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虹云工程:星载宽带全球移动互联网

2017 完成技术验证星发射入轨

2019 完成4颗业务试验星发射入轨

2021 形成应用服务能力


运用商业航天思维开创天基互联的新局面

中国航天科工集团第二研究院总设计师 向开恒

向开恒总设计师提出商业航天需要广泛市场化的融资手段,依靠商业规则引领,形成用户与资源广泛协同、打破边界、跨界融合的平台生态圈。中国航天科工集团公司主推天基互联网项目,旨在打造随时随地的互联网接入,基于LEO打造“福星系统”。该系统响应“一带一路”等国家战略部署,为“互联网+”行动计划的实施和产业发展搭建信息交互平台,同时也进一步支撑国家空间信息基础设施建设。

未来5年,“福星系统”着力实现“覆盖够得着,互联网用得上,示范用得了”,实现高速率、高质量的互联网/物联网应用体验。“福星系统”预期将支撑智能机器在工业生产中的应用、无人作战的目标识别与作战指挥等多种军民融合领域。目前,“福星系统”技术验证星已经立项研制,包括1个技术验证星、2个信关站、23个用户站、1个综合运控中心以及通讯协议。在后续卫星以及地面设备的整体建设中,将推动实现共同经营,形成多方资源共享共赢的模式。



2016.09.12

虹云工程:在世界任意角落连宽带

  “利用多颗低轨卫星组成星座,提供全球覆盖的宽带互联接入服务,是近年卫星移动通信产业发展热点。”刘石泉说,“目前,国外多家企业均提出了数百颗卫星量级的低轨通信星座计划。”

  2015年,航天科工提出“幸福之星”计划,于今年3月正式立项。如今,这项计划被命名为“虹云工程”正式公布。与行云工程的窄带不同,虹云工程对应星载宽带全球移动互联网项目,面向全球移动互联和网络高速接入需求,研制Ka波段低轨通信卫星星座,让用户随时随地实现互联网接入。

  航天科工二院总师向开恒表示,目前城市中互联网服务比较完善,而偏远地区网络信号则难以企及,虹云工程的目标正是与当前地面网络形成互补。他介绍,该项目一期工程将发射156颗卫星,单星数据吞吐量达4个G,在1000公里轨道上组网,基本实现覆盖全球的宽带互联网接入。同时在地面段建设服务半径为2500公里的信关站,以及数据吞吐量达40兆的用户站。他表示,每个用户站可以作为“热点”,可以让周围用户实现互联网宽带接入。用户站包括固定式,以及车载、机载等移动式,随着技术进步还能进一步小型化,实现随身携带。

  向开恒说,按计划,2017年前将发射首颗技术验证星;2019年前发射4颗业务试验星,建造2个信关站,形成初步网络;2021年前完成一期工程系统构建。未来还将增加更多卫星,建立星间链路,实现更全面的覆盖,并提供更好的用户体验。届时,用户身处世界任何角落,都能享受互联网服务。


    虹云工程对应星载宽带全球移动互联网及其应用项目。是以天基互联网接入为主要目标,基于低轨小卫星星座及其地面系统构建的天地一体化信息系统。使用户通过多种形式的用户站实现随时随地按需的互联网接入。系统由空间段、地面段和用户段组成。

空间段为156颗低轨小卫星构成的基本型星座,卫星承载Ka波段大功率多波束智能相控阵通信载荷,一期采取“天星地网、透明转发”的业务方式,二期采取“星间互联,天地融合组网”的业务方式,满足各类用户群体的宽带互联网应用需求。

地面段由综合运控中心和若干信关站组成。综合运控中心作为系统核心,是整个系统的“大脑”,负责星座运控和网络管理。信关站与卫星馈线链路连接,将卫星透明转发的数据转换后接入互联网,并负责其覆盖区域内的用户管理。

系统用户段为移动式和固定式用户站。移动式用户站主要用于移动载体,例如飞机、轮船、汽车、高铁等,满足移动群体的互联网接入需求。固定式用户站主要用于乡村、学校、小卖店等固定场景,满足偏远地区群体用户接入需求。


“福星”闪光照耀商业航天之路 

倪伟 20151103

        关于天基互联网的建设规划,近两年全球出现了诸多版本。在10月30日举行的中国商业航天高峰论坛上,致力于中国商业航天开拓的中国航天科工集团公司,也提出了一个中国版本——“福星”系统。

        “福星”系统计划用156颗卫星在距地球1000千米高度的轨道上构建一个星座,发射的网络信号可以覆盖全球。

        这个听起来比较庞大的星座,其实在全球同类计划中已经算是低调的了。今年1月,One?Web公司宣布在距地球1200千米的轨道部署648颗小卫星,向地球发送互联网信号;去年11月,SpaceX公司宣布将发射700颗卫星,为全球提供互联网服务,今年9月又追加至4000颗。

        “因为这是一个好的idea。”中国航天科工空间工程部部长张镝解释,国际公司之所以纷纷涉足这一领域,正是因为这一领域既事关人类互联网通信的未来,也蕴含着巨大商机。据统计,2014年全球卫星移动通信服务收入增幅达到27%。中国航天科工董事长高红卫也指出,商业航天领域每投入1美元,可拉动7~14美元的回报。

        由OneWeb公司创始人创办的另一家公司O3b公司,已拥有12颗在轨卫星,可向地球发射120个可调节方向的光束,每个光束可覆盖直径644千米的区域。该公司仅用半年时间就达到了原计划1亿美元的收入水平,并成为太平洋地区最大的互联网服务提供商,或许证明了天基互联网的潜在商业价值。

        电子科技集团公司首席科学家吴巍介绍,目前国际上天基互联网的建设方式可归纳为三种:天星地网、天星网络和天网地星。天星地网模式需要在全球地面布站,天星网络不依赖地面网络,天网地星需要天地配合,但不用全球布站。

       航天科工空间工程总体部副主任贝超表示,“福星”系统一期将采用天星地网模式,二期采用天地融合组网。天星地网模式使用的卫星较为简单,工程技术复杂度和程度都比较低,而这正符合当前的建设需要。“目前天基互联网需求非常迫切,但是较为成功的应用还没有出现,因此需要使用较为成熟的技术手段,先解决实际问题。”贝超说,未来如果仅仅在全球铺设10个陆上信关站,作为一个“翻译员”将卫星协议转换为地面协议,就能为全球大部分人口提供网络服务。

        据张镝介绍,整个项目将分阶段实施,目前正在研制试验卫星,突破载荷、平台、网络等技术。首颗星也许明年发射升空,主要用于验证载荷技术;接下来两年后将发射4颗卫星,验证组网技术。如果试验顺利,同时相关商业合作问题也已经解决,可能很快就将实施星座组建。卫星发射使用航天科工研制的固体运载火箭,准备时间短、发射频率高,也许一年内就能完成100多颗星的组建,迅速投入商业运行。

       国防科工局总工程师田玉龙透露,国防科工局希望探索航天多元化投资新模式,鼓励社会资本以多种模式投入航天,并正在加快航天向外资开放的相关规则制定,为引进外资参与中国航天创造机会。

        福星计划将开展国际合作,吸引国际上的投资机构和制造企业加入。”张镝表示,航天科工不可能包办所有环节,将打造核心产业链,欢迎有意愿、有能力的企业加入进来,以“众筹互利”的原则共同打造中国的天基互联网。

      张镝认为,无论如何,中国一定需要有企业主动站出来开始去做,做的过程中要大胆设想、谨慎实现。只有通过商业化的方式,依靠运营服务商、卫星制造商、地面与终端设备制造商及产业链上其他企业的协作,众筹、互利、共赢,才能支持系统自我维持、良性发展。

        这就是商业航天。


天地一体化信息网络 卫星上网何时到来?

  新华网武汉10月31日新媒体专电(记者陆立军 熊金超)高铁上没有信号怎么办?进入了山区、沙漠、海上等偏远地区,没有网络怎么办?不要紧,国内外的科学家正在抓紧研发宽带卫星,无论何时何地便捷快速上网的时代即将到来。30日在湖北武汉举行的中国商业航天高峰论坛上,与会的航天人士向大众描述了未来利用卫星上网的美好前景。

  卫星上网时代悄然来临

  随着宽带通信卫星系统以及空间组网技术的发展,近年来卫星通信逐步进入互联网应用时代,互联网服务业逐步从地面网络扩展到空间网络。中国工程院院士、中国电子科技集团公司总工程师吴曼青介绍说,空间网络就是以同步或中低轨道卫星等空间平台为载体,通过一体化互联组网,支持实时采集、传输和处理海量数据,为用户提供更大范围和更高质量的互联网服务。

  对于公众而言,卫星上网的时代也悄然来临。目前,东方航空、中国国航、南方航空等航空公司均已获批为航班旅客提供“空中上网”服务。

 宽带卫星究竟如何运作?

  宽带卫星究竟如何运作?对此,中国航天科工空间工程总体部副主任贝超介绍说,天基互联网系统基于小卫星构成的地轨通信星座,主要解决地面通信系统覆盖不到区域的互联网接入和信息传输问题。

  以航天科工的“福星”系统为例,系统由运载发射系统、地面段、空间段和用户段构成。地面信关站通过光纤网与互联网连接,用户通过自身上空的卫星与地面信关站,实现互联网连接。

  据介绍,“福星”系统计划发射156颗轨道高度约1000公里的小卫星,第一期实现天星地网,透明转发;第二期实现天地融合组网。

  “福星系统实质上提供了一种不受传统地面通信系统覆盖约束的互联网接入服务,地面信关站相当于一个WIFI热点,卫星则起到了将传统地面基站信号增强和搬移的作用,从而可以让用户随时、随地、随行、按需、无差别地获得物联网服务。”贝超说。

  打造中国版的宽带卫星群系统

  中国的航天人也不甘落后,航天科工、航天科技、中电科等公司也开始积极推进低轨道宽带卫星通信系统建设,打造中国版的宽带卫星群系统。

  吴曼青表示,目前我国空间信息网络服务的需求不断增加,但面临网络覆盖范围有限、服务能力弱等现实问题。天地一体化的信息网络实现了天基信息网、互联网、移动通信网的全面融合,是提升我国空间信息服务能力的有效途径。

  工信部最新提供的数据显示,我国农村家庭宽带普及率比城市地区低约40个百分点,尚有约5万个未通宽带行政村,其中98%以上集中在中西部地区。

  中国联通网络技术研究院首席专家马红兵介绍说,我国电信普遍服务成本巨大,亟需有效补充手段。

  “互联网向空中、海上延伸必须依靠卫星运营服务业的发展,今后5年,宽带卫星通信市场将有大幅度的增长,互联网+卫星计划适逢其时。”中国卫通集团有限公司副总经理陈炳江说,卫通公司正在着手打造“海星通”“天星通”“中星无限”等系列品牌,为船舶、无人机、高铁等客户提供通信服务。


航天科工将打造四件“利器”助力“一带一路”

         新华网银川9月11日新媒体专电(记者何晨阳 陶虹)正在参加2015中国―阿拉伯国家博览会的中国航天科工集团公司副总经理刘石泉10日表示,今后一段时期,航天科工将在充分利用中国现有和规划中的空间基础设施资源的同时,全力打造四件“利器”助力“一带一路”建设。

        第一件“利器”是航天云网。据刘石泉介绍,航天云网是“互联网+航天”理念的完美体现,是产业互联网发展的创新之举,是实现“大众创业、万众创新”的重要载体。航天云网将为制造资源拥有方、制造需求方、创业者、产业投资者等提供多边服务,各国各类制造业企业均可以充分利用这个平台上的空间信息系统等各方面资源,实现创业的梦想,助力企业腾飞。

         商业遥感星座是航天科工集团的第二件“利器”。刘石泉说,航天科工拟与国内卫星应用企业、互联网企业以及金融投资商联合发起商业遥感卫星计划,建成由30余颗卫星组成的星座,提供重访周期小于2小时的高分辨率卫星光学和SAR图像,按需提供视频、高程、多光谱图像,并建设地面配套设施,对陆地、海洋、大气、环境等多种要素进行长期稳定的综合观测,满足“一带一路”沿线国家各类遥感应用需求。

          三是天基互联网。“天基互联网是未来天地一体化网络的发展趋势,航天科工已联合国内外航天企业、通信设备制造与运营企业、互联网企业等共同发起‘福星计划’,打造由上百颗卫星组成、具有全球覆盖、高带宽、短时延、用户体验好等显著特点的天基互联网。”刘石泉说,这将能为“一带一路”沿线国家随时随地提供高速、海量、安全的互联网接入服务,真正实现“遥感知、遥操作、遥应用”,同时还研发了具有快速发射功能的运载火箭和机动发射系统、移动式地面站和多种用户终端等产品,为广泛应用空间信息提供强大基础保障。

         第四件“利器”是超算平台。刘石泉介绍说,商业遥感卫星星座的建立,将产生海量的遥感数据,而这对如何高效处理数据提出了更加强烈、迫切的需求。为此,航天科工基于高效的遥感处理算法和工作流定制技术,研制推出了可按需定制行业应用整体解决方案的空天大数据智能化处理平台――超算平台,主要用于航空影像和卫星影像数据的自动化生产,其自动化程度、处理速度以及人机交互等均优于国内外同类型系统,可为卫星的行业应用提供有力的数据处理技术支持。


        2015年8月31日,俄罗斯RTI 集团公司副总经理斯韦特拉娜·阿法纳西耶娃(Svetlana Afanasyeva)向俄新社表示, 该公司与中国航天科工集团公司专家在俄MAKS-2015航展上商讨了共同发展移动卫星通信的可能性。

        她说:“在航天展上,我们在茹科夫斯基与代表中国航天工业的中国航天科工集团公司进行了谈判。其有关共同发展移动卫星通讯和研制宽带网络空间成分。”

        在谈判后,中国专家参观了RTI 集团的展示台和展品。

       RTI Systems Concern and China Aerospace Science and Industry Corporation (CASIC) discussed possible joint projects on the development of mobile satellite communications at the international MAKS-2015 air show in Russia, Svetlana Afanasyeva, the concern's deputy general director, said Monday.

       RTI Systems Concern is a world leader in radar and radar systems development for military and civil applications.

       CASIC is a state-owned hi-tech company which is the largest missile weapon designer and manufacturer in China.


       2015年7月8日,第六届俄罗斯国际创新工业展中国馆开馆仪式在叶卡捷琳堡国际展览中心举行。

        中国航天科工集团公司重点推介了“低轨宽带移动卫星通信系统”商业项目,该项目计划在近地轨道部署49颗小型宽带通信卫星组成卫星星座,并在地面建设若干地面站,为“一带一路”区域用户提供总吞吐量180Gbps且与当前主流3G/4G移动通信体制以及未来5G体制兼容的宽带互联网接入服务。

   

      用户终端通过卫星与地面站进行数据交换,地面站通过光纤网与LTE核心网互联,从而实现卫星终端用户与地面宽带网络的互联互通,跨越地理障碍进行稳定信号传输,彻底突破传统地面基站对信号覆盖的限制。

       该商业项目建成后将形成太空丝绸之路,也被称之为"幸福之星" "star of happiness"。这些小卫星可以成批多星一起发射,逐渐形成全球低轨通信网络。福星联盟国家只需部署相应地面站即可获得宽带移动卫星通信系统的信息传输服务。

        航天科工的战略合作伙伴俄罗斯技术国家集团在讨论此项目,潜在的合作国家也包括中亚其他国家。

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(航天科工副总经理刘石泉向国务院副总理汪洋及俄罗斯工业与贸易部部长曼图罗夫介绍了航天科工低轨宽带移动卫星通信系统)


运载火箭应该是飞天一号小型固体运载火箭

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