海洋通信▏卫星通信在我国海洋应用中存在的问题与发展建议
一、引言
我国是陆海兼备的海洋大国，拥有约300万km2管辖海域，相当于陆地国土面积的1/3。海洋拥有丰富的油气、渔业、矿产等资源，我国对海洋资源、安全的依赖程度日趋上升，海洋战略意义日益凸显。
在建设海洋强国的进程中，我国面临诸多挑战。美国提出“亚太再平衡”加强对我国的围堵遏制，周边邻国不断加强军事实力，给我国海洋安全带来严峻挑战。钓鱼岛争端、东海及南海划界等争端不断涌现。此外，海上风暴、海啸等自然灾害频发，每年给我国造成巨大的生命和财产损失。
围绕国家海洋战略发展需求，为全面提升我国海洋经济开发、权益维护、安全管控、防灾减灾等能力，需要依托先进的电子信息、网络通信等技术和手段，提升海上信息传输保障能力。作为海洋通信的重要手段，卫星通信以其灵活方便、传输带宽较高、可提供跨越地域的通信覆盖等特点，成为海洋通信应用的重要手段，也将在未来发挥越来越重要的作用。
二、我国海上卫星通信应用中存在的问题
⒈现有卫星通信资费较高
目前我国的卫星通信网络应用基本以本国国土或邻近海域为主，而远航船队只能依赖国外的卫星网络，费用高昂且受制于人。以远航时通过海事卫星来保障数据业务传输为例，大流量套餐相对便宜。如果一艘船每年出远海时间并不是特别长，那么它不论采用何种流量套餐均不划算，而这些船只在我国远航船队中所占比例不低。
⒉通信设备型态各异且安装受限
海上船体平台空间有限，且能够安装天线的位置更是有限，而海上卫星终端类型较多，受天线口径约束一般体积较大，且卫星通信要求不论船体姿态如何均需无遮挡。可见，对于船载卫星通信终端和天线，其适装性都需要改进和提升。
⒊热点地区应急/突发通信需求强烈
我国拥有18000km海岸线，是名副其实的海洋大国。近年来，海上自然灾害高发，海洋权益面临诸多挑战，海洋安全形势严峻。随着海上各种权益维护、经济开发等活动增加，某一区域通信保障需求剧增。现有卫星通信资源有限，不能满足使用需求，成为制约海上经济发展、权益维护、安全保障的问题之一。
⒋完全依赖国外卫星系统存在安全隐患
目前海上广泛使用的海事卫星、铱星等卫星通信系统均为其他国家建设运营，用户数据通过卫星转发一般在各国建设的卫星通信地面站落地，使得用户信息的安全性存在一定隐患。
三、我国海上卫星通信发展建议
⒈采用海上WiFi模式降低通信资费
根据远航出访人员反馈，目前对于卫星数据的业务需求十分强烈。建议采用海上WiFi 模式降低通信资费：利用一艘经常出远海的船只，加装卫星船载终端（购买大流量套餐），在海上构建WiFi热点，除了实现本船所有人员WiFi网络需求，对于附近船只采用一种合适的价格实现WiFi网络就近接入，实现流量“批发和零售”，示意图如图1所示。
图1 海上WiFi热点模式示意
⒉开展船载卫星业务终端一体化设计
结合远航实际情况来看，出航时卫星数据业务和卫星电视业务的需求较为迫切。鉴于船载平台空间有限，如果能够将卫星数据业务和电视业务的终端进行一体化设计，提高终端适装性能，不论在军用还是民用领域，都将具有广阔的推广前景。一体化终端概念设计如图2所示。
图2 卫星一体化终端概念设计图
⒊增强热点地区通信覆盖能力
目前，热点地区应急/突发通信需求强烈。针对各种突发事件，一般采用小区分裂技术或通过应急通信车增加异频蜂窝叠加覆盖的办法来实现。对于海上，建议卫星通信网络能够提供更多的移动点波束，用于满足热点地区应急或突发通信需求。以中星12号卫星为例，如图3所示，为保障中东非（亚丁湾）热点区域安全和应急通信需求，卫星波束覆盖了该区域内的大陆和海洋，能够为该区域的船只、人员提供数据、话音、视频通信服务。
图3 中星12号卫星Ku频段中东非波束EIRP覆盖图
⒋建设自主可控全球移动卫星通信网络
近期，中国航天科技集团有限公司、中国电信集团有限公司等国内企业相继宣布，准备联合构建我国的全球移动卫星通信网络，计划经过两期建设提供覆盖全球的宽带移动卫星通信服务，如图4所示。这对未来海上通信将是一大利好消息，因为海上船只将是该通信网络的重要客户。我国要成为海洋强国，要组建海上丝绸之路，国家必须尽快构建自主可控的全球移动卫星通信网络。
图4 全球移动卫星通信网络计划
四、结束语
海洋在我国发展战略中的地位日益凸显。海洋面积广阔、空间立体、环境复杂多变、海洋主体与活动分散，决定了海洋活动高度依赖于信息。卫星通信具有覆盖面广阔、较高通信带宽等突出优点，因而在海上通信中具有重要作用，是保障海上广域互联的不可替代的手段。面向我国建设海洋强国，推进“一带一路”倡议等宏伟规划，针对我国海洋卫星通信应用的实际需求，未来需要在卫星通信应用研究模式、场景，以及全球卫星组网方面进一步加强研究和投入，促使卫星通信在海洋经济、军事、管理、开发等方面发挥出更加重要的作用。
【作者简介】文/邓拥军 陈萍 谢树磊，来自中国船舶工业系统工程研究院。本文来自《卫星应用》（2018年6期），参考文献略，用于学习与交流，版权归作者及出版社共同拥有。
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