近期，一段新闻再次引发人们的关注。我国在西昌卫星发射中心采用长征三号乙运载火箭成功发射实践十三号卫星，卫星完成在轨试验后被命名为中星16号。这颗超级卫星，是我国首颗高通量通信卫星，真正意义上实现了自主通信卫星的宽带应用。

据悉，该卫星采用了Ka频段、激光通信和电推进等一系列新技术，通信总容量超过20Gps，从而超过了我国此前研制的所有通信卫星容量的总和，这标志我国卫星通信进入高通量时代，实现了真正意义上的自主通信卫星宽带应用，填补了我国在该领域的空白。

一、卫星通信的现状

卫星通信可使用的频段很多，如L、C、Ku、Ka频段等，不同的频段有不同的特点。

频率越低，电波受雨层影响的衰减越小，绕射能力越强，对终端天线的方向性要求也低，适合用于移动通信，但其缺点是带宽小。

而通信中采用的频率越高，其带宽就越宽，传输容量越大，但技术越复杂。

传统的卫星通讯基于C波段和Ku波段，受频率，天线尺寸，设备价格的限制，用户群体基本限制在政府和企业客户。而且价格，则是非常的昂贵。

例如，传统Ku卫星，容量2Gbps，造价如下：发射成本0.6-1亿美元，卫星成本1-2亿美元，地面成本0.3-0.6亿美元，按一般卫星寿命15年计，可以核算出成本价位 2.5-4.5万美元/年/M。

按照现在光纤宽带的成本，一条10M光纤宽带的每年的费用不过数百元;而如果想租用一条卫星宽带使用，即使就是1M的宽带，每年的成本价都要几十万人民币！这么贵的宽带，土豪也用不起啊!

高昂的卫星通信建设成本，使得卫星一直停留在骨干、重要通信领域，离普通人的通信需求则十万八千里。目前主要在应急通信、村通工程、移动超级基站中应用，另外在石油、勘探、边防、海岛等也有部分应用。

因此，容量更大、成本更低的卫星通信技术需求就日益迫在眉睫了。

二、高通量通信卫星是个什么鬼?

简单地讲，高通量通信卫星就是在使用相同频率资源的条件下通信容量比常规通信卫星高数倍甚至数十倍的通信卫星。主要特点是采用了频率复用、多点波束等先进技术, 使得卫星容量成倍增加，如下图所示：

随着高通量卫星技术发展，同时Ka卫星频率广泛使用（Ka卫星频率资源是Ku卫星频率资源的5倍以上），较窄的波束带来了比之前高的多的频率复用，频宽成本大幅降低，较高的信号强度也显著降低了对天线尺寸的要求，从此让卫星宽带在个人市场具备了和光纤宽带竞争的能力。

因此，近年来不少国家都在争相研发Ka频段通信卫星，正是看中了其频带宽、容量大、资源多、覆盖广、成本低、增益大、终端小等优点。

例如，Ka频段工作范围为26.5～40 GHZ，远超C频段（3.95～8.2 GHZ）和Ku频段（12.4～18.0 GHZ），因此Ka可以利用的频带更宽，更能适应高清视频等应用的传输需要。

另外，由于频率高，所以Ka频段通信卫星天线增益可以很大，从而使其用户终端天线能够做得更小更轻，这就有利于卫星通信用户灵活移动和使用。

三、全球高通量卫星发展的现状

根据欧洲咨询公司统计数据表明，截止到目前，全球有20家固定卫星业务运营商投资于高通量卫星，其中，已经运营的有11家，另外9家在今后4年时间里陆续发射其首颗高通量卫星。

可以预见，在若干年内，高通量卫星服务将有望实现全球覆盖，欧美发达国家已有成熟的商用模式和较大规模的卫星通信用户。例如，美国的休斯公司和卫讯公司均已分别发展了百万户以上的卫星宽带用户，而欧洲通信卫星公司、SES公司等也分别拥有数万户以上的卫星宽带用户。

而作为行业领先的美国卫讯公司已经将最新的Ka HTS卫星容量做到140Gbps，相当于传统Ku卫星的近百倍，卫星带宽成本大幅下降。卫星商用宽带价格已可以降低至80-100美元每月，在偏远山区等特殊场景，较传统光纤覆盖已颇具竞争力。

近期，美国卫讯更是宣布未来将Ka卫星容量进一步拓展到1Tbps，届时宽带卫星成本将和地面网络成本可比拟，必将大大促进宽带卫星应用发展。

四、高通量卫星在中国的应用前景

1、助力解决偏远地区宽带覆盖

近年来，我国宽带通信整体进步较快，但是城乡宽带普及率差距仍在继续扩大。由于农村地区人口分散、环境恶劣等原因，所以普遍存在着光缆设施建设投人大、维护成本高、效益产出少等难题。

如在贵州、云南等地偏远山区，常常存在住户只有10多家的小山村，如实现光纤宽带覆盖，常常要在山区架设长达数十公里的光缆，成本投入巨大。

而据统计，截止到目前，我国边远地区的贫困人口仍有8200万，还有3万个行政村、1.8亿户没有通宽带。

据悉，近年来国家每年用于行政村地面宽带建设的投入预计为40亿元。这个数字差不多就是一颗容量100Gbit/s以上、可服务100万家庭用户的高通量卫星建设成本。这说明高通量卫星在解决偏远地区宽带覆盖上，具有非常广阔的前景。

2、卫星基站中继商用需求巨大

截至2017年6月，我国移动基站数累计达到592万个，同比增长14.2%。其中 4G 基站快速部署，较上年末新增36万个，累计达到299万个，占移动基站的比重达50.5%，实现城区、县城深度覆盖，乡镇和重点行政村、高铁、地铁、景区等重点场所基本覆盖。

以每个基站中继需要20Mbit/S带宽来保守估计，全国1000个4G基站就需要20Gbit/s的高通量卫星带宽需求。可以预见，随着4G基站覆盖率的日益提升，借助高通量卫星实现边远地区的基站中继将是移动运营商的必然需求。

3、机载、高铁、船舶卫星移动通信需求也不容小视

截止到目前，我国民用飞机数量为3381架，5.38亿人次。假定每架飞机飞行时间为4h每日，需要30Mbit/s下载带宽，那么届时高通量卫星带宽总需求为17Gbit/s.

截止到目前，我国拥有高铁动车1700辆。假定每动车需要50Mbit/S的下载带宽，同时运行数为1/6，那么，届时需要14Gbit/S的高通量卫星带宽。

与民航、高铁市场相比。船舶航运市场相对分散，包括海上工程船、政府公务船、科考船、航运船、客轮与邮轮、游艇等七大类型。其中，以航运占比最大。目前，我国沿海航运船舶11024艘，远洋2457艘。沿海可以通过地面移动网络实现通信，远洋必须借助卫星网络。假定每艘船需要5Mbit/S,单单是远洋船，就需要12Gbit/S的高通量卫星带宽。

五、全民普及卫星上网不是梦

按照2015年国务院批准的《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015－2025年）》安排，至“十四五”，我国将新增建设22颗通信广播卫星，其中全新研制的通信卫星有5颗，包括L移动多媒体广播卫星、大容量宽带通信卫星、超大容量宽带通信卫星、高承载比宽带通信卫星、全球移动通信星座科研星等。

伴随着我国高通量卫星技术的逐步发展，覆盖将越来越完善，容量也越来越大，将大大提高卫星通信技术在边远地区地面宽带、民用航空、高铁、船舶覆盖等领域竞争力，全民普及卫星上网已不是梦。