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衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng):在雪山、森林、沙漠中“沖浪”

2017-09-04

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  在上個(gè)月舉行的珠海航展上,中國(guó)航天科技集團(tuán)公司發(fā)布的2020 年建成“鴻雁星座”的計(jì)劃格外引人注目,該星座旨在為用戶提供全球?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)通信和綜合信息服務(wù),做到“溝通萬(wàn)物,永不失聯(lián)”。在地球的另一端,12 月8 日,美國(guó)空軍最新一顆全球?qū)拵ㄐ?a class="innerlink" href="http://theprogrammingfactory.com/tags/衛(wèi)星" title="衛(wèi)星" target="_blank">衛(wèi)星WGS-8 發(fā)射成功,帶寬比之前的WGS 衛(wèi)星增加了45%。此外,韓國(guó)、日本等國(guó)家也紛紛有計(jì)劃發(fā)展自己的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。那么,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)到底有何魔力吸引各國(guó)紛紛為其砸錢?它又會(huì)給我們的生活帶來(lái)哪些便利?

  衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的前世今生

  說(shuō)起衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),就不得不說(shuō)銥星系統(tǒng),可以說(shuō)早在20多年前開展的銥星移動(dòng)通信系統(tǒng)項(xiàng)目拉開了個(gè)人衛(wèi)星通信的新時(shí)代。

  銥星系統(tǒng)是美國(guó)摩托羅拉公司設(shè)計(jì)的一種全球衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng),該系統(tǒng)由66顆環(huán)繞地球的低軌衛(wèi)星網(wǎng)組成,通過(guò)無(wú)縫隙的全球覆蓋,為用戶提供隨時(shí)隨地、及時(shí)溝通的便捷通信服務(wù)。銥星系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋全球(包括南北兩極),是迄今全球覆蓋最廣的衛(wèi)星通信系統(tǒng),也是人類歷史上第一個(gè)真正意義上的全球衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。

  與靜止軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)相比,銥星具有兩方面的優(yōu)勢(shì):一是軌道低、傳輸速度快、信息損耗小、通信質(zhì)量大大提高;二是不需要專門的地面接收站,每部衛(wèi)星移動(dòng)手持電話都可以與衛(wèi)星連接,這就使地球上人跡罕至的不毛之地、通信落后的邊遠(yuǎn)地區(qū)以及自然災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的通信變得暢通無(wú)阻。

  從科技方面而言,銥星計(jì)劃的確是一個(gè)美麗故事的開始,但由于沉重的債務(wù)負(fù)擔(dān),銥星公司于2000年3月宣布破產(chǎn),銥星計(jì)劃也因此“胎死腹中”。不過(guò),追逐美好是人之本性,2001年,銥星項(xiàng)目在接受新注資后又開始“起死回生”。

  與手機(jī)通信有什么不同

  為什么衛(wèi)星移動(dòng)通信能在全球?qū)崿F(xiàn)任何人在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間與任何人采取任何方式進(jìn)行通信,而手機(jī)通信卻做不到呢?這要從通信的原理說(shuō)起……

  當(dāng)我們?cè)诶檬謾C(jī)進(jìn)行通話時(shí),手機(jī)會(huì)把信號(hào)傳送到基站,基站再把信號(hào)通過(guò)衛(wèi)星或者基站之間的傳輸傳送到通話另一方所在的基站,最后再傳送到對(duì)方的手機(jī)。所以,所有的手機(jī)通信都離不開基站,那基站又是何方神圣呢?

  基站其實(shí)就是一個(gè)固定的手機(jī)信號(hào)中轉(zhuǎn)站,因?yàn)槭謾C(jī)的功率比較小,所以手機(jī)的信號(hào)不可能強(qiáng)到直接與通話對(duì)方連接,這就需要一個(gè)功率強(qiáng)大的中轉(zhuǎn)站,這個(gè)中轉(zhuǎn)站就是基站。所以在需要手機(jī)通信的地方,我們首先要部署基站,但是在海上、偏僻的林區(qū)和山區(qū)等地方,沒(méi)有基站信號(hào)覆蓋,所以手機(jī)就不能通信了。

  衛(wèi)星通信的原理則完全不同。衛(wèi)星通信是用戶直接把信號(hào)發(fā)給衛(wèi)星,只要在衛(wèi)星的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi),用戶就能通信。由于衛(wèi)星軌道高,所以只需要有限的衛(wèi)星就能實(shí)現(xiàn)全球的信號(hào)覆蓋了,這樣一來(lái),實(shí)現(xiàn)全球通信當(dāng)然也是“易如反掌”的事情了。

  以銥星通信為例,當(dāng)?shù)孛嫔系挠脩羰褂眯l(wèi)星手機(jī)打電話時(shí),該區(qū)域上空的衛(wèi)星會(huì)先確認(rèn)使用者的賬號(hào)和位置,然后再自動(dòng)選擇最便宜,同時(shí)也是最近的路徑傳送電話信號(hào)。如果用戶是在一個(gè)人煙稀少的地區(qū),電話將直接由衛(wèi)星層層傳輸至目的地,而如果是在一個(gè)地面移動(dòng)電話系統(tǒng)的鄰近區(qū)域,則控制系統(tǒng)會(huì)使用地面移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳送電話信號(hào)。

  蓬勃發(fā)展的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)

  目前,國(guó)外很多公司都提出了各自的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃,比如美國(guó)的O3b、OneWeb、Google、SpaceX等公司。

  以O(shè)3b公司為例,目前,O3b公司已擁有12顆在中地球軌道(距離地球約8000 公里)運(yùn)行的衛(wèi)星,在衛(wèi)星覆蓋區(qū)域內(nèi)的任何人都可以以光纖的速度接入互聯(lián)網(wǎng)。因此,O3b 公司已然成為太平洋地區(qū)最大的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商。

  2012 年,O3b 公司的創(chuàng)始人又創(chuàng)辦了現(xiàn)在的OneWeb公司,它作為O3b的“增強(qiáng)版”,計(jì)劃向太空發(fā)射648顆距離地面更近的衛(wèi)星(距離地球約1200公里),為全世界那些沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)或使用成本太高、使用不流暢的地方提供便宜且快速的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。

  2014 年,網(wǎng)上又爆出Google公司欲投資10 億美元用于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),以支持其通過(guò)衛(wèi)星提供上網(wǎng)服務(wù)的計(jì)劃。據(jù)報(bào)道,Google 公司的新項(xiàng)目將從180 顆小型高性能衛(wèi)星起步,這些衛(wèi)星的軌道高度將低于傳統(tǒng)衛(wèi)星。預(yù)計(jì)這一項(xiàng)目耗資將為10~30億美元,但具體成本取決于最終設(shè)計(jì)。

  無(wú)獨(dú)有偶,SpaceX公司在今年11月15 日向美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)提交了一份申請(qǐng),想要發(fā)射共計(jì)4425顆的通信衛(wèi)星,SpaceX公司CEO馬斯克聲稱,這個(gè)項(xiàng)目將在太空中重建互聯(lián)網(wǎng)。該項(xiàng)目是馬斯克于2015年1月首次公布的,旨在全球范圍內(nèi)為用戶提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。

  馬斯克表示,首批800顆衛(wèi)星上天后,就可以提供覆蓋全美和全球的商業(yè)寬帶服務(wù),在全球的覆蓋范圍是北緯15~60度,南緯15~60度。一旦經(jīng)過(guò)最終部署,該系統(tǒng)就能為全美和全球用戶提供高帶寬、低延時(shí)的寬帶服務(wù)。

  據(jù)外媒報(bào)道,韓國(guó)的三星公司在一篇論文中也表示,希望發(fā)射4600顆微型衛(wèi)星,為用戶提供低成本的互聯(lián)網(wǎng)接入。不過(guò)相較于Google、SpaceX等公司已經(jīng)有所行動(dòng)而言,三星公司顯然還剛剛進(jìn)入“紙上談兵”階段。

  綜上分析,各國(guó)對(duì)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)之所以趨之若鶩是因?yàn)榇蠹叶济靼?,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是一片“藍(lán)海”,在那片“藍(lán)海”中蘊(yùn)藏著許多你意想不到的“寶藏”……


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