揭秘實踐十三號：讓你的手機總在服務區

 

如果僅僅因為一顆衛星樸實的名字而忽略它，那可能要留下誤將璞玉認作普通石頭的遺憾了。實踐十三號就是這樣一顆衛星。

 

4月12日晚，實踐十三號從中國西昌飛向太空。儘管它的大名讀起來不是那麼上口，也不像“嫦娥”“天宮”“悟空”等航天器那般形象，但這並不妨礙它成為21世紀互聯網高度發達社會裏一顆接地氣的衛星——

 

實踐十三號是通信衛星，一顆迄今為止中國最先進的通信衛星。在這個“低頭族”滿街橫行、馬斯洛層次需求理論被新興人類用Wi－Fi“篡改”的現代社會，這顆有望改變中國人“國內航班機艙內通信上網不便、高鐵列車上搖手機找信號”通信窘境的衛星，比起其他航天器似乎更能抓住普通民眾的眼球。

 

這天晚上，人們看到這樣的開場：實踐十三號乘坐長征三號乙火箭直刺蒼穹，安抵距離地球3.6萬公里的軌道高度，打開太陽帆板，“甩開膀子”，開機幹活兒。接下來的情節要交給地上的科學家來續寫，待實踐十三號一系列的狀態調整、技術試驗成熟之後，國人的上網體驗也有望進入新的“實踐”階段。

 

“兜底”專業戶

 

説起人造衛星，人們最為熟悉的莫過於“通、導、遙”，即通信、導航、遙感三類，這也是人造衛星應用最主要的3個方向。這其中，通信衛星似乎是最不需要過多解釋的。

 

事實上，1970年4月24日，我國發射的第一顆人造地球衛星、開創了我國航天史新紀元的東方紅一號，就屬於通信廣播衛星的範疇。按照國防科工局系統工程一司副司長趙堅的説法，我國通信衛星的研製也是從那時起拉開帷幕，迄今已發展四代通信衛星，在軌民用通信衛星16顆，基本形成了全球化的衛星通信服務能力。

 

趙堅説，通信衛星堪稱當前信息社會的神經網絡。一些傳統通信手段抵達不了的地方，往往使用依賴通信廣播衛星的衛星電話。

 

然而，高科技似乎還有些高冷，尚未飛到每個尋常百姓家。實踐十三號衛星工程總師劉方説，我國幅員遼闊、地形複雜，在山區、沙漠、草原、海洋等地方，信息傳遞仍然存在盲區，同時，受我國東西部經濟發展不均衡以及地理條件的限制，部分地區的寬頻接入設施遠遠落後於其他地區——如何消除“網絡鴻溝”已經是我國在信息化時代亟待解決的重要問題之一。

 

換句話説，目前在天上的通信衛星雖然不少，但也不能覆蓋整個中國。實踐十三號則當起了這個“兜底”專業戶。

 

實踐十三號衛星系統總指揮周志成表達得更為明確：我國地面無線網絡信號覆蓋不到或光纜寬頻接入不了的地方，都可以通過實踐十三號衛星方便地接入網絡。

 

真正意義的寬頻應用

 

之所以能有這麼大的能耐，在於實踐十三號是我國第一顆高通量的通信衛星。

 

用趙堅的話説，高通量就是提供比常規通信衛星高出數倍甚至數十倍的容量，傳統通信衛星容量不到10Gbps(吉比特每秒，一種交換頻寬單位——記者注)，而高容量可達幾十Gbps，甚至是上百Gbps。

 

趙堅説，實踐十三號搭載了一種名為“Ka頻段”的通信載荷，這在我國通信衛星史上也是首次。這顆衛星的通信總容量也因此達到20G，超過了之前我國研製的所有通信衛星容量的總和，成為我國迄今容量最大的寬頻衛星。

 

這在趙堅看來具有“里程碑式”的意義：實踐十三號的發射，是我國衛星通信進入高通量時代的標誌，也將對我國衛星通信産業的發展起到極大的促進作用——

 

以普通用戶為例，通過終端的下載和回傳速率，最高分別可以達到150Mbps和12Mbps，真正意義上實現了衛星通信的寬頻應用，填補了我國在該領域的技術空白。

 

因為“Ka頻段”通信載荷所扮演角色的重要性，科學家還把實踐十三號稱作我國第一顆Ka寬頻通信衛星。

 

實踐十三號衛星運控和試驗應用系統總師兼總指揮唐左向就告訴記者，儘管我國通信衛星的研製與應用取得了較大的成就，但與強國相比，在衛星技術水準、産業規模等方面還有較大差距。這其中頻段通信載荷的落後就是重要一環，比如，國內民商通信衛星多為傳統的C、Ku頻段轉發器，容量有限。

 

相應地，Ka寬頻衛星擁有更多的頻段資源，是傳統通信衛星的數十倍。唐左向説，隨著互聯網應用的日益普及、衛星通信頻寬需求不斷擴大，以及傳統C、Ku頻段軌位和頻率資源的日趨稀缺，衛星通信向Ka頻段寬頻方向發展就成為一個必然的趨勢。

 

唐左向告訴記者，在完成一系列在軌試驗後，實踐十三號衛星將更名為中星16號衛星，繼續開展Ka頻段寬頻通信系統的應用推廣。屆時，實踐十三號將大有可為。

 

劉方舉了個例子，我國有超過6000萬人參與徒步、登山、越野、騎行、自駕遊等戶外項目，但因為戶外地區通信信號差甚至完全沒有信號，每月有近千起迷路或失聯事件發生。更重要的是，當發生地震、水災、海嘯等緊急突發事件時，如果失聯，後果不堪設想。

 

他告訴記者，實踐十三號衛星的終端小，容易裝備、攜帶和使用，一旦配備就可與衛星建立語音、數據和視頻的傳輸。劉方表示，儘管不能斬釘截鐵地説，有了這個衛星終端就一定能把災區的損失降至多小，但再遇到失聯問題，人們不會再問：有沒有一種技術可以把我的求救信號發出去？

 

空中上網的福音

 

在一些好萊塢大片裏，神器加身的主人公在飛機上打電話、上網似乎是家常便飯，但這些劇情在現實中卻有些遙遠。據統計，我國平均每天的飛機乘客超過120萬人，平均每天的鐵路客運量達到760萬人，但乘客的上網體驗卻不令人滿意。

 

在劉方看來，這些歸根結底是“動中通”技術瓶頸所致。“動中通”是指車輛、輪船、飛機等移動載體在運動過程中的衛星通信保障。但由於地面移動網絡無法實現全面覆蓋，或即使能覆蓋、但跨越不同區域導致切換過於頻繁，難以為高速交通工具提供服務。

 

值得期待的是，實踐十三號衛星可以實現無縫“動中通”。劉方説，實踐十三號衛星採用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，“這些可以為航空、航運、鐵路等各類交通工具上的乘客聯通世界，徹底改善上網體驗。”

 

事實上，實踐十三號衛星發射升空並經過一段時間的試驗之後，有關“動中通”的技術問題就可以宣告突破，用趙堅的話説，“已經具備基本的技術能力”。不過，要真正實現在飛機、高鐵上的應用，還需要技術之外的工作跟上，比如應用服務、使用場景以及安全管控等工作。

 

趙堅向記者披露了一份“時間表”：預計在未來3年內，有關技術應用將部署在國內2400架民航客機上，普通民眾就有望在飛機上享受到這顆通信衛星提供的服務，這其中就有可能包括在飛機上上網。

 

未來5到10年似乎更值得期待。趙堅透露，根據我國民用空間基礎設施中長期發展規劃安排，截至“十四五”，我國將新增建設22顆通信廣播衛星，其中全新研製的通信衛星有5顆，包括L移動多媒體廣播衛星、大容量寬頻通信衛星、超大容量寬頻通信衛星、高承載比寬頻通信衛星、全球移動通信星座科研星等。

 

屆時，我國最先進通信衛星的容量將超過100G。而如今的實踐十三號，其容量只有20G。