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在沙漠、山林等偏遠(yuǎn)地區(qū)，通信暫時(shí)“失聯(lián)”怎么辦？在飛機(jī)、輪船、高鐵上刷朋友圈，地面基站信號(hào)覆蓋不到怎么辦？在偏遠(yuǎn)地區(qū)，地面網(wǎng)絡(luò)基站建設(shè)成本高怎么辦？解決這些問(wèn)題，高通量衛(wèi)星的應(yīng)用必不可少。在實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星這片新的“太空試驗(yàn)田”上，就有這樣一些“硬核”應(yīng)用。
由航天五院西安分院研制的Q/V載荷，代表著未來(lái)高通量衛(wèi)星發(fā)展的主要方向，可以將現(xiàn)有衛(wèi)星通信能力提升50倍。
如果把現(xiàn)有傳統(tǒng)通信衛(wèi)星比作普通公路，高通量衛(wèi)星就是高速公路，那么能夠?qū)崿F(xiàn)通信容量1Tbps以上的超高通量衛(wèi)星，則是現(xiàn)有通行能力50倍以上的超級(jí)高速公路。
國(guó)外咨詢(xún)公司預(yù)測(cè)，到2023年，高通量衛(wèi)星占全球通信衛(wèi)星需求的占比將增長(zhǎng)到近50%。
使用Q/V載荷的高通量衛(wèi)星及超高通量衛(wèi)星，可以大大提高偏遠(yuǎn)地區(qū)實(shí)現(xiàn)寬帶互聯(lián)網(wǎng)的能力，而且更高效、成本更低。
以貴州、云南等地為例，為僅有10多家住戶的小山村鋪設(shè)一根10公里光纜需要1000萬(wàn)元。按400個(gè)類(lèi)似山村共4000戶計(jì)算，鋪設(shè)光纜需要40億元。這個(gè)數(shù)字遠(yuǎn)大于研制一顆容量在100Gbps以上、可服務(wù)100萬(wàn)戶家庭的高通量衛(wèi)星的成本。
要更高效地分配衛(wèi)星通信資源，就需要“共享達(dá)人”——寬帶柔性轉(zhuǎn)發(fā)器登場(chǎng)了。代表著一個(gè)國(guó)家星載數(shù)字透明處理最高水平的寬帶柔性轉(zhuǎn)發(fā)器，可以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信資源的按需分配、多用戶的靈活使用。
從傳統(tǒng)的通信衛(wèi)星支持?jǐn)?shù)十路通信鏈路，到現(xiàn)在通過(guò)靈活配置支持上千路通信鏈路同時(shí)完成信號(hào)傳輸，寬帶柔性轉(zhuǎn)發(fā)器可以將通信應(yīng)用效能提升幾十倍。
前方“高能”，每秒10Gb傳輸速率！實(shí)踐二十號(hào)搭載的激光終端，將開(kāi)展我國(guó)首次高軌衛(wèi)星對(duì)地相干激光通信技術(shù)驗(yàn)證。
激光通信是天基信息網(wǎng)上的骨干節(jié)點(diǎn)及導(dǎo)航衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行的重要手段。相當(dāng)于在衛(wèi)星上安裝一支激光筆，將高速信息調(diào)制在激光上，再發(fā)射出去。在相距近4萬(wàn)公里遠(yuǎn)的兩個(gè)目標(biāo)之間，以高達(dá)10Gbps的速度完成信息傳遞，比傳統(tǒng)的微波通信實(shí)現(xiàn)了指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
激光通信技術(shù)的突破，對(duì)增強(qiáng)空間信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、安全性以及未來(lái)深空探測(cè)意義重大。實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星搭載了三種體制的激光終端，將進(jìn)行長(zhǎng)期的星地通信驗(yàn)證，為后續(xù)不同體制的激光終端的研制積累大量的在軌數(shù)據(jù)。
實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星在軌工作后，最明顯的就是安裝在衛(wèi)星上的三重疊天線了。三副天線工作在不同頻段，完成不同的波束覆蓋需求，衛(wèi)星載荷功能更加強(qiáng)大，從目前通信容量的20Gbps，提升至100Gbps、500Gbps甚至1Tbps。這些天線在收攏后共用一個(gè)安裝面，不僅縮短了反射器尺寸，加大了焦距，還節(jié)省了空間。（中國(guó)紀(jì)檢監(jiān)察報(bào) 作者張學(xué)良）
