新一代商業衛星將使軍方受益

(中國太空網訊）商業衛星通信運營商準備發射新一代高容量衛星，這將令軍方用戶受益。新一代衛星將達到千兆量級，並且更窄、可控的點波束有助於防止敵方有意干擾。政府可按需從中選取服務，且無需支付額外的研發費用。

最近美國國防部召開了「華盛頓太空事務圓桌會議」，會上專家小組探討了通信衛星運營商與軍方的關係問題。美國空軍空間與導彈系統中心「探路者」（Pathfinder）項目辦公室主任喬?范德帕頓（Joe Vanderporten）說：「工業部門的確在引領一條道路，在軌的兆比特級的巨大容量，如果不能有效利用，那就是問題。」

過去15年來，像歐洲通信衛星公司（Eutelsat）、國際通信衛星公司（Intelsat）、SES政府解決方案部門（SES Government Solutions）以及國際移動衛星公司（Inmarsat）等大型運營商一直以年度合同方式將其服務出售給軍方，這是因為軍方對衛星通信的需求已經遠遠超過了軍用通信衛星的容量。現在，這些運營商要求把自己與國防部的關係發展為一種合作夥伴關係。

O3b網路是其中一種新衛星星座，它由SES政府解決方案部門運營。在弗吉尼亞州布里斯托舉行的展示日上，該部門代表展示了其如何在數小時之內利用攜帶型設備箱中的設備和接收機建立與高吞吐量衛星的連接。

SES政府解決方案部門業務發展副總裁P. 格倫?史密斯（P. Glenn Smith）說，終端設備與8顆軌道高度約8062km的中軌道衛星不間斷連接，這與約在35800km高的地球靜止軌道（GEO）的傳統通信衛星完全不同。

與GEO衛星相比，離得更近意味著時延更小。史密斯說，O3b系統傳輸速度可與海底光纜相比。O3b衛星採用可控點波束，單個波束覆蓋大約700km直徑的一片較小區域，這使該系統具備了一些固有的抗干擾防護特性。傳統通信衛星的波束可能覆蓋整個大陸。

美國空軍自身擁有兩種通信衛星。一種是「先進極高頻」（AEHF）衛星，採用高水平防護設計，用於核戰。另一種是「寬頻全球通信衛星」（WGS），為美國軍隊提供寬頻通信服務，但並沒有像AEHF衛星那樣多的防護。商業衛星運營商的主要用戶是通信公司和電視廣播公司，沒有必要建造可經受住戰爭考驗的衛星。

史密斯說，波束較窄使敵方更難干擾通信。要實施干擾，敵方必須在波束範圍內行動。另外，他們必須有能力追蹤O3b星座中不斷移動的衛星，這也是件難事。

「兩者的區別在於對衛星的跟蹤過去可以數月或數年調整一次。對於O3b星座，每天都要對8顆衛星進行4次調整跟蹤，而且這些衛星不斷移動。」

可控點波束現在用於在游輪航行時提供寬頻連接，這可轉為給海軍航母編隊提供同樣的服務。

2015年12月，Inmarsat公司完成了它的「全球快訊」（Global Xpress）星座中第三顆衛星的發射。該公司政府戰略與政策高級副總裁瑞貝卡?科文-海思琪（Rebecca M. Cowen-Hirsch）說：「最後一顆是為了覆蓋亞太地區，這一區域非常具有挑戰性。」

這顆新型高吞吐量衛星較之Inmarsat公司以前衛星的能力高出約20倍，也為商業或軍事用戶設計了可控點波束。這一新系統兼容所有與美國空軍WGS衛星連接或經國防部認證波形的任何終端。

海思琪說：「我們高度關注『全球快訊』衛星的網路安全……我們採用了（國家安全局）Ⅰ類測控密碼加密，以確保除了我們之外沒人可控制我們的衛星。」

靈活波束也具有某種固有的抗干擾防護。她補充說，如果衛星偵測到人為或自然的干擾，他們所使用的波形可使衛星快速改變波束。試圖干擾信號的敵方不會知道用戶已經切換到另一個波束。

休斯網路系統有限公司（Hughes Network Systems LLC）內部研發了一個新波形，以使終端設備與WGS衛星和新型高吞吐量衛星更加兼容。在美國與澳大利亞軍方舉行的一次「護身軍刀」（Talisman Sabre）聯合演習中，休斯防禦與情報系統部利用其先進時分多址（TDMA）波形技術成功演示了更高的衛星性能。

休斯防禦與情報系統部高級主管丹?洛薩達（Dan Losada）說，該公司的「太空之路」（Spaceway）系統開展高吞吐量衛星業務已經有10多年，該系統現用於衛星電視服務。他說，儘管現在該公司的大多數業務是為衛星連接提供地面系統和數據機，但其「木星」（Jupiter）新型高吞吐量衛星系統有望在2016年年底前提供對美國大多數區域的覆蓋。Jupiter－1衛星目前在軌，Jupiter－2衛星將在2016年底前發射。

該公司以自有資金研發的TDMA波形列入美國國防部波形信息庫，這意味著該波形可自由運用於任何軍事系統。

洛薩達說：「大容量系統與其說是一個封閉獨立的系統，不如說是一個生態系統。更多的人共享技術、共享願景以及交互操作，將越有利於更好的體驗。」他說：「我的挑戰是要將這一系統為全球的國防部門提供支持，這樣他們就能利用這個即將推出的巨大容量。」比如澳大利亞正在付費使用美國空軍的WGS衛星，這樣它就能加入這個全球通信系統。TDMA波形正助其利用這一系統。

另一個大容量系統是Intelsat公司的「史詩」（Epic）系列。該公司總裁凱?西爾斯說，首顆衛星延遲到2017年1月底發射。該衛星將以同樣的帶寬提供寬波束和點波束覆蓋，增加彈性。她說：「該衛星是為移動應用和小型終端而建造的，所有這些都是政府需要的。」

Epic衛星的帶寬將是WGS的4～6倍。她說：「2016年即將發射的衛星就容量、功耗和靈活性而言已實現技術飛躍，並且這種飛躍將繼續下去。」

西爾斯在業界帶頭要求國防部在制定未來計劃時讓商業衛星運營商擁有一席之地。她說，衛星的新波形應當作是天基通信體系的一個永久組成部分。

如果實現的話，業界可以更好地將軍方所需特性添加到衛星上。

西爾斯在一次訪談中說，WGS基於15年前的技術。作為一個現役重大項目，空軍難以將最新技術添加到所發射的每顆衛星上，而商業運營商不存在這個問題。他們不斷將應用了最新技術的新系統送入軌道。

她說：「我們相信將擁有百倍於WGS在軌衛星或其全部星座的能力，不僅是在帶寬速度上，而且在可控的、可重構波束的靈活性方面。」「在了解需求和未來的方向上，我們沒有得到很多幫助。」比如，如果軍方想為其衛星加入更多的抗干擾防護，那麼就能做到。

她說：「軍方能從製造商購買到的任何防護能力，我們都能從製造商那裡買到。」

美國空軍正在開展下一代通信衛星的可行性研究，目前已經進行了一系列「探路者」研究，以助其最終決策。

與此同時，美國空軍和國防信息系統局繼續在現貨市場上使用海外應急行動經費以一年期合同購買容量。

西爾斯說，WGS的體系以後必須包括商業衛星，並清楚定義其在寬頻通信中的角色和責任。

海思琪說，國防部應尋找創新途徑來獲得容量，「而不是以稍顯不同的方式購買同樣的舊東西。」

「探路者」研究有機會演示這一政府-商業集成架構，並提供這一新的寬頻選項的信息。「我們聽說，自上而下都在朝這一集成架構推進。」

在此次小組討論中，政府代表對這一醞釀中的改變表示樂觀。

范德帕頓承認：「一些分析表明，一些較新的衛星接近WGS的容量。」他說：「政府專用衛星可做更多事情。商業與政府系統怎樣集成是一個大的話題。我認為兩者將融合起來，怎樣融合仍要拭目以待。」

美國空軍負責航天事務的助理部長溫斯頓?比坎普（Winston Beauchamp）說：「我認為在技術方面實現了真正的融合。關鍵是要在政策層面融合，這樣我們能更加無縫地運行。」

眾議院武裝部隊委員會議員李奧納?托米羅（Leonor Tomero）說：「當然，從可支付性和靈活性上來說，未來增加商業衛星的使用前途光明。現在已有轉變，我們看到國防部更多向利用商業衛星傾斜。」

西爾斯說，與此同時，當政府在現貨市場購買通信服務的時候，新型高吞吐量商業衛星系統的出現意味著服務價格的下降。

SES政府解決方案部門的總裁兼首席執行官彼得?霍恩（Peter Hoene）說：「政府估計，商業衛星服務成本是WGS的4倍。現在有了高吞吐量衛星，成本將日趨相當。」

西爾斯也認同容量供應增加將引起價格下降。但她堅持認為，如果國防部和商業衛星運營商之間採取更加密切的合作關係，那麼價格將大幅下降。

(作者：曲向芳 編譯)

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