衛(wèi)星通信支援新疆發(fā)展

· 文|北京空間科技信息研究所 朱貴偉

新疆地處中國(guó)西北邊陲，在地理上有獨(dú)特之處[1]，其總面積160余萬(wàn)平方千米。國(guó)家實(shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略以來(lái)，新疆自治區(qū)的綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力逐漸增強(qiáng)，自身潛力不斷釋放。從地理分布的角度來(lái)看，新疆地廣人稀，80%的人口分布在少數(shù)幾個(gè)州和市[2]，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、教育與醫(yī)療資源分配等方面存在諸多難題。

衛(wèi)星通信具有覆蓋范圍大、通信距離遠(yuǎn)、組網(wǎng)靈活、機(jī)動(dòng)性好、不易受地面條件影響等優(yōu)點(diǎn)[3]，可長(zhǎng)時(shí)間維持高質(zhì)量穩(wěn)定可靠的通信鏈路。此外，衛(wèi)星通信采用無(wú)線信道，具有天然的廣播特性，適用于一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信應(yīng)用。正由于以上的優(yōu)點(diǎn)，衛(wèi)星通信在支持新疆信息化建設(shè)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

一、衛(wèi)星通信促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的應(yīng)用前景

目前，新疆自治區(qū)的信息化程度已經(jīng)得到大幅度提升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，新疆的電話普及率較高，每百人擁有60多部手機(jī)，同樣新疆的互聯(lián)網(wǎng)普及率也較高，2012年9月底的寬帶用戶數(shù)量超過200萬(wàn)，普及率超過40%[4]。但是，從整體上看，新疆屬于三山兩盆地的地形，與東部平原地區(qū)相比，信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的成本和難度更高。

新疆的主要經(jīng)濟(jì)支柱可以說是“一黑一白”，其中“一黑”指的就是石油。從新疆的油田分布情況來(lái)看，主要的克拉瑪依、塔里木和土哈油田均在山脈附近，圍繞盆地形成一個(gè)圈。這樣就對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)造成了很大的困難。通往油田的電纜和光纖架設(shè)起來(lái)需要投入巨額資金，據(jù)統(tǒng)計(jì)，近十年來(lái)，新疆電信用于寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資就超過了100億元人民幣。隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)“光進(jìn)銅退”升級(jí)步伐，預(yù)計(jì)十二五期間的投資將超過200億元人民幣[5]。但是這些網(wǎng)絡(luò)主要覆蓋人口密集的城市。而對(duì)于油田等產(chǎn)業(yè)區(qū)來(lái)說，除覆蓋油田及其附近地區(qū)需配備通信網(wǎng)絡(luò)以外，輸油管線路沿途也需要配備通信網(wǎng)絡(luò)，以支持管路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，這樣就將進(jìn)一步增加了通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。

在這種情況下，衛(wèi)星通信廣域覆蓋、地面站建設(shè)靈活的優(yōu)點(diǎn)就凸顯出來(lái)。目前在國(guó)外，面向油井和天然氣鉆井的衛(wèi)星通信市場(chǎng)方興未艾，衛(wèi)星通信作為一種效費(fèi)比高、且穩(wěn)定有效的通信解決方案逐漸被越來(lái)越多的能源公司所接受，在海洋、沙漠等極端地理?xiàng)l件下的地點(diǎn)得到廣泛使用。

利用衛(wèi)星通信，可以較低的成本解決總部與油井當(dāng)?shù)氐耐ㄐ艈栴}。此外，還可以在輸油管沿途監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置衛(wèi)星通信終端裝備，將監(jiān)測(cè)信息通過通信衛(wèi)星實(shí)時(shí)回傳到監(jiān)控中心，有效解決無(wú)人值守地區(qū)管線的監(jiān)控問題。

收音機(jī)和電視廣播是信息化建設(shè)的初級(jí)形式，也是滿足農(nóng)牧民信息需求的基本手段。以廣播電視為例，一顆通信衛(wèi)星的一個(gè)波束即可覆蓋新疆自治區(qū)全境，地面只需一個(gè)接收天線和一套機(jī)頂盒解碼器即可收看衛(wèi)星電視節(jié)目，即可保證全覆蓋，也可節(jié)省地面網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。目前，“戶戶通”項(xiàng)目正在積極推進(jìn)過程中，有效解決了農(nóng)牧民收看電視節(jié)目的難題。據(jù)悉，“十二五”期間，新疆預(yù)計(jì)完成260萬(wàn)戶“戶戶通”工程建設(shè)，涉及全疆86個(gè)縣，約1000萬(wàn)農(nóng)牧民群眾受益，基本實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)廣播電視公共服務(wù)全覆蓋、均等化。

由于新疆地廣人?。ɡ缤卖敺貐^(qū)每平方千米的人口不足1人），寬帶互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)較難實(shí)現(xiàn)全面的地理覆蓋，而衛(wèi)星通信則同樣具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。中國(guó)在2012年關(guān)于組織實(shí)施衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)的通知[6]中指出，將“重點(diǎn)支持Ka頻段寬帶多媒體通信衛(wèi)星研制”，利用Ka頻段寬帶多媒體通信衛(wèi)星即可解決新疆全境的寬帶通信需求。借助S頻段移動(dòng)通信衛(wèi)星，同樣可解決新疆全境的衛(wèi)星移動(dòng)通信需求。

除此之外，地面無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星回程傳輸也逐漸成為移動(dòng)通信行業(yè)的優(yōu)質(zhì)解決方案。小型無(wú)線通信基站搭配衛(wèi)星通信終端，無(wú)需光纜，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線通信小區(qū)與整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)（見圖1）。

>> 圖1 衛(wèi)星遠(yuǎn)程傳輸示意圖

對(duì)于高山、沙漠等特殊地區(qū)，無(wú)線基站搭配衛(wèi)星回程傳輸是最佳的解決方案，一方面可以達(dá)到光線和電纜無(wú)法達(dá)到的地方，另一方面也可以降低網(wǎng)絡(luò)覆蓋成本。衛(wèi)星回程傳輸方案既可以支持2G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，也可以支持3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，既便于升級(jí)，又便于擴(kuò)展。

二、衛(wèi)星通信在應(yīng)急領(lǐng)域的應(yīng)用前景

新疆地區(qū)交通線和邊境線長(zhǎng)，而且氣候多變，干旱少雨，自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，加之周邊政治情況復(fù)雜，分裂與反分裂斗爭(zhēng)形勢(shì)十分嚴(yán)峻。

因此，新疆地區(qū)對(duì)應(yīng)急保障通信具有特殊的要求，例如實(shí)時(shí)性、廣域性、機(jī)動(dòng)性等等，要求應(yīng)急事件及時(shí)傳達(dá)、應(yīng)急通信全面覆蓋各個(gè)地理區(qū)域、應(yīng)急通信設(shè)備便于攜帶運(yùn)輸?shù)鹊?。在這種情況下，衛(wèi)星固定通信、衛(wèi)星廣播和衛(wèi)星移動(dòng)通信都有明顯的優(yōu)勢(shì)。

相關(guān)鏈接：

衛(wèi)星通信用于日本地震救災(zāi)

日本由于地理位置特殊，衛(wèi)星應(yīng)急通信已融入應(yīng)急通信體系建設(shè)，貫穿各個(gè)防災(zāi)通信網(wǎng)，在災(zāi)害預(yù)報(bào)、應(yīng)急救援、指揮控制、災(zāi)情廣播、災(zāi)后安撫等多個(gè)方面發(fā)揮著重要的作用。

例如，2011年3月，日本福島近海發(fā)生9.0級(jí)地震，震后引發(fā)大規(guī)模海嘯，造成重大人員傷亡。地震和海嘯對(duì)地面通信設(shè)施也造成了極大損害。震后，日本共計(jì)1900萬(wàn)條線路中斷、29000個(gè)無(wú)線基站受損。地震導(dǎo)致日本周邊部分海底光纜發(fā)生中斷，全國(guó)互聯(lián)網(wǎng)出口被迫改線，轉(zhuǎn)至其他光纜或衛(wèi)星通信鏈路。地震后，日本政府組織相關(guān)單位進(jìn)行救援，而日本主要通信運(yùn)營(yíng)商也啟動(dòng)防災(zāi)機(jī)制，向?yàn)?zāi)區(qū)派遣移動(dòng)基站車、衛(wèi)星通信車等裝備。其中NTT公司向日本政府和自衛(wèi)隊(duì)出借600多臺(tái)衛(wèi)星電話，SoftBank公司緊急采購(gòu)移動(dòng)VSAT終端，派遣衛(wèi)星通信應(yīng)急指揮車，支持災(zāi)區(qū)救援行動(dòng)。國(guó)際電信聯(lián)盟立刻將衛(wèi)星應(yīng)急通信終端分派到受災(zāi)地區(qū)，包括100多部衛(wèi)星電話和數(shù)據(jù)通信終端。美國(guó)空軍也利用太平洋上空的WGS衛(wèi)星為日本救援隊(duì)提供衛(wèi)星通信服務(wù)。

為配合災(zāi)區(qū)救援和受災(zāi)群眾安撫工作，日本宇宙航空開發(fā)研究機(jī)構(gòu)（JAXA）緊急調(diào)用寬帶因特網(wǎng)工程試驗(yàn)及驗(yàn)證衛(wèi)星（WINDS）和工程試驗(yàn)衛(wèi)星-8（ETS-8），保障災(zāi)區(qū)救災(zāi)指揮通信和民眾的互聯(lián)網(wǎng)信息查詢。2010年3月17日，WINDS衛(wèi)星通信終端運(yùn)達(dá)巖手縣辦公室；2010年3月20日，巖手縣辦公室與釜石之間建立了衛(wèi)星通信連接，實(shí)現(xiàn)了2級(jí)和3級(jí)抗災(zāi)指揮總部之間的互聯(lián)；3月24日，在大船渡設(shè)置了地面衛(wèi)星通信終端，實(shí)現(xiàn)了巖手縣、釜石和大船渡之間的三節(jié)點(diǎn)互聯(lián)。至此，救災(zāi)通信保障基本完成，三個(gè)抗災(zāi)指揮中心間可進(jìn)行高清視頻會(huì)議，而災(zāi)區(qū)民眾可以利用衛(wèi)星通過筑波航天中心連接到外界的互聯(lián)網(wǎng)，發(fā)布個(gè)人安全情況信息，或查詢親友安全情況。

發(fā)生重大自然災(zāi)害后，衛(wèi)星通信是第一時(shí)間打通災(zāi)區(qū)通信生命熱線的首要選擇，是盡快搶通災(zāi)區(qū)通信的重要手段。國(guó)外在應(yīng)用衛(wèi)星通信對(duì)抗自然災(zāi)害方面已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。美國(guó)的應(yīng)急通信雖然以地面網(wǎng)絡(luò)為主，但是衛(wèi)星通信作用日益突出，特別是在大規(guī)模的洪水和颶風(fēng)災(zāi)害后，地面通信網(wǎng)絡(luò)幾乎完全癱瘓，衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn)得到放大。

衛(wèi)星應(yīng)急通信的地面終端可以有多種配置，包括手持終端、便攜式靜中通，車載動(dòng)中通和直升機(jī)載動(dòng)中通等等。中國(guó)在2012年《關(guān)于組織實(shí)施衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)的通知》中同樣強(qiáng)調(diào)，要重點(diǎn)支持“S頻段衛(wèi)星移動(dòng)通信民用地面系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備研制及運(yùn)動(dòng)平臺(tái)衛(wèi)星通信應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)”。利用移動(dòng)通信衛(wèi)星覆蓋除高速公路等主干道外傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)尚未全面覆蓋的地區(qū)，結(jié)合地面移動(dòng)平臺(tái)衛(wèi)星動(dòng)中通，有效實(shí)現(xiàn)各地區(qū)應(yīng)急通信事件的全覆蓋。

三、衛(wèi)星通信在遠(yuǎn)程教育和遠(yuǎn)程醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用前景

南北疆最遠(yuǎn)兩個(gè)城市間相距近3000km。下轄14個(gè)地州市87個(gè)縣，但是優(yōu)勢(shì)醫(yī)療資源都集中在以烏魯木齊為中心的三級(jí)醫(yī)院，偏遠(yuǎn)和貧困地區(qū)的病人看專家難、看專家貴的問題比較突出。

與醫(yī)療資源分布情況相似，新疆自治區(qū)的城鄉(xiāng)教育資源分布也存在嚴(yán)重的不均衡現(xiàn)象[8]?？h、市重點(diǎn)中小學(xué)均配有優(yōu)質(zhì)的教育資源，例如新疆教育學(xué)院實(shí)驗(yàn)小學(xué)擁有500多臺(tái)計(jì)算機(jī)、4間多媒體教室，每個(gè)辦公室、每間教室、每位教師均配有計(jì)算機(jī)，且網(wǎng)絡(luò)覆蓋全校。此外，藝術(shù)、體育和圖書等資源配置也相當(dāng)豐富?？h、市一般中小學(xué)的教育資源雖然參差不齊，但是基本上都配備了計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、圖書、體育、衛(wèi)生和實(shí)驗(yàn)等硬件設(shè)備。但是在農(nóng)村的中小學(xué)，教育資源就較為匱乏，計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、圖書室、實(shí)驗(yàn)室等等硬件資源不足。

對(duì)于地域廣大、通信手段缺乏的地區(qū)來(lái)說，衛(wèi)星通信是解決醫(yī)療資源和教育資源不平均的最佳手段。在通信衛(wèi)星的支持下，輔以地面網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育，盡可能地使醫(yī)療和教育資源更加平衡。

中國(guó)目前擁有多套衛(wèi)星電視教育節(jié)目，如果發(fā)展專用的教育衛(wèi)星，地面再配備衛(wèi)星接收系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、DVD播放機(jī)和所需的教學(xué)光盤，就可以快速提供大量?jī)?yōu)質(zhì)教育資源，并同時(shí)具有教學(xué)光盤播放點(diǎn)的功能。衛(wèi)星遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是快速、大面積、大容量傳輸優(yōu)質(zhì)教育資源，不但可以讓廣大學(xué)生受益，而且還可以使廣大農(nóng)村教師接受現(xiàn)代教育思想、方法、技能的培訓(xùn)和影響，提高他們應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)的水平和能力，實(shí)現(xiàn)大面積提高農(nóng)村教育質(zhì)量的目的。

四、總結(jié)

近年來(lái)，中央政府為新疆的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展給予了大力支持，營(yíng)造了良好的政策環(huán)境。2007年底，國(guó)務(wù)院發(fā)布了32號(hào)文件《關(guān)于進(jìn)一步促進(jìn)新疆經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的若干意見》，著力推動(dòng)新疆油氣等優(yōu)勢(shì)資源的開發(fā)，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)和水利等薄弱環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)能力建設(shè)，將促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、推進(jìn)體制改革、維護(hù)民族團(tuán)結(jié)和社會(huì)穩(wěn)定等重大問題進(jìn)行闡述。

2012年，國(guó)家發(fā)改委和財(cái)政部聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于組織實(shí)施衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)的通知》，著力推動(dòng)衛(wèi)星應(yīng)用規(guī)?；l(fā)展、提升衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展能力，在衛(wèi)星通信領(lǐng)域提出了多個(gè)重點(diǎn)支持項(xiàng)目，推動(dòng)衛(wèi)星通信在公共教育、專業(yè)培訓(xùn)、醫(yī)療衛(wèi)生、交通運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，為新疆發(fā)展衛(wèi)星通信應(yīng)用提供了良好的契機(jī)。

相關(guān)鏈接：

印度衛(wèi)星遠(yuǎn)程教育

印度于2004年9月專門發(fā)射了“教育衛(wèi)星”（EDUSAT），專門用于教育服務(wù)。衛(wèi)星專門用于轉(zhuǎn)發(fā)音頻視頻，利用多媒體多來(lái)源系統(tǒng)創(chuàng)建交互式教室?！敖逃l(wèi)星”擁有5個(gè)Ku頻段點(diǎn)波束（5臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)器），覆蓋印度北部、東北部、東部、南部和西部地區(qū)，1個(gè)Ku頻段點(diǎn)波束（1臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)器）覆蓋印度全國(guó)（本土地區(qū)），6臺(tái)C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器覆蓋整個(gè)國(guó)家。整個(gè)“教育衛(wèi)星”計(jì)劃分3階段實(shí)施：試運(yùn)行、半運(yùn)行和全運(yùn)行階段。試運(yùn)行階段于2004年開始，在馬哈拉施特拉邦、印度北部中央邦和卡納塔克邦啟動(dòng)，共部署300個(gè)終端。在半運(yùn)行階段，EDUSAT覆蓋所有邦和重要的國(guó)家機(jī)構(gòu)。目前，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)在國(guó)家資助的情況下處于全面運(yùn)行階段。

“教育衛(wèi)星”可提供多種教育模式，包括單向電視廣播、交互式電視、視頻會(huì)議、計(jì)算機(jī)會(huì)議和網(wǎng)絡(luò)授課。目前已經(jīng)建成64個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其中10個(gè)網(wǎng)絡(luò)使用全國(guó)Ku頻段波束。64個(gè)網(wǎng)絡(luò)都運(yùn)行在地區(qū)性Ku頻段波束和擴(kuò)展C頻段全國(guó)波束。共有5617個(gè)交互式教室和46541個(gè)單收式教室，共計(jì)52158個(gè)。已在24個(gè)邦建立網(wǎng)絡(luò)，幾乎覆蓋全國(guó)，包括島嶼、東北邦、查謨和克什米亞地區(qū)。剩余邦的網(wǎng)絡(luò)部署正在進(jìn)行之中，每年約有150萬(wàn)～180萬(wàn)學(xué)生因此而受益。

印度的衛(wèi)星遠(yuǎn)程教育體系

2013年3月，西部衛(wèi)星網(wǎng)項(xiàng)目在新疆克拉瑪依市啟動(dòng)，拉開了西部衛(wèi)星網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)的序幕。西部衛(wèi)星網(wǎng)項(xiàng)目分三期建設(shè)，目標(biāo)是建成中國(guó)最大規(guī)模的衛(wèi)星通信網(wǎng)，為應(yīng)急維穩(wěn)、行業(yè)應(yīng)用、城市管理、經(jīng)濟(jì)社會(huì)等各方面提供信息化服務(wù)。根據(jù)規(guī)劃，2013年年底將建成一套覆蓋全疆的衛(wèi)星通信服務(wù)平臺(tái)，重點(diǎn)面向新疆油田和克拉瑪依地區(qū)各行業(yè)提供衛(wèi)星通信綜合服務(wù)。

目前，衛(wèi)星通信在新疆的應(yīng)用已勢(shì)在必行。在衛(wèi)星通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時(shí)，還應(yīng)積極探索研究未來(lái)可行的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式，進(jìn)一步深化衛(wèi)星通信在新疆經(jīng)濟(jì)社會(huì)各個(gè)方面的應(yīng)用。

[1]海蘇爾·沙比提.新疆地理.北京：北京師范大學(xué)出版社，2012年

[2]韓桂蘭，孫建光.新疆人口分布與社會(huì)物質(zhì)積累協(xié)調(diào)發(fā)展分析.新疆財(cái)經(jīng)，2010，6

[3]陳振國(guó)，楊鴻文，郭文彬.衛(wèi)星通信系統(tǒng)與技術(shù).北京：北京郵電大學(xué)出版社，2003年

[4]國(guó)務(wù)院新聞辦公室國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)信息辦公室.新疆互聯(lián)網(wǎng)普及率已超過40%.http://www.scio.gov.cn/zhzc/8/2/201209/t1213633.htm

[5]烏魯木齊晚報(bào).新疆電信寬帶用戶突破200萬(wàn).http://www.wlmqwb.com/wlmqdzb/a/page_16/201209/t20120903_2803630.shtml

[6]發(fā)改辦高技[2012]895號(hào).國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳、財(cái)政部辦公廳關(guān)于組織實(shí)施衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)的通知

[7]新華網(wǎng).新疆自然災(zāi)害頻發(fā)，147萬(wàn)余人受災(zāi).http://news.xinhuanet.com/politics/2012-07/25/c_112531802.htm

[8]增建，田征.新疆城鄉(xiāng)基礎(chǔ)教育資源配置的不均衡現(xiàn)象及原因探微.新疆教育學(xué)院學(xué)報(bào)，第26卷第3期，2010，9