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互联网的最后一公里,只有卫星才能实现

来源:遥感 时间:2022/11/20
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视觉中国

观察未来科技

当前,5G地面通信网络正在如火如荼地建设中,与此同时,以天地一体化为特点的6G网络研究也已经启动——在人类非居住区,如海洋、山区、沙漠和边远地区,限于经济等因素,地面信息网络的覆盖很难延伸。在我国,尽管国家付出了巨大的努力,地面移动通信网络的覆盖率仍小于国土面积的40%。

然而,卫星通信网的高覆盖能力,却能够解决这一全球通信问题,并显示出广阔的应用场景。人们可以用卫星把地面互联网拓展到海上、空中、太空,并将信息传送至深空;可以用通信星座组网的方式实现全球无缝覆盖的互联网接入;还可以通过快速提升卫星容量,支持宽带互联网接入,为天基宽带互联网星座的建设和应用提供最根本的驱动力。

卫星互联网正当时

自从年苏联发射Sputnik-1卫星以来,迄今为止,人类已经将上千颗卫星发射至了太空,用于通信、导航、天气预报、地球观测、科学和军事服务等。

卫星的应用范围也牵涉每个人的生活,无论是远程通信、出行导航,还是收看世界新闻和天气预报,都离不开卫星。卫星还被用作陆地、空中或海上的导航辅助设备;被用于遥感,如发现隐藏的矿物资源,以及天文研究和气层探索。基于预期的应用,卫星又可大致分为通信卫星、导航卫星、天气预报卫星、地球观测卫星和军用卫星等。

当然,与卫星在其他领域的应用相比,卫星在电信领域的应用表现最为突出,不论是电视广播、国际电话,还是数据通信服务,都需要通信卫星在点对点、点对多点、多点交互服务中充当中继站的作用。

使用卫星进行通信的概念可以追溯到年,当时,0世纪著名的英国科幻作家ArthurCharlesClarke在《世界无线电》杂志发表的著名论文《地球外的中继》中提出利用通信卫星实现全球通信的科学设想,指出利用3颗同步轨道卫星即可实现全球通信,卫星通信的概念也因此诞生。

年,美国海军成功实现了利用月球、无源气球卫星等进行跨大洋的中继通信,证实了通信卫星和卫星通信的实用价值。

年,苏联发射了第一颗人造卫星“斯普特尼克”(Sputnic),开启了人造卫星进行有源通信的历史,同时,苏联发射卫星这一标志性事件震惊了美国,史称“斯普特尼克时刻”。

年1月,美国航空航天局(NASA)将世界上第一颗试验通信卫星“斯科尔”(Score)发射到椭圆轨道上,利用星载录音磁带实现了异步电话、电报通信,正式拉开了卫星通信的序幕。

不过,卫星通信真正成为现实,还是在年的Telestar-1卫星的发射。年7月,美国电话电报公司(ATT)发射了“电星1号”(Telestar-1)低轨道卫星,实现了横跨大西洋两岸的电话和电视服务,这也是通过卫星通信建立了的美国和欧洲之间的第一个洲际链接。

年1月,ATT又发射了“中继1号”(Relay)卫星,进入~km的椭圆轨道,在美国、欧洲、南美洲之间进行了洲际电话、电视、传真的传输实验,并对卫星的通信频率、姿态控制、遥测跟踪、通信方式等进行了实验。

在过去的60年里,自从Telestar-1发射以来,通信卫星技术就开始以一种飞跃性的进展向前发展。通信卫星的技术和应用在过去五十多年里已经增长了许多倍。作为比较,在3年发射的Syn

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