商业卫星的军事应用

本文转载自天地一体化信息网络

编译：陶晓佳（中国电科36所）

2017年3月，美国国防部开始着手研究未来几年如何为美军提供足够的卫星通信业务（宽带通信服务备选方案分析(WCS AOA)）。国防部称，这项工作将研究如何将商用卫星通信的优势运用到军事卫星通信领域。其实，在全球范围内将商业卫星用于军事通信领域的案例屡见不鲜，各国的卫星通信能力在私营公司的支持下得到提升，主要表现为以下几种商用卫星利用模式。

1．租赁服务

2016年6月，德国国防部与空客(Airbus)公司防务和空间子公司签订了一份价值1.312亿美元的合同，为德军提供租赁到2023年的商用卫星通信带宽。据报道，空客公司的商用卫星通信提供商将为德军提供国际通信卫星(Intelsat)X频段（上行链路7.9～8.4GHz/下行链路7.25～7.75GHz）和UHF频段（240～270MHz）服务。此外空客公司还将为德军提供C频段（上行链路5.925～6.425GHz/下行链路3.7～4.2GHz）和Ku频段（上行链路14GHz/下行链路10.9～12.75GHz）商用卫星通信服务。这些租赁服务将会补充甚至取代由德军新的“海因里希·赫兹”(Heinrich Hertz)卫星提供的Ku频段和Ka频段（上行链路26.5～40GHz/下行链路18～20GHz）卫星通信服务。“海因里希·赫兹”卫星将补充并最终替代由COMSATBw-1和COMSATBw-2卫星组成的德军COMSATBw星座，后者在2010年7月就已宣布投入实际运行，提供UHF和X频段（上行链路7.9～8.4GHz/下行链路7.25～7.75GHz）卫星通信服务，预计寿命为15年，大约会在2025年左右退役。由于“海因里希·赫兹”卫星也将提供Ku频段和Ka频段通信服务，这将会产生一个问题——一旦空客公司开始履行合同为德军提供商用卫星通信服务，那么COMSATBw星座将再无用武之地。 

  德国的“海因里希·赫兹”卫星将为德军提供Ku和Ka频段通信服务

2．新运作模式

除了租赁卫星通信服务以外，各国也试着将本国电信运营商的卫星通信服务应用于军事领域。印度尼西亚的印尼电信公司拥有并运营着Telkom-1和Telkom-2两颗卫星（2005年11月16日发射），为扩展业务，公司又发射了能够实现C频段和Ku频段通信的Telcom-3S卫星。另外，空客公司2016年11月宣布与Gigasat公司合作，利用Gigasat公司的“天网-5”(Skynet-5)卫星星座为印尼军队提供覆盖亚太地区的军用X频段卫星通信。据2017年7月报道显示，印尼海军是这一业务的受益者之一，其三艘“Makassar”级两栖攻击舰均能够使用Telkom-3S卫星提供的Ku频段卫星通信服务，“Diponegoro”和“Bung Tomo”级巡洋舰在安装相应天线后也能利用该卫星通信服务。该卫星星座可在覆盖范围内提供话音和数据通信。此外，印尼人民银行在2016年6月发射的BRISAT卫星也将为印尼海军提供C频段和Ku频段卫星通信服务。

军用卫星通信服务正在向非传统通信业务提供商的卫星转移，典型例子是印尼人民银行作为传统的商用卫星通信供应商持续在为军方用户研发新的产品。例如，国际海事卫星(Inmarsat)公司已经开始提供G2X服务，利用单个网络提供近乎全球覆盖的能力，并提供商用Ka频段和军民两用Ka频段终端选择。该服务的关键优势在于小型化的终端和价格优势，此外，该服务无需专业的卫星通信专家来操作。近期该公司还发布了其它产品，包括用于航空用户的LTAC L频段（1～2GHz）战术卫星服务。该公司已经签订了第5颗更高性能的GX卫星合同并会在未来几年交付，甚至已经在建造另外2颗更强大的第6代L频段和Ka频段卫星。 

  印度尼西亚武装部队，特别是海军正在使用“天网-5”星座提供的卫星通信服务

3．服务创新

ViaSat公司是中东和北非军事客户最大的商用卫星通信供应商之一，同时也是全球供应商，在美洲、亚太地区和欧洲提供Ku频段和Ka频段服务。“过去，用户购买原始宽带或容量，而现在客户需要的是全球卫星通信服务，一个综合业务包。”这一需求使得客户转而寻求那些既包含宽带和速度，又包括一些其它服务（如网络管理和赛博防御）的卫星通信服务项目。对网络管理和赛博防御服务的需求在2017年7月得到了美国陆军的有力证实，美陆军强调卫星通信将在越来越复杂的电磁环境中工作，在这种环境中传统电子战和赛博攻击将对卫星通信产生严重的威胁，因此需要网络管理和赛博防御服务。例如，白俄罗期KB雷达设计局2016年9月发布了其“游人-2”(Tourman-2)卫星通信和导航干扰机，该干扰机能够干扰国际海事卫星、“铱星”(Iridium)和“图拉亚”(Thuraya)卫星的通信。公开资料显示，“游人-2”干扰机能够在1.525～1.559GHz频段上对国际海事卫星和“图拉亚”卫星通信进行宽带阻塞干扰和点频干扰，使用15W的最小输出功率能够在1.616～1.626GHz带宽上干扰“铱星”通信。

此外，ViaSat公司还能提供用户可按需定制的系列服务。其中，云计算技术将可用的软件和服务在互联网资源池中进行共享，用户通过“确切且安全的准入许可”，即可自动获取相应的卫星通信服务，即使在面临干扰威胁和赛博威胁的情况下也能够利用这些服务。 

图3  ViaSat公司为军事用户提供多种卫星通信服务，包括军用飞机之间的通信，实现各平台和基地之间的数据共享越来越重要

与Viasat公司的“搭载”卫星通信服务类似，“动态组合”卫星通信容量对消费者来说是一个必备的要素。在商用市场中，举办世界杯或G20峰会等大型活动将会在很小的区域内产生巨大的通信需求，类似的挑战也适用于军事领域。位于阿富汗的北约国际安全救援部队包含51个国家的参与者，大量联盟伙伴对卫星通信的需求不仅包括阿富汗国内的超视距通信，还包括阿富汗战区和国家指挥当局之间的通信链路。ViaSat公司确保能够在“微秒”内为高需求区域提供增强的能力。其即将推出的ViaSat-3全球覆盖星座（包含3颗卫星），能为客户提供高达1tbps的容量。这3颗卫星的研发工作进展顺利，即将在不远的将来发射。

4．未来之路

Avascent管理咨询公司认为，由于美国在全球范围内的战略驻军不断减少，为军事客户提供商业卫星的市场也在缓慢地衰落。美军在2014年和2011年大量撤出阿富汗和伊拉克，直接影响了这些战区对商用卫星通信的需求。尽管如此，ViaSat公司认为美国政府依然是全球最大的商用卫星通信消费者，且这一现状在接下来的十年里都不太可能发生变化。相反，美军在全球范围内新的大规模部署有可能导致卫星通信需求的上升。此外，“物联网”(IOT)要求各种设备和机器通过嵌入式计算机连接访问互联网，来共享详细的数据和信息，也必将推动军事用户对商用卫星通信需求的增加。雷达、光电设备、车辆和飞机，也就是小型的军事平台和车辆，可能越来越多地连接到更大的网络中，以共享数据以及状态和使用信息。这也需要很大的带宽来确保战场内外的共享。

图4  尽管美军近几年对商用卫星通信的需求有所下降，但仍是全球最大的商用卫星通信消费者

Avascent管理咨询公司还表示，新的国有通信卫星的出现，可能会降低军事领域对商用卫星通信的需求，以前依赖商用卫星通信的军事用户可能会转向利用新的卫星系统进行通信，比如印度新的GSAT-17 C/S频段通信卫星2017年6月19日开始服役，印军对于租赁卫星通信的需求将不断减少。而非洲撒哈拉沙漠以南地区的军事用户对商用卫星通信的需求将会增长，尽管这部分地区的市场规模较小。此外，未来十年，东亚和东南亚地区预计仍将是极具吸引力的市场。

其它的市场驱动因素也是显而易见的，特别是目前不稳定的地区政局要求全球各国军队确保其卫星通信能够提供战场内外的通信业务，这也将卫星通信推向了最低战术梯队。比如，美国海军的移动用户目标系统(MUOS) UHF星座利用通用动力公司的AN/PRC-155电台和哈里斯公司的AN/PRC-117G多频段背负式无线电台使排级部队也能使用卫星通信。在这一作战理念中，排级士兵配备手持无线电台和上述两种背负式无线电台之一，通过MUOS系统将信息传送至装备有类似背负式无线电台和手持收发信机的其他士兵。值得注意的是，这将显著减少城市或山区引起的VHF和UHF通信干扰。同时，当美军领导其它武装力量的时候，对卫星通信服务的需求也会大大增加。

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