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衛星通信

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中文名: 衛星通信 外文名: Satellite Communication 覆蓋範圍: 靜止地球軌道衛星、移動衛星通信 多址聯接方式: 頻分、時分、碼分、空分多址聯接 特 點: 通信範圍大

2013年6月20日上午10時許，全中國的中、小學生「享受」了一場中國女航天員王亞平的太空授課。當時新聞報道標題是「太空授課教具 上天花費35萬 外媒再提中國威脅論」。雖然國外的媒體有點兒「神經過敏」。但40分鐘高質量的天地通話，確實表明我國的衛星通信技術有了長足的進步！

衛星通信簡單地說就是地球上（包括地面和低層大氣中）的無線電通信站間利用衛星作為中繼而進行的通信。衛星通信系統由衛星和地球站兩部分組成。衛星通信的特點是：通信範圍大；只要在衛星發射的電波所覆蓋的範圍內，從任何兩點之間都可進行通信；不易受陸地災害的影響（可靠性高）；只要設置地球站電路即可開通（開通電路迅速）；同時可在多處接收，能經濟地實現廣播、多址通信（多址特點）；電路設置非常靈活，可隨時分散過於集中的話務量；同一信道可用於不同方向或不同區間（多址聯接）。

定義及簡介

衛星通信：利用人造地球衛星作為中繼站來轉發無線電波，從而實現兩個或多個地球站之間的通信。

人造地球衛星根據對無線電信號放大的有無、轉發功能，有有源人造地球衛星和無源人造地球衛星之分。由於無源人造地球衛星反射下來的信號太弱無實用價值，於是人們致力於研究具有放大、變頻轉發功能的有源人造地球衛星——通信衛星來實現衛星通信。其中繞地球赤道運行的周期與地球自轉周期相等的同步衛星具有優越性能，利用同步衛星的通信已成為主要的衛星通信方式。不在地球同步軌道上運行的低軌衛星多在衛星移動通信中應用。

同步衛星通信是在地球赤道上空約36000km的太空中圍繞地球的圓形軌道上運行的通信衛星，其繞地球運行周期為1恆星日，與地球自轉同步，因而與地球之間處於相對靜止狀態，故稱為靜止衛星、固定衛星或同步衛星，其運行軌道稱為地球同步軌道（GEO）。

在地面上用微波接力通通信系統進行的通信，因系視距傳播，平均每2500km假設參考電路要經過每跨距約為46km的54次接力轉接。如利用通信衛星進行中繼，地面距離長達1萬多公里的通信，經通信衛星1跳即可連通（由地至星，再由星至地為1跳，含兩次中繼），而電波傳 輸的中繼距離約為4萬公里，見圖1。

簡史

利用地球同步軌道上的人造地球衛星作為中繼站進行地球上通信的設想是1945年英國物理學家A.C.克拉克（ArtherC.Clarke）在《無線電世界》雜誌上發表「地球外的中繼」一文中提出的，並在60年代成為現實。

同步衛星問世以前，曾用各種低軌道衛星進行了科學試驗及通信。世界上第一顆人造衛星「衛星1號」由蘇聯於1957年10月4曰發射成功，並繞地球運行，地球上首次收到從人造衛星發來的電波。

美國於1960年8月把覆有鋁膜的直徑30m的氣球衛星「回聲1號」發射到約1600km高度的圓軌道上進行通信試驗。這是世界上最早的不使用 放大器的所謂無源中繼試驗。

美國於1962年I2月13日發射了低軌道衛星「中繼1號"。1963年11月23日該星首次實現了橫跨太平洋的日美間的電視轉播。此時恰逢美國總統J.F.肯尼迪被刺，此消息經衛星傳至日本在電視新聞上播出，衛星的遠距離實時傳輸給人們留下深刻印象，使人造衛星在通信中的地位大為提高。

世界上第一顆同步通信衛星是1963年7月美國宇航局發射的「同步2號」衛星，它與赤道平面有30°的傾角，相對於地面作8字形移動，因 而尚不能叫靜止衛星，在大西洋上首次用於通信業務。1964年8月發射的「同步3號」衛星，定點於太平洋赤道上空國際日期變更線附近，為世界上第一顆靜止衛星。1964年10月經該星轉播了（東京）奧林匹克運動會的實況。至此，衛星通信尚處於試驗階段。1965年4月6日發射了最初的半試驗、半實用的靜止衛星「晨鳥」，用於歐美間的商用衛星通信，從此衛星通信進入了實用階段。

全球覆蓋的固定衛星通信業務靜止地球軌道(GEO）衛星，軌道高度大約為36 000km，成圓形軌道，只要三顆相隔120°的均勻分布衛星， 就可以覆蓋全球。國際衛星通信組織的Intelsat I-IX代衛星。是全球覆蓋的最好例子，已發展到第九代。

衛星在空中起中繼站的作用，即把地球站發上來的電磁波放大後再反送回另一地球站。地球站則是衛星系統形成的鏈路。由於靜止衛星在赤道上空36000千米，它繞地球一周時間恰好與地球自轉一周（23小時56分4秒）一致，從地面看上去如同靜止不動一樣。三顆相距120度 的衛星就能覆蓋整個赤道圓周。故衛星通信易於實現越洋和洲際通信。最適合衛星通信的頻率是1一10GHz頻段，即微波頻段、為了滿足越來越多的需求，已開始研究應用新的頻段，如12GHz,14GHz,20GHz及30GHz。

移動衛星通信

全球覆蓋的移動衛星通信海事衛星通信系統Inmarsat是全球覆蓋的移動衛星通信，工作的為第三代海事通信衛星，它們分布在大西洋東區和西區、印度洋區和太平洋區，第四代Inmarsat一4衛星，已於2005年3月發射了第一顆衛星，另一顆衛星亦準備發射，它們分別定點在64。E和53。W，具有一個全球波束，l9個寬點波束，228個窄點波束，採用數字信號處理器。有信道選擇和波束成形功能。

全球覆蓋的低軌道移動通信衛星有「銥星」(Iridium）和全球星(Globalstar），「銥星」系統有66顆星，分成6個軌道，每個軌道有11顆衛星，軌道高度為765km，衛星之間、衛星與網關和系統控制中心之間的鏈路採用ka波段，衛星與用戶間鏈路採用L波段。2005年6月底銥 星用戶達12．7萬戶，在卡特里娜颶風災害時」銥星」業務流量增加30倍，衛星電話通信量增加5倍。

全球星（Globalstar）有48顆衛星組成，分布在8個圓形傾斜軌道平面內，軌道高度為1 389km，傾角為52度。用戶數逐年穩定增長，成本下降，2005年比2004年話音用戶增長。

多址聯接方式

多址聯接的意思是同一個衛星轉發器可以聯接多個地球站，多址技術是根據信號的特徵來分割信號和識別信號，信號通常具有頻率、時間、空間等特徵。衛星通信常用的多址聯接方式有頻分多址聯接（FDMA）、時分多址聯接（TDMA）、碼分多址聯接（CDMA）和空分多址聯接（SDMA），另外頻率再用技術亦是一種多址方式。

在微波頻帶，整個通信衛星的工作頻帶約有500MHz寬度，為了便於放大和發射及減少變調干擾，一般在衛星上設置若干個轉發器。每個轉發器的工作頻帶寬度為36MHz或72MHz的衛星通信多採用頻分多址技術，不同的地球站占用不同的頻率，即採用不同的載波。它對於點對點大容量的通信比較適合。已逐漸採用時分多址技術，即每一地球站占用同一頻帶，但占用不同的時隙，它比頻分多址有一系列優點，如不會產生互調干擾，不需用上下變頻把各地球站信號分開，適合數字通信，可根據業務量的變化按需分配，可採用數字話音插空等新技術，使容量增加5倍。另一種多址技術使碼分多址（CDMA），即不同的地球站占用同一頻率和同一時間，但有不同的隨機碼來區分不同的地址 。它採用了擴展頻譜通信技術，具有抗干擾能力強，有較好的保密通信能力，可靈活調度話路等優點。其缺點使頻譜利用率較低。它比較適合於容量小，分布廣，有一定保密要求的系統使用。

衛星通信系統的組成

衛星通信系統包括通信和保障通信的全部設備。一般由空間分系統、通信地球站、跟蹤遙測及指令分系統和監控管理分系統等四部分組成，如圖

1．跟蹤遙測及指令分系統

跟蹤遙測及指令分系統負責對衛星進行跟蹤測量，控制其準確進入靜止軌道上的指定位置。待衛星正常運行後，要定期對衛星進行軌道位置修正和姿態保持。

2．監控管理分系統

監控管理分系統負責對定點的衛星在業務開通前、後進行通信性能的檢測和控制，例如衛星轉發器功率、衛星天線增益以及各地球站發射的功率、射頻頻率和帶寬等基本通信參數進行監控，以保證正常通信。

3．空間分系統(通信衛星)

通信衛星主要包括通信系統、遙測指令裝置、控制系統和電源裝置(包括太陽能電池和蓄電池)等幾個部分。

通信系統是通信衛星上的主體，它主要包括一個或多個轉發器，每個轉發器能同時接收和轉發多個地球站的信號，從而起到中繼站的作用。

4．通信地球站

通信地球站是微波無線電收、發信站，用戶通過它接入衛星線路，進行通信。

頻段同步衛星通信業務簡介

頻段同步衛星通信業務有衛星固定通信業務（FSS）和星移動通信業務（MSS）之分，它們所分配的頻段也不同。FSS使用C頻段和Ku頻段。MSS使用L頻段（見同步衛星移動通信），工作在Ku頻段的Ku轉發器原來大多是點波束的，90年代開始國際通信衛星組織（INTELSAT，簡作IS）的Ku星叫ISK，提供較廣的區域波束以適應需求。FSS的C、Ku頻段的頻率劃分如下（上行為地球站對衛星所用頻率，下行為衛星對地 球站所用頻率）。

①C頻段（MHz）

上行5925～6425 帶寬500MHz

下行3700～4200 帶寬500MHz

為擴展FSS用的頻譜，自1984年1月1日開始調整為：

上行：第1區5725～7075 帶寬1350MHz

第2、3區5850～7075 帶寬1225MHz

3400～4200 帶寬共

下行：第1、2、3區

4500～4800 l100MHz

②Ku頻段（GHz）

上行：第1、2、3區 14.0～14.25 帶寬250MHz

14.25～14.5 帶寬250MHz

下行：第1、2、3區 10.95～11.20 帶寬250MHz

11.45～11.7 帶寬250MHz

第2區 11.7～11.95 帶寬250MHz

11.95～12.2 帶寬250MHz

第3區 12.2～12.5 帶寬300MHz

第1、3區 12.5～12.75 帶寬250MHz

根據1992年國際無線電行政大會（WARC—92）的頻率分配，國際通信衛星組織於2000年1月1日可啟用新分配的13.75～14.0GHz（上行），帶寬250MHz，以適應發展的需要。

C頻段的傳輸比較穩定，設備技術也成熟，但容易和同頻段的地面微波系統相互干擾。衛星通信的上行鏈路干擾6GHz微波系統，下行鏈路 受4GHz微波系統的干擾，這需預先協調並採取相應的屏蔽措施加以解決（見衛星通信系統干擾協調），Ku頻段傳輸受雨霧衰減較大，不如C頻段穩定，尤其雨量大的地區更是如此。如在上、下行鏈路的計算中留有足夠餘量，配備上行功率調節功能，亦可獲得滿意效果。Ku頻 段頻譜資源較豐富，與地面微波系統的相互干擾小，其應用很有前途。

20世紀末或21世紀初，C和Ku頻段將出現擁擠，FSS將在20GHz～30GHz的Ka頻段開發業務，其頻率為：

上行（GHz） 29.5～30 帶寬500MHz

下行（GHz） 19.7～20.2 帶寬500MHz

衛星通信方式

衛星通信方式衛星通信系統傳輸或分配信息時所採用的工作方式稱為衛星通信方式。

國際衛星通信已由以模擬頻分方式為主，轉向以數字時分方式為主。數字衛星通信方式有120Mbit/s的數字話音插空（DSI）的時分多址（TDMA/DSI），或不加話音插空（DNI）的時分多址，以及星上交換時分多址（SS-TDMA）；還有大量的以2.048Mbit/s、1.544Mbit/s為主的衛星數字信道（IDR）方式，加數字電路復用設備（DCME）一般可擴大容量3～4倍，最多達5倍。2Mbit/s的IDR其承載電路為30路，較小容量的IDR有1.024Mbit/s（16路）和512kbit/s（8路）。專用通信用的數字專線業務（IBS）業務發展很快，Ku頻段達到ISDN質量水平的叫 超級數字專線業務（su-perIBS）。稀路由（VISTA）業務方式仍有市場，其中有按需分配多址（DAMA）功能的方式稱超級稀路由（su-perVISTA）方式。非中心控制的稀路由的斯佩德（SPADE）方式因設備複雜已被淘汰。國際衛星通信的極化方式為雙圓極化。

國內衛星通信方式大體仿效國際衛星通信用C頻段和Ku頻段，也有用Ka頻段的。一般的TDMA方式為60Mbit/s以下速率，還有SS-TDMA和轉發器跳頻的TDMA方式，有加數字電路復用設備的衛星數字信道（IDR/DCME）方式，也有自適差分脈衝編碼的衛星數字信道（IDR/ADPCM）方 式。因模擬的頻分多址（FDMA）方式技術成熟，仍有使用。國內範圍的以通話為主的稀路由（VISTA）方式用得較多，有單載波單信道/音節壓擴頻率調製/按需分配多址（SCPC/CFM/DAMA）方式和單載波單信道/4相移相鍵控/按需分配多址（SCPC/QPSK/DAMA）方式以及較低速 率的TDMA方式。甚小天線地球站系統的市場很大，它是以數據傳輸為主兼有話音傳輸的星狀網，其制式和速率有多種，可供用戶選用。國內衛星通信的極化方式一般為線極化，個別也有用圓極化的。

國際和國內的衛星電視傳輸都採用模擬調頻制。國際間的電視節目交換使用全球波束轉發器和A標準地球站，其接收質量較好，一個轉發 器可傳兩路20MHz帶寬的電視節目。國內和區域衛星電視傳輸採用一個國內或區域波束轉發器只開一路電視，取轉發器全功率，以利大量 的小型電視單收地球站易於接收。

複合模擬分量（MAC）制亦在使用。一個載波傳兩路電視的雙路電視制，作為定點電視節目傳輸方式，可節省空間段費用，故亦有採用。 髙質量的衛星數字電視傳輸和高淸晰度衛星電視傳輸正在試驗。一個轉發器傳多路壓縮編碼的數字電視傳輸方式即將出現。

衛星電視電話會議業務以2Mbit/l.5Mbit為主，n×384kbi的已經問世，預計m×64kbit的亦有其優越性。

安裝在專用車輛上、易於搬運的，小型C/Ku地球站，在國內和國際的各種場合的應用很廣，可用來傳電視、電話、傳真、電報和數據等，多用於應急場合。

特點

衛星通信與其他通信方式相比較，有以下幾個方面的特點：

① 通信距離遠，且費用與通信距離無關。從圖16.2中可見，利用靜止衛星，最大的通信距離達18100km左右。而且建站費用和運行費用不因通信站之間的距離遠近、兩通信站之間地面上的自然條件惡劣程度而變化。這在遠距離通信上，比微波接力、電纜、光纜、短波通信有明顯的優勢。

② 廣播方式工作，可以進行多址通信。通常，其他類型的通信手段只能實現點對點通信，而衛星是以廣播方式進行工作的，在衛星天線 波束覆蓋的整個區域內的任何一點都可以設置地球站，這些地球站可共用一顆通信衛星來實現雙邊或多邊通信，即進行多址通信。另外，一顆在軌衛星，相當於在一定區域內鋪設了可以到達任何一點的無數條無形電路，它為通信網絡的組成，提供了高效率和靈活性。

③ 通信容量大，適用多種業務傳輸。衛星通信使用微波頻段，可以使用的頻帶很寬。一般C和Ku頻段的衛星帶寬可達500～800MHz，而Ka 頻段可達幾個GHz。

④ 可以自發自收進行監測。一般，發信端地球站同樣可以接收到自己發出的信號，從而可以監視本站所發消息是否正確，以及傳輸質量 的優劣。

⑤ 無縫覆蓋能力。利用衛星移動通信，可以不受地理環境、氣候條件和時間的限制，建立覆蓋全球性的海、陸、空一體化通信系統。

⑥ 廣域複雜網絡拓撲構成能力。衛星通信的高功率密度與靈活的多點波束能力加上星上交換處理技術，可按優良的價格性能比提供寬廣 地域範圍的點對點與多點對多點的複雜的網絡拓撲構成能力。

⑦ 安全可靠性。事實證明，在面對抗震救災或國際海底/光纜的故障時，衛星通信是一種無可比擬的重要通信手段。即使將來有較完善的自愈備份或路由迂迴的陸地光纜及海底光纜網絡，明智的網絡規劃者與設計師還是能夠理解衛星通信作為傳輸介質應急備份與信息高速公路混合網基本環節的重要性與必要性。

衛星通信的優點

衛星通信的主要優點概述如下：

1、通信距離遠：在衛星波束覆蓋區域內，通信距離最遠為13000公里；

2、不受通信兩點間任何複雜地理條件的限制；

3、不受通信兩點間任何自然災害和人為事件的影響；

4、通信質量高，系統可靠性高，常用于海纜修復期的支撐系統；

5、通信距離越遠，相對成本越低；

6、可在大面積範圍內實現電視節目、廣播節目和新聞的傳輸和數據交互；

7、機動性大，可實現衛星移動通信和應急通信；

8、信號配置靈活，可在兩點間提供幾百、幾千甚至上萬條話路和中高速的數據通道

9、易於實現多地址傳輸；

10、易於實現多種業務功能。

衛星通信的缺點

講了衛星通信的這麼多優點，衛星通信也有不少缺點呢！

1、傳輸時延大：500毫秒~800毫秒的時延；

2、高緯度地區難以實現衛星通信；

3、為了避免各衛星通信系統之間的相互干擾，同步軌道的星位是有一點限度的，不能無限制地增加衛星數量；

4、太空中的日凌現象和星食現象會中斷和影響衛星通信；

5、衛星發射的成功率為80%，衛星的壽命為幾年到十幾年；發展衛星通信需要長遠規劃和承擔發射失敗的風險。

同步衛星通信的特點

主要優點是：①通信距離遠，在衛星波束覆蓋區內一跳的通信距離最遠約13×103km（用全球波束，地球站對衛星的仰角在5°以上）；②不受通信兩點間任何複雜地理條件的限制；③不受通信兩點間的任何自然災害和人為亊件的影響；④只經過衛星一跳即可到達對方，因而通信質量高，系統可靠性高，常作為海纜修復期的支撐系統；⑤通信距離越遠，成本越低；⑥可在大面積範圍內實現電視節目、廣播節目和新聞的傳輸，以及直達用戶辦公樓的交互數據傳輸甚至話音傳輸，因而適用於廣播型和用戶型業務；⑦機動性大，可實現衛星移動通信和應急通信；⑧靈活性大，可在兩點間提供幾百、幾千甚至上萬條話路，提供幾十兆比（Mbit/s）甚至120Mbit/s的中高速數據通道，也 可提供至少一條話路或1.2kbit/s、2-4kbit/s的數據通道；⑨易於實現多址傳輸；⑩有傳輸多種業務的功能。

主要缺點是：①傳輸時延大。衛星地球站通過赤道上空約36000km的通信衛星的轉發進行通信，視地球站緯度高低，其一跳的單程空間距 離為72000～80000km。以300000km/s的速度傳播的電波，要經過240ms～260ms的空間傳輸延時才能到達對方地球站，加上終端設備對數字信號的處理時間等，延時還要增加。根據國際電報電話諮詢委員會建議（Rec.114），單程傳輸不要超過400ms。對通話來說，發話方聽到對方立即的回話，也要經過500ms～800ms，這是可以被通話用戶接受和習慣的。但由通話雙方的二/四線混合線圈不平衡而造成的泄漏， 將出現不可忍受的回音，因而必須無例外地加裝回音消除器。②在南緯75。以上和北緯75°以上的高緯度地區，由於同步衛星的仰角低於5°，難以實現衛星通信，一般來說，緯度在70°以下的地面、80°以下的飛機，均可經同步衛星建立通信。③同步軌道的位置有限，不 能無限度地增加衛星數量和減小星間間隔。④每年有不可避免的日凌中斷和須採取措施度過的星食發生。⑤需對衛星部署有長遠規劃。衛星壽命一般為幾年至十幾年，而衛星的設計和生產周期長，需及早安排後繼衛星，但衛星發射成功率平均為80%左右，故要承擔一定的風 險。

相關分類

衛星通信新技術的發展層出不窮。例如甚小口徑天線地球站（VSAT）系統，中低軌道的移動衛星通信系統等都受到了人們廣泛的關注和應用。衛星通信也是未來全球信息高速公路的重要組成部分。它以其覆蓋廣、通信容量大。通信距離遠、不受地理環境限制、質量優、經濟效益高等優點，1972年在中國首次應用，並迅速發展，與光纖通信、數字微波通信一起，成為中國當代遠距離通信的支柱。

衛星通信由於它不受地理條件的限制，具有靈活的可移動性，所以仍依它的優勢創新發展。但亦受到迅速發展的光纖通信的挑戰，它比衛星通信的容量大，傳輸速率高，有很多越洋通信被海底光纜所替代，陸地幹線亦有類似情況。20世紀90年代中後期衛星電視直播（DBs— —Direct Broadcast Satellite或DTH——Direct To Home）、衛星聲音廣播、衛星移動通信以及衛星寬帶多媒體通信成為新的四大發展 潮流。

固定衛星通信

國際衛星通信組織的Intelsat系列已經發展到第九代，自1996年～2004年來業務量基本穩定增長，2004年全球總收入為94億美元，美國預計2006年用戶達百萬，VSAT應用約每年增長15%～20%，寬帶接人及多媒體業務逐漸發展，Ka波段將成為寬帶業務的主流，寬帶業務領先的有加拿大的電信衛星公司（Telesat）、美國的狂藍（Wild Blue）公司和泰國的Shin衛星公司。

在衛星性能方面以增大發射功率，提高EIRP值，增加衛星轉發器數量，增加帶寬，降低成本，減小地面終端設備的尺寸和費用。加拿大2004年7月18日發射的阿尼克（Anik）．F2衛星共有ll4台轉發器，其中50台為Ka波段，泰國2005年8月11日發射的Ipstar衛星有114台轉發器，通信容量為45Gbit/s，是目前世界上最大的商用通信衛星，歐洲正在研製更大的衛星，準備安裝250台轉發器，預定2008年發射。

星上採用數字信號處理器，提高信號交換能力，減少地面設備，建立遙測、遙控、跟蹤和監視功能以及網絡管理功能的地球站，實現衛星動態控制及管理。衛星寬帶通信直播高清晰度電視，連接Internet網發展網絡電視等。

移動衛星通信

移動衛星通信它可以是全球性亦可以是區域性，全球性的採用中、低軌道衛星．區域性的採用靜止軌道通信衛星，區域移動通信衛星有2000年2月12日發射的印度尼西亞的亞洲蜂窩衛星（Aees），又名格魯達（Garula)-1，它是世界上第一顆區域性地球靜止軌道個人移動通信衛星，有l40個點波束，11 000路同時通話的話路，波束覆蓋占世界人口60%的亞太地區。阿拉伯聯合酋長國於2000年10月20日和2003年6 月10日分別發射了瑟拉亞（Thuraya)_1和-2兩顆衛星，每星具有13 750路同時通話的容量，它覆蓋歐、亞、非106個國家。

國際移動衛星公司於2005年3月發射了第四代Inmarsat一4衛星，它具有全球波束和19個寬點波束以及228個窄點波束，用兩顆衛星支持Inmarsat系統的大部分業務。它將引入寬帶全球區域網（BGAN）的一系列新業務，傳輸速率達432kbit/s，星上採用L波段天線及數字信號處 理器（DSP），DSP具有信道選擇和波束成形功能，能產生寬帶信道匹配功率與帶寬資源，DSP還能剪裁衛星覆蓋範圍和調正波束，以滿足 容量和業務種類要求，還能處理固態功放及低噪聲放大器的故障。寬帶全球區域網將傳輸互聯網、內部網、視頻點播、視頻會議、傳真、電子郵件、電話及局域網等接入業務。

中、低軌道全球移動衛星通信的業務主要是話音和數據，亦可以與互聯網連接，進一步發展多媒體通信。

衛星通信的發展趨勢總的發展方向是大容量、大功率、高速率、寬帶、低成本、高發射頻率、多轉發器、多點波束和賦形波束，應用星上處理技術切換信號，處理信號等，21世紀的衛星直播電視(DBS—TV）、個人移動衛星通信、多媒體衛星通信、衛星音頻廣播、衛星網絡電視等將會得到大量發展。VSAT業務範圍不斷擴大，深入到國民經濟的各個領域，更加顯示其經濟和社會效益，Ka波段的應用使設備更加小型化，當然亦帶來衰減嚴重的缺陷。光通信在衛星通信中的應用逐漸變得成熟可取，它要求精確的衛星控制技術，在國際上還處於研發階段，預計不久將會進入實用階段。

中國的衛星通信事業亦在迅速發展，2005年4月12日發射了亞太一6號（Apstar一6）衛星，它有38個C波段和14個Ku波段轉發器，2006年lo月發射直播衛星一鑫諾2號（Sino-2），它有22個Ku波段轉發器（目前有技術故障）。衛星通信的應用領域不斷擴大，除金融、證券、郵 電、氣象、地震等部門外，遠程教育、遠程醫療、應急救災、應急通信、應急電視廣播、海陸空導航、連接互聯網的網絡電話、電視等將會廣泛應用。中國的衛星發射技術，長征系列運載火箭領先世界，大推力、無污染、無毒的環保型火箭發動機中國已試驗成功，這為發展中國的大型通信衛星乃至載人航天、探月工程創造了有利條件。

中國將沿着天地一體、優勢互補、軍民結合的長遠發展方向邁進。

歷史回顧

早在1945年10月，阿瑟·克拉克(Arthur C.Clarke)提出靜止衛星通信的設想。他在英國《無線電世界》雜誌第10期發表了題為《地球外的中繼——衛星能提供全球範圍的無線電覆蓋嗎？》的文章，詳細論述了衛星通信的可行性，為今後全球衛星通信奠定了理論基 礎。現代衛星通信的發展，證實了克拉克設想的科學性。

衛星通信的發展過程，可以分為以下兩個階段。

（1）衛星通信的試驗階段

從1954年開始，美國先後利用月球、無源氣球衛星、銅針無源偶極子帶作為中繼站，進行了電話、電視傳輸等無源衛星通信試驗，但事實證明並無很大實用價值。直到1957年，前蘇聯發射了第一顆人造衛星，才使衛星通信進入有源衛星試驗階段。

1958年12月，美國用阿特拉斯火箭將一顆重150磅的「斯柯爾」低軌道衛星射入橢圓軌道(近地點200km，遠地點1 700km)，星上發射機輸 出功率8W，頻率為150MHz。衛星利用磁帶錄音，將甲站發出的信息(電話、電報)，延遲轉發到乙站。1960年10月，美國國防部又將「信使」衛星發射到高度1 000km、傾角為28.3°的軌道上，使用2GHz頻率，進行了與上述類似的低軌道遲延通信試驗。

1962年6月，美國航空宇航局用德爾它火箭把「電星」衛星送入1 060～4 500km的橢圓軌道；同年12月又發射了「中繼「衛星，進入1 270～8 300km的橢圓軌道，在美國、歐洲、南美洲之間進行了多次電話、電視、傳真數據的傳輸試驗，並對衛星通信的頻率、姿態控制、遙 測跟蹤、通信方式等技術問題進行了試驗。

1963年以後開始進行同步衛星通信試驗。1963年7月和1964年8月，美國航空宇航局先後發射了三顆SYNCOM衛星，第一顆未能進入預定軌道；第二顆進入周期為24h的傾斜軌道；最後一顆進入了似圓形的靜止同步軌道，成為世界上第一顆試驗性靜止通信衛星。利用它成功地進 行了電話、電視和傳真的傳輸試驗，並在1964年秋用它向美國轉播了在日本東京舉行的奧林匹克運動會實況。至此，衛星通信的試驗階段基本結束。

（2）衛星通信的實用階段

在衛星通信技術發展的同時，承擔衛星通信業務和管理的組織機構也逐漸完備，1964年8月20日，美國、日本等11個西方國家為了建立單 一的世界性商業衛星網，在美國華盛頓成立了世界性商業衛星臨時組織，並於1965年11月正式定名為國際通信衛星組織(INTELSAT，International Telecommunication Satellite Organization)。該組織在1965年4月把第一代「國際通信衛星」(INTELSAT-I，簡稱IS-I，原名「晨鳥」)射入了靜止同步軌道，正式承擔國際通信業務。這標誌着衛星通信開始進入實用與發展的新階段。

我國衛星通信的現狀和展望

（1）固定業務

1972年，我國開始建設第一個衛星通信地球站，1984年成功地發射了第一顆試驗通信衛星，1985年先後建設了北京、拉薩、烏魯木齊、呼和浩特、廣州等5個公用網地球站，正式傳送中央電視台節目。此後又建成了北京、上海、廣州國際出口站，開通了約2.5萬條國際衛星直達線路；建設了以北京為中心，以拉薩、烏魯木齊、呼和浩特、廣州、西安、成都、青島等為各區域中心的多個地球站，國內線路達10 000條以上。

專用網建設發展非常迅速，人民銀行、新華社、交通、石油天然氣、經貿、鐵道、電力、水利、民航、中核總公司、國家地震局、氣象局、雲南煙草、深圳股票公司以及國防、公安等部門已建立了20多個衛星通信網，衛星通信地球站(特別是VSAT)已達萬座。

（2）衛星電視廣播業務

1984年，「東方紅」衛星發射成功，開創了我國利用衛星傳送廣播電視節目的新紀元。截止2015年，中央電視台4套、教育台、新疆、西 藏、雲南、貴州、四川、浙江、山東、湖南、河南、廣東、廣西、河北等十幾個省級台的電視節目和40多種語言廣播節目已上衛星傳送，已有衛星電視地面收轉站十萬個，電視專收站(TVRO)約30萬個。很多系統採用了比較先進的數字壓縮技術。

（3）衛星移動通信業務

衛星移動通信主要解決陸地、海上和空中各類目標相互之間及與地面公用網的通信任務。我國作為INMARSAT成員國，北京建有岸站，可為太平洋、印度洋和亞太地區提供通信服務。另外，我國逐步開展機載衛星移動通信服務。石油、地質、新聞、水利、外交、海關、體育、搶險救災、銀行、安全、軍事和國防等部門均配備了相應業務終端。現我國已進入INMARSAT的M站和C站，有近5000部機載、船載和陸地終端。

（4）未來展望

隨着我國現代化建設和以多媒體為代表的信息高速公路的發展，今後10年我國衛星通信將有一個更大的發展，並將以我國自主的大容量通信衛星為主體，建立起完善、長期穩定運行的衛星通信系統。若以每年遞增15%～17%計算，到2002年，衛星通信公用網開通的線路將是1996年的2.7～3倍，大、中城市將建立起大、中型衛星通信地球站約50～60座，中、小型地球站約200～300座(不包括VSAT站)。到2005年，衛星通信公用網線路將發展到數十萬條。

我國今後衛星通信技術發展趨勢為：

① 開發新頻段，提高現有頻段的頻譜利用率。從現有單一的C頻段發展到Ku、Ka、UHF、L、S、X等頻段。

② 公用幹線通信網向高速、數字、寬帶發展，速率將達60Mbit/s、120Mbit/s和1000Mbit/s，並利用SDH和ATM，建立國家信息高速公路——天基寬帶綜合業務數字通信網。

③ 進一步發展小型化、智能化VSAT專用衛星通信網。業務也將從單一的數據或話音為主，發展為話音、數據、圖文、電視兼容的綜合業 務。

④ 衛星移動通信系統將大力發展新技術，如星上大天線技術、多波束技術、星上交換、星上處理和星間鏈路技術、越區切換技術等。

⑤ 開展衛星通信網與其他異構網的互通、互聯，完成異構網協議變換，網絡同步與交換技術及信令呼叫接口技術等。

⑥ 網絡管理和控制及網絡動態分配處理的自動化技術。

⑦ 衛星通信網的網絡安全、保密技術。

⑧ 與我國衛星通信設備產業化發展有關的生產、工藝加工技術等等。

展望21世紀，衛星通信將獲得重大發展，尤其是世界上新技術，如光開關、光信息處理、智能化星上網控、超導、新的發射工具和新的軌道技術的實現，將使衛星通信產生革命性的變化，衛星通信將對我國的國民經濟發展，對產業信息化產生巨大的促進作用。