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[周报全文]数据业务给卫星通信带来希望

2001年08月20日 00:00:00 | 作者:佚名 | 来源:$page.getBroMedia() | 查看本文手机版

摘要:数据业务给卫星通信带来希望

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冉隆科

一个时期以来,人们似乎感到卫星通信要走下坡路,在洲际干线中,海底光缆有可能取代卫星链路。特别是“铱”系统提供全球移动电话的预想计划破产后,给卫星运营商更投下了一层阴影。再加上近年来卫星发射费用的减少,有人认为卫星通信似乎面临“死亡”的威协。

然而事实并非如此。卫星通信因“铱”受挫气氛的影响是暂时的,而且更未宣判“死刑”。世界上许多新的卫星系统正处在开发中,有可能给卫星和网络运营商提供更多的选择。其中最重要的是低轨(LEO)卫星系统,其体系结构与“铱”系统相似,但这些系统吸取了“铱”的教训,即不再与地面蜂窝电话竞争,而是瞄准另一个市场,即偏远地区的本地通信,而且把数据通信和企业用户作为主要市场,而不是把话音和个人消费用户作为主要市场。“铱”系统的教训和经营方向的转变,给卫星通信带来了新的希望。

修改软件实现由话音向数据的转移

几乎无人不晓,当今世最著名的第一个LEO卫星系统是“铱”系统。摩托罗拉于1987年开始设计,设计初衷是对卫星覆盖的世界任何地方的用户提供蜂窝电话业务。10年后,这个设想接近变成现实,盼望这个现实出现的人们自然是欣喜若狂。但是,这10年中,电信市场发生了巨大变化,地面蜂窝电话网几乎覆盖了整个地球。而且,Internet用户爆炸性增长,需要传输数据的人日趋增多,而需要卫星电话业务的人却很少,而且只是在户外使用。加之话费昂贵(每分钟7美元),使“铱”系统更是雪上加霜。在这种情况下,“铱”系统于2000年4月不得不终止业务。

经法院裁定,“铱”公司被新的“铱”卫星公司所取代。新的公司通过修改和升级软件,将原设计的话音卫星变成以数据为主的卫星,同时保持一定的话音业务,从而使“铱”系统获得新生。“铱”原来的数据速率只有2.4kbps,软件升级后,数据速率提高到10kbps。这一新的数据率尽管还不敢言宽带传输,但比原设计提高了3倍。“铱”星网络原先的建造费高达50亿美元,“铱”卫星公司仅用5500万美元,就实现了由话音向数据业务的转变。

此外,“铱”系统采用星际链路在天空构成一个网络,66颗卫星中每一颗星都起交换机的作用,从而把用户呼叫从一颗卫星传送到另一颗卫星。这意味着两个“铱”星电话用户通过星际链路无需任何地面设施沟通联络。这就需要在地面建立网关站,即连接空间网络与Internet和公共电话网(PSTN)的大型地面站。除军事专用控制中心外,“铱”系统在世界各地建立了11个网关站。

多种路由方式多种数据业务

1. 避开星际链路的实时数据业务


图1:星际链路和地面链路的构成比较

为了降低成本,减少复杂性,低轨卫星市场其他富有竞争性的系统借鉴“铱”的经验教训,在设计上避开了星际链路,改由通过地面光纤提供路由信息(见图1)。例如,Globalstar系统通过地面光纤链路提供路由信息,已于2000年底提供实时数据业务。这意味着卫星对用户和网关站都必须是视距传输,从而增加了所需网关站的数量。但是,视距传输并不意味着距离很近,从卫星到网关的距离一般可达4300公里以上。例如,建立在日本、冰岛和法国的Globalstar网关站可以覆盖到我国的绝大部分地区。Globalstar公司在北美洲和南美洲建立了12个网关站,能够覆盖这两个美洲大陆,包括加勒比海,但由于美国的制约,古巴被排除在覆盖范围之外。现在,Globalstar公司在全世界建立了24个网关站,并计划再建一些网关站。

2.非实时数据业务
目前,提供这种数据业务的有Orbcomm等系统。Orbcomm系统与Globastar一样也为用户提供数据业务,所不同的是非实时性的(+微信关注网络世界),即当一颗卫星运行到视距范围之外时,Orbcomm终端将数据存储起来,等到下一颗卫星进入视距范围时再传送出去。这是它的优点。其缺点是时延增大,不过Orbcomm卫星网络跟踪所有的终端设备,所以效率很高,成本低廉,适合许多用户使用。

Orbcomm系统除提供数据业务外,还提供其他业务。例如,2000年9月,美国一个名叫“奇利”的捕渔船队的一艘渔船在海上遇险,该船队通过Orbcomm卫星发出无线电话求救信号,并通过遥测系统弄清了这艘渔船的准确位置,从而使营救人员从海里将船员救起。

3.无处不在的数据业务
当前,提供这类业务的有LEO公司的Skybridge等系统。由于该系统的绝大部分建造资金是由法国电信巨星阿尔卡特公司提供的,所以它目前不受美国的控制,能够提供无处不在的数据业务(包括覆盖被Gobalstar系统排除在外的古巴)。Orbcomm网络还能够为整个朝鲜半岛提供无处不在的即时通信,因而受到朝鲜南北双方的欢迎。

提高卫星数据速率缩小终端体积

从目前情况看,国际上现在已有3个LEO卫星系统投入运营,至少还有4个系统将在今后几年内投入使用(见表1)。其中最具雄心的是Teledesic LEO系统,它将使用星际链路,以64Mbps的速率为用户提供数据下载。Skybridge系统与Teledesic系统一样也采用LEO卫星,但不采用星际链路。这两个系统原计划于2001年投入使用,但因其重筹资金将投入使用的时间推迟到2003年。

表1 提供全球移动数据的卫星系统

系统 数据率(kbps) 轨道高度 卫星数量 频率(GHz) 路由 延时(秒) 投入运行时间
上行 下行 上行 下行
铱星 2.4 2.4 780km(LEO) 66 1.62 1.62 星际 0.1 现在
Globalstar 9.6 9.6 1410km(LEO) 48 1.62 2.49 地面 0.1 现在
Orbcomm 2.4 9.6 820km(LEO) 88 0.149 0.138 地面 400 现在
Leo One 9.6 24 950km(LEO) 48 0.149 0.401 地面 60 2003
新Ico 64 64 10390km(MEO) 10 2.19 2.00 星际 0.2 2003
Skybridge 2000 20000 1469km(LEO) 80 13.6 11.7 地面 0.1 2003
Teledesic 2000 64000 1350km(LEO) 288 28.9 19.1 星际 0.1 2003

第3个系统是新的Ico系统,该系统与上述系统所不同的是使用中轨道(MEO)卫星,其卫星功率和数据率比LEO更高,但卫星数量更少,大约用10颗卫星就能覆盖全球。第1颗卫星已于2000年发射入轨。

再从用户终端看,缩小终端体积也是发展卫星通信市场的重要考虑因素。10年前,还没有卫星PC卡,每一种网络业务都要求用户携带蜂窝电话大小的设备。对于未来宽带网络而言,用户终端将是便携式而不是移动式。

目前,全球几十亿人尚待使用电话通信,更不用说链接Internet了。然而,话音和数据网络公司不可能做赔本生意来满足这一数量巨大的用户需求,从而使宽带Internet接入进展缓慢。但是,随着表1中列出的其3个系统的投入使用,后4个系统即将投入使用,移动卫星数据业务不再是科学幻想,而是世界上偏远地区和发展中国家发展现代通信业务的必然选择。因而,像本文开头提到的疑虑和担心就是“杞人忧天”了。

[责任编辑:程永来 cheng_yonglai@cnw.com.cn]