亞太地區的軍事衛星通信需求

+ 方志英

衛星軍事

亞太地區的軍事衛星通信需求

+ 方志英

據聯合國統計，亞太地區占整個全球陸地總面積的22%。因此，廣袤的地域要求該地區的各國軍隊必須具備相應的通信覆蓋能力。

超視距（BLOS）通信通常依靠高頻（HF）電臺，此類電臺使用的電磁頻譜段為3～30MHz。簡言之，高頻無線電波能夠利用電離層，即高度在32.3海里（60千米）到539海里（1000千米）之間的那一部分大氣層作為一個蹦床，彈射洲際通信信號。

然而，高頻電臺也有其局限性。這些局限性中包括了帶寬窄，從而限制了其所能處理的數據和圖像數量。當一支陸、海、空軍部隊需要遠距離傳送靜止圖像或視頻圖像時，這是一個需要考慮的非常重要的因素。傳送業務包括數千比特和數兆比特的數據，因而會占用大量帶寬。其次，高頻通信會受太陽黑子活動的影響，這會產生明顯的磁活動，進而擾動電離層，由此對高頻通信產生影響。其他因素也會對高頻通信產生潛在干擾，包括地球上的四季，氣象活動也會對電離層產生影響。因此，雖然高頻是遠距離通信的一種良好手段，但其在帶寬方面的局限性以及易受氣象活動影響的特性，會對其性能產生明顯影響。因此，對于亞太地區的軍方客戶而言，為了解決高頻通信的某些固有缺陷，衛星已經越來越受到青睞。

一、亞太地區軍隊開發或采購衛星通信的方式

總的來說，亞太地區軍隊能夠建造、發射和運行軍用衛星，而且能夠開發或采購衛星通信（SATCOM）設備，可為基地、車輛、飛機、艦艇和單兵提供裝備。他們也能夠從第三方供應商那里采購軍用衛星通信服務。例如，印度選擇了國內自主開發的軍用衛星通信能力，由印度太空研究組織開發的GSAT-7/INSAT-4F已于2013年8月29日發射。

此外，也可以采用混合方案，即某個國家可以使用第三方衛星，但采用由本國自主研制生產的衛星通信終端。或者，也可以發射和擁有軍用通信衛星，但從第三方采購衛星通信終端。事實上，無論是對亞太地區內還是亞太地區外的客戶來說，可用方案的范圍之廣都意味著可以通過多種方式為國家武裝力量提供衛星通信裝備，成本也將適合各國的國防預算。

二、各波段特點

通常，軍用衛星通信運行在無線電頻譜的特高頻（UHF）段，涵蓋從300MHz～3GHz的通信，首要使用1～2GHz的L波段通信。此外，還可以使用電磁頻譜的C波段（上行鏈路5.925～6.425GHz/下行鏈路3.7～4.2GHz），外加X波段（上行鏈路7.9～8.4GHz/下行鏈路7.25～7.75GHz）。X波段衛星通信主要由軍方使用，由于全球武裝力量對衛星通信的需求，X波動正在成為電磁頻譜中越來越擁擠的一個部分。不過，衛星通信還可以使用Ku波段（上行鏈路14GHz/下行鏈路10.9～12.75GHz）和Ka波段（上行鏈路26.5～40GHz/下行鏈路18～20GHz），從而可以提供新的使用途徑。

所有這些帶寬都有各自的成本效益。例如，L波段通信能夠使用相對小型的衛星通信終端，這有益于艦艇、飛機或車輛等空間受限的平臺，它們缺少可以容納大型衛星通信終端的“房產”。此外，L波段的優長是能夠穿透濃密的植被，這對于那些經常需要在叢林作戰（在亞太地區尤為適合）的軍隊來說頗具吸引力，因為在這些地方，遮天蔽日的樹木會抑制其他常規無線電或衛星通信的手段。盡管如此，與Ku和Ka波段通信相比，L波段可提供的數據率卻相對較低。Ku和Ka波段雖然可為高數據率通信提供良好的帶寬，特別是與C波段和L波段相比，但它們易受“雨衰”現象影響，大氣中自然產生的濕氣會吸收部分衛星通信傳輸能量，從而潛在妨礙通信性能。C波段受雨衰影響較小，但卻必須要有大型天線（直徑有時可達3米/10英尺）。X波段使用的天線則較小，正像上文所指出的，數據率也高于L波段和C波段，因而一直是軍事用戶的“首選衛星通信”手段，但這部分無線電頻譜正在變得越來越擁擠。因此，對于軍事衛星通信而言，沒有哪一個波段是完美無缺的，各國軍隊通常必須根據各自的軍用衛星通信需求選擇其中一套帶寬。

三、亞太地區對衛星通信的需求

衛星通信的關鍵是確保魯棒的全球衛星覆蓋，特別是亞太地區，在發生自然災難后，軍隊要應召提供人道主義救援/救災援助。例如，在2013年11月初對菲律賓造成毀滅性破壞的臺風“海燕”期間，僅在該國就導致6300人死亡。此外，在亞太地區可能需要國際社會提供支持的潛在戰斗任務期間，魯棒通信也非常重要。美軍當前在阿富汗地區的平叛援助行動，就是一個很典型的例子。

這種確保該地區良好衛星通信覆蓋的需求，激勵了空客公司防務與太空部的發展。該公司是英國“天網5”軍用通信衛星星座的運營商，可通過擴展其覆蓋范圍來囊括印度洋和西太平洋地區。“天網5D”衛星是這個由4顆衛星組成的星座中的一員，2015年3月進行了調整，以擴大其對這一地區的覆蓋足跡。2015年10月在華盛頓特區舉辦的美國陸軍協會展覽會期間，空客公司稱該衛星的位置調整現在已經完成，該衛星所提供的X波段和UHF通信服務現已可供上述地區使用。除了向英軍提供X波段和UHF衛星通信之外，“天網5”星座剩余的衛星通信“帶寬”還可供英國的盟友使用，主要是澳大利亞、加拿大、新西蘭和美國。

除通過“天網5”星座訪問衛星通信服務之外，美國還在對其軍用衛星通信進行大規模革新，以提升該國在亞太地區武裝力量的通信能力，同時也向該地區盟國提供新的衛星通信服務。

此項的“旗艦”計劃，當屬寬帶全球衛星通信（WGS）項目。該項目由美國空軍管理，波音公司是WGS的航天器供應商，美國國防部與澳大利亞國防部共同資助這一能力的開發。為此，澳大利亞國防部正在牽頭該國的2008聯合項目工作，該項目將在2016～2017年完成向澳大利亞陸軍、皇家澳大利亞海軍和皇家澳大利亞空軍的200部地面衛星通信終端的交付工作。

在前6顆WGS航天器中，資金由美國和澳大利亞共同提供；在WGS8的制造中，美國國防部再一次讓國際合作伙伴參與進來，主要是加拿大、丹麥、盧森堡、荷蘭和新西蘭。根據公開的媒體報道，各個航天器的單位成本各不相同，但每顆WGS衛星的單位成本大約為3.6億美元。就一個由10顆衛星組成的星座而言，僅航天器的成本將約達39億美元。

上述WGS成本表明，單從建立一個全球軍用衛星通信網絡的成本來看，對于那些可能亟需此類服務但又缺乏國防預算來研發并實現這樣一種能力的國家來說，由第三方來提供軍用衛星通信服務頗具吸引力。幾家公司可以提供軍用衛星通信服務，從提供一個完整的軍用衛星通信網絡，包括地面站、衛星通信終端以及使軍隊能夠使用此種能力的所有配套基礎設施，到提供單個衛星通信組件。

其中一家就是總部設在得克薩斯州休斯頓的Harris CapRock公司。該公司對于衛星通信在亞太地區的重要作用有著直接的經驗，特別是在提供人道主義援助/救災方面。還有另一家美國公司，即總部設在加利福尼亞的ViaSat公司。該公司在商用衛星通信領域有著重要實力，能夠提供Ku和Ka波段衛星通信，而且既能使用自己的衛星，也能使用從第三方租借的帶寬。在這方面，ViaSat公司可租用其他衛星的UHF帶寬，同時還可通過公司自己的航天器提供Ku和Ka波段通信。和其他軍用衛星通信商業公司一樣，該公司也能夠為軍方提供配套的終端。

四、未來發展

未來5～10年，亞太地區對軍用衛星通信的渴望還會繼續增長。該地區各國軍隊都在對其指揮與控制能力進行投入。這些系統可將敵友部隊的位置信息、視頻和靜止圖像分發到整個戰場，從而增強已部署部隊的態勢感知以及書面和話音信息能力。

例如，印度陸軍最近就對其指揮與控制能力進行了這樣的投資，2015年2月選擇了由本國公司為部隊開發價值80億美元的戰斗管理系統（BMS），并有望到2018年開發出可供印度陸軍初步使用的樣機系統。該戰斗管理系統將可向位于戰斗地域前沿的最低梯次部隊提供指揮與控制能力，直至營/團級。該系統將依靠無線電通信和衛星通信，在整個戰場上傳送數據、話音、圖像和地圖信息。對指揮與控制技術的投入，會使軍用衛星通信在亞太地區保持高需求的增長勢頭。