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冰火两重天的卫星Ku转发器市场

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冰火两重天的卫星Ku转发器市场

发布日期:2022-03-24 作者: 点击:

  国内卫星Ku转发器市场出现分化,一方面标准Ku转发器(14/12GHz频段)供不应求,出租率高达100%;另一方面扩展Ku频段(13/11GHz频段)的转发器空置率高,市场认知程度低,用户寥寥。卫星转发器资源本来就稀缺,加上使用上不均衡,造成了卫星频谱资源的浪费。本文分析了Ku频段的历史沿袭和使用现状,进而提出了改善的建议。

  在我们这个高度互联的世界里,卫星凭借其广袤覆盖的优点得到了广泛的应用,不仅被广泛用于视频分发和现场直播,而且还被用于许多的数据服务,如互联网宽带连接、VSAT服务、移动回程、海事和机载上网等服务。近年来随着互联互通应用的增长,以及高通量卫星技术的应用,市场对于卫星转发器的需求强劲。2020年全球卫星转发器使用量达到创纪录的2000Gbps,相当于2015年的3倍。这种高速增长还将持续发展,到2029年将达到8800Gbps

  不断增长的使用量对卫星频率资源提出了巨大的挑战,随之而来的是卫星业界需要采用更高的数据压缩和频率复用技术,目的是压榨出频率表里面每赫兹的Z后一个比特。但是现实是,不管怎么增加效率,基于ITU(国际电信联盟)分配给卫星使用的频谱资源都是有限的。

  对于使用13.75-14.0GHz频段,卫星通信产业的几个参与方的取态如下:

  卫星地面站

  卫星地面站是卫星通信的用户,他们的偏好相当程度上左右了卫星转发器的市场。而BUC(上变频功放)是卫星地面站的重要部件,按工作带宽大小分为两类。带宽为500MHz的BUC,采用13050MHz的本振,对应L频段为950-1450MHz,对应射频范围14.0-14.5GHz;而带宽为750MHz 的BUC,采用的是12800MHZ本振,对应L频段为950-1700MHz,对应射频范围13.75-14.5GHz。两种BUC在成本上几乎一样。

  目前国内的卫星固定站绝大部分不支持13.75-14.0GHz频段。因为陆地固定站都是一些传统卫星通信的用户,而历史上相当长一段时间13.75-14.0GHz的使用限制较大(2003年前上行天线要求4.5米以上),导致这些传统的站点都采用的是14.0-14.5GHz的系统,很少有采用13.75-14.0GHz频段的历史。一路沿袭下来,陆地固定站形成了习惯,更倾向于采购14-14.5GHZ的BUC,是造成这段频率的转发器供不应求的主要原因。

  服务集成商

  服务集成商为卫星通信用户提供集成服务,承包建设各类卫星通信链路,经验丰富。因为卫星固定站大量使用14-14.5GHz频段,造成国内该频段BUC供不应求,需要订货周期。而13.75-14.5GHz频段的BUC却都有现货。卫星集成商考虑到宽带BUC的产品通用性好,库存充足,因此在新的卫星站项目上已经开始逐步使用宽带BUC。

  卫星集成商是倾向于采用适用13.75-14.5GHz宽频段的设备,对于备货,兼容性,和维护都有好处。

  卫星运营商

  目前在国内开展卫星通信业务的运营商,均发射了配备有13.75-14.0GHz转发器的卫星。轨位频率资源对于卫星运营商来说至关重要,如果某个轨位的扩展Ku频段有优先级,卫星运营商倾向于尽快使用这段频率,而不会特意避开:

  首先,按照ITU的规则,不使用的频率将失去优先级,很容易被其他卫星公司抢占;其次,如前所述,固定卫星业务Ku频段长期以来存在上下行带宽不均衡的问题,上行频率偏少,下行频率多,导致在卫星设计中经常会出现上行频率码不开的问题。特别是多波束的Ku卫星,必然要使用13.75-14.0GHz;第三,同步轨道卫星众多,相邻卫星之间很容互相干扰。错开频率是避免干扰的Z佳方法,使用13.75-14.0GHz就可以避开和附近卫星之间的干扰,如果它的14.0-14.5GHz有优先级的话。

  虽然卫星运营商尽量利用所有频率资源,但是他们出于现实情况考虑,合理配置卫星转发器。比如出于国内市场对13.75-14.0GHz接受程度不高,卫星运营商会将覆盖中国的Ku波束配置多些14.0-14.5GHz频段转发器,而将13.75-14.0GHz主要运用在覆盖国外的波束,或者移动波束上。这样的配置也一定程度上造成了国内14.0-14.5GHz转发器的紧缺。

  

  综上所述,鉴于Ku频段资源的稀缺性,和国内卫星通信并未普遍使用13.75-14.0GHz的现状,我们建议:

  新卫星通信项目采用13.75-14 GHz频段

  目前很多卫星通信用户习惯上仍然认为Ku上行频段为14-14.5GHz。而13.75-14.0GHz早已开放给了卫星使用,市场上支持这个频段的设备、卫星转发器资源也很多,成本和14-14.5GHz一样。新的卫星通信项目只需要将13.75-14.0GHz的使用频率包括进来,一来不会增加成本,二来也为将来的扩展使用增加了可能性,是一举两得的好事。

  采用宽带BUC

  包括中国在内的几个主要亚太地区国家,已经领先世界一步拿到了14.5-14.8GHz的频段做固定卫星上行业务。设备厂家可以响应这个政策变化,将14.5-14.8GHz的频段也包含到设备支持的频段中去。拿BUC来说,现有工作频率13.75-14.5GHz的BUC,本振频率是12800MHz。如果要设计13.75-14.8GHz的宽带BUC,可以保留12800MHz本振,对应L频段为950-2000MHz。因此,采用12800MHz本振的BUC,对应使用950-2150MHz标准L频段基带设备,无论现在还是将来,其通用性都更强。如果这些扩展Ku频段都能得到充分使用,势必缓解国内Ku转发器资源供不应求的现状。

  采用支持950-1700MHz及以上的调制解调器

  由于历史上的沿袭,传统调制解调器仅支持950-1450MHz。近年来随着Ka频段普及,部分Ka卫星转发器带宽已经到1GHz以上,因此调制解调器也开始支持950-2150MHZ频段,市场上选择也很多。我们建议在新的卫星通信项目里面使用更加宽带的调制解调器。



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