國外高通量衛星發展近況

高通量衛星由於可提供傳統衛星20倍的吞吐量，大大降低每比特成本，能夠經濟、便利地實現各種新應用，已成為通信行業真正改變遊戲規則的技術。儘管在2016年下半年國外一些HTS計劃由於發射延誤等原因而受阻, 但2017年以來HTS計劃取得了許多新進展。下面簡要介紹國外HTS的一些最新發展情況。

1 概 述

在衛星行業，許多人都認為高通量衛星的出現是過去10年中業界最大創新。通過更高水平的頻率復用和點波束技術，高通量衛星能夠以相同數量的頻譜分配提供比傳統衛星多許多倍的吞吐量，同時也降低了每比特成本。

HTS的出現時機恰到好處，它主要設計用於提供全球寬頻連接服務，如果這項技術早20年推出，很可能就不會得到與現今互聯網時代同樣的支持及推廣。HTS技術已真正走上發展的快車道。

2 全球HTS市場情況

根據歐洲諮詢公司（Euroconsult）2017年6月發布的報告《高通量衛星：垂直市場分析與預測》，全球30家衛星運營商在HTS系統方面的總承諾投資額已達到近190億美元。在過去十年中有36次GEO-HTS發射，而在2017～2025年預計將有大約100次發射，平均每年發射11次。

該報告撰稿人、歐洲諮詢公司高級諮詢師Brent Prokosh表示，2015年和2016年HTS供應量的凈增相對較低，部分原因是發射時間的推遲，而現在容量供應已翻了一番，到2018年將近2000Gbps，到2020年將達到約3600Gbps。然而，NGSO（非地球同步軌道）-HTS星座項目的出現預計將對GEO-HTS的增長產生影響。NGSO-HTS星座項目的發展勢頭正在上升，有望提供巨大容量、低延遲和全球（或近乎全球）覆蓋。雖然所有這些都發展成熟不太可能，但許多NGSO-HTS項目，如SES公司的O3b MEO星群的持續擴展、OneWeb、SpaceX、Telesat和LeoSat的HTS項目，合計將需要200億美元以上投資，並增加40Tbps以上容量。

據該報告稱，今天由O3b支持的NGSO-HTS需求預計將以平均每年40%的速率增長，預計在預測期（2017～2025年）內將至少發射一個LEO-HTS星座。

歐洲諮詢公司指出，預計到2025年HTS容量租賃收入將超過60億美元，在2017～2025年期間將產生360億美元以上總收入，儘管容量價格較低且商品化程度越來越高。預計北美地區的消費型寬頻服務仍然是最大推動力，到2025年使用容量將達到1200Gbps。同時，政府、企業和民用網路將以33%的年增長率（CAGR）增長，到2025年將達到555Gbps，而預計蜂窩回程和中繼到2025年將超過475Gbps，由於低成本3G和4G回程解決方案的應用，增長速度甚至更快。最後，航空和海事移動市場的需求預計到2025年將達到480Gbps的合計租賃容量。

北方天空研究（NSR）公司持有相似的市場預期。據其《全球衛星容量供應和需求第14版（GSCSD14）》報告，儘管由於C和Ku波段業務收入降低而導致年度固定衛星業務（FSS）收入下降了20億美元以上，但在2016～2026年間HTS收入將增加10倍，到2026年將產生170億美元年度市場。NSR預計，到2026年，HTS容量將超過17Tbps，其中約60%的容量來自一個或多個LEO-HTS星座，7Tbps來自GEO-HTS，主要是Ka波段提供的容量。

因此，衛星行業將在許多領域找到用武之地，在這些領域的增長也大有潛力，運營商必須找到一種有效方式比以前銷售更多容量。NSR首席分析師、上述報告作者Blaine Curcio認為：這將導致運營商與電信公司、服務提供商、集成商等（主要是擁有支持大容量傳輸的基礎設施的那些公司）建立更緊密的聯繫。人們已看到在IT、網路及電信領域最富盛名的風投公司之一——軟銀將向OneWeb投資14億美元以及之後對Intelsat產生興趣。不止於此，以後人們還會看到更多電信公司關注提供基於全球連接的戰略資產的衛星運營商。

3 國外運營商在HTS領域的近期發展情況

3.1 SKY Perfect JSAT投資LEO-HTS

隨著SES於2016年8月聲勢浩大地收購了O3b網路——由12顆Ka波段HTS組成的中地球軌道（MEO）星座，證明NGSO-HTS正受到一些主要衛星運營商的關注。

2017年5月，日本SKY Perfect JSAT公司（SJC）宣布已經開始執行一項協議，投資LeoSat公司，共同建設多達108顆LEO-HTS的星座，提供世界上最快、最安全、覆蓋最廣泛的數據網路。這一獨特HTS體系結構包括星間激光鏈路，建立一個空間光骨幹網，不必再利用多個地球站轉發，並可提供每秒吉比特數據傳輸。

這一投資將使SJC能夠在電信、企業、海事和政府部門數據和移動市場中尋求新業務機會。此LeoSat星座的獨特特徵有助於其實現4G和5G回程傳輸，向銀行業國外辦事處提供安全網路，為能源和海事部門提供巨大帶寬，確保應急通信的關鍵備份，實現偏遠社區的Internet接入。

SJC的高級管理執行官Koki Koyama表示，SJC已看到積极參与LEO/HTS業務的戰略重要性並將LeoSat解決方案視為開拓新市場和提供業務增長的關鍵機會。隨著當前與未來數據業務量增長以及由於LeoSat系統的獨特性質及其對企業市場的聚焦，LeoSat解決方案的需求量將會更大。LeoSat方面的這一投資與合作發展將允許SJC擴大和補充其現有GEO衛星服務並滿足現今技術無法滿足的客戶需求。LeoSat目前正在與泰勒斯?阿萊尼亞空間公司合作確定整個星座的生產計劃。

3.2 SES發射首顆HTS並繼續取得發射進展

在SES通過收購O3b網路獲得首顆HTS容量之後，2017年5月18日，該公司發射了自己的HTS，即SES-15。

混合型SES-15衛星組合了Ku波段寬波束與Ku波段點波束以及Ka波段連接網關。SES-15位於西經129度，覆蓋北美、墨西哥和中美洲，從北極阿拉斯加州延伸到巴拿馬南部，從夏威夷延伸到加勒比海，將為航空部門、海事、政府提供服務和VSAT網路。設計覆蓋能力能夠充分滿足航空旅客需要，實現從紐約到夏威夷或從阿拉斯加到墨西哥的無縫HTS覆蓋。這顆衛星攜帶的廣域增強系統（WAAS）有效載荷，將使美國聯邦航空管理局（FAA）能夠增強全球定位系統（GPS），旨在為航空業提供更高準確性、完整性和可用性。

圖1 SES-15衛星

SES的第一顆GEO-HTS，SES-12，原本預定於2017年上半年發射，後被推遲。2018年6月4日，SES-12搭載「獵鷹」9號火箭發射升空。與SES-15一樣，SES-12將提供Ku波段寬波束和點波束組合，覆蓋亞太地區關鍵區域。

SES-14，於2018年1月發射升空。SES-14與SES-12一樣，採用的都是空客防禦與空間公司的Eurostar E3000型號衛星，也具有組合Ku波段寬波束和點波束這一特徵，覆蓋美洲和北大西洋。

SES正在繼續發展HTS，SES於2016年9月從泰勒斯?阿萊尼亞空間公司訂購了全電HTS—SES-17。SES-17預定於2020年發射，將利用近200個Ka波段點波束補充該公司現有覆蓋，覆蓋美洲和大西洋地區。

3.3 Thaicom在原有IPSTAR 1基礎上繼續發展HTS

泰國Thaicom公司於2005年發射了第一顆HTS——IPSTAR 1。該星由勞拉空間系統公司（SSL）建造，衛星容量為45Gbps，用於為亞太地區提供互聯網服務，傳輸速率為下行6Mbps和上行4Mbps。

2016年10月，Thaicom公司宣布了其最新HTS項目。Thaicom的子公司國際衛星有限公司（ISC）已開始執行與中國長城工業公司（CGWIC）簽訂的2.08億美元衛星採購合同。這顆衛星將通過37GHz的Ka波段容量提供53Gbps的吞吐量，將為亞太地區提供服務，預計2019年底發射。

Thaicom的首席商務官Patompob（Nile）Suwansiri表示：未來對寬頻業務的需求將不斷增長，這將導致更大競爭和更多運營商關注這方面發展。而GEO衛星寬頻服務市場仍會很大。因此，Thaicom將繼續投資寬頻計劃。IPSTAR作為世界上第一顆HTS，自發射以來已成為亞太地區衛星寬頻業務的代名詞。Thaicom希望在原有IPSTAR基礎上繼續發展衛星寬頻業務。

3.4 國際通信衛星公司（Intelsat）推進EpicNG

星群部署

為順應全球Ka頻段HTS衛星的迅猛發展，國際通信衛星公司提出了IntelsatEpicNG發展計劃，目前已有5顆IntelsatEpicNG系列衛星發射升空。IntelsatEpicNG平台基於開放式體系結構，利用HTS技術提供全球覆蓋，設計具有後向兼容性，利用了C、Ku和Ka波段、寬波束和點波束組合以及頻率復用技術。

圖2 Intelsat EpicNG衛星

2016年3月，國際通信衛星公司通過位於東經310度的Intelsat 29e衛星首次推出Intelsat EpicNG服務，覆蓋美洲、加勒比海、美國東部和北大西洋地區。目前，已有很多主要最終用戶市場的消費者簽訂了服務合同，包括政府、國防、航空、海事、企業、廣播部門用戶。接下來，2017年1月，第二顆EpicNG衛星—Intelsat 33e完成了在軌測試。該衛星位於東經60度，覆蓋歐洲、中東、非洲、亞太地區、地中海和印度洋地區。與此同時，2017年2月，Intelsat 32e發射升空。該星位於東經317度，將與Intelsat 29e的某些波束覆蓋重疊，覆蓋加勒比海和北大西洋航線，增大高業務量地區的可用吞吐量。

2017年7月，Intelsat 35e發射升空，工作於東經325.5度軌道位置，覆蓋美洲、加勒比海、歐洲和非洲，替代要重新部署到另一位置的Intelsat 903。

國際通信衛星公司首席執行官Stephen Spengler表示，Intelsat 35e的成功發射是國際通信衛星公司2017年商業計劃中的一個重大里程碑，擴大了Intelsat EpicNG基礎設施的範圍，增強了彈性。Intelsat EpicNG的每次發射推進了Intelsat為客戶創建全球、高性能網路的設想，將為移動性、無線基礎設施和專用數據網路等各種應用開啟新的增長機會。隨著地面基礎設施和受管理的服務產品的進一步創新，如IntelsatOne Flex，衛星在電信領域中的角色正在轉型。

2017年9月底，國際通信衛星公司發射了第一顆全數字衛星——Intelsat 37e，提供了C、Ku和Ka波段之間的完全、高性能連接，可用於無線回程、企業VSAT、政府和移動網路。C波段有效載荷利用一種高功率點波束和寬波束的全面組合提供額外服務並提高吞吐量。新增的Ku和Ka波段可控波束可以根據需要定位以提高網路接入能力並支持高需求領域的政府和商業移動應用。它們將成為廣泛的Ku波段多點波束覆蓋的補充。此外，Intelsat 37e提高了IntelsatOne Flex受管理平台的彈性，帶來的額外吞吐量可支持美洲、非洲和歐洲的企業、政府、寬頻以及移動應用。

Spengler表示，Intelsat 37e是對Intelsat EpicNG網路的有力補充。它帶來了新技術和彈性。其特點是採用了更有效的功率共享技術和可控波束，能夠更靈活地滿足區域和應用需求。Intelsat 37e反映了多頻段開放式體系結構的設計思想。

除了Intelsat Epic系列星外，國際通信衛星公司還與日本SKY Perfect JSAT公司合作，將基於Intelsat EpicNG高通量衛星平台，建造、發射一顆新的高通量通信衛星Horizons-3e，以滿足亞太地區不斷增長的移動和寬頻業務需求。Horizons-3e衛星計劃在2018年下半年發射。

3.5 Eutelsat發射

EUTELSAT 172B

Eutelsat是率先採用HTS技術的運營商之一。該公司於2012年發射了歐洲首顆HTS——K-SAT。這顆衛星容量為90Gbps，採用了82個Ka波段點波束來提供高速互聯網。

2017年6月2日，Eutelsat發射了其最新HTS—EUTELSAT 172B。該衛星是空客防禦與空間公司建造的歐洲第一顆大功率全電電信衛星。它攜帶了C、Ku和高通量Ka頻段有效載荷，全面運行後，將增大對中國和太平洋島嶼的覆蓋範圍。EUTELSAT 172B也將覆蓋北部環太平洋地區，為美國與亞洲之間的飛機旅行提供服務；松下航空電子公司已簽署了關於此能力的一項長期協議。

圖3 EUTELSAT 172B衛星

3.6 ViaSat計劃全球HTS覆蓋

2012年，全球寬頻服務與技術公司ViaSat發射了其首顆HTS——ViaSat-1。這一衛星的容量已被用來為北美和夏威夷提供Ka波段服務。它也在美國和加拿大分別提供Exceed互聯網服務和Xplonet鄉村互聯網服務。

此後，2017年6月，ViaSat發射了ViaSat-2，增大了其HTS容量。ViaSat-2將提供Ka波段高容量帶寬和覆蓋範圍，並能夠靈活地將帶寬移動到需要的地方。該衛星還將提供2倍於ViaSat-1的帶寬經濟優勢、2倍的吞吐量，並提供7倍的覆蓋範圍。其覆蓋地區包括北美、中美洲、加勒比海、南美洲北部的一部分和橫跨大西洋的主要航空和航海線路。事實上，ViaSat-2是該公司朝著在全球範圍內擴展其高容量覆蓋以提供航空與航海寬頻和移動服務的目標邁出的第一步。

ViaSat正在繼續向前邁進，計劃開發其ViaSat-3系統。該系統由三顆ViaSat-3衛星組成並配備最新型地面網路基礎設施，將提供具有足夠容量的全球寬頻網路，以提供可負擔起的、高速、高質量互聯網和視頻流服務。2016年11月，ViaSat宣布完成了前兩顆ViaSat-3衛星的初步設計評審（PDR）。每顆ViaSat-3衛星預計將提供1Tbps以上容量，並將能夠靈活地將容量動態地分配到客戶所在位置。前兩顆ViaSat-3衛星將為美洲、歐洲、中東和非洲提供Ka波段覆蓋，而第三顆ViaSat-3衛星最終計劃用於亞太地區，完成ViaSat的全球服務覆蓋。第一顆ViaSat-3衛星預計將於2019年發射。

3.7 Inmarsat發射Global Xpress I-5 F4衛星

Inmarsat的Global Xpress（GX）於2015年12月開始全球商業服務。據Inmarsat稱，它是第一個利用來自單一衛星運營商的容量提供完全全球覆蓋的衛星通信網路。GX星座由三顆Ka波段的I-5 HTS組成。I-5衛星使用固定窄點波束（通過緊湊型終端提供高速服務）和6個可控波束組合，因此，可將附加容量實時分配到需要的地方。

Inmarsat從波音公司訂購了GX星座的第四顆I-5衛星以增強現有能力。I-5 F4衛星原計劃於2016年12月底發射，但由於在2016年9月發射台爆炸後SpaceX發射計劃定單積壓而推遲發射。2017年5月15日，I-5 F4衛星由SpaceX公司的「獵鷹」9號火箭成功發射；全面運行後，它將為陸地、海上和空中Global Xpress用戶提供額外容量。

3.8 Spacecom投資AMOS-17

以色列Spacecom公司是AMOS系列衛星的運營商並向亞洲、歐洲、中東和非洲提供服務。它也宣布了新HTS項目。這家公司在SpaceX發射台爆炸中損失了第一顆HTS——AMOS-6衛星。該公司已開始投資新的AMOS-17衛星。

2016年12月，SpaceX宣布它已開始執行與波音衛星系統國際公司簽訂的一項價值1.61億美元的衛星採購協議。AMOS-17將提供Ka、Ku與C波段服務，通過廣域波束和高通量點波束組合實現最大頻譜效率。AMOS-17位於東經17度，將擴大Spacecom對非洲、中東和歐洲的覆蓋，預期在軌壽命為15年，預計於2019年發射。

圖4 AMOS-17衛星

Spacecom公司總裁和首席執行官David Pollack表示，AMOS-17將是具有先進技術水平的多頻段高吞吐量衛星，可為用戶提供可靠的解決方案和極大的競爭優勢。波音建造的這顆衛星很符合Spacecom公司的擴張策略。它採用了創新設計，能夠靈活實現各種服務，滿足不斷增長的用戶需求。

3.9 YahSat發射AI Yah 3

阿聯酋YahSat公司是利用HTS新能力的為數不多的中等規模運營商之一。2012年4月，Ka頻段HTS Yahsat 1B成功發射，YahSat繼而進行了Al Yah 3的發射部署。該衛星是基於ATK GEOStar-3平台的全Ka波段HTS，有60個點波束。Al Yah 3將擴大Yahsat對巴西和非洲19個新市場的覆蓋，發射後可使其覆蓋範圍加倍。

2018年1月，Al Yah 3發射升空。其大約10Gbps的容量，即18個點波束將用於連接非洲。Eutelsat計划到2019年為撒哈拉沙漠以南非洲國家提供商業寬頻服務，而Yahsat 1B上的多達16個點波束也將用於該項目。

圖5 Al Yah 3衛星

3.10 Kacific訂購首顆HTS

新加坡Kacific公司是最新加入HTS創新的公司之一。它計劃解決太平洋和東南亞缺乏可負擔起的高速寬頻服務的問題。2016年，該公司融資1.47億美元以涵蓋衛星、發射服務、地面系統和其他項目成本。

2017年2月，Kacific公司從波音公司訂購了它的第一顆HTS——Kacific-1。波音公司目前正在建造基於波音702平台的一顆雙用戶衛星（Kacific-1/JCSAT-18），它由Kacific公司和日本SKY Perfect JSAT公司共有。Kacific-1將通過57個Ka波段窄波束提供寬頻吞吐量，每個波束提供高達1.25Gbps的容量。這些波束用於覆蓋20個太平洋和東南亞國家。到目前為止，57個波束中51個波束的容量已出售，大多數波束的出售容量已超過70%。基於在亞太地區的初步成功銷售，目前Kacific正在準備後續HTS計劃。

Kacific的首席執行官Christian Patouraux表示，隨著Kacific -1於2019年發射，它將能夠為在目前缺乏可負擔起的高速互聯網的地區的人們提供在線教育、醫療保健和公共服務，並促進當地經濟發展。其小型終端能夠以低成本提供100Mbps以上互聯網網速，將有助於將東南亞和太平洋地區的各點連接到數字世界。

4 結 語

HTS不僅是當前衛星通信的發展熱點，也將是未來十年、乃至二十年的發展方向，國外眾多運營商正在積極實施HTS部署計劃，隨著這些計劃的不斷推進，各項新技術逐漸成熟，HTS將會獲得更大發展，更好地滿足人們的各種應用需求。

（溫永興 編譯）

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