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自1965年第一顆商業(yè)通信衛(wèi)星發(fā)射以來，通信衛(wèi)星已成為全球通信的領(lǐng)頭羊。在缺乏廣泛的光纖網(wǎng)的國家，大量話音通信量是靠衛(wèi)星完成的。衛(wèi)星通信還孵化了許多新業(yè)務(wù)，新設(shè)備。如果沒有通信衛(wèi)星技術(shù)，也許人們根本不知道采用便攜式終端存取各種信息，不了解視頻點播、虛擬現(xiàn)實娛樂、遠(yuǎn)程教育和遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)。不過，在不遠(yuǎn)的將來，衛(wèi)星不再是唯一的基于空間的電信系統(tǒng)。我們可能會看到盤旋在城市上空并發(fā)射數(shù)據(jù)信號的高空長續(xù)航（HALE）平臺。HALE是以電子方式推動的無人駕駛的航天器，它在20千米以上高空飛行，一次可以飛行數(shù)天。
HALE平臺可以把相距500千米遠(yuǎn)的移動用戶連接起來，它不僅可以用于雙向通信，還可以用500千米區(qū)域范圍的電視廣播。為了進(jìn)行全球連接，HALE系統(tǒng)必須將頻率復(fù)用100次，必須同衛(wèi)星“對話”。目前正在開發(fā)的HALE平臺有四種。第一種是充氦飛艇，自動駕駛，靠離子發(fā)動機(jī)保持穩(wěn)定；第二種是以太陽能或燃料電池作動力的航天器；第三種是活塞發(fā)動機(jī)驅(qū)動的平臺；第四種是噴氣發(fā)動機(jī)驅(qū)動的平臺。這些新的基于空間的電信系統(tǒng)將給我們訪問信息的方式帶來深刻變化。這些系統(tǒng)能把信息直接傳遞給最終用戶，而不需要商業(yè)數(shù)據(jù)中心。在不遠(yuǎn)的將來，電信運營商將直接面臨與設(shè)計制造衛(wèi)星的航天公司的競爭。
以衛(wèi)星、高空平臺、海底光纜和地面無線網(wǎng)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)組合將為21世紀(jì)構(gòu)筑起真正的全球通信。
融合理論占上風(fēng)
《數(shù)字化生存》一書作者尼古拉斯.尼葛洛龐帝指出，電信的未來將是發(fā)生翻天覆地的變化。目前主要靠光纜傳輸?shù)恼瓗I(yè)務(wù)、電話和尋呼業(yè)務(wù)可能會轉(zhuǎn)向采用無線傳輸。與此同時，由于現(xiàn)有的無線電頻譜成本高、數(shù)量有限，有可能迫使寬帶業(yè)務(wù)朝著從無線電波和衛(wèi)星轉(zhuǎn)移到光纖和同軸電纜的相反方向發(fā)展，這個理論就是著名的“尼葛洛龐帝翻轉(zhuǎn)”。
但是科羅拉多大學(xué)的約瑟夫.佩爾頓認(rèn)為，未來將是一個“豐富而混亂”的數(shù)字混合，光纖、同軸電纜、地面無線網(wǎng)和衛(wèi)星業(yè)務(wù)都可以提供從話音到寬帶多媒體和視頻服務(wù)。這個理論稱為“佩爾頓融合”。根據(jù)佩爾頓的設(shè)想，用戶用移動終端即可以接入窄帶業(yè)務(wù)，也可以接入寬帶業(yè)務(wù)。光纖、同軸電纜、地面無線網(wǎng)和衛(wèi)星在這個融合中都是重要的。它們之間的無縫互聯(lián)協(xié)議將成為技術(shù)難題。為此，電信工程師將面臨開發(fā)可以用光纖和同軸電纜系統(tǒng)互聯(lián)的寬帶衛(wèi)星業(yè)務(wù)的艱巨任務(wù)。
事實上，佩爾頓融合理論正逐漸為人們所接受，衛(wèi)星技術(shù)的突破使融合模式越來越接近現(xiàn)實。無線業(yè)務(wù)和衛(wèi)星已有了空前的發(fā)展，衛(wèi)星技術(shù)還能提供成本低于每分鐘0.1美分的電話傳輸。另一方面，適合電視服務(wù)的直播星（DBS）也在迅速發(fā)展。今天，DBS在全球有2000萬用戶。到2005年，用戶數(shù)量在望達(dá)到6000萬。尼葛洛龐帝1993年提出的電視用同軸電纜傳輸?shù)睦碚撟C明是失算了。
衛(wèi)星問題亟待解決
衛(wèi)星系統(tǒng)的傳輸速度不如光纜快。許多因特網(wǎng)家庭用戶仍對下載圖像的緩慢感到不滿。寬帶因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸率比典型的28.8kbps撥號連接高50倍，而高清晰度電視需要比它快20-30倍的數(shù)據(jù)傳輸率。不過家庭用戶有時不得不使用慢得多的雙絞電話線或同軸電纜的連接本地分配中心。
衛(wèi)星技術(shù)遇到一些重要的技術(shù)障礙。最重要的一個障礙是與衛(wèi)星發(fā)射有關(guān)的高成本和高風(fēng)險。目前已對許多新發(fā)射概念進(jìn)行了調(diào)研，包括可重復(fù)使用的火箭和噴氣發(fā)動機(jī)。但是迄今為止，沒有一種技術(shù)證明值得繼續(xù)采用。
由于多數(shù)現(xiàn)代系統(tǒng)以數(shù)字形式傳送信息，衛(wèi)星技術(shù)還要解決如何有效地利用有限的無線電系統(tǒng)的問題。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)壓縮技術(shù)是一個很需要的發(fā)現(xiàn)。例如，DBS采用MPEG2標(biāo)準(zhǔn)，可以將高質(zhì)量的視頻圖像傳送到家庭。該技術(shù)現(xiàn)在能使1Gbps的DBS衛(wèi)星（如DiecTV）在150多個電視頻和許多個CD質(zhì)量的廣播頻道上傳送。數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)也用于一些移動系統(tǒng)的話音通信。為贏得大眾市場認(rèn)可，服務(wù)提供商要把地面終端的成本降到盡可能低的水平�，F(xiàn)在一些DBS終端天線直徑只能30厘米，價格也下降到不足200美元。
未來的技術(shù)發(fā)展
為提供用得起的基于桌面天線的寬帶服務(wù)（如交互式多媒體應(yīng)用），衛(wèi)星系統(tǒng)需要采用高達(dá)20GHz以上的頻率。即使廣泛采用頻率復(fù)用，這些系統(tǒng)也需要大量頻譜。目前幾種寬帶LEO和MEO系統(tǒng)正處在在開發(fā)中，幾個其他組織也提出了GEo系統(tǒng)寬帶多媒體網(wǎng)。
制造和發(fā)射這些由多顆衛(wèi)星構(gòu)成的需要成本上千億美元。這正是HALE平臺被人們接受的原因，因為它們的制造和發(fā)射成本低得多。HALE平臺還可以回收，以補(bǔ)充燃料或進(jìn)行檢修，但是如果不和衛(wèi)星系統(tǒng)相連，HALE平臺不能進(jìn)行全球通信。今后20年，無線系統(tǒng)將日益占據(jù)統(tǒng)治地位。人們不想呆在一個地方打電話，他們總是忙忙碌碌。電話放在人們口袋里，人們不再滿足用電腦收發(fā)電子郵件。
為滿足移動需求，通信業(yè)務(wù)必須以技術(shù)組合為基礎(chǔ)。GEO、MEO、LEO衛(wèi)星和HALE平臺等航天技術(shù)必須同無線網(wǎng)、光纖和同軸電纜等地面和海底競爭對手相結(jié)合，以滿足日益增長的快速移動通信需求。
對簡單的移動通話的渴望率先促進(jìn)了這種基礎(chǔ)設(shè)計建設(shè)，其它許多應(yīng)用也正在涌現(xiàn)出來。因為移動系統(tǒng)可以快速建設(shè)，所以在電話業(yè)務(wù)還不普通的發(fā)展中國家，蜂窩電話常被人們是代替普通固定電話的一個較好選擇。這說明如果通信服務(wù)能做到便攜、方便、用得起，需求將非常廣闊。
在蜂窩電話業(yè)務(wù)剛剛推出時，電話設(shè)備非常大，只能裝在車輛中，一旦電話被做得輕巧得足以放在人們的口袋里，移動電話業(yè)務(wù)就很快很流行起來。過去幾年，電腦也縮小了。有些電腦只有手掌大小。這種設(shè)備也正在逐步配備來提供移動服務(wù)，使移動接入因特網(wǎng)和其它數(shù)據(jù)網(wǎng)成為可能。這種設(shè)備可以充當(dāng)蜂窩電話、因特網(wǎng)電腦、萬維網(wǎng)瀏覽器、傳真機(jī)、消息接發(fā)終端和個人備忘記事本。
確定人或物的位置和遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的能力是移動技術(shù)中的一項最新技術(shù)。最著名的就是全球定位系統(tǒng)（GPS）,ＧＰＳ由24顆衛(wèi)星組成，在地球上空20多千米處環(huán)繞地球運行。海灣戰(zhàn)爭期間GPS發(fā)揮了重要作用，現(xiàn)在GPSA廣泛用于導(dǎo)航、測繪和勘探。
摘自《衛(wèi)星通信廣播電視》2001.12
