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行業(yè)新聞
航空互聯(lián)網(wǎng)需求下的衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)，這些你需要知道
2018-07-06 / 閱讀次數(shù)：2001
背景
前幾日，數(shù)位負(fù)責(zé)航空公司IFEC項(xiàng)目的好友，咨詢IFEC航空互聯(lián)網(wǎng)涉及的衛(wèi)星及衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)情況，而對(duì)于衛(wèi)星通信行業(yè)來說，航空互聯(lián)網(wǎng)是刺激高通量衛(wèi)星帶寬需求的重要領(lǐng)域，鑒于此，筆者擬用一期文字專論“從航空互聯(lián)需求看衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)”，希冀能為關(guān)注該領(lǐng)域的業(yè)內(nèi)外人士些許參考。
通信衛(wèi)星的相關(guān)知識(shí)
常見分類：
通信衛(wèi)星按運(yùn)行軌道不同分為三類，GEO同步軌道衛(wèi)星（同步軌道距離地面高度為35786km，亦稱“高軌”）、MEO中軌道衛(wèi)星（距離地面高度2000km—同步軌道）、LEO低軌道衛(wèi)星（距離地面低于2000km）。
頻率與軌位：
通信衛(wèi)星按工作頻率不同分為L(zhǎng)頻段衛(wèi)星（如第四代海事衛(wèi)星）、S頻段衛(wèi)星（如天通衛(wèi)星）、C頻段衛(wèi)星、Ku頻段衛(wèi)星、Ka頻段衛(wèi)星。
衛(wèi)星一般都擁有自己的工作軌道，因此存在軌道位置的概念。由于衛(wèi)星是一種無線通信，因此衛(wèi)星必然涉及工作頻率問題。軌位與頻率，在國(guó)際上都由國(guó)際電信聯(lián)盟（即ITU，簡(jiǎn)稱“國(guó)際電聯(lián)”）進(jìn)行統(tǒng)一管理，任何通信衛(wèi)星都必須獲得由國(guó)際電聯(lián)批準(zhǔn)的相關(guān)軌位頻率使用權(quán)后，方能開展業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)。
L波段是黃金頻率，目前已被海事衛(wèi)星率先占據(jù)，可以用于衛(wèi)星通信的頻率少，通信帶寬只有百Kbps量級(jí)；S頻率用于衛(wèi)星通信頻率也十分稀缺，因此這些衛(wèi)星只能做窄帶通信使用；C頻率大量使用于廣播電視，隨著上星衛(wèi)視越來越多，清晰度逐步由標(biāo)清向高清推進(jìn)，Ku頻率也大量用于衛(wèi)星電視信號(hào)傳送，隨著衛(wèi)星寬帶通信需求日益迫切，Ka衛(wèi)星、Ku HTS等高通量衛(wèi)星開始如火如荼的發(fā)展起來了。
波束：
通信衛(wèi)星按轉(zhuǎn)發(fā)器工作方式不同，分為寬波束衛(wèi)星（傳統(tǒng)大波束衛(wèi)星，轉(zhuǎn)發(fā)器頻率不復(fù)用，一般用于廣播類業(yè)務(wù)，若用于互聯(lián)網(wǎng)則接入容量?。?、窄波束衛(wèi)星（如高通量衛(wèi)星，轉(zhuǎn)發(fā)器頻率復(fù)用，用于互聯(lián)網(wǎng)接入容量大，不適用于廣播類業(yè)務(wù)）；
壽命：
衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時(shí)，難以避免發(fā)生位置的漂移，通常依靠攜帶一定的燃料維持自己的工作軌道，燃料耗盡則壽命中止，目前衛(wèi)星壽命一般在15年左右。
高通量為何能夠降低帶寬成本：
衛(wèi)星的成本可以大致分為三類：
（1）衛(wèi)星制造成本和衛(wèi)星平臺(tái)及通信載荷成本，一般在數(shù)億美金級(jí)別；
?。?）衛(wèi)星發(fā)射成本，一般為數(shù)千萬美金；
（3）衛(wèi)星運(yùn)行維護(hù)成本，一般為上千萬美金/年。
高通量衛(wèi)星與傳統(tǒng)衛(wèi)星相比，具有極大的容量?jī)?yōu)勢(shì)，例如ViaSat-1衛(wèi)星容量高達(dá)140Gbps，相當(dāng)于63顆傳統(tǒng)衛(wèi)星的容量總和；而ViaSat-2衛(wèi)星容量則達(dá)到了300Gbps。
成本方面，高通量衛(wèi)星與傳統(tǒng)通信衛(wèi)星相比：發(fā)射成本基本相當(dāng)，并且在商業(yè)航天熱潮下，發(fā)射成本還有下降的趨勢(shì)；制造成本，高通量衛(wèi)星稍高于傳統(tǒng)通信衛(wèi)星，運(yùn)維成本雖然增加不少，但二者相較于衛(wèi)星容量大幅增加帶來的單位成本下降來說，增加幅度并不明顯。
因此高通量衛(wèi)星的快速發(fā)展，勢(shì)必帶來衛(wèi)星帶寬單位使用成本的大幅下降。
通信星座：
為了實(shí)現(xiàn)更低的時(shí)延，工程師及運(yùn)營(yíng)商們將高通量通信衛(wèi)星降低到MEO、LEO軌道上。然而不同于同步軌道衛(wèi)星相對(duì)地面靜止的情況，運(yùn)行于MEO、LEO的通信衛(wèi)星是相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的，不能夠像同步軌道衛(wèi)星可以做到固定區(qū)域的覆蓋，這決定了其業(yè)務(wù)必然是全球覆蓋、全球服務(wù)的，也決定了它們必須由若干顆衛(wèi)星組成星座。
為實(shí)現(xiàn)更好的數(shù)據(jù)傳輸和覆蓋性能，高通量星座通常需要由數(shù)百顆甚至數(shù)千顆衛(wèi)星組成，投入巨大，又涉及較為復(fù)雜的星間鏈路，面臨的技術(shù)和政策風(fēng)險(xiǎn)較大。盡管如此，近年來全球?qū)拵l(wèi)星需求高速增長(zhǎng)的刺激下，中低軌寬帶星座在全球范圍內(nèi)開始快速發(fā)展起來，國(guó)外OneWeb、SpaceX均開始著手龐大星座的建設(shè)；國(guó)內(nèi)，航天科技集團(tuán)及航天科工集團(tuán)也提出了各自的低軌互聯(lián)網(wǎng)星座計(jì)劃。但總的來說，這些星座是否能夠突破技術(shù)和政策的瓶頸，真正能夠提供商業(yè)服務(wù)，都是2020年之后的事情。短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入航空互聯(lián)網(wǎng)的概率較小，本文不作為重點(diǎn)闡述。
衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)的相關(guān)知識(shí)
涉及公眾類通信衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)及衛(wèi)星基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)牌照許可，除了業(yè)務(wù)牌照運(yùn)營(yíng)許可之外，海外衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)企業(yè)要想在國(guó)內(nèi)開展業(yè)務(wù)，也需要解決衛(wèi)星地面站在國(guó)內(nèi)落地的問題，并滿足我國(guó)電信業(yè)務(wù)監(jiān)管和網(wǎng)絡(luò)安全接入的相關(guān)要求，當(dāng)然這些工作一定是在完成了無線電頻率使用許可和協(xié)調(diào)前提下，才能提上日程。
對(duì)涉及公眾通信業(yè)務(wù)的衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)的管理，由工信部三司局分別負(fù)責(zé)：
· 無線電管理委員會(huì)——負(fù)責(zé)衛(wèi)星頻率使用許可和頻率協(xié)調(diào)事務(wù)；
· 電信管理局——負(fù)責(zé)衛(wèi)星業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)牌照許可事務(wù)；
· 通信安全保障局——負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)安全管理相關(guān)要求。
航空互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)，除了要滿足上述工信部的管理要求之外，還要滿足民航局的適航和運(yùn)行管理的相關(guān)要求。
未來可以服務(wù)于中國(guó)IFEC的衛(wèi)星及衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商情況
已獲得工信部衛(wèi)星基礎(chǔ)運(yùn)營(yíng)牌照的運(yùn)營(yíng)商如下：
● 中國(guó)電信（下屬中國(guó)電信衛(wèi)通公司，無自有衛(wèi)星資源，目前租用亞太、亞洲衛(wèi)星公司衛(wèi)星用于IFEC服務(wù)）
● 中國(guó)聯(lián)通（無衛(wèi)星資源，可能通過租用中國(guó)衛(wèi)通、亞太衛(wèi)星、亞洲衛(wèi)星公司的衛(wèi)星，并協(xié)助歐洲通信衛(wèi)星公司的EUTELSAT-172B衛(wèi)星落地，開展IFEC服務(wù)）
● 中國(guó)移動(dòng)（無衛(wèi)星資源，可能通過租用中國(guó)衛(wèi)通、亞太衛(wèi)星、亞洲衛(wèi)星公司的衛(wèi)星開展IFEC服務(wù)）
● 中交通信（無衛(wèi)星資源，可能通過租用中國(guó)衛(wèi)通、亞太衛(wèi)星、亞洲衛(wèi)星公司的衛(wèi)星開展IFEC服務(wù)）
● 中國(guó)衛(wèi)通（自有衛(wèi)星資源，可能通過中星16號(hào)、中星18號(hào)開展IFEC服務(wù)）
未來可以用于開展IFEC服務(wù)的衛(wèi)星資源如下：
● 中國(guó)衛(wèi)通：中星16號(hào)，2017年4月已發(fā)射，容量20G，覆蓋中國(guó)80%以上經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，除了東北、西北地區(qū)未覆蓋；中星18號(hào)，預(yù)計(jì)2019年上半年發(fā)射，容量10G，覆蓋中星16號(hào)未覆蓋的中國(guó)地區(qū)；中星系列Ku衛(wèi)星，大部分已無資源可以用于IFEC；
● 亞太衛(wèi)星：擁有多顆亞太系列Ku衛(wèi)星，目前IFEC服務(wù)主力，利用亞太6號(hào)衛(wèi)星升級(jí)替換機(jī)會(huì)，預(yù)計(jì)2019年下半年將發(fā)射亞太6D Ku HTS衛(wèi)星，容量50G，覆蓋日韓、東南亞、中國(guó)等區(qū)域；
● 亞洲衛(wèi)星：擁有多顆亞洲系列Ku衛(wèi)星，目前在國(guó)內(nèi)通過中信衛(wèi)星公司，并與中國(guó)電信衛(wèi)通合作開展IFEC服務(wù)，計(jì)劃在2020年左右發(fā)射容量80G以上的Ka衛(wèi)星用于IFEC服務(wù)；
● 海事衛(wèi)星（Inmarsat）：擁有L頻段第四代海事衛(wèi)星，及Ka頻段第五代海事衛(wèi)星，目前第四代L頻段海事衛(wèi)星已通過中交通信解決了國(guó)內(nèi)合法運(yùn)營(yíng)許可問題，第五代海事衛(wèi)星尚未取得國(guó)內(nèi)合法運(yùn)營(yíng)許可，正在積極開展相關(guān)工作；
● Eutelsat、SES、Intelsat、Viasat等外星，要想在國(guó)內(nèi)IFEC上擁有一席之地，必須解決衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)系列許可問題，方能切入IFEC服務(wù)；
● 當(dāng)然目前有一些民營(yíng)企業(yè)也開展了Ka高通量衛(wèi)星發(fā)展計(jì)劃，目前尚處于初期階段，未來也必將面臨系列政策問題，實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營(yíng)，還有很長(zhǎng)的路要走。
筆者觀點(diǎn)
IFEC航空互聯(lián)網(wǎng)作為未來航空運(yùn)營(yíng)的必然選項(xiàng)，成為激發(fā)高通量衛(wèi)星市場(chǎng)需求的重要領(lǐng)域，也使得越來越多的創(chuàng)業(yè)者和奮斗者投身其中，將衛(wèi)星拉下神壇，真正走向千家萬戶，這也是多年來衛(wèi)星行業(yè)的共同愿景。
隨著高通量衛(wèi)星的飛速發(fā)展，航空公司面臨的選擇也將愈加豐富，IFEC航空互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)未來到底路在何方？或許，在未來的2-3年，答案將越來越明朗。
來源 | 老鷹漫談
作者 | 謝鷹
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