2024-11-04
天创星链
一、天通卫星电话的诞生背景
2008年汶川大地震
2008 年5月12日,我国汶川发生了8.0 级特大地震,此次地震让整个震区的地面通信网络几乎全面瘫痪。在此危急时刻,人们发现手机失去信号,无法拨打电话、发送短信、上网,无法与外界进行联系,外面的救援人们和指挥单位也法即时了解灾区的动态。给救援工作造成了极大的障碍,延缓了救援进度,同时也给灾区人们造成了进一步的损失。
当时中国还没有自主的通信卫星系统以及卫星通信设备,只能去使用美国的卫星电话来开展抗震救灾工作。当时国际上有铱星、海事等覆盖全球或区域性的移动卫星通信系统,已经在个人通信、海洋运输、远洋渔业、交通物流等诸多领域广泛应用,并且在遭遇地震、洪水、台风等自然灾害时,它们能可以无障碍通信,在抢险救灾过程中发挥着极为重要的作用。
也正是汶川地震中暴露出的通信短板,让我国深刻意识到自主建设移动通信卫星系统的紧迫性。此后,我国便启动了自主移动通信卫星系统的立项论证,决心填补在卫星移动通信领域的空白。
发展历程
天通一号卫星的发展历程见证了我国在卫星通信领域不断进取的脚步。2010年,天通一号卫星正式立项,航天科技集团公司五院随即启动了对天通一号 01 星的研制攻关工作,开启了我国自主构建卫星移动通信系统的征程。
天通卫星是由中国空间技术研究院总抓研制,历经多年研发,经过不懈努力,2016年8月6日,我国自主研制建设的首颗高轨移动通信卫星天通一号01星在西昌卫星发射中心成功送入预定轨道,同月20日便打通 First Call,这无疑是一个振奋人心的开端。此后在 2017年6月,完成了东至钓鱼岛、西至红其拉甫、南至曾母暗沙,北至漠河的卫星在轨应用测试,实现了单区域 400台,多区域1000台终端同时长时间通信,充分验证了其通信能力和稳定性。2017年7月,工信部批复专用1740号段,为后续业务商用奠定了基础。
2018年3月中国电信首次面向商用市场放号,标志着中国进入到了卫星移动通信的“手机时代”,填补了中国自主移动通信系统的空白,打破依赖国外卫星移动通信服务的现状,具有重要的里程碑意义。同时国内多家企业开始进入向天通移动通信终端和芯片业务,如华力创通于同年推出了天通手持芯片和天通手持机。市场上陆续推出天通卫星业务产品,让这一先进的通信技术开始走向市场、服务大众。2018年11月,工信部发放第一张天通终端进网许可证,意味着相关终端设备达到了入网标准,能够更加规范、安全地投入使用。2019年2月,应急管理部将天通纳入地方应急管理信息化实施指南,凸显了其在应急领域的重要地位。2019年9月,中国电信终端产业联盟天通终端产业分会成立,进一步推动了产业链的协同发展。2019年12月18日,工信部批复中国电信天通业务正式商用,天通卫星业务正式全面开启服务社会之路。
2020年11月12日,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将天通一号02星送入预定轨道。
2021年1月20日,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将天通一号03星发射升空。卫星顺利进入预定轨道。
2021年9月,工信部批复中国电信“天通国际码号申请”;2023 年6月,中国电信向国际电联提交天通国际码号申请报告,国际电联正式受理,相关审核工作正在逐步开展,这一系列举措预示着天通卫星业务正朝着国际化的方向稳步迈进,有望在全球通信舞台上发挥更重要的作用。
当前天通卫星系统覆盖区域主要为中国及周边、中东、非洲等相关地区,以及太平洋、印度洋大部分海域。覆盖地形没有限制,海洋、山区、平原、森林、戈壁、沙漠均可实现通信覆盖。覆盖人群涉及车辆、飞机、船舶和个人等各类移动用户,为个人通信、海洋运输、远洋渔业、航空救援、旅游科考等各个领域提供全天候、全天时、稳定可靠的移动卫星通信服务,支持语音、短消息和数据业务发生自然灾害时,天通一号的应急通信能力可以发挥极大作用。
天通卫星系统是由中国电信承担民用系统的建设、运营和推广工作,将与地面移动通信网络共同构成广域立体、泛在接入的空间信息网络。
二、天通卫星电话的工作原理及构成
通信系统构成
天通卫星电话主要依靠天通一号卫星通信系统实现通话功能,该系统主要由通信卫星(系统)、地面测控站、通信地球站(关口站)、卫星电话等部分构成。
通信卫星处于太空之中,负责转发、中继或再生通信信号,就像是一个“空中桥梁”,让不同区域的信号能够借助它得以传递。比如,当一端的用户发出信号后,通信卫星能接收到并进行相应处理,然后把信号转发到目标方向。
地面测控站的作用十分关键,它负责对卫星跟踪、遥测、遥控、状态监视和位置保持。通过各种专业设备和技术手段,时刻掌握卫星在太空中的具体情况,确保卫星能够稳定且准确地运行在既定轨道上,一旦发现卫星有任何异常或者偏离轨道等情况,地面测控站可以及时发出指令进行调整。
通信地球站(关口站)则搭建起了用户与卫星之间信号收发、传递的通道,其可设置在陆地、海上或空中等不同位置。它能够接收来自用户终端的信号,并将其传递给卫星,同时也能把卫星转发来的信号接收后再传递给相应的用户,是实现信息交互的重要中转站。
而天通卫星电话就是由用户直接使用的终端设备,在用户与通信地球站或用户与卫星之间建立通信链接,方便用户随时随地拨打电话、发送短信以及进行数据传输等操作,满足人们在不同场景下的通信需求。这些部分相互协作配合,共同构建起了天通一号卫星通信系统,使得天通卫星电话能够在诸多复杂环境下发挥作用,为人们提供稳定可靠的通信服务。
工作原理简述
天通卫星电话的工作原理是利用天通一号卫星作为中继站,来转发无线电信号,进而实现在不同地球站之间的通信。
具体来说,当用户使用天通卫星电话发起呼叫时,终端设备会先将包含呼叫信息的无线电信号发送出去,这些信号以特定的频段传输,向空中的天通一号卫星“进发”。天通一号卫星在接收到来自用户终端的信号后,会对信号进行相应的处理,例如放大、频率转换等操作,然后再把处理后的信号转发向目标地球站或者目标用户终端所在的方向。
同样,当有信号要回传给发起呼叫的用户时,也是先将信号发送给天通一号卫星,卫星再把信号转发给对应的用户终端,终实现双方之间的通信。无论用户身处沙漠、高原、戈壁、极地、海洋等地面蜂窝移动通信网络不能覆盖的区域,还是在其他极端环境下,只要处于天通一号卫星的覆盖范围内,都可以借助这一工作原理,通过天通卫星电话实现全方位、全天候的话音、数据等卫星移动通信服务,确保通信信号能够持续稳定,让用户始终保持与外界的联系。
三、天通卫星电话的功能亮点
(一)覆盖范围极广
天通一号卫星是静止同步轨道卫星,其高度达36500 公里。目前已有 3 颗星覆盖,分别于 2016 年、2020 年、2021 年发射升空。天通一号卫星采用点波速覆盖,实现高密度信号双向语音、短信、数据通信,覆盖区域涵盖中国的领土领海和周边区域,以及中东、非洲等相关地区,太平洋、印度洋大部分海域也都在其覆盖范围内。
与广播电视信号区域波束覆盖范围不同,它可以为中国及周边、中东、非洲等相关地区,还有太平洋、印度洋大部分海域的用户,提供全天候、全天时、稳定可靠的话音、短消息和数据等移动通信服务。无论是海洋、山区、草原、戈壁、沙漠这些地形,还是在出现洪涝、地震等地质灾害,地面移动通信网络不具备通信条件之时,只要处于天通一号卫星的覆盖范围内,都能实现无缝覆盖,不受地域限制,满足用户在郊区户外、森林、沙漠、海洋、高山等地面移动通信网络覆盖不到的偏远区域的卫星通信需求,真正做到全方位保障通信。
多场景通信模式
天通卫星电话有着丰富且实用的通信功能,它支持语音、短消息、数据通信及位置服务等。并且它还集成了地面4G/5G 网络、公网对讲、等多种通信模式,具备很强的适用性。例如天创星链科技推出的X5u 5G卫星统合通信手持机,采用用了紫光展锐国产化CPU,不仅支持4G/5G基功能,同时还融合集成了天通卫星电话、北斗三号短报文、低轨卫星通信、Mesh自组网、公网对讲、RTK厘米级高精度定位等多个功能,极大的方便了行业用户的选择与应用。
例如在日常使用中,当处于有地面网络信号覆盖的区域时,它可以借助地面4G/5G 网络,像普通手机一样方便快捷地进行通信,享受高速稳定的数据传输、流畅清晰的语音通话等服务;而当进入到一些地面蜂窝移动通信网络不能覆盖的区域,比如偏远山区、茫茫沙漠、辽阔海洋等地方时,它则会自动切换到卫星通信模式,依靠天通一号卫星系统来保障通信畅通,实现话音、短信、数据通信以及位置信息的传递等。同时,公网对讲功能在多人协作、团队作业等场景下,又能发挥出即时沟通、群组交流的优势,极大地满足了不同场景下人们的通信需求,真正成为了人们手中多功能的通信利器。
应急功能强大
天通卫星电话的应急功能十分突出,在关键时刻能够发挥关键作用。它具备一键SOS 紧急呼叫功能,当使用者遭遇紧急情况时,只需简单按下相应按键,就能立即向预设好的救援人员发送求救短信并拨打求救电话,并且求救短信中会附带使用者当时所处位置的信息,这对于救援人员来说,可以精准地定位求救者的位置,极大地缩短了救援响应时间,为保障使用者的生命安全争取到了宝贵时机。
此外,在一些极端情况下,比如断电等意外发生时,它依靠内置的大容量电池,依然能够持续工作,实现全天候在线,不会出现因外部供电中断而失去通信能力的情况。像在地震、洪水等自然灾害现场,地面通信设施往往容易遭到破坏,电力供应也可能中断,但天通卫星电话却能凭借其强大的应急功能,保持通信畅通,为抢险救灾指挥、受灾群众求救等提供稳定可靠的通信保障,成为应急救援场景中不可或缺的重要通信工具。
终端类型多样
为了适应不同的应用场景,天通卫星电话研制出了多款终端类型,包括手持机、便携盒子、宽带上网终端、数据采集终端、天通平板电脑和固定卫星电话等。
手持终端小巧轻便,方便携带,适用于个人在野外出行、户外运动、偏远地区探险等场景下使用,使用者可以随时随地拿出来进行通信联络;便携终端在保证一定通信功能的同时,进一步优化了携带的便捷性,适合在需要频繁移动且对通信有较高要求的场合使用,比如地质勘测人员在不同勘测地点之间转移时使用;载体终端则可以安装在车辆、船舶、飞机等交通工具上,为交通运输、远洋渔业、航空客运等行业提供稳定的卫星通信服务,保障它们在行驶或飞行过程中的通信需求;数据采集终端侧重于对各类数据的采集与传输,多用于一些需要远程收集、回传数据的特殊工作场景,像野外数据采集、环境监测等领域;而固定终端一般安装在室内特定位置,例如在应急指挥中心、偏远地区的办公场所等,它能够提供较为稳定可靠的通信服务,成为区域内的通信枢纽,即使在面对恶劣天气、地质灾害等情况,也能保障通信不断档,助力指挥调度等工作顺利开展。
四、天通卫星电话的应用场景
应急救灾领域
在应急救灾领域,天通卫星电话肩负着极为重要的通信重任。当自然灾害如地震、洪水、台风等发生时,地面通信设施往往容易遭到严重损坏,手机等依赖地面基站的通信设备会失去信号,导致救援指挥、协调以及信息传递等工作陷入困境。
例如,在某次地震灾害中,震区的地面通信网络近乎全面瘫痪,常规通信手段失效。而天通卫星电话凭借其不依赖地面基站、通过天通一号卫星作为中继站转发信号的特点,依旧可以正常使用。救援人员利用天通卫星电话,能及时向指挥中心汇报现场受灾情况、被困人员位置等关键信息,指挥中心也可以依靠它向各个救援小组下达精准的救援指令,保障了救援工作有条不紊地开展。
又比如在防汛救灾时,面对洪水冲毁通信基站、淹没部分区域的情况,天通卫星电话可以在临时搭建的应急指挥场所投入使用,确保防汛单位之间的应急指挥及值守电话畅通,让信息能够及时传递,为抢险救灾争取宝贵时间。像三明市在遭受持续性强降水侵袭,多地通信设施受损、部分村镇面临通信中断风险时,中国电信利用天通卫星能力,保障了通信可靠畅通,应急指挥人员、抢险工作人员通过天通卫星第一时间传递一线灾情、部署救援决策,受灾地区群众也可借此向家人报平安。
此外,天通卫星电话室内固移两用座机终端在应急救灾中也发挥着独特作用,它可以满足24 小时入网待机,室内固定工位待机 “站岗”,通过智能管理平台,还能进行云端管理,实时监控设备信息、位置情况、在线状态等,真正做到云端管理、实时 “在岗”。在极端灾害发生,出现 “三断”(断路、断电、断网)情况时,依然能确保应急现场和指挥中心信息互通,实现 “找得到人”、“通得上话”,助力高效指挥调度。
室内指挥中心
在应急、消防、公安、武警、交通、人防、水利、国土、能源等部门的室内指挥中心,天通卫星电话是不可或缺的重要通信工具。
这些部门在执行任务、应对突发事件时,需要一个稳定可靠、能保障指挥调度信息通畅传达的通信方式。室内指挥中心往往承担着汇集各方信息、下达决策指令的关键任务,一旦通信不畅,整个应急处置、救援行动等都可能受到严重影响。
天通卫星电话室内固移两用座机终端在这里就展现出了优势,它的工作原理是可以将天通卫星手持终端放在室内座机上,通过座机连接室外天线接收信号,并能像普通座机一样方便使用。它支持天通一号卫星网络,还支持定制4G/5G 全网通、网络和对讲等多种通信模式,能够实现天通卫星电话的接打、卫星短信的收发、卫星定位、位置上报、SOS、一键报警等功能,内置大容量电池,即便遇到断电等突发情况,仍可以继续使用,真正实现全天候在线。
比如在消防部门应对城市火灾时,室内指挥中心依靠天通卫星电话与现场消防员保持密切联系,实时掌握火势情况、人员位置等信息,精准指挥调度灭火行动;公安部门在处理重大案件、执行安保任务时,通过天通卫星电话保障各个指挥层级以及不同行动小组之间信息传达及时准确,确保任务顺利推进。
偏远地区保障
在偏远乡村、电力能源开采区域等地面信号薄弱地带,天通卫星电话成为了至关重要的通信枢纽。
许多偏远乡村地处山区、荒漠等地理环境复杂的区域,地面通信基站建设难度大、覆盖范围有限,导致手机信号不稳定甚至无信号,村民对外联系极为不便,这也给乡村的运营管理以及应对突发状况带来诸多阻碍。而天通卫星电话能很好地解决这一问题,为乡村提供稳定通信服务,方便村民与外界沟通,也有助于村里在遇到自然灾害、紧急事件时及时向外界求救或汇报情况。例如在一些易发生自然灾害的偏远乡村,天通卫星电话室内座机可以作为村内的通信枢纽,保障基本的通信需求。
对于偏远的电力设施或能源开采区域而言,其运营和维护工作需要持续稳定的通信保障,以便工作人员能及时汇报工作进展、遇到的问题以及接收上级指令等。但这些区域往往距离城市较远,地面信号差,天通卫星电话的出现就弥补了这一通信短板,让工作人员可以随时随地与外界取得联系,确保电力能源开采等工作的正常开展。像在一些深山里的水电站、偏远的煤矿区域,天通卫星电话保障了工作人员与外界的信息交互,助力日常运营及应急处理等工作顺利进行。
海上通信应用
在远离陆地的海域,地面信号无法覆盖,天通卫星电话安装在船舶舱室内,为海上活动提供了关键的通信保障,满足海警监察、远洋渔业等众多海上活动的通信需求。
对于海警监察工作来说,执法人员在广阔的海域执行巡逻、执法等任务时,需要时刻与岸上指挥中心保持联系,汇报海上情况、接收行动指令等,天通卫星电话稳定的信号传输和可靠的通信功能,确保了监察工作能够顺利开展,遇到紧急情况也能及时反馈并获得支援。
在远洋渔业方面,渔民出海作业,特别是在远海区域,普通网络无法覆盖,天通卫星电话就成了他们与陆地、与家人联系的重要工具。比如福建泉州在“开渔” 期,为全市 1449 艘大中型渔船配置了天通卫星电话,保障渔船与岸台的即时通信联络,让渔民在海上不失联,也增强了渔船的风险预警能力;寿光市海洋渔业发展中心为 110kw 以上渔船配备天通卫星电话,其具备信号稳定、通话高清等技术优势,能在降雨、潮湿、盐雾等极端环境下提供通话、定位功能,有效解决了渔民出海应急通信难题,助力 “平安渔业” 建设。
总之,天通卫星电话在海上通信应用场景中,打破了地理位置的限制,为海上活动搭建起了可靠的通信桥梁。
五、未来展望
展望未来,天通卫星电话有着广阔的发展前景。在拓展国际市场方面,随着工信部批准中国电信获得用于卫星通信业务的国际电信码号资源,以及向国际电联提交申请并被受理等积极进展,天通卫星业务迈向国际化运营新阶段。这意味着其将有机会在全球范围内,为海洋运输、远洋渔业、航空救援、旅游科考等众多领域的国际用户提供手机直连卫星通信服务,打破地域限制,与国外同类产品竞争,进一步提升我国卫星通信产业在国际市场上的影响力和竞争力,有望像海事、铱星等卫星通信系统一样,在全球通信领域占据重要一席。
在进一步优化性能上,技术研发的持续投入将促使天通卫星电话不断升级。例如在信号传输方面,有望通过改进卫星的通信技术和优化地面测控站等环节,进一步增强信号抗干扰能力,提高在恶劣天气、复杂电磁环境下的通信稳定性;终端设备也会朝着更小巧轻便、功耗更低、功能更强大的方向发展,如提升电池续航能力、优化搜星速度、加强智能降噪效果等,使用户体验更加优质便捷。
而在扩大应用领域方面,其潜力更是不可限量。除了现有的应急救灾、室内指挥中心、偏远地区保障、海上通信应用等场景外,随着物联网、大数据、人工智能等新兴技术的融合发展,天通卫星电话可以与各类智能设备连接,实现更多样化的数据采集与传输功能,比如在野外生态环境监测、无人区资源勘探等领域助力数据回传;还可以应用于远程教育、远程监测等
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