新一代宽带多媒体卫星通信系统新一代宽带多媒体卫星通信系统中国空间技术研究院阔忠文提要宽带多媒体通信卫星系统是一种功能强大的通信系统是我国未来信息高速公路的重要组成部分是国家通信网的骨干基础设施之一本文对宽带多媒体通信卫星系统的组成、功能进行了顶层讨论给出了总体设计思想’关键词宽带通信多媒体通信通信卫星网络宽带多媒体通信卫星系统是我国未来将要发展的新一代通信卫星系统。国防科学技术工业委员会在科工技号文件中对我国卫星与总体技术作了长远规划其中“新一代宽带多媒体通信卫星系统”被列为将来重点发展的民用通信卫星项目。在年正式启动该项目的前期准备工作年月该项目的论证报告通过了国防科工委组织的评审组验收正式启动。本文讨论的宽带多媒体通信卫星系统是指由宽带多媒体通信卫星、地面网管控制传输中心及远端卫星终端设备组成的系统可与地面网络通过标准接口互连互通。关于宽带多媒体通信卫星系统这里首先要明确三个概念一是卫星多媒体通信二是多媒体通信卫星三是多媒体通信卫星系统。卫星多媒体通信主要是指利用早期的常规通信卫星进行多媒体通信采用透明信道缺点是不利于带宽的选择和协议通信优势的发挥多媒体通信卫星是指专门用于多媒体通信的通信卫星它能比较充分地利用转发器资源最大限度地满足信息传输速率的要求提高频率复用度。两者最大的区别在于多媒体通信卫星侧重的是宽带高速和星上处理。多媒体通信卫星系统是指由宽带多媒体通信卫星、地面网管控制传输中心及远端卫星终端设备组成的系统可与地面网络通过标准接口互联互通。国内外发展概况从技术角度讲地面的上的有线网络已经能够实现真正意义上的多媒体通信只是存在一些不可克服的局限性它对点到点的通信支持很强对点到多点的支持就较差“广播”的功能更差是一种典型的“线覆盖”。而卫星通信则对覆盖区内的任一点一视同仁是“面覆盖”。传统的通信卫星以固定业务为主且以传输电视节目为主要目的将其用于多媒体通信用途时效率不高而多媒体通信卫星系统既可支持宽带、高质量的多媒体业务传送又可以支持包括在内的电视传输业务还可极大地提高安全可靠性。第三届全国因特网与音视频广播发展研讨会新一代宽带多媒体卫星通信系统国外研发动态正是多媒体通信卫星的独特优点及已经开发的和潜在的市场价值吸引了世界上各国在这一领域的研发热情涌现出了多种卫星设计方案和轨道组合方案。已经立项、在建、使用中及放弃的全球区域型多媒体卫星通信系统有多个这些系统的技术成果无疑推动了宽带多媒体卫星及系统的发展。“空中因特网”系统公司开发的系统被命名为全球性宽带“空中因特网”。初始时提出的是一个由颗卫星组成的庞大星座分布在高度的个轨道面上每个轨道面放置颗卫星后来将轨道位置升高轨道面减少卫星数量减为颗这些卫星运行在个极地圆轨道上每个轨道面上有颗卫星。为了充分利用频率资源在每个卫星的波束覆盖区内都进行了多次频率复用。为了以最小频段占用实现宽带服务并保证服务质量和通信能力系统工作在频段。为避免和减轻雨衰的影响终端天线的仰角不小于度。系统由地面段和空间段组成地面段包括终端、关口站、操作与控制系统空间段即卫星星座它是一个提供终端间通信链路的星基交换网络。的终端直接与卫星通信并支持多种不同的数据传输速率终端同时也支持多种标准网络协议如等。多数用户所使用终端的最大下行速率为最大上行速率为而宽带终端能够提供双向的速率比标准模拟式调制解调器快倍。系统中的每颗卫星都是快速包交换网中的一个节点和“铱”系统一样星座具有星间链路卫星与同一轨道和相邻轨道的卫星通信。这种星间链路具有容错能力能应付地面通信线路拥塞。网络将环路交换网低时延的“数字管道”和包交换网络有效地处理复合数据和突发数据的优点结合到了一起。“天桥”系统的天桥系统在设计初期是一个由颗卫星组成的星座用来为全球的商业和个人用户提供高速、宽带、交互式的服务。同时还可以用于其他高速通信业务支持多种业务包括电信、高质量视讯会议、娱乐和局域网互联等。年决定将星座规模从颗扩大到颗其它技术参数不变。这些卫星分为个各由颗卫星组成的对称的子星座每个子星座有个轨道面所有轨道面的轨道高度都是轨道倾角度每个轨道上有颗卫星。在这个轨道高度卫星与地面通信的往返传输时延只有毫秒能够满足实时、交互式网络的时延要求卫星系统的通信能力也从增加到。卫星通信系统由空间段和地面段组成。空间段包括卫星星座和地面控制设施地面段由关口站系统和用户终端两类设施组成。系统在设计上有四个主要特点第一是采用低地球轨道这样选择的目的是减少传输时延从而能够与地面网络无缝互联能够兼容根据地面网络通信特点而