全球高通量卫星发展近况

高通量卫星由于可提供传统卫星20倍的吞吐量，大大降低每比特成本，能够经济、便利地实现各种新应用，已成为通信行业真正改变游戏规则的技术。尽管在2016年下半年国外一些HTS计划由于发射延误等原因而受阻, 但2017年以来HTS计划取得了许多新进展。下面简要介绍国外HTS的一些最新发展情况。

1 概述

在卫星行业，许多人都认为高通量卫星的出现是过去10年中业界最大创新。通过更高水平的频率复用和点波束技术，高通量卫星能够以相同数量的频谱分配提供比传统卫星多许多倍的吞吐量，同时也降低了每比特成本。

HTS的出现时机恰到好处，它主要设计用于提供全球宽带连接服务，如果这项技术早20年推出，很可能就不会得到与现今互联网时代同样的支持及推广。HTS技术已真正走上发展的快车道。

2 全球HTS市场情况

根据欧洲咨询公司（Euroconsult）2017年6月发布的报告《高通量卫星：垂直市场分析与预测》，全球30家卫星运营商在HTS系统方面的总承诺投资额已达到近190亿美元。在过去十年中有36次GEO-HTS发射，而在2017～2025年预计将有大约100次发射，平均每年发射11次。

该报告撰稿人、欧洲咨询公司高级咨询师Brent Prokosh表示，2015年和2016年HTS供应量的净增相对较低，部分原因是发射时间的推迟，而现在容量供应已翻了一番，到2018年将近2000Gbps，到2020年将达到约3600Gbps。然而，NGSO（非地球同步轨道）-HTS星座项目的出现预计将对GEO-HTS的增长产生影响。NGSO-HTS星座项目的发展势头正在上升，有望提供巨大容量、低延迟和全球（或近乎全球）覆盖。虽然所有这些都发展成熟不太可能，但许多NGSO-HTS项目，如SES公司的O3b MEO星群的持续扩展、OneWeb、SpaceX、Telesat和LeoSat的HTS项目，合计将需要200亿美元以上投资，并增加40Tbps以上容量。

据该报告称，今天由O3b支持的NGSO-HTS需求预计将以平均每年40%的速率增长，预计在预测期（2017～2025年）内将至少发射一个LEO-HTS星座。

欧洲咨询公司指出，预计到2025年HTS容量租赁收入将超过60亿美元，在2017～2025年期间将产生360亿美元以上总收入，尽管容量价格较低且商品化程度越来越高。预计北美地区的消费型宽带服务仍然是最大推动力，到2025年使用容量将达到1200Gbps。同时，政府、企业和民用网络将以33%的年增长率（CAGR）增长，到2025年将达到555Gbps，而预计蜂窝回程和中继到2025年将超过475Gbps，由于低成本3G和4G回程解决方案的应用，增长速度甚至更快。最后，航空和海事移动市场的需求预计到2025年将达到480Gbps的合计租赁容量。

北方天空研究（NSR）公司持有相似的市场预期。据其《全球卫星容量供应和需求第14版（GSCSD14）》报告，尽管由于C和Ku波段业务收入降低而导致年度固定卫星业务（FSS）收入下降了20亿美元以上，但在2016～2026年间HTS收入将增加10倍，到2026年将产生170亿美元年度市场。NSR预计，到2026年，HTS容量将超过17Tbps，其中约60%的容量来自一个或多个LEO-HTS星座，7Tbps来自GEO-HTS，主要是Ka波段提供的容量。

因此，卫星行业将在许多领域找到用武之地，在这些领域的增长也大有潜力，运营商必须找到一种有效方式比以前销售更多容量。NSR首席分析师、上述报告作者Blaine Curcio认为：这将导致运营商与电信公司、服务提供商、集成商等（主要是拥有支持大容量传输的基础设施的那些公司）建立更紧密的联系。人们已看到在IT、网络及电信领域最富盛名的风投公司之一——软银将向OneWeb投资14亿美元以及之后对Intelsat产生兴趣。不止于此，以后人们还会看到更多电信公司关注提供基于全球连接的战略资产的卫星运营商。

3 国外运营商在HTS领域的近期发展情况

3.1 SKY Perfect JSAT投资LEO-HTS

随着SES于2016年8月声势浩大地收购了O3b网络——由12颗Ka波段HTS组成的中地球轨道（MEO）星座，证明NGSO-HTS正受到一些主要卫星运营商的关注。

2017年5月，日本SKY Perfect JSAT公司（SJC）宣布已经开始执行一项协议，投资LeoSat公司，共同建设多达108颗LEO-HTS的星座，提供世界上最快、最安全、覆盖最广泛的数据网络。这一独特HTS体系结构包括星间激光链路，建立一个空间光骨干网，不必再利用多个地球站转发，并可提供每秒吉比特数据传输。

这一投资将使SJC能够在电信、企业、海事和政府部门数据和移动市场中寻求新业务机会。此LeoSat星座的独特特征有助于其实现4G和5G回程传输，向银行业国外办事处提供安全网络，为能源和海事部门提供巨大带宽，确保应急通信的关键备份，实现偏远社区的Internet接入。

SJC的高级管理执行官Koki Koyama表示，SJC已看到积极参与LEO/HTS业务的战略重要性并将LeoSat解决方案视为开拓新市场和提供业务增长的关键机会。随着当前与未来数据业务量增长以及由于LeoSat系统的独特性质及其对企业市场的聚焦，LeoSat解决方案的需求量将会更大。LeoSat方面的这一投资与合作发展将允许SJC扩大和补充其现有GEO卫星服务并满足现今技术无法满足的客户需求。LeoSat目前正在与泰勒斯•阿莱尼亚空间公司合作确定整个星座的生产计划。

3.2 SES发射首颗HTS并继续取得发射进展

在SES通过收购O3b网络获得首颗HTS容量之后，2017年5月18日，该公司发射了自己的HTS，即SES-15。

混合型SES-15卫星组合了Ku波段宽波束与Ku波段点波束以及Ka波段连接网关。SES-15位于西经129度，覆盖北美、墨西哥和中美洲，从北极阿拉斯加州延伸到巴拿马南部，从夏威夷延伸到加勒比海，将为航空部门、海事、政府提供服务和VSAT网络。设计覆盖能力能够充分满足航空旅客需要，实现从纽约到夏威夷或从阿拉斯加到墨西哥的无缝HTS覆盖。这颗卫星携带的广域增强系统（WAAS）有效载荷，将使美国联邦航空管理局（FAA）能够增强全球定位系统（GPS），旨在为航空业提供更高准确性、完整性和可用性。

图1 SES-15卫星

SES的第一颗GEO-HTS，SES-12，原本预定于2017年上半年发射，后被推迟。2018年6月4日，SES-12搭载“猎鹰”9号火箭发射升空。与SES-15一样，SES-12将提供Ku波段宽波束和点波束组合，覆盖亚太地区关键区域。

SES-14，于2018年1月发射升空。SES-14与SES-12一样，采用的都是空客防御与空间公司的Eurostar E3000型号卫星，也具有组合Ku波段宽波束和点波束这一特征，覆盖美洲和北大西洋。

SES正在继续发展HTS，SES于2016年9月从泰勒斯•阿莱尼亚空间公司订购了全电HTS—SES-17。SES-17预定于2020年发射，将利用近200个Ka波段点波束补充该公司现有覆盖，覆盖美洲和大西洋地区。

3.3 Thaicom在原有IPSTAR 1基础上继续发展HTS

泰国Thaicom公司于2005年发射了第一颗HTS——IPSTAR 1。该星由劳拉空间系统公司（SSL）建造，卫星容量为45Gbps，用于为亚太地区提供互联网服务，传输速率为下行6Mbps和上行4Mbps。

2016年10月，Thaicom公司宣布了其最新HTS项目。Thaicom的子公司国际卫星有限公司（ISC）已开始执行与中国长城工业公司（CGWIC）签订的2.08亿美元卫星采购合同。这颗卫星将通过37GHz的Ka波段容量提供53Gbps的吞吐量，将为亚太地区提供服务，预计2019年底发射。

Thaicom的首席商务官Patompob（Nile）Suwansiri表示：未来对宽带业务的需求将不断增长，这将导致更大竞争和更多运营商关注这方面发展。而GEO卫星宽带服务市场仍会很大。因此，Thaicom将继续投资宽带计划。IPSTAR作为世界上第一颗HTS，自发射以来已成为亚太地区卫星宽带业务的代名词。Thaicom希望在原有IPSTAR基础上继续发展卫星宽带业务。

3.4 国际通信卫星公司（Intelsat）推进Epic^NG星群部署

为顺应全球Ka频段HTS卫星的迅猛发展，国际通信卫星公司提出了Intelsat Epic^NG发展计划，目前已有5颗Intelsat Epic^NG系列卫星发射升空。Intelsat Epic^NG平台基于开放式体系结构，利用HTS技术提供全球覆盖，设计具有后向兼容性，利用了C、Ku和Ka波段、宽波束和点波束组合以及频率复用技术。

图2 Intelsat Epic^NG卫星

2016年3月，国际通信卫星公司通过位于东经310度的Intelsat 29e卫星首次推出Intelsat Epic^NG服务，覆盖美洲、加勒比海、美国东部和北大西洋地区。目前，已有很多主要最终用户市场的消费者签订了服务合同，包括政府、国防、航空、海事、企业、广播部门用户。接下来，2017年1月，第二颗Epic^NG卫星—Intelsat 33e完成了在轨测试。该卫星位于东经60度，覆盖欧洲、中东、非洲、亚太地区、地中海和印度洋地区。与此同时，2017年2月，Intelsat 32e发射升空。该星位于东经317度，将与Intelsat 29e的某些波束覆盖重叠，覆盖加勒比海和北大西洋航线，增大高业务量地区的可用吞吐量。

2017年7月，Intelsat 35e发射升空，工作于东经325.5度轨道位置，覆盖美洲、加勒比海、欧洲和非洲，替代要重新部署到另一位置的Intelsat 903。

国际通信卫星公司首席执行官Stephen Spengler表示，Intelsat 35e的成功发射是国际通信卫星公司2017年商业计划中的一个重大里程碑，扩大了Intelsat Epic^NG基础设施的范围，增强了弹性。Intelsat Epic^NG的每次发射推进了Intelsat为客户创建全球、高性能网络的设想，将为移动性、无线基础设施和专用数据网络等各种应用开启新的增长机会。随着地面基础设施和受管理的服务产品的进一步创新，如IntelsatOne Flex，卫星在电信领域中的角色正在转型。

2017年9月底，国际通信卫星公司发射了第一颗全数字卫星——Intelsat 37e，提供了C、Ku和Ka波段之间的完全、高性能连接，可用于无线回程、企业VSAT、政府和移动网络。C波段有效载荷利用一种高功率点波束和宽波束的全面组合提供额外服务并提高吞吐量。新增的Ku和Ka波段可控波束可以根据需要定位以提高网络接入能力并支持高需求领域的政府和商业移动应用。它们将成为广泛的Ku波段多点波束覆盖的补充。此外，Intelsat 37e提高了IntelsatOne Flex受管理平台的弹性，带来的额外吞吐量可支持美洲、非洲和欧洲的企业、政府、宽带以及移动应用。

Spengler表示，Intelsat 37e是对Intelsat Epic^NG网络的有力补充。它带来了新技术和弹性。其特点是采用了更有效的功率共享技术和可控波束，能够更灵活地满足区域和应用需求。Intelsat 37e反映了多频段开放式体系结构的设计思想。

除了Intelsat Epic系列星外，国际通信卫星公司还与日本SKY Perfect JSAT公司合作，将基于Intelsat Epic^NG高通量卫星平台，建造、发射一颗新的高通量通信卫星Horizons-3e，以满足亚太地区不断增长的移动和宽带业务需求。Horizons-3e卫星计划在2018年下半年发射。

3.5 Eutelsat发射EUTELSAT 172B

Eutelsat是率先采用HTS技术的运营商之一。该公司于2012年发射了欧洲首颗HTS——K-SAT。这颗卫星容量为90Gbps，采用了82个Ka波段点波束来提供高速互联网。

2017年6月2日，Eutelsat发射了其最新HTS—EUTELSAT 172B。该卫星是空客防御与空间公司建造的欧洲第一颗大功率全电电信卫星。它携带了C、Ku和高通量Ka频段有效载荷，全面运行后，将增大对中国和太平洋岛屿的覆盖范围。EUTELSAT 172B也将覆盖北部环太平洋地区，为美国与亚洲之间的飞机旅行提供服务；松下航空电子公司已签署了关于此能力的一项长期协议。

图3 EUTELSAT 172B卫星

3.6 ViaSat计划全球HTS覆盖

2012年，全球宽带服务与技术公司ViaSat发射了其首颗HTS——ViaSat-1。这一卫星的容量已被用来为北美和夏威夷提供Ka波段服务。它也在美国和加拿大分别提供Exceed互联网服务和Xplonet乡村互联网服务。

此后，2017年6月，ViaSat发射了ViaSat-2，增大了其HTS容量。ViaSat-2将提供Ka波段高容量带宽和覆盖范围，并能够灵活地将带宽移动到需要的地方。该卫星还将提供2倍于ViaSat-1的带宽经济优势、2倍的吞吐量，并提供7倍的覆盖范围。其覆盖地区包括北美、中美洲、加勒比海、南美洲北部的一部分和横跨大西洋的主要航空和航海线路。事实上，ViaSat-2是该公司朝着在全球范围内扩展其高容量覆盖以提供航空与航海宽带和移动服务的目标迈出的第一步。

ViaSat正在继续向前迈进，计划开发其ViaSat-3系统。该系统由三颗ViaSat-3卫星组成并配备最新型地面网络基础设施，将提供具有足够容量的全球宽带网络，以提供可负担起的、高速、高质量互联网和视频流服务。2016年11月，ViaSat宣布完成了前两颗ViaSat-3卫星的初步设计评审（PDR）。每颗ViaSat-3卫星预计将提供1Tbps以上容量，并将能够灵活地将容量动态地分配到客户所在位置。前两颗ViaSat-3卫星将为美洲、欧洲、中东和非洲提供Ka波段覆盖，而第三颗ViaSat-3卫星最终计划用于亚太地区，完成ViaSat的全球服务覆盖。第一颗ViaSat-3卫星预计将于2019年发射。

3.7 Inmarsat发射Global Xpress I-5 F4卫星

Inmarsat的Global Xpress（GX）于2015年12月开始全球商业服务。据Inmarsat称，它是第一个利用来自单一卫星运营商的容量提供完全全球覆盖的卫星通信网络。GX星座由三颗Ka波段的I-5 HTS组成。I-5卫星使用固定窄点波束（通过紧凑型终端提供高速服务）和6个可控波束组合，因此，可将附加容量实时分配到需要的地方。

Inmarsat从波音公司订购了GX星座的第四颗I-5卫星以增强现有能力。I-5 F4卫星原计划于2016年12月底发射，但由于在2016年9月发射台爆炸后SpaceX发射计划定单积压而推迟发射。2017年5月15日，I-5 F4卫星由SpaceX公司的“猎鹰”9号火箭成功发射；全面运行后，它将为陆地、海上和空中Global Xpress用户提供额外容量。

3.8 Spacecom投资AMOS-17

以色列Spacecom公司是AMOS系列卫星的运营商并向亚洲、欧洲、中东和非洲提供服务。它也宣布了新HTS项目。这家公司在SpaceX发射台爆炸中损失了第一颗HTS——AMOS-6卫星。该公司已开始投资新的AMOS-17卫星。

2016年12月，SpaceX宣布它已开始执行与波音卫星系统国际公司签订的一项价值1.61亿美元的卫星采购协议。AMOS-17将提供Ka、Ku与C波段服务，通过广域波束和高通量点波束组合实现最大频谱效率。AMOS-17位于东经17度，将扩大Spacecom对非洲、中东和欧洲的覆盖，预期在轨寿命为15年，预计于2019年发射。

图4 AMOS-17卫星

Spacecom公司总裁和首席执行官David Pollack表示，AMOS-17将是具有先进技术水平的多频段高吞吐量卫星，可为用户提供可靠的解决方案和极大的竞争优势。波音建造的这颗卫星很符合Spacecom公司的扩张策略。它采用了创新设计，能够灵活实现各种服务，满足不断增长的用户需求。

3.9 YahSat发射AI Yah 3

阿联酋YahSat公司是利用HTS新能力的为数不多的中等规模运营商之一。2012年4月，Ka频段HTS Yahsat 1B成功发射，YahSat继而进行了Al Yah 3的发射部署。该卫星是基于ATK GEOStar-3平台的全Ka波段HTS，有60个点波束。Al Yah 3将扩大Yahsat对巴西和非洲19个新市场的覆盖，发射后可使其覆盖范围加倍。

2018年1月，Al Yah 3发射升空。其大约10Gbps的容量，即18个点波束将用于连接非洲。Eutelsat计划到2019年为撒哈拉沙漠以南非洲国家提供商业宽带服务，而Yahsat 1B上的多达16个点波束也将用于该项目。

图5 Al Yah 3卫星

3.10 Kacific订购首颗HTS

新加坡Kacific公司是最新加入HTS创新的公司之一。它计划解决太平洋和东南亚缺乏可负担起的高速宽带服务的问题。2016年，该公司融资1.47亿美元以涵盖卫星、发射服务、地面系统和其他项目成本。

2017年2月，Kacific公司从波音公司订购了它的第一颗HTS——Kacific-1。波音公司目前正在建造基于波音702平台的一颗双用户卫星（Kacific-1/JCSAT-18），它由Kacific公司和日本SKY Perfect JSAT公司共有。Kacific-1将通过57个Ka波段窄波束提供宽带吞吐量，每个波束提供高达1.25Gbps的容量。这些波束用于覆盖20个太平洋和东南亚国家。到目前为止，57个波束中51个波束的容量已出售，大多数波束的出售容量已超过70%。基于在亚太地区的初步成功销售，目前Kacific正在准备后续HTS计划。

Kacific的首席执行官Christian Patouraux表示，随着Kacific -1于2019年发射，它将能够为在目前缺乏可负担起的高速互联网的地区的人们提供在线教育、医疗保健和公共服务，并促进当地经济发展。其小型终端能够以低成本提供100Mbps以上互联网网速，将有助于将东南亚和太平洋地区的各点连接到数字世界。

4 结语

HTS不仅是当前卫星通信的发展热点，也将是未来十年、乃至二十年的发展方向，国外众多运营商正在积极实施HTS部署计划，随着这些计划的不断推进，各项新技术逐渐成熟，HTS将会获得更大发展，更好地满足人们的各种应用需求。

（温永兴 编译）

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