高通量衛星牛在哪？飛機高鐵上高速下電影成真

在高鐵上用不到一分鐘的時間下好一部1G的電影；在飛機上流暢地使用網絡；在人煙罕至的沙漠中用視頻聊天……這些完美的通信場景將在這顆衛星發射后得到實現。

4月12日19時04分，中國首顆高通量通信衛星實踐十三號在西昌衛星發射中心成功發射，這意味著中國正式開啟衛星高通量時代。

首先我們需要了解什么是高通量衛星。根據中國空間探測首席傳播專家謝博在《科普中國》的解釋，高通量衛星就是在使用相同頻率資源的條件下通信容量比常規通信衛星高數倍甚至數十倍的通信衛星。

其次，這顆衛星發射成功后又會給我們的日常生活帶來怎樣的改變？

可傳輸數量更多的4K超高清節目

國防科工局系統工程司副司長趙堅介紹，實踐十三號是我國首顆高通量通信衛星，其高通量性體現在首次搭載了Ka頻段通信載荷，衛星通信總容量達20Gbps（一般寬帶傳輸速率，1Gbps相當于1024Mbps），超過了之前我國研制的所有通信衛星容量的總和。

實際上，高通量衛星，意味著其通信容量比以往衛星有一至兩個數量級的躍升。這次實踐十三號衛星的通信總容量達20Gbps。這是什么概念？按照常規原有的通信衛星，其所采用的是窄帶傳輸技術，一般通信容量不到10 Gbps，容量有限。據中國航天科技集團介紹，如果說過去通信衛星能傳送幾十臺標清電視節目，而有了實踐十三號衛星后，則能同時傳送數量更多的4K超高清節目。

謝博介紹，由于實踐十三號衛星采用了Ka頻段通信，所以它不僅容量大，可傳送高清視頻，而且能使其衛星用戶終端做得較小，從而便于裝備、攜帶和使用，無需單獨建網，性價比高。

更重要的一點是，該衛星設計有26個用戶點波束，總體覆蓋中國除西北、東北以外的大部分陸地和近海近200公里的海域，地面無線網絡信號覆蓋不到或無法接入光纜寬帶的地方。

公開資料顯示，中國目前有超過6000萬人參與徒步、騎行、自駕游等戶外項目，但因為有些戶外地區通信信號差甚至沒有，所以時有迷路或失聯事件發生。特別是發生氣象災害和地質災害的時候，一旦地面固定或移動通信業務發生損毀或癱瘓，就可能因為不能及時、快速、準確地傳遞災情信息，而導致損失嚴重。

據實踐十三號衛星工程總師劉方介紹，如果游客或受災民眾配備了實踐十三號衛星的用戶終端后，可以隨時與衛星建立語音、數據和視頻的傳輸，把途中或災區的情況第一時間傳遞出去，為展開救援提供通信保障，將損失降至最小。

上千架飛機同時上網

除了首次搭載了Ka頻段通信載荷，衛星通信總容量達20Gbps外，實踐十三號還首次開展了高軌衛星與地面的雙向激光通信技術試驗，速率最高達到2.4Gbps。

據西安分院負責實踐十三號衛星有效載荷研制的衛星副總設計師周穎介紹，“高通量通信衛星可以作為一個信號中轉站，通過無線電信號轉發使飛機上乘客的手機、電腦等與地面關口站連接。而關口站通過光纜與互聯網相連，可以向用戶發送上網信號。”

由于飛機在快速移動過程中所處的空間特點，地面互聯網中轉站要么無法架設，要么無法足量建設，乘客通過地面方式上網并不可行。而實踐十三號就解決了這個問題。周穎稱，實踐十三號衛星由空間段（衛星）、地面段（關口站）和用戶段（終端）構成。同時，采用了天地一體化設計理念，其中一項重要業務就是提供高速“動中通”，通過多波束無縫切換配合機載、車載或船載終端的自動跟蹤捕獲功能，可以為航空、航運、鐵路等各類交通工具上的數以萬計乘客徹底改善上網體驗。

中國航空科技集團稱，實踐十三號衛星的用戶終端可以快速地接入網絡，下載和回傳速率最高分別達到150Mbps和12Mbps。這意味著用戶可以在高鐵上用不到一分鐘的時間下載一部1GB（1GB=1024MB）的電影。

此外，據周穎介紹，一般而言，一架飛機所需的最大通信容量只有20Mbps，在全部飛機通信容量滿負荷的情況下，實踐十三號能滿足一千架左右的飛機同時上網。未來3年內，隨著 “機載衛星直播廣播電視接收與服務系統”的研發成功，這顆衛星可保證中國2000多架民航客機、3000多輛高速列車和數萬艘輪船，實現隨時隨地高速上網。

在軌壽命15年

實踐十三號衛星創下的“首次”還不僅僅體現在應用領域。據實踐十三號衛星系統總指揮周志成介紹，這也是首次在國內的高軌衛星上使用電推進系統。實踐十三號衛星設計壽命15年，過去一顆衛星在15年的壽命周期里需要675公斤化學燃料，現在使用離子電推進系統后僅需90公斤。

據了解，實踐十三號衛星使用的是氙離子推力器，這意味著，衛星的電推進比沖是常規化學推進的10倍以上；可以使衛星載荷更多，減輕自重。理論上可將衛星攜帶的推進劑減少90%。

同時，這也是國內高軌長壽通信衛星首次實現百分之百工程化應用國產化產品，改變了相關產品長期依賴進口的局面。

另外有趣的一點是，在過去高軌衛星發射任務中，為了考慮衛星的安全余量，發射窗口通常選在凌晨。但實踐十三號衛星則首次將發射窗口提前至傍晚19點，開創了高軌衛星可在兩個窗口選擇發射的先例。

未來，按照計劃，在2025年前，中國還將新增22顆通信廣播衛星，其中全新研制的通信衛星有5顆，包括L移動多媒體廣播衛星、大容量寬帶通信衛星、超大容量寬帶通信衛星、高承載比寬帶通信衛星、全球移動通信星座科研衛星等。多顆衛星在軌后，將推動中國電信服務網絡向全球服務的轉型升級。

原標題：高通量衛星“牛”在哪：可讓你在飛機高鐵上高速下載電影