第三章 国内外卫星互联网的主要计划
近年来,以一网(OneWeb)公司为代表的卫星互联网新兴企业纷纷瞄准低轨通信星座,旨在为全球用户提供宽带服务,掀起继“铱星”(Iridium)、“全球星”(Globalstar)之后的又一次低轨星座建设浪潮。
相比上一代低轨星座与地面通信运营商竞争的定位,新一代低轨星座聚焦“填补数字鸿沟”,将自身定位为地面通信的补充,再加上当前互联网服务的日渐常态化,网络连接需求不断增加,卫星制造的低成本、小型化趋势不断深化,“卫星互联网”这一概念又有了新内涵。在此背景下,卫星互联网运营商先后提出几千甚至几万颗卫星组成的低轨宽带星座计划。其中,星链、一网、电信星、柯伊柏等星座规划的卫星数量均超过 1 000 颗,备受业界关注。
1.1 概述
卫讯公司(ViaSat)是一家北美的卫星通信运营商,该公司已经发射了 2 颗高通量通信卫星—卫讯 -1/2(ViaSat-1/2),利用大容量 Ka 频段点波束技术提供高速度的互联网宽带卫星通信业务。目前,该公司正在建设地球静止轨道高通量通信卫星(GEO-HTS)星座—ViaSat-3。该星座由 3 颗卫星组成,单星吞吐量超过 1Tbit/s。
1.2 星座建设情况
ViaSat-1 卫星(见图 3-1)于 2011 年发射,单星吞吐量超过 140Gbit/s,单个卫星可支持 100 万以上用户高速宽带接入。ViaSat-1
卫星在轨示意如图 3-2 所示。
2017 年,该公司第二代高通量通信卫星 ViaSat-2(见图 3-3)发射。
ViaSat-2 卫星采用 BSS-702HP 平台,有效载荷与 ViaSat-1 卫星类似,具有可变点波束。卫星覆盖北美、中美和加勒比海地区,主要满足美国东海岸地区,以及北美到欧洲之间的海事和航空通信需求。ViaSat-2卫星覆盖图如图 3-4 所示。ViaSat-2 卫星最大的特点是覆盖区域广,其覆 盖 面 积 是 ViaSat-1 卫 星 的 7 倍。 由 于 该 卫 星 采 用 了 不 同 的 设 计,ViaSat-2 卫星的容量无法以 Gbit/s 计算,但是大致是 ViaSat-1 卫星容量的 2.5 倍。该卫星能够在保持现有服务水平的情况下,满足 250 万用户的需求。
1.3 未来发展计划
目前,ViaSat 公司正在发展新一代对地静止轨道(Geostationary Orbit,GEO)通信卫星星座 ViaSat-3。从研制进展来看,ViaSat 公司
和波音公司已经启动了 ViaSat-3 卫星星座中前两颗卫星的制造、集成和测试工作。前两颗 ViaSat-3 卫星将主要为美洲、欧洲、中东和非洲提供通信服务,第三颗 ViaSat-3 卫星计划为亚太地区提供服务。ViaSat-3卫星覆盖图如图 3-5 所示。
ViaSat-3 卫星星座中的每颗卫星采用了有效载荷设计,使得卫星带宽效率是 ViaSat-2 卫星的 4 倍以上,卫星的容量使用成本更低,预计降至 185 万美元 /(Gbit/s)。此外,ViaSat-3 卫星采用灵活有效载荷设计,能够在轨灵活调整卫星的带宽分配。
ViaSat 卫星关键技术参数见表 3-1。
未来,ViaSat 系统将用大量小型点波束提供可视的全球覆盖,网络可以连接高速网络并创建巨大的容量。