卫星|互联网的最后一公里，只有卫星才能实现卫星

文章图片

文/观察未来科技
当前， 5G地面通信网络正在如火如荼的建设中，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1957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1945年，当时， 20世纪著名的英国科幻作家Arthur Charles Clarke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。
1954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。
1957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” 。
1958年12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。
【卫星|互联网的最后一公里，只有卫星才能实现】不过，卫星通信真正成为现实，还是在1962年的Telestar-1卫星的发射。 1962年7月，美国电话电报公司（AT&T）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。
1962年12月， AT&T又发射了“中继1号”（Relay）卫星，进入1270～8300km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1963年发射的Syncom 2卫星的发射质量为68kg ，持续运行三年并且具有几瓦的发射放大功率。而如今的卫星，已经适用于全球区域和点波束区域应用。从模拟卫星通信、数字卫星通信，到卫星移动通信、窄带卫星星座、高通量卫星通信和宽带卫星星座等，人们正在朝着卫星时代狂奔而去。