转型时刻，卫星通信该怎么做
如果要比较人类各种技术领域的发展速度，通信领域绝对可以排在前列。这种飞速发展给我们的生活带来了越来越多的便利，却也持续考验着供应商的创新精神与研发能力。卫星通信作为通信行业一员，同样在经历着剧烈的变化。
中国空间技术研究院通信卫星事业部作为国内唯一有能力批量化提供高性能通信卫星的单位，在技术和业务发展上一直保持着国际化、前沿化的视野。特别是通信卫星事业部的年轻一代，对于未来卫星通信服务和通信卫星技术的发展，有着独到的见解和宏大的展望。
在2018年11月的珠海航展上，我们遇到了通信卫星事业部的梁宗闯副部长，和这位年轻的负责人讨论了通信卫星的未来。
“卫星通信产业正在经历一次前所未有的变革。”梁宗闯说，“这次变革的核心，是卫星从过去的备份和骨干网传输为主体，向个人业务演变。这就对卫星本身提出了新的要求。”
通信卫星事业部是中国自主高技术产业的一个成功典范。上世纪末国家机关完成立项批复，中国空间技术研究院独立自主创新，成功开发了东方红四号通信卫星平台，不但拥有了一款具有世界先进水平的大型静止轨道卫星平台产品，并且首开整星商业出口的记录。在这种优良商业传统的熏陶下，通信卫星事业部的年轻人对于“市场”、“用户”这两个词汇的理解和感悟，也有着全球眼光。
梁宗闯和他的同事们对这个市场趋势做了具有航天特色的观察。他们认为，今天的通信，不仅仅要解决人们是不是能联通彼此的问题，而是要向每个消费者提供足够的带宽，来满足他们对世界的好奇心和掌握各类信息的需求。在过去几十年的时间里，人们对通信带宽的需求一直在高速成长，其中也包括卫星通信。这就推动着卫星本身的技术不断进步。这样的变革会对技术发展起到什么样的推动作用呢？这恐怕是整个业界都在关心的问题。
作为卫星制造商，梁宗闯认为，这首先是要求卫星功率越来越高，要求天线的尺寸越来越大，要求对有限频率资源的高效使用。若干因素相结合，就能让用户接收到的信号功率越来越强，进而减小用户终端体积、提升用户可用带宽，并且让更多人、更多平台可以使用卫星通信。
梁宗闯解读说：“从东方红三号到东方红四号，功率从1000瓦上升到10000瓦。而星上天线尺寸也因布局面积增加有了很大改善从。然而这还是不能满足新的需求。因此我们开展了东方红五号卫星平台的研制，天线尺寸提高到3米以上，有效载荷功率达到两万瓦级别，通信能力从百G比特/秒提高到了300G比特/秒以上，而设计寿命增长到16年。如果说，此前人们通常要用一副1.2米直径天线来开展VSAT通信，那么采用东方红五号平台的卫星可以支持0.8米甚至更小天线尺寸的通信。这样，更多的旅游爱好者等个人用户就可以拥有个人卫星终端，走到哪里都可以实现宽带上网。还有一种模式就是民航客机的后舱无线网，能够在飞机内部实现Wi-Fi环境，使乘客在飞行途中，可以像在家里一样，使用自己的手机、平板电脑等常用终端上网。”
变革还不止于此。回顾通信卫星和卫星通信50多年的发展史，梁宗闯认为，近期真正带来突破的，正是互联网应用背景下的高通量卫星。以东方红五号卫星为例，它的高通量能力极大地降低了单位带宽的成本，比传统通信卫星至少低了一个量级。
因此，高通量卫星可以认为是地球静止轨道通信卫星出现以来，卫星通信领域最大的一次革命。
他强调说：“根据我们的测算，一颗东方红五号就可以基本满足当前我国卫星互联网用户的覆盖和容量需求，三颗就可以惠及整个一带一路沿线的国家和地区。”
业界的人们都知道，在中国的政策环境下，卫星通信的发展相对迟缓。中国卫星通信集团股份有限公司和中国电信股份有限公司卫星通信分公司（电信卫通）这两个行业骨干企业虽然经营多年，但并没有把市场潜力充分变成经济效益。通信卫星事业部如何看待东方红五号的市场前景呢？
梁宗闯认为，电信卫通正在运营卫星移动通信业务，业务集中在S频段。中国卫通通过利用中星16号高通量通信卫星开展基于Ka频段的宽带互联网业务的示范应用。两家运营商均对未来各自的业务表示乐观，并提出了扩大容量和覆盖的迫切需求。东方红五号卫星平台完全满足用户该类需求，在国内外市场有着广阔的应用前景。
“同时，我们拥有航天科技集团的群体优势。我们有卫星产品，也有运营能力，同时还拥有终端开发能力。能够完成整个产业链的整合，提供整体解决方案。”
他说：“市场化竞争是迟早的事情。我们不惧怕竞争，希望存在竞争，竞争才能推动新的业务出现，有竞争才能有更多用户。”
通信卫星事业部并不是坐等市场竞争自己发生，下属的市场部门、频率中心和研发中心都在积极寻找新的业务应用，其中包括互联网信息服务平台建设、鸿雁星座上的物联网数据应用，都是服务于自己的客户，也就是卫星运营商。通过自身对通信和互联网的理解，推动运营商找到新的应用需求和运营模式，扩大对卫星产品的需求。这项工作本身不一定会产生直接的经济收益，但梁宗闯说：“我们认为这不是白做的，最终一定会推动整个行业的繁荣。”
在寻找新业务这个问题上，一个现成的机会就摆在面前，那就是5G。梁宗闯承认，长期以来，地面技术快速发展，卫星却没有太大的作为。通信卫星事业部决心在这方面有所作为，这就是鸿雁星座。
航天科技集团在第十二届珠海航展上展示的低轨通信卫星（来源 | 航天科技集团东方红卫星移动通信有限公司）
按照通信卫星事业部的蓝图，鸿雁星座的应用在于5G的两个垂直方向：物联网以及更大带宽的宽带传输系统。因此“我们的设计就是面向业务”，以现有地面物联网终端的标准为出发点，倒推对星座的要求，包括卫星的功率、尺寸和其他指标。
这对于通信卫星的研制来说是一次新的尝试，通信卫星事业部不再是简单地按照运营商提出的任务来开展设计，而是根据最终用户的应用模式来自己提出相关指标，最终拿出让运营商满意的设计和建设方案。
这样的模式和方案得到了航天科技集团有限公司董事会的认可，专门成立了东方红移动卫星通信有限公司来负责鸿雁星座的运营，采用通信卫星事业部的方案来拓展新业务的应用。
在2018年珠海航展的现场，梁宗闯向来宾们介绍了鸿雁星座的理念、构成和关键技术。在外界看来，从静止轨道卫星转向低轨道宽带星座，是一场惊心的冒险。但是在梁宗闯看来，这项决策来源于用户需求分析，不但是必由之路，而且有着必胜的信心。
这其中的关键，是如何看待卫星在未来全球通信基础设施中的定位。
他说：“以前，卫星通信可以说是地面通信网络的延伸和补充。但在未来，如果从全球视角观察通信基础设施，卫星和地面的角色可能会发生对调，特别是在物联网应用背景下更是如此。传统的通信是人与人的通信，有人的地方才有通信，实际上在全球形成了很多个参差不齐的局域网，并且彼此联通。但物联网的用户终端可能达到几百亿甚至几千亿的量级，近乎于均匀地分布在全球各个角落。在这种场景下，卫星网络形成了覆盖整个地球的全域网，地面网络则保持在多个局域网互联的局面。”
这或许正是卫星通信行业的突破点。
鸿雁星座
鸿雁星座为国内首套全球低轨卫星移动通信系统，系统由54颗窄带卫星与300余颗宽带星组成。系统建成后可以在全球范围内实现宽带窄带相结合的移动通信，实现地球上任意地点的人与人、物与物信息互联。鸿雁星座系统将实现六方面应用：移动通信、宽带互联网接入、物联网接入、热点信息推送、导航增强、航空航海监视。
东方红移动卫星通信有限公司
东方红卫星移动通信有限公司是由中国航天科技集团发起，联合中国电信集团有限公司、中国电子信息产业集团有限公司以及中国国新控股有限责任公司四大国资委直属中央企业共同组建成立，首期注册资本20亿元人民币。公司定位于国际一流的全球低轨卫星移动通信及空间互联网运营商，将投资数百亿元开展我国规模最大、具有里程碑意义的商业航天项目—鸿雁星座。