今年是“国际通信年”。与此合拍的是日本在今年跨入卫星通信时代。日本国内通信卫星“樱花2号—a”发射成功,并计划在明年发射广播卫星。从宇宙进行通信和广播,电波事业的前程是无限广阔的。
1983年2月4日东京时间下午5点37分,N—II火箭3号机从日本鹿儿岛县种子岛宇宙中心直冲云霄。火箭正常飞行,发射后约27分钟,人造卫星脱离第三节火箭。
这颗命名为“樱花2号—a”的人造卫星是人们期待已久的国内通信卫星。正是它,拉开了日本卫星通信时代的帷幕。“樱花2号—a”按预定计划顺利运行,于2月24日进入高度为36,000公里的静止轨道,静止位置为东经132度的赤道上空,也就是新几内亚西部当空。
“樱花2号—a”外形为圆筒形,直径约220厘米,包括天线在内总高度约330厘米。卫星侧面布满太阳能电池,卫星总重量约350公斤。卫星携带有微波中断器两个系统,准毫米波中断器六个系统。
传送容量以电话换算约4000线路,微波频带覆盖全日本,而准毫米波覆盖面为日本本土。这颗国内通信卫星在世界上最先采用传输容量大的准毫米波频带。因此,“樱花2号—a”作为通信卫星的先驱者而引起世界上的广泛注意。
“樱花2号—a”构造上与1977年12月发射的实验卫星“樱花”大致相同,但国产化率比“樱花”高,并在减轻重量方面进行了尝试。此外,计划在今年夏天发射同型的国内通信卫星,以作为“樱花2号—a”的后备。
当前,在确保非常灾害时的通信,设置连结孤岛及边远地区的通信线路方面,都要实际运用“樱花2号—a”。
空中电缆
通信的基本之点是从某一场所向另一场所传递信息、因此,首先要将信息变成信号,通过某种物理媒介体(传输路)传送出去,最后将此信号变成信息。
对于通信来说,传输路要完成的任务是很多的。例如,1858年敷设了横跨大西洋连结美国和欧洲的海底电缆,由于技术上没有成熟,至实际使用花了六十五年时间,而且只能通一路电话。
国际电话的普及是1965的事了。当时连接美国和欧洲两个大陆的电话线路仅36路。
然而,现在包括电话在内,电视、电信或传真等等利用新媒介质来传输,这样的国际间线路实际已达到四万路以上。仅仅四分之一个世纪的时间,无数载着各种信息的电波就在世界上传播了。
加速发展这样的国际通信网的预兆是1957年苏联发射了世界上第一个人造卫星。
电波的中继站位置越高,通信网所覆盖的面积就越大。讲一下超短波,其波长短于短波,由于能穿透电离层,所以如在地面上进行长距离通信,就必须每隔一百公里设置一个中继站。从这一点来说,人造卫星是最好的中继了。
1962年,美国发射了静止实验用通信卫星,同欧洲的电视转播取得成功,打开了利用宇宙空间的通路。三年后,“晨鸟”开始了二百四十路电话服务,并诞生了国际公司——国际卫星通信组织。
现在国际卫星通信组织拥有的卫星在大西洋上有三颗,在太平洋上有一颗,在印度洋上有四颗,另外还有七颗预备卫星。由这八颗卫星构成了覆盖全球的世界通信网。
有一百二十个国家参加了国际卫星通信组织。日本的国际电信电话公司(KDD)也提供了资金,成为发展卫星通信网的一员。不过,除了参加国以外,也有的国家认识到利用卫星的重要性,所以设置地面站的国家上升到一百二十四个,地面站的数量达到二百个左右。
海事卫星通信网于1976年开始运用。它是连接海上航行的船舶同陆地间的通信网,这是与国际卫星通信组织不同之处。
以前远洋船舶通信使用短波,通信质量差,且分配的频带窄,干扰严重,不能适应日益发展的需要。
因此,美国在W76年向大西洋上空发射了海事卫星“玛利萨1号”,同年6月又向太平洋上空发射了“玛利萨2号”,开始了以海上航行的船舶为对象的通信业务。那年7月,美国将这两个卫星向全世界开放。日本趁此时机加入了该组织。
另一方面,联合国的IMCO(政府间海事协定机构)为了根本改善海上航行通信,计划将商用国际海事卫星实用化,并设立了国际海事卫星机构。日本也参加了该组织。
现在国际海事卫星机构已运用“玛来柯斯”、“MCS”、“玛利萨”等卫星。船舶局约一千个。
国际卫星通信组织传输固定的地面站之间的通信,所以全部卫星在赤道上空36,000公里的圆形轨道上,绕着地球作与地球自转周期相同的运转,即所谓“静止卫星”。国际海事卫星也是静止卫星,但通信覆盖面积大;且因为船舶局通信设备小,故输出功率也大。
显露头角的国内卫星通信
这样的通信卫星最初作为地理上隔绝的地球上两地之间的通信手段而出现的,而适用于国内通信是近来的事情。
加拿大是世界上最早建立国内通信系统的国家,早在1977年就发射了“阿尼克”号卫星。加拿大国土辽阔,而人口稀少,故设法最大限度利用卫星通信技术。现在加拿大已发射了“阿尼克”号三颗卫星,在加拿大的特列斯脱上空运行。
美国根据1962年的卫星通信法规定,卫星通信只限于国际间使用,所以国内卫星通信晚于加拿大。然而由于“阿尼克”号卫星成功,美国急速采取“自由天空”(复数渗入)政策,奖励一般企业发射和运用通信卫星。
这样上天的美国最初国内通信卫星有电信电话公司的“韦斯特”号两颗卫星。现在美国有六个国内卫星通信系统,使用和运行的卫星有十一颗。
其中特别引人注目的是商用卫星通信公司(SBS)的通信网服务。这个SBS公司是由三家公司的分公司联合成立的。这三家公司是:美国计算机业界巨头IBM公司,在卫星通信方面最有经验的美国通用卫星通信公司,美国最大的综合性保险公司爱脱奈公司。
SBS公司成立于1975年,拥有现在和去年11月在宇宙飞船上发射的“SBS—1”、“SBS—2”、“SBS—3”三颗卫星。它所提供的服务包括长距离电话、传真、电视会议、高速数据传输等不同种类的信息(声音、图像、资料),并将这些全部数字化提供给综合通信网。
如果利用SBS公司的通信网,本公司就能与美国各地的某分公司和工厂等进行卫星通信,故利用者多数为大企业。
作为运用国内卫星通信系统的国家还有苏联和印度尼西亚。苏联利用活动型通信卫星“闪电”和静止型卫星,满足了国内通信的需要。印度尼西亚利用美国为其发射的通信卫星“巴拉帕”将众多岛屿的通信连接起来。
今后制定了国内卫星通信计划的国家还有印度、法国、澳大利亚、中国、阿拉伯联盟。还有借用国际通信卫星组织以改善国内通信的国家也在增加。
与先进国家相比,日本稍有落后。但这次“樱花2号—a”的成功,使日本加入了先进的行列。
从宇宙发送的通信和广播
通过卫星越是大型,每一通路的成本就越低。因此,国际卫星通信组织从1号卫星“晨鸟”到1980年12月发射在大西洋上空的v号卫星,卫星越来越大型化了。
关于国内通信卫星也是一样,在“樱花2号—a”之后,按计划将在1987年发射的命名为“CS—3”的换代卫星。这颗卫星重量为550公斤,中断能力为六百路,比“樱花2号—a”增加了二百路。
而且作为将来计划,将要研制更大型的重量数吨的国内通信卫星。现在正在使用的最大型卫星——国际通信卫星组织的v号卫星,其重量约一吨。可见将来的大型卫星将为其数倍。如果重量为四吨的卫星发射上去,就可拥有十万通路的能力。
现在“樱花2号—a”正如前面所提到的那样,被用于小笠原等孤岛通信、灾害时的非常通信和将在1985年建立频段举办科学知识临时询问线路等等。
然而,超高速的传真、CATV(有线电视广播)的节目分配、数据通信等也在进行试验研究。
特别是CATV,它是从难视听对策中产生的新的方法。在美国,用发展通信卫星的方法使通路数目以等比级数增长,出现了许多民营广播公司。在日本,也正在出现申请新开业的企业。这个是因为预期到由国产通信卫星产生的CATV发展之故。
还有在方式上与通信卫星略有不同的广播卫星2号(“BS—2”)预定明年前发射上天。这是在五年前发射的实验用中型广播卫星“百合花”号基础上来研制的卫星。
通信卫星如作为宇宙的电波中继站,广播卫星相当于电视塔,将地面上送来的电视电波进行放大、变换频率而发送出去。也就是从宇宙中卫星能将“活”图像送入家庭电视接收机里。
“BS—2”卫星外形为箱形,尺寸为130×120×130厘米;两侧有蝴蝶那样的翅膀,翅膀上布满太阳能电池。卫星总重量为350公斤。卫星带有频率为12兆赫的三通路发送机,输出功率为一百瓦。
这个卫星覆盖的范围为北起北海道,南至小笠原,西到冲绳,难视听地区大大变窄。在日本本土中部用直径约一米的抛物面天线能够接收,在小笠原这样的孤岛用直径为四五米的抛物面天线也能接收到。就是说,同时能向包括孤岛在内的全日本列岛广播。
在三道通路中,两道被日本广播协会(NHK)使用,一道作备用。
如果跟着“BS—2”一个接一个地连续发射广播卫星,在民营广播方面会看到形形色色的广播系统。
还要提及的是“BS—2”,它是世界上第三广播卫星。现在在西侧运用的广播卫星,仅是加拿大的“阿尼克—B”,输出功率为二十瓦,仅是日本“BS—2”的五分之一。当然电波所及范围也变窄了。目下在研制输出功率大的广播卫星方面有西德、法国、美国和ESA(欧洲宇宙开发联合中心),日本也似乎走在前列。
现在,日本电信电话公司明确提出二十一世纪高度信息通信系统(INS)的设想。这是将以模拟为中心的电通信网数字化,将传真、数据通信、图像通信等等全部综合化,建立起谁都能在任何时间和地方取送必需信息的通信系统。这将作为公元2000年实现的目标。
以“樱花2号—a”作为开端的日本实用通信卫星将成为承担上述这个ISN设想的重要支柱。
[COSMO(曰),1983年第5期]