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中國通信衛星機遇:6顆東方紅-4已覆全球80%人口
發布人: 日期:2013-09-02 】【打印 關閉
目前,我國在研通信衛星達到14顆,現役主流平臺逐漸成熟,具備了年出廠5顆大型通信衛星、10星并行研制的常態研制能力
       想象力永遠是人類改善生活的希望所在。1945年10月,英國空軍雷達軍官阿瑟·克拉克在《無線電世界》雜志上發表文章,提出了著名的基于3顆地球同步軌道衛星,覆蓋全球通信的設想。
       在這一設想的激發下,自20世紀60年代以來,衛星通信技術日益成熟,已逐漸成為區域與跨洋通信、國家基礎干線通信、國防軍事通信、行業及企業專網通信的重要手段。
       盡管面臨地面通信手段的激烈競爭和挑戰,但隨著信息全球化,互聯網和數字多媒體通信以及視頻、音頻廣播業務的增長,通信個體化、機動性及無縫覆蓋的需求,衛星通信發揮著越來越重要的不可替代的作用。
       時至今日,一個國家的通信衛星技術水平,已經成為反映該國綜合科技和經濟實力的重要標志之一。比如,美國440余顆在軌衛星中,通信衛星有308顆(其中靜止軌道通信衛星192顆);歐洲130余顆在軌衛星中,通信衛星有88顆。
  中國通信衛星領域發展,自1984年4月8日成功發射第一顆地球靜止軌道試驗通信衛星——東方紅-2以來,走過了從探索到實踐,從試驗到實用,從國內到國際的道路,成為國際上少數幾個能夠獨立研制大容量通信衛星的國家,為我國國防建設和社會經濟發展作出了突出貢獻。
東方紅-4的成功
  進入21世紀后,中國通信衛星發展踏出了重要一步。
  中國空間技術研究院自主開發了東方紅-4衛星平臺,形成了與國際接軌的通信衛星建造體系,建立了我國第一個長壽命、高可靠的宇航級元器件選用標準和一系列元器件相關的可靠性設計、分析和試驗規范。
  這一平臺的建成,不僅一舉扭轉了我國通信衛星長期依賴進口、受制于人的被動局面,更是開啟了進入國際商業通信衛星市場的大門。
  2008年10月30日,基于東方紅-4平臺的委內瑞拉-1通信衛星成功發射。入軌以來,該衛星運行穩定可靠,獲得了大量有價值的飛行數據,接近國際水平。在應用方面,已有數千個衛星接收站分布于學校、醫療、食品生產等部門,并開通國際互聯網服務,而未來5年內,接收站數量有望達到16000個以上,獲得了用戶極高評價。
  繼委內瑞拉-1通信衛星之后,2010---2013年間,又有5顆采用東方紅-4衛星平臺的民/商用通信衛星成功發射,且全部功能正常,在軌性能穩定。截至2013年上半年,共有6顆采用東方紅-4衛星平臺的民/商用通信衛星在軌,它們共攜帶了348臺轉發器,覆蓋亞洲、非洲中西部及南部、南美洲,覆蓋全球約58%的陸地面積和80%的人口。預計2015年全球覆蓋面積將提高至80%,人口提高至92%。
  自2008年委內瑞拉通信衛星成功運行5年來,我國通信衛星領域發展取得了長足進步:
  首先,組織結構改革不斷深化,領域特色與優勢不斷彰顯。中國空間技術研究院正式成立了通信衛星事業部,進一步整合資源,形成了一支集國家發展規劃支撐、市場開拓、研究與創新、產品開發與研制、在軌交付與綜合服務咨詢為一體的領域發展組織。
  其次,通信衛星研制規模化逐漸形成。目前,我國在研通信衛星達到14顆,現役主流平臺逐漸成熟,具備了年出廠5顆大型通信衛星、10星并行研制的常態研制能力。特別是2011年,我國首次達到年度出廠、成功發射5顆靜止軌道通信衛星的規模。
  再次,國際化日益彰顯。比如說,不斷開拓國際商業衛星市場,2010---2012年針對30余個國家、地區或組織開展了市場開拓,獲得10顆衛星的國際商業訂單。
  最后,衛星性能持續改善、平臺能力持續提升,整星質量不斷提高,與國外公司競爭的實力不斷增強。
衛星通信需求強勁上升
  當前,全球對衛星轉發器的需求呈現出強勁的上升趨勢,2020年前還將保持持續增長趨勢。據估計,2014---2018年,全球靜止軌道商業通信衛星市值增長將超過1/3,發射總量超過100顆。其中國際成熟運營商的在軌接替業務是市場最為強勁的驅動力量,而非洲、中東等運營商投資和政府采購則是不斷壯大的新興市場。
  在國內,隨著我國社會經濟的快速發展,衛星通信作為國家空間基礎設施的重要組成部分,需求日益迫切。在寬帶接入業務方面,以遠程教育、醫療為代表的公益性需求凸顯,以填補“信息孤島”和“數字鴻溝”為代表的大眾性需求日漸興起,空間需求近100GHz帶寬;在廣播業務方面,400路以上的高清和標清節目需要近4000MHz帶寬資源。
  面對日益增長的業務需求,通信衛星及平臺趨于大型化和超大型化成為主流發展趨勢之一,呈現出以下特點:
  衛星大型化趨勢明顯。主要體現在衛星發射質量不斷上升,近2年簽約的主流通信衛星發射質量均在6噸上下。通常情況下,衛星規模與承載有效載荷能力成正比。
  整星功率不斷增大。基于快車-2000平臺的的俄羅斯快訊-5衛星和基于歐洲星-3000平臺的SES-6總功率達到15kW;基于美國波音衛星系統-702HP平臺的國際移動衛星-5F,基于美國勞拉-1300平臺的亞洲廣播衛星-2,基于空間客車-4000平臺的歐洲W6A衛星,也均達到或超過12kW。整星功率大是提高有效載荷承載能力的必要條件。
  整星承載轉發器數量不斷增多。加拿大阿尼克-F2衛星達到94臺轉發器,國際移動衛星-5F攜帶了89臺轉發器,“衛訊”衛星攜帶了124臺轉發器。從市場需求來看,整星質量小于5噸、少于40臺轉發器的衛星產品,已逐漸失去市場競爭力。
  整星服務壽命達到新水平。15年在軌已成基本要求,有些商用通信衛星甚至要求18---20年在軌服務壽命。
  新業務應用不斷涌現。應用于寬帶接入、移動通信等的通信衛星在國際商用衛星中具有較高的盈利預期,已成為通信衛星市場運營的焦點之一。
  此外,一些應用新技術、實現集成創新的產品正逐步走入國際市場。例如,全電推技術的出現,使更低成本的通信衛星成為可能,加劇了市場競爭。
  面對各種變化和發展,中國如何應對?衛星平臺,是滿足上述發展趨勢,實現通信衛星整體性能進步的基礎和保障。
  下一階段,我國通信衛星平臺將形成以衛星平臺換代為主體和里程碑,以衛星平臺能力升級為過渡和技術拉動的整體發展路線。從有效載荷承載、整星功率提供、整星布局和整星散熱4個能力維度,通過衛星總質量、有效載荷承載、整星功率、整星散熱、衛星壽命5個指標,通過與國際標準比對,方能指明我國通信衛星平臺的發展目標和努力方向。
機遇與挑戰并存
  21世紀注定是通信技術迅猛發展的世紀,其發展不斷滿足著人類對信息爆炸引發的碎片式信息的獲取需求。這一科學領域的每一次重大進步,都將徹底影響人類生活。總體來說,我國衛星通信的發展挑戰與機遇并存。
  對我國衛星通信發展不利的方面主要表現是,我國地面光纖通信網在過去10年出現迅猛增長,可供使用的光纖容量越來越大,可使用的地區越來越廣。由于光纖鋪設帶來的帶寬過剩,使許多需要衛星完成的工作轉向光纖,對衛星產業的發展形成嚴重威脅。此外,我國東西部經濟發展不平衡,東部經濟較好的地區,電信基礎設施較全,衛星通信的應用受到制約;而西部地區和邊遠地區經濟實力與東部相去甚遠,衛星通信難有好的運營和應用表現。
  對我國衛星通信發展相對有利的方面主要表現是,政府政策為我國衛星通信應用創造了有利條件。比如說,西部地區和邊遠地區通信需求增長,這些地區更適合于衛星通信的應用。國家西部大開發戰略及設立農村普遍服務基金等措施,使得遠程教育、遠程醫療等公益性服務為衛星通信提供了廣闊的空間。
  此外,我國成熟的衛星廣播電視業務、信息化改造工業化,電子商務和電子政務的發展,對衛星通信提出了更多市場需求。同時不能忽略的是,我國高速鐵路、低碳經濟、第三代移動通信系統、互聯網與物聯網等新興戰略產業的發展,均為衛星通信提供了可持續發展的載體。衛星通信在跨區域連鎖店組網、地面通信網盲點覆蓋等方面仍有其獨特的優勢。隨著汽車、移動手持終端的不斷發展,衛星音頻廣播、衛星體廣播業務亦將在中國有很好的應用前景。
  衛星具有與生俱來的可為幾乎所有人提供接入的優勢,這使得它們成為地面寬帶網絡的一個有吸引力的替代方案或補充。可以預測的是,未來的通信衛星將從傳輸型過渡到信息型。通過對信息型衛星與地面網絡進行集成,就可能為未來的全球網絡的所有用戶提供一切所需要的基本信息。這將使用戶擺脫地域的限制。新一代通信衛星的數據傳輸速率將比20世紀90年代初期高1000倍。
  巨大的發展空間和國內外市場需求將為我國通信衛星領域發展帶來新的動力和機遇。如何及早投入力量、籌措資源,推動通信衛星的技術進步,推進東方紅-3B平臺在軌驗證與應用,開發東方紅-4增強平臺以提升東方紅-4能力,提高長征系列火箭運載能力,開展東方紅-5平臺研制已經成為擺在我們面前亟需解決的切實問題。
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