國內(nèi)衛(wèi)星Ku轉(zhuǎn)發(fā)器市場出現(xiàn)分化,一方面標(biāo)準(zhǔn)Ku轉(zhuǎn)發(fā)器(14/12GHz頻段)供不應(yīng)求,出租率高達(dá)100%;另一方面擴(kuò)展Ku頻段(13/11GHz頻段)的轉(zhuǎn)發(fā)器空置率高,市場認(rèn)知程度低,用戶寥寥。衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器資源本來就稀缺,加上使用上不均衡,造成了衛(wèi)星頻譜資源的浪費(fèi)。本文分析了Ku頻段的歷史沿襲和使用現(xiàn)狀,進(jìn)而提出了改善的建議。
在我們這個高度互聯(lián)的世界里,衛(wèi)星憑借其廣袤覆蓋的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用,不僅被廣泛用于視頻分發(fā)和現(xiàn)場直播,而且還被用于許多的數(shù)據(jù)服務(wù),如互聯(lián)網(wǎng)寬帶連接、VSAT服務(wù)、移動回程、海事和機(jī)載上網(wǎng)等服務(wù)。近年來隨著互聯(lián)互通應(yīng)用的增長,以及高通量衛(wèi)星技術(shù)的應(yīng)用,市場對于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的需求強(qiáng)勁。2020年全球衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器使用量達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的2000Gbps,相當(dāng)于2015年的3倍。這種高速增長還將持續(xù)發(fā)展,到2029年將達(dá)到8800Gbps
不斷增長的使用量對衛(wèi)星頻率資源提出了巨大的挑戰(zhàn),隨之而來的是衛(wèi)星業(yè)界需要采用更高的數(shù)據(jù)壓縮和頻率復(fù)用技術(shù),目的是壓榨出頻率表里面每赫茲的最后一個比特。但是現(xiàn)實是,不管怎么增加效率,基于ITU(國際電信聯(lián)盟)分配給衛(wèi)星使用的頻譜資源都是有限的。
對于使用13.75-14.0GHz頻段,衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的幾個參與方的取態(tài)如下:
衛(wèi)星地面站
衛(wèi)星地面站是衛(wèi)星通信的用戶,他們的偏好相當(dāng)程度上左右了衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的市場。而BUC(上變頻功放)是衛(wèi)星地面站的重要部件,按工作帶寬大小分為兩類。帶寬為500MHz的BUC,采用13050MHz的本振,對應(yīng)L頻段為950-1450MHz,對應(yīng)射頻范圍14.0-14.5GHz;而帶寬為750MHz 的BUC,采用的是12800MHZ本振,對應(yīng)L頻段為950-1700MHz,對應(yīng)射頻范圍13.75-14.5GHz。兩種BUC在成本上幾乎一樣。
目前國內(nèi)的衛(wèi)星固定站絕大部分不支持13.75-14.0GHz頻段。因為陸地固定站都是一些傳統(tǒng)衛(wèi)星通信的用戶,而歷史上相當(dāng)長一段時間13.75-14.0GHz的使用限制較大(2003年前上行天線要求4.5米以上),導(dǎo)致這些傳統(tǒng)的站點(diǎn)都采用的是14.0-14.5GHz的系統(tǒng),很少有采用13.75-14.0GHz頻段的歷史。一路沿襲下來,陸地固定站形成了習(xí)慣,更傾向于采購14-14.5GHZ的BUC,是造成這段頻率的轉(zhuǎn)發(fā)器供不應(yīng)求的主要原因。
服務(wù)集成商
服務(wù)集成商為衛(wèi)星通信用戶提供集成服務(wù),承包建設(shè)各類衛(wèi)星通信鏈路,經(jīng)驗豐富。因為衛(wèi)星固定站大量使用14-14.5GHz頻段,造成國內(nèi)該頻段BUC供不應(yīng)求,需要訂貨周期。而13.75-14.5GHz頻段的BUC卻都有現(xiàn)貨。衛(wèi)星集成商考慮到寬帶BUC的產(chǎn)品通用性好,庫存充足,因此在新的衛(wèi)星站項目上已經(jīng)開始逐步使用寬帶BUC。
衛(wèi)星集成商是傾向于采用適用13.75-14.5GHz寬頻段的設(shè)備,對于備貨,兼容性,和維護(hù)都有好處。
衛(wèi)星運(yùn)營商
目前在國內(nèi)開展衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的運(yùn)營商,均發(fā)射了配備有13.75-14.0GHz轉(zhuǎn)發(fā)器的衛(wèi)星。軌位頻率資源對于衛(wèi)星運(yùn)營商來說至關(guān)重要,如果某個軌位的擴(kuò)展Ku頻段有優(yōu)先級,衛(wèi)星運(yùn)營商傾向于盡快使用這段頻率,而不會特意避開:
首先,按照ITU的規(guī)則,不使用的頻率將失去優(yōu)先級,很容易被其他衛(wèi)星公司搶占;其次,如前所述,固定衛(wèi)星業(yè)務(wù)Ku頻段長期以來存在上下行帶寬不均衡的問題,上行頻率偏少,下行頻率多,導(dǎo)致在衛(wèi)星設(shè)計中經(jīng)常會出現(xiàn)上行頻率碼不開的問題。特別是多波束的Ku衛(wèi)星,必然要使用13.75-14.0GHz;第三,同步軌道衛(wèi)星眾多,相鄰衛(wèi)星之間很容互相干擾。錯開頻率是避免干擾的最佳方法,使用13.75-14.0GHz就可以避開和附近衛(wèi)星之間的干擾,如果它的14.0-14.5GHz有優(yōu)先級的話。
雖然衛(wèi)星運(yùn)營商盡量利用所有頻率資源,但是他們出于現(xiàn)實情況考慮,合理配置衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器。比如出于國內(nèi)市場對13.75-14.0GHz接受程度不高,衛(wèi)星運(yùn)營商會將覆蓋中國的Ku波束配置多些14.0-14.5GHz頻段轉(zhuǎn)發(fā)器,而將13.75-14.0GHz主要運(yùn)用在覆蓋國外的波束,或者移動波束上。這樣的配置也一定程度上造成了國內(nèi)14.0-14.5GHz轉(zhuǎn)發(fā)器的緊缺。
綜上所述,鑒于Ku頻段資源的稀缺性,和國內(nèi)衛(wèi)星通信并未普遍使用13.75-14.0GHz的現(xiàn)狀,我們建議:
新衛(wèi)星通信項目采用13.75-14 GHz頻段
目前很多衛(wèi)星通信用戶習(xí)慣上仍然認(rèn)為Ku上行頻段為14-14.5GHz。而13.75-14.0GHz早已開放給了衛(wèi)星使用,市場上支持這個頻段的設(shè)備、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器資源也很多,成本和14-14.5GHz一樣。新的衛(wèi)星通信項目只需要將13.75-14.0GHz的使用頻率包括進(jìn)來,一來不會增加成本,二來也為將來的擴(kuò)展使用增加了可能性,是一舉兩得的好事。
采用寬帶BUC
包括中國在內(nèi)的幾個主要亞太地區(qū)國家,已經(jīng)領(lǐng)先世界一步拿到了14.5-14.8GHz的頻段做固定衛(wèi)星上行業(yè)務(wù)。設(shè)備廠家可以響應(yīng)這個政策變化,將14.5-14.8GHz的頻段也包含到設(shè)備支持的頻段中去。拿BUC來說,現(xiàn)有工作頻率13.75-14.5GHz的BUC,本振頻率是12800MHz。如果要設(shè)計13.75-14.8GHz的寬帶BUC,可以保留12800MHz本振,對應(yīng)L頻段為950-2000MHz。因此,采用12800MHz本振的BUC,對應(yīng)使用950-2150MHz標(biāo)準(zhǔn)L頻段基帶設(shè)備,無論現(xiàn)在還是將來,其通用性都更強(qiáng)。如果這些擴(kuò)展Ku頻段都能得到充分使用,勢必緩解國內(nèi)Ku轉(zhuǎn)發(fā)器資源供不應(yīng)求的現(xiàn)狀。
采用支持950-1700MHz及以上的調(diào)制解調(diào)器
由于歷史上的沿襲,傳統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器僅支持950-1450MHz。近年來隨著Ka頻段普及,部分Ka衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬已經(jīng)到1GHz以上,因此調(diào)制解調(diào)器也開始支持950-2150MHZ頻段,市場上選擇也很多。我們建議在新的衛(wèi)星通信項目里面使用更加寬帶的調(diào)制解調(diào)器。