衛(wèi)星通信在大數(shù)據(jù)時代的運用

曲君國

（華藝廣播中心，福建 福州 350003）

1 概述衛(wèi)星通信技術

現(xiàn)如今，信息通信技術主要利用無線電波傳輸信息，在這個過程中，人造衛(wèi)星發(fā)揮無線電波中繼站的作用。衛(wèi)星通信進一步延伸了地面微波通信技術，這是因為地球曲面會直接影響到無線電波，主要是影響信息傳播的距離，因此人們利用衛(wèi)星中繼站中轉(zhuǎn)無線電波。對比其他的通信技術，衛(wèi)星技術的通信覆蓋面比較大，且通信容量非常大，可以保障信號傳輸質(zhì)量，可以實現(xiàn)通信組網(wǎng)，構建全球性的網(wǎng)絡。但是衛(wèi)星通信技術具有較高的延時，需要進一步改進。

衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要包括人造衛(wèi)星和無線電通信站。在地球赤道上方太空當中設置同步衛(wèi)星，衛(wèi)星和地球保持相對靜止的狀態(tài)，利用3 顆同步衛(wèi)星，可以實現(xiàn)全球范圍的通信，當前在導航系統(tǒng)和定位系統(tǒng)當中已經(jīng)廣泛利用衛(wèi)星通信技術[1]。

2 衛(wèi)星通信的應用現(xiàn)狀

2.1 北斗衛(wèi)星

北斗衛(wèi)星系統(tǒng)是我國的衛(wèi)星通信導航系統(tǒng)，由我國獨立研發(fā)而成，誤碼率比較低，同時具有較大的數(shù)據(jù)容量，時效非?？臁帽倍沸l(wèi)星系統(tǒng)的過程中，需要利用專用信道，同時需要支付通信費用。當前在應急救援和地質(zhì)災害以及交通運輸?shù)确矫嬉呀?jīng)廣泛利用北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，我國超過4 萬艘的航海漁船已經(jīng)安裝了北斗二代衛(wèi)星導航終端，超過20 萬輛的汽車安裝了北斗導航，一些手機也支持北斗系統(tǒng)，利用導航終端發(fā)送短信，用戶手機每月接受的短信可以達到80 萬條以上。北斗衛(wèi)星系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)傳輸終端、網(wǎng)管中心以及中心站等，在通信過程中，首先加密處理詢問信號，利用中心站向衛(wèi)星一號和衛(wèi)星二號發(fā)送信號，利用L波段的發(fā)送頻率。衛(wèi)星接收到信號之后，轉(zhuǎn)發(fā)器首先轉(zhuǎn)化信號為C 波段，再向服務區(qū)用戶轉(zhuǎn)發(fā)廣播，網(wǎng)管中心負責接收詢問信號，解密之后再進行加密，并且轉(zhuǎn)化為S 波段，向用戶終端發(fā)送信號。用戶接受詢問信號之后，再向通信衛(wèi)星發(fā)送相應信號，通信衛(wèi)星再向中心站發(fā)送響應信號[2]。

利用北斗通信模塊可以檢查北斗卡的安裝情況，循環(huán)查詢接收的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)接受信息之后儲存信息，隨后利用通信接口傳遞信息，后臺接收信息之后發(fā)送遙測信息，利用北斗網(wǎng)絡傳遞相關信息。

2.2 VSAT 衛(wèi)星

利用VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡可以雙向傳輸語音、數(shù)據(jù)、圖像等信息，智能化水平較高，同時能對信號實施分割，可以多址聯(lián)接網(wǎng)絡。根據(jù)通信服務的等級和種類等，動態(tài)分配頻帶，提高信息傳輸?shù)撵`活性和適應性，只要在用戶終端安裝了VSAT 系統(tǒng)終端即可實現(xiàn)。VSAT 系統(tǒng)包括小站、轉(zhuǎn)發(fā)器以及主站三部分，主站包括網(wǎng)絡監(jiān)控中心和圈套孔徑天線等設備，可以保障全網(wǎng)運行的安全性，進一步提高信息傳輸效率。小站負責收發(fā)用戶信息，主要有戶外和戶內(nèi)兩種設備。通信衛(wèi)星發(fā)揮中轉(zhuǎn)站的作用，去噪和加強處理主站發(fā)送的信號之后，再向小站發(fā)送處理過的信號。目前，在UDP/IP、TCP/IP 等傳輸協(xié)議當中都可以利用VSAT 系統(tǒng)，可以連接遠程網(wǎng)絡，利用PCVSAT 系統(tǒng)架構直連計算機，可以使數(shù)據(jù)通信功能因此拓展，在最大程度上滿足通信的需求。此外，在物流管理、交通導航以及地質(zhì)勘探等領域當中都開始廣泛利用VSAT 通信系統(tǒng)，如果利用VSAT 通信傳輸廣播信號和電視信號，可以使信號的覆蓋面因此提升，同時也可以保障信號的質(zhì)量[3]。

2.3 Ka 頻段衛(wèi)星

Ka 頻段衛(wèi)星吞吐量比較高，信息傳輸效率也非常高，因此在動態(tài)視頻傳輸過程中，Ka 頻段衛(wèi)星發(fā)揮重要的作用。此外，Ka 頻段的波束寬度比較大，可以反復利用空間，豐富頻譜的資源，有利于提升通信衛(wèi)星系統(tǒng)的吞吐量和系統(tǒng)容量，節(jié)省應用單位單寬成本。Ka 頻段的波長比較短，可以支持小口徑的終端應用，如在移動式通信平臺當中可以利用，利用星狀通信系統(tǒng)網(wǎng)絡，發(fā)揮B2C 服務優(yōu)勢。目前，美國具有成熟的Ka 頻段通信技術，其他國家也逐漸應用了Ka 頻段通信技術，在軍事通信、野外作業(yè)以及民航通信等方面都開始推廣Ka 頻段通信技術。如果發(fā)生突發(fā)性災害，利用Ka 頻段通信技術，可以提高應急通信的穩(wěn)定性，降低災害的影響。在民航通信過程中利用Ka 頻段通信技術，在空中可以享受WiFi 服務和電視服務，避免飛機陷入到信息孤島狀態(tài)，降低飛機失聯(lián)的發(fā)生率，維護民航運行的安全性[4]。

3 衛(wèi)星通信在大數(shù)據(jù)時代的運用

3.1 在衛(wèi)星通信中利用大數(shù)據(jù)技術

在衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)當中利用數(shù)據(jù)分析技術，可以拓展衛(wèi)星通信的應用領域，發(fā)展未來更多的業(yè)務。結合大數(shù)據(jù)技術和衛(wèi)星通信，完善衛(wèi)星通信的業(yè)務處理流程，在通信傳輸過程中，可以延長通信傳輸距離，擴大覆蓋面。以地面終端為基礎，建立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。利用大數(shù)據(jù)技術處理和分析衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)，可以充分利用資源。大數(shù)據(jù)可以深入挖掘海量的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，通過設置關鍵詞等，建立模型分析發(fā)展規(guī)律，提高決策的科學性[5]。

3.2 在衛(wèi)星通信當中利用云計算

在衛(wèi)星通信當中利用云計算，可以提高衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理效率，建設衛(wèi)星和地面共享體系，使衛(wèi)星通信效率不斷提高。發(fā)揮云計算的高效性，可以提高衛(wèi)星實時通信的效率，增強客戶的體驗感。當前在航天航空方面該技術發(fā)揮著重要的作用。利用云計算可以補償衛(wèi)星通信的誤差，可以運算儲存系統(tǒng)維度和用戶端維度等數(shù)據(jù)，再通過共享功能，補充用戶定位誤差。建立云計算分布式計算架構體系，可以整合衛(wèi)星云的數(shù)據(jù)，建立資源數(shù)據(jù)庫，支持系統(tǒng)各個功能，將系統(tǒng)的獨立功能充分發(fā)揮出來，提高系統(tǒng)利用率。當前因為應用標準沒有得到統(tǒng)一，因此相關功能需求無法得到滿足，需要利用體制調(diào)整系統(tǒng)資源[6]。

3.3 在衛(wèi)星通信中利用融合平臺

現(xiàn)如今有效融合多項業(yè)務和衛(wèi)星通信系統(tǒng)，改善了傳統(tǒng)衛(wèi)星通信獨立建網(wǎng)的局面。在很多衛(wèi)星通信網(wǎng)絡上，具有較多的獨立視頻系統(tǒng)，系統(tǒng)雖然是獨立的，但是各個系統(tǒng)之間的聯(lián)系非常緊密。每個系統(tǒng)發(fā)揮不同的功能，管理成本會因此提升，無法保障客戶的滿意度。因此，需要有效融合這些平臺，保證平臺的聯(lián)系性，利用同一平臺調(diào)度多個視頻。

利用視頻融合平臺需要發(fā)揮融合網(wǎng)關技術的作用，建立服務橋梁，可以聯(lián)通不同協(xié)議和媒體平臺，同一平臺即可調(diào)度不同的視頻會議和視頻指揮等業(yè)務。此外，在指揮控制系統(tǒng)中接入第三方視頻監(jiān)控和智慧系統(tǒng)等，可以進一步融合各項數(shù)據(jù)[7]。

3.4 在衛(wèi)星通信中利用互聯(lián)網(wǎng)技術

我國即將迎來5G 時代，衛(wèi)星通信寬帶也會因此快速增長，如果利用傳統(tǒng)的衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)，用戶的需求無法得到滿足。因此，可以推廣衛(wèi)星VSAT 系統(tǒng)，滿足時代發(fā)展需求，更多的融合通信技術，增強用戶的體驗感。

4 結 論

在大數(shù)據(jù)時代，信息數(shù)量海量增加，這對于衛(wèi)星通信技術發(fā)展也是一種挑戰(zhàn)。衛(wèi)星通信技術需要適應大數(shù)據(jù)時代的需求，融合各種先進技術，科學的分配寬帶，為人們的生活和工作提供更大的便利。