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卫星通信的发展前景

日期:2024-07-10 22:07

卫星通信的发展前景

一、引言

卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站来转发或反射无线电信号,在地球表面或地球表面附近的通信。自从1957年苏联发射世界第一颗人造卫星以来,卫星通信技术得到了迅猛的发展。传统的卫星通信由于受传输带宽和传输速度的限制,很难适应急剧增长的通信需求,正面临着被地面光纤通信替代的危机。但近几年来,随着卫星平台(包括卫星和运载火箭)技术、数字压缩技术、扩频技术、星上处理和星上交换等高新技术的发展,未来的卫星通信将呈现出以下发展趋势。

二、卫星通信的发展历程

卫星通信从产生、发展到现在,可划分成三个阶段:

第一阶段是以模拟电话信号的转发和传输为特征的初级卫星通信阶段;第二阶段是以数字电话信号的转发和传输为特征的发展阶段;第三阶段是以多媒体信号的转发和传输为特征的宽带卫星通信阶段。目前,卫星通信正处在第三阶段。它作为现代综合交住通信网的一个重要组成部分,在陆地蜂窝移动通信、有线电视广播、计算机互连、数据传送等领域,正发挥着越来越重要的作用。在因特网和未来全球个人通信的发展过程中,宽带卫星通信也正在成为一个不可缺少的重要手段。随着技术的发展和社会的进步,人们对通信需求的标准也在不断地提高。现代通信的要求可以归纳为五个方面:一是要能提供多种业务(如电话、电报、数据、传真、图像等);二是要求通信联络具有国际性(即能实现国际间通信);三是要求具有更大的传输容量(即频带利用率和比特率要高);四是要求具有更高的可靠性(即抗干扰、抗截获的能力强);五是要求具有全球性覆盖能力(即要求任何时间、任何地点都能有效地进行通信联络)。为了满足这些要求,世界各国都在竞相发展地面光纤通信。由于受地理环境和经济条件的限制,地面光纤不可能在短期内将网络覆盖到全球的每一个角落,而具有覆盖全球能力的卫星通信则成为最理想的选择。

三、卫星通信的进展

为了适应社会的需求,现代卫星通信正在向着小型化、智能化和高速数据传输方向发展。目前,星载数字信号处理技术和星上处理转发器技术已成为现代卫星通信发展的新支柱,新型编码技术也将逐步应用于现代卫星通信中,特别是近年来以航天飞机、太空站及空间商业卫星为主要对象的载人空间活动取得突破性进展以后,空地同步应用业务(如电视转播、地面宽带上网、移动电话漫游等)将会得到广泛应用。随着高性能处理芯片技术的飞速发展,星上处理转发器的功能越来越强,体积越来越小,功率越来越低,可靠性越来越高。目前,美国宇航局正在实施一项计划,准备将一台100万门处理器的计算机等效于一颗高性能的卫星处理转发器装载在卫星上。随着微电子技术的发展,星上处理转发器将进一步微型化。由转发器加上波束形成网络形成的透明转发式处理机与传统的中央集中处理转发器相比具有更好的灵活性,且由于星上各处理单元是独立转发的,当某一单元发生故障时,其它单元仍可正常工作。

四、卫星通信的应用领域

目前,由于地面光缆线路故障等原因造成的信息传输中断问题时有发生,而利用卫星电路作为备份电路可以有效地解决这一问题。由于卫星信道的广播特性,当多个地球站共同使用同一颗卫星的多个转发器进行组网通信时,可以实现同时传送多路独立的话音、数据及图像等业务信息。由于采用数字信号压缩技术和信道编码技术,可使有限的传输带宽传送更多的信息;采用数字加密和纠错编码技术可提高信息的抗干扰性和抗误码性;采用数字话音插空技术可实现话音信号的连续传送;采用帧中继技术可减少远距离传输所需的开销比特数;采用虚拟专用网(VP)技术可灵活地组成安全的专用电路等。随着计算机技术的发展,数据压缩和协议分装等技术在卫星通信中的应用将更加广泛。随着多媒体技术的不断发展,现代卫星电视广播业务也将得到不断扩展。利用静止轨道卫星单向广播下行高速数传信息时,可将接收天线放在室内或车辆内进行移动接收;利用中低轨道卫星进行广播时,可将接收天线放在飞机或轮船上进行移动接收;利用多颗低轨道移动卫星组网时,还可实现移动用户手持终端的移动接收。

五、卫星通信面临的挑战与前景

近年来,随着Iere技术的迅速发展及其在各个领域的广泛应用;全球范围的电信体制改革以及国内外各种电信运营商数量的不断增加;以及一些国家的部分城市逐步出现的光缆环等都将给未来卫星通信的发展带来严峻的挑战。如何在竞争日益激烈的市场中,找到卫星通信的位置,并发挥卫星通信的优势,是卫星通信发展所面临的主要问题。

为了应对这些挑战,卫星通信的发展需要注重以下几个方面:

1. 提升技术水平:随着地面光纤通信技术的发展,其传输带宽和传输速度的优势将更加明显。因此,卫星通信要在竞争中取得优势,就必须不断提升其技术水平,例如发展更高频率、更高功率的卫星,采用更先进的信号处理和编码技术等。

2. 拓展应用领域:除了传统的广播、电视转播和电信服务外,卫星通信还可以拓展到宽带互联网接入、移动通信、航空和航海通信等领域。同时,可以探索与其他行业的合作,如与物联网、云计算等新兴技术的结合,开发出更多新的应用。

3. 优化运营模式:卫星通信需要优化其运营模式,提高服务质量和降低运营成本。可以通过采用更先进的卫星管理和控制技术,提高卫星的使用效率和可靠性;同时,也可以探索与其他运营商的合作,共同建设和运营卫星网络,实现资源共享和互利共赢。

卫星通信的发展前景广阔,但仍需面对技术和市场的挑战。只有不断创新、优化和发展,卫星通信才能在未来的通信市场中占据一席之地。

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