信卫星有限公司 亚太通信卫星有限公司 鑫诺卫星通信有限公司和中国 东方通信卫星有限责任公司 5 家公司现有 9 颗静止通信卫星在轨运行提供业 务 这些卫星是中星 6 东三 亚洲 1 亚洲 2 亚洲 3S 亚太 1 亚太 1A 亚太 2R 中卫 1 和鑫诺 1 以上卫星共有 346 个转发器单元 其中 C 频段 213 个 Ku 频段 133 个 它们共覆盖了中国本土及其周边国家以及 亚 太 非等部分地区 此外还有待发射的中星 8 卫星 其转发器单元 C 频 段 38 个 Ku 频段 22 个 以上卫星主要为中国国内用户服务 也为覆盖区内其 它国家和地区的用户服务 为了开展国际业务需要 有关单位还租用了国外多颗通信卫星的转发器 这些卫星有国际通信卫星和泛美卫星 还有银河 3R 和热鸟 3 通信卫星 2 2 地面段地面段 1 公用通信国内业务 主要由中国电信 联通 网通和吉通诸公司经营 其中中国电信为最早和最大经营者 中国电信公网共用中星 6 和中卫 1 卫星 约 44 个 C 频段转发器于全国干线通信和部分省内通信 另用 2 个 Ku 频段转发 器于电信试验和应急通信 现有 C 频段大中型地球站 37 个 Ku 频段地球站 4 个和车载移动地球站 30 个 此外 还有分布于全国边远地区的数百个 VSAT 甚小口径终端 用户站 整个通信线路已全部实现数字化 共开通约 3 万多条双向电路 2 公用通信国际业务 由中国电信经营管理 现有通信地球站 16 个 这些地球站通过北京 上海和广州 3 个出口局利用太平洋和印度洋上空的国际 通信卫星与国外近 70 个国家和地区的地球站进行通信联系 共开通约 1 万多条 双向电路 主要业务为话路 数据 因特网接入和电视等 3 专用通信国内业务 专用通信网是公用通信网的补充 专用通信网用 户站除了某些单位早期使用较大天线口径地球站外 现都用 VSAT 我国银行 证券 期货 石油 水利 电力 煤炭 气象 海关 铁路 交通 航天 民 航 新闻 计委 地震局 烟草和卫生等各部门都建有专用通信网 以上各专 网根据设备和用途不同可传输话音 数据和图像等单一或综合信息 现经注册 的专用通信网约有 120 个 至 2000 年底 这些专用通信网中获准经营国内 VSAT 通信业务的单位有 34 家 至 2001 年底有 41 家 这 34 家专用通信网主 要使用亚太 1A 亚太 2R 亚洲 2 亚洲 3S 鑫诺 1 和中星 6 等卫星 的转发器 2000 年底共租用转发器带宽约 490MHz 拥有用户站约 24300 个 其 中话音小站约 360 个 双向数据小站约 7060 个 单向数据小站约 16880 个 4 专用通信国际业务 为了满足一些跨国用户的通信需求 还建有 VSAT 国际专线业务 广州南方卫星通信公司和中国通信广播卫星公司都可为跨 国用户提供国际专线业务服务 至 2000 年底共开通了约 150 条专线 2001 年 底中国通信广播卫星公司开通国际专线用户达 48 家 业务连通美国 菲律宾 印度 德国等国家以及中国的香港和台湾地区 5 广播电视传输国内业务 主要利用亚太 1A 亚太 2R 亚洲 2 亚洲 3S 鑫诺 1 卫星传送中央台 地方台的电视节目和教育台电视节目 并传送声音广播节目 此外 还辅以传送数据信息 现共传输了 47 套电视节目 中央台 9 套 地方台 35 套 教育台 3 套 并传输中央声音广播节目 32 套和 地方声音广播节目 40 多套 6 广播电视传输国际业务 主要通过租用分布于全球的国外通信卫星泛 美 2 泛美 3 泛美 4 泛美 5 银河 3R 和热鸟 3 向世界五大洲传送 中央电视台的 9 套电视节目和国际广播台的 32 套声音广播节目 以上国内外广播电视传输业务共用了国内外 11 颗卫星的 34 个转发器 大 部分电视节目传送采用了数字频带压缩技术 节省了转发器带宽 使一个转发 器可同时传送多套电视节目 整个广播电视传输系统现有广播电视地球上行站 31 个 全国卫星接收站约有 20 万个 1999 年底全国广播电视覆盖率已达 90 以上 3 3 取得成绩取得成绩 1 我国已经建成一个资源较丰富的空间段 它由覆盖国内外地区的多卫 星和多频段组成 此空间段由我国独资或中外合资的 5 家经营通信卫星租赁业 务的卫星公司形成 他们共拥有的转发器容量和波束覆盖区 已较好地满足了 我国国内各种卫星通信用户的需求 并可为国外部分用户提供通信服务 它完 全改变了 80 年代末 90 年代初我国转发器对国内用户供不应求现象 2 我国已经建立起一定规模的卫星公用通信网 此网由多颗卫星和各种 地球站组成 它较好地起到地面通信网的补充 延伸和应急备份作用 3 我国已经建立起各种用途和不同规模的卫星专用通信网 它作为公用 通信网的补充 较好地为各种用户提供通信服务 4 我国已经建立起较大规模的广播电视卫星传输网 它为扩大我国广播 电视覆盖率作出了重要贡献 广播电视节目传输已实现了 Ku 频段与 C 频段并用 数字制与模拟制并用 卫星直播与卫星转播并用 这些成就为我国使用属广播 卫星业务 BSS 的 Ku 频段直播卫星进一步发展卫星广播电视业务提供了条件 4 4 问题和建议问题和建议 1 我国国产卫星和国产地球站与国外同类产品相比 存在性能差 占有 率低等差距 现有空间段商用通信卫星除中星 6 为国产卫星外 其余皆为外 购卫星 现用地球站除部分天线和某些设备为国内产品外 其余皆为外购产品 因此 自主研制卫星和地球站 尽快提高技术水平和竞争能力 逐步增加国产 设备比例 以适应市场需要 这是我们一项重大的战略任务 也是我们长远的 奋斗目标 中星 6 卫星发射成功后 我国除继续研制和发展东三卫星平台 即中星 6 卫星平台 外 并正在研制工作能力更大的东四卫星平台 以满 足各种卫星需要 此大平台由国家投资建设 这是一项重大决策 2 我国国内 5 家卫星公司力量较分散 形不成规模优势 随着我国加入 WTO 电信业进一步开放后 将受到国内地面通信企业和国外卫星通信企业的双 重竞争压力 为了迎接此挑战 5 家公司之间进行一定方式的合作很重要 2000 年 国务院决定将其中两家公司和其它有关公司组建成中国卫星通信集团 公司 这是改变分散 加强联合的一项重大决策 2001 年 12 月 此集团公司 已挂牌成立 3 我国国内 VSAT 专网存在网数多 站数少 资源浪费大 经济效益差 的不足 我国大部分行业和不少大型企事业等单位建有 VSAT 专网 但其中大多 数专网用户站数量较少 形不成规模优势 从而产生不了良好的经济效益 并 易造成卫星资源浪费 VSAT 通信是一种组网灵活 配置方便并适合规模经营的 通信系统 从技术上完全可以把大量分散的专网通过整合相对集中形成数个大 型专网为各行业和各企事业单位服务 三 卫星移动通信情况三 卫星移动通信情况 中国尚无自建的国内商用卫星移动通信系统 现 使用的或准备使用的都是外商建设的卫星移动通信系统 包括国际移动卫星系 统 亚洲蜂窝卫星 ACeS 系统 铱星系统 全球星系统 轨道通信系统和 ICO 系统等 1 1 国际移动卫星系统国际移动卫星系统 国际移动卫星系统是由国际移动卫星组织倡导建立起来的一个全球卫星移 动通信系统 该系统卫星已经历了三代 使用的都是对地静止轨道卫星 笫三代 全系统由 4 颗静止轨道卫星组成 每颗卫星有 1 个全球波束和 5 个点波束 卫星 采用透明转发器 它提供电话 传真 数据和多媒体等业务 它的用户终 端有国际移动卫星 A B M C D D E MiNi M M4 及 Aero 航空系统 并将推出国际移动 卫星 F 其中 M4 为最新的多媒体移动通信终端 该系统 1982 年开始海事通信 1985 年增加航空通信 1989 年又将业务扩展到陆地 该系统在中国地区业务由 交通部通信中心 北京船舶通信导航公司 经营管理 全球使用该系统的国家 已超过 160 个 用户已有 16 万多 中国用户有 6000 多 中国几乎所有的远洋 船舶都安装了该系统的卫星设备 2 2 亚洲蜂窝卫星系统亚洲蜂窝卫星系统 亚洲蜂窝卫星系统是由亚洲蜂窝卫星公司建立起来的一个服务于亚洲地区 的区域性卫星移动通信系统 可向手持机等用户终端提供话音 传真 数据和 因特网等通信业务 卫星采用处理转发器和多波束天线 星上两副直径为 12 米 的天线可产生多达 140 个覆盖亚洲地区的点波束 第一颗卫星 鹰 1 于 2000 年 2 月定点于东经 123 度 该系统自 2000 年 9 月投入商用后已拥有 9000 多用户 中国地区约占 ACeS 系统卫星服务区的 1 3 是该系统最大的潜在市场 亚洲蜂窝卫星公司曾与中国多家卫星公司接触 商讨合作事宜 目前与中国通 信广播卫星公司合作正在积极推进中 3 3 铱系统铱系统 铱系统是美国摩托罗拉公司等倡导发展的系统 它是由 66 颗低轨卫星组成的全球卫星移动通信系统 星上转发器采用先进的处 理和交换技术 多波束天线 且有星际链路 它提供电话 传真 数据和寻呼 等业务 它的用户终端有双模手机 单模手机和寻呼机 该系统中国地区业务 由中宇卫星移动通信有限责任公司经营管理 该公司的关口站建在北京 1998 年 11 月铱公司宣布商业运营 1999 年 5 月中国正式开通铱星业务 2000 年 3 月铱公司宣布破产 停止提供铱星服务 受此影响 中国地区业务被迫终止 并妥善地做好了各项善后工作 不过该系统于 2001 年 3 月又起死回生 成立了 新公司 主要为美国国防部提供电话通信业务 并增加了数据业务 4 4 全球星系统全球星系统 全球星系统是由美国劳拉 高通等公司倡导发展的系统 它是由 48 颗低轨 卫星组成的全球卫星移动通信系统 卫星采用透明转发器 多波束天线 它向 用户提供话音 传真 数据和定位等业务 它的用户终端有单模手机 双模手 机 全球星 GSM 三模手机 全球星 AMPS CDMA 车载机和固定终端 该系统中国地区业务由中宇卫星移动通信有限责任公司经营管理 该公司第一 个关口站建在北京 2000 年 5 月在国内正式提供全球星服务 另外兰州关口站 广州关口站正在建设中 5 ICO5 ICO 系统系统 ICO 系统是国际移动卫星组织倡导的卫星移动通信系统 它是由 12 颗中轨 卫星 含两颗备用星 组成的全球卫星移动通信系统 星上采用处理转发器 多波束天线 它提供电话 传真 数据 寻呼和定位等业务 它的用户终端除 双模手机外 还有车载 机载 船载等终端以及半固定和固定终端 该系统曾 一度陷入申请破产保护的困境中 为了摆脱困难 适应市场的需要 已与特里 德西克系统联合 调整了业务和卫星发射运行计划 其中业务变化除继续提供 话音业务外 还增加了高速数据业务 此外 还提出在城市中建立 辅助性地 面设施 以解决室内和城市内因电波传输受遮挡而影响通信的问题 该系统 第一颗星于 2000 年 3 月发射失败 第二颗星于 2001 年 6 月发射成功 中国通 信广播卫星公司与交通部有关单位合作正在牵头组织参与经营 ICO 系统事宜 6 6 轨道通信系统轨道通信系统 轨道通信系统是由美国轨道科学公司和加拿大全球电信公司联合经营的系 统 它是由 36 48 颗低轨卫星组成的全球卫星移动通信系统 卫星采用处理转 发器 单波束天线 它向用户提供寻呼 传真 短数据和定位等业务 它的用 户终端有手机 车载 机载 船载等移动终端以及半固定及固定终端 该系统 于 1997 年在一些国家投入试用后前 1 2 年情况尚好 它在中国地区的业务由 上海星通信息技术有限责任公司经营管理 该公司计划在国内先建一个关口站 和网管中心进行试运行 已做了大量准备工作 如今轨道通信系统也陷入申请 破产保护的困境 只能考虑先租用韩国关口站进行试运行后视业务发展情况再 定 7 7 问题和思考问题和思考 自 1987 年美国摩托罗拉公司提出手持式用户终端的低轨道全球覆盖卫星移 动通信系统以来 发达国家争相发展各种用途的手持式用户终端的中低轨道全 球覆盖卫星移动通信系统 这些系统对应地面蜂窝电话通信业务的有铱星系统 全球星系统 奥德赛系统和 ICO 系统等 对应地面双向寻呼数据通信业务的有轨 道通信系统 低轨一号系统等 一时成为卫星通信领域的一大热点 在这股热 潮下 轨道通信 铱星 全球星等系统从 1997 年起相继建成并投入使用 自这些系统运行不久 1999 年下半年起 接连发生了铱星 轨道通信 ICO 等系统的破产重组事件 现人们寄于希望的全球星系统国内外用户发展又 甚低于预定目标 形势十分严峻 这些都使得中低轨道的全球卫星移动通信系 统整个行业处于不景气的状态 前途不十分明朗 与此相比 静止轨道的国际 移动卫星系统用户站其尺寸和重量较大 设备和通信费用也不低 但仍能生存 下去 这是值得我们认真思考的问题 应该看到 手持式用户终端的中低轨道全球卫星移动通信系统作为一项新 业务 技术上还有一个不断完善的过程 市场上也有一个培育和发展的过程 对这项新业务的社会定位 市场开拓 发展前景有一个实践和探索的过程 特 别是要看到 在低价位 高速度 高质量发展的地面移动通信网中 卫星移动 通信的补充和延伸作用只是一种在特定环境下的需求 这种需求是较有限的 因此 进一步做好市场需求的调查和定位工作 制定好相应的对策 是我们改 变困境的一项重要措施 四 卫星直接广播情况四 卫星直接广播情况 1 1 世广卫星声音直播系统世广卫星声音直播系统 世广卫星直播系统是由世广国际有限公司创建 当前世界上唯一的 L 波段 数字音频和多媒体卫星直播系统 该卫星系统由 3 颗静止轨道卫星组成 分别 称为 亚洲之星 非洲之星 和 美洲之星 三星分别覆盖亚洲 非洲 拉丁美洲以及欧洲的部分地区 每颗卫星有 3 个发射波束 每个波束含左 右 旋两个载波 每个载波可以支持 50 个以上的音频和多媒体服务频道 世广卫星 接收机是便携式 L 波段数字接收机 可固定接收 亦可移动接收 共有 4 种类型 它可直接接收来自卫星的音频节目和高速传输的图像 文字 数据 软件等多 媒体节目 亚洲之星 于 2000 年 3 月发射成功 定点于东经 105 度轨道位置 中国 通信广播卫星公司是 亚洲之星 在中国大陆地区相关业务的独家代理 该星 中国地区的业务上行站等设施建在中国通信广播卫星公司的北京地面站 该站 完成设备安装和传输试验后于 2001 年 6 月开通 正式开始试播中央人民广播电 台第 1 和第 3 套数字声音广播节目 以后将逐步开展各种数字声音广播业务和 多媒体业务 2 2 中国广播电视卫星直播系统中国广播电视卫星直播系统 我国在利用通信卫星发展卫星电视广播业务取得重大成就的基础上 现正 在研究发射属于广播卫星业务 BSS 的 Ku 频段电视直播卫星 以建成一个现 代化的广播电视卫星直播系统 国家有关部门初定此系统由中广影视卫星有限 责任公司和中国通信广播卫星公司牵头 并吸收有关单位组建公司联合建设 经营和管理 整个系统建设要点考虑以下几个问题 1 第一步是在 2005 年前适时地发射中功率卫星平台 我国已有的东三 卫星平台 的第一代直播卫星 建立一个初步满足各种业务需求的中国广播电 视卫星直播系统 2 第二步是在 2010 年前适时地发射大功率卫星平台 我国正在研制的 东四卫星平台 的第二代直播卫星 建成一个能较好满足各种业务需求的现代 化的中国广播电视卫星直播系统 3 第一代直播卫星单星可提供 80 100 套标准清晰度数字电视 SDTV 的广播能力 主要用于直播中央和各省 自治区 直辖市的广播电视节目 并 用于开展教育电视 远程医疗 商业信息 数据广播和新闻采集等综合业务 还用于开展高清晰度电视 HDTV 卫星直播试验 4 自主研制卫星 火箭和各种电子信息设备 以推动广播电视行业 航 天卫星产业和信息制造业发展 尽快形成我国卫星直播业务产业链 5 此卫星直播系统建成使用后与有线电视的关系是 相互融合 相互补 充 相互竞争 相互促进 共同发展 6 此卫星直播系统建成使用后 主要用于实现广播电视节目对个体用户 的直接播出 我国广播电视系统现有的 C 频段 Ku 频段通信卫星转发器将继续 运行 用以完成中央与地方 地方与地方之间的节目传输和对外宣传的国际节 目传输 3 3 政策与建议政策与建议 我国广播电视卫星直播系统建成后要成功地进行商业化运作 其最重要的 四条是 节目要丰富和多样化 个体用户可直接收看 用户接收质量好 接收 设备和接收费用低 以上四条中 前二条与政府的政策有关 是影响卫星直播 系统能否早日建成和成功地进行商业化运作的关键 为了推动直播卫星广播业 务的发展 可在现有节目播出和接收管理体制的基础上 补充制定适合直播卫 星广播业务发展的专项政策 五 卫星宽带通信情况五 卫星宽带通信情况 卫星宽带通信业务属卫星固定通信业务 由于它的特殊性和重要性 现把 它从卫星固定通信业务中分出作为一个专题来阐述 卫星宽带通信是近年来卫 星通信业务发展的热点 是卫星通信业务的主要发展方向 当前 国际上卫星宽带通信业务发展主要表现在两方面 一方面是在传统 的 VSAT 技术基础上开发新产品并利用现有 C 和 Ku 频段卫星资源 快速地建立 起宽带通信系统 以满足用户的急需 并在与快速发展的地面宽带通信业务竞 争中争夺生存空间 另一方面是发展频率更高的 Ka 等频段新型卫星宽带通信系 统 以适应新业务的需求 并力争与发展中的地面宽带通信系统相适应 起到 应有的补充和延伸作用 1 1 积极发展卫星宽带通信业务积极发展卫星宽带通信业务 卫星宽带通信应用根据用途可基本分为中继型和面向用户型两类 卫星中 继型是将卫星链路作为中继链路为分布在不同区域或国家间的宽带网络提供互 连的能力 这通常称为 宽带岛互连 面向用户型是卫星链路通过用户网络 接口直接为大量的终端用户提供宽带网的接入链路 这时的卫星链路不仅面向 网络的中继线路 而且面向用户的 空中交换机 中国国内电信经营商和一些非经营性通信单位很关心和重视卫星宽带通信 技术在宽带通信业务中的应用 作为中继型应用的例子有 中国电信的中国公 用计算机互联网 ChinaNet 用国际通信卫星转发器开通了中国与美国因特网 之间 2Mbps 至 45Mbps 不同速率的 20 多条国际中继链路 2000 年底还开通了全 球第一条 155Mbps 对称因特网卫星电路 中国金桥信息网 ChinaGBN 中国 教育和科研计算机网 CERNet 中国科技网 CSTNet 等互联网单位用国内 通信卫星转发器开通了数十条 ISP 或区域网络 与核心网络间中继链路 作 为面向用户型应用的例子有 双威通信网络有限公司经营的高速 Turbo 163 平 台 中国通信广播卫星公司经营的 中星在线 系统 东方家园信息公司使用 的电子商务卫星网络系统 上海建华卫星网络公司等单位经营的 宽带之星 系统 广州南方卫星通信公司经营的 星网通 等等 这些系统视不同要求可 提供高速互联网接入 海量数据下载 远程医疗 远程教学 视频会议 多点 广播等业务 2 2 跟踪国外在建的新型卫星宽带通信系统跟踪国外在建的新型卫星宽带通信系统 传统的 C 和 Ku 频段卫星通信系统已不能满足发展中的各种宽带通信业务的 需求 国外正在建设新型的专用卫星宽带通信系统 这些系统将主要提供高速 互联网接入 高速数据广播和多媒体信息服务 正在建设的系统有由静止轨道 卫星组成的太空路 宇宙链 电脑星等系统和由低轨道卫星组成的特里德西克 天桥等系统 并曾计划 2002 年前后开通投入使用 以上系统都为全球覆盖系统 通信业务频段多数采用了 Ka 频段 通信转发器多数采用了处理转发器 通信天 线都采用了多波束天线 上述各系统开始建设以来 由于一些不利因素影响 如市场前景不明和融资困难等 其实施计划被迫推迟或取消 还须指出泰国覆 盖亚太地区的 iP 星区域宽带卫星通信系统正在积极建设中 并计划 2003 年发 射卫星 中国通信广播卫星公司等单位对上述各系统发展情况正在进行跟踪 当条件成熟时 将参与经营或使用上述有关系统 3 3 自建国内卫星宽带通信系统自建国内卫星宽带通信系统 自建国内卫星宽带通信系统的思路是先利用现有 C Ku 频段卫星资源和已 商品化的地面设备尽快开通卫星宽带通信业务 以满足用户急需 在此基础上 增加 Ka 频段卫星链路来进一步提高和扩大卫星宽带通信网能力 以满足更多用 户的需要 最后形成卫星宽带通信网与地面宽带通信网相结合的天地一体化的 宽带通信网 以满足广大用户的需要 中国通信广播卫星公司已用美国休斯网络系统公司产品 直播电脑 建立 了 中星在线 卫星宽带通信系统 主要用于高速互联网接入和多媒体广播业 务 此外 还利用有关 VSAT 设备经过卫星成功地进行了 IP 电话等试验 在条 件成熟时 拟开通 IP 电话等业务 2000 年 10 月国务院批准正在筹建中的中国 卫星通信集团公司 中国通信广播卫星公司为该集团的成员 建立 中国卫星 集团互联网 CSNet 此网络基本构架是通过北京 上海 广州节点与国际 网互连 通过互联网交换中心 IX 与中国公