全球通信網，包括固定的和移動的通信網，能夠實現全球一個地點至另一地點可以迅速接通，而且所需資費成本不貴，需要充分利用天空中運行的通信衛星。近年來，國際上使用高速數據通信業務的傾向越來越明顯，甚至要求使用數據、話音、視圖相結合的多媒體通信，包括活動的、彩色的多媒體通信；要求全球一個地點至另一地點可以迅速接通，而且所需資費成本不貴，人們樂於使用。這意味著，對於全球通信，衛星將起到重要的和必不可少的作用。
基本介紹
- 中文名：全球通信網
- 外文名：Global Communication Networks
- 簡稱：GCN
- 實現手段：越洋電纜、海底光纜、通信衛星
- 用途：國際上的高速數據通信
- 覆蓋範圍：全球
概念,三類通信衛星GEO/LEO/MEO,移動通信向寬頻發展,首顆量子衛星建立全球通信網,
概念
通信技術的發展為實現全球通信網正在克服距離、時間、造價和語言上的障礙。40年前第一條跨越大西洋的電話電纜的建成是全球通信的開始。全球的通信網，包括固定的和移動的通信網，能夠實現全球一個地點至另一地點可以迅速接通，而且所需資費成本不貴，需要充分利用天空中運行的通信衛星。近年來，國際上使用高速數據通信業務的傾向越來越明顯，甚至要求使用數據、話音、視圖相結合的多媒體通信，包括活動的、彩色的多媒體通信；要求全球一個地點至另一地點可以迅速接通，而且所需資費成本不貴，人們樂於使用。實現全球通信主要有三方面的問題：越洋洲際通信通道、通信網的規劃、管理和控制、通訊智慧型化連網。
三類通信衛星GEO/LEO/MEO
天空中運行的用於與地面通信的人工衛星很早就存在了，不過那僅是在大約36000Km的高空與地球同步運行的衛星，因而稱為同步衛星。這種衛星從地面上看位置好象是固定的，因而也稱為GEO(Geostationary Earth Orbit)衛星。因離地很遠，從地面至衛星和從衛星至地面，信號傳輸各需要0．25s的時間，也就是從地面至GEO衛星的電磁波傳輸來回共需0．5s，這當然對人們進行實時會話是不利的，只能說是勉強使用。
一個同步GEO衛星的傳輸信號可以覆蓋地面上很廣闊的地區。凡是位於這一地區的通信用戶，只須通過這個GEO衛星，就可以和這一地區內的通信用戶直接互相通信。三個這樣位於天空不同位置的GEO衛星，就可滿足幾乎全球通信用戶的通信需要。三個這樣在高空運用的GEO衛星，離地高度相同，在高空中依次相隔距離相同，靠近的兩個GEO衛星總是置備空中星際聯繫，因而可以把一個或兩個大區內用戶所發信息轉移至其它大區內的用戶接收，甚至讓不同大區內的用戶直接通話。
為了改進衛星通信，國際上曾提出新的建議，包括“低軌道衛星”LEO(Low Earth Orbit)和“中軌道衛星”MEO(Medlum Earth Orblt)兩類新型通信衛星。LEO衛星距地面500～2000Km，它們離地面比GEO衛星低得多，與地面互通的來回時間約為10-40ms，遠小於上述GEO衛星與地面的來回時間，但LEO衛星需要多個衛星依次運行才能環繞地球一周，每個LEO衛星的覆蓋面積較小，多個運行才能覆蓋全球。地面上某一地區的通信用戶在某一時間看到某一LEO衛星，隔一時間看到其後的另一LEO衛星。這樣，用戶把需要通信的要求發給他看得見的一個LEO衛星，由它傳送給前面行進的其它LEO衛星，達到與其他用戶通信的目的。
MEO衛星距地面約10000Km，單個的MEO衛星比單個的LEO衛星對地球的覆蓋面積大，因此環繞在地球上空的MEO衛星個數少於LEO衛星，也就是說地面上的用戶與每一個MEO衛星的接觸時間較長，但往返聯繫的時間卻比GEO衛星要短，因此MEO衛星是LEO衛星與GEO衛星的很好折中。
移動通信向寬頻發展
近年來，陸地上無線移動通信的蜂窩網建設進展非常迅速，2G即將過渡到3G。國際上準備推行“通用移動通信系統”UMTS(Universal MoblLe TelecommunicationSystem)，其數據通信傳送能力也即頻頻寬度容量向2Mbps發展，形成“移動寬頻業務”藉以適套用戶新的通信需要，能夠接入地面上固定的國際網際網路，甚至在不遠的將來形成“稱動網際網路”。
為了實現全球通信，移動網際網路通信系統UMTS必須與天空的衛星有一定的聯繫，它被稱為S-UMTS，S代表衛星，這種S-UMTS必然與陸地移動通信網有聯繫，提供數字通信速率達2Mbps。一般地，S-UMTS能夠對各個用戶提供移動的多媒體業務，數字速率達144Kbps。衛星寬頻通信業務原來運用於Ka頻段，衛星上有信號處理裝置，並且有星際聯繫能力，在不遠的將來，能對固定用戶終端提供較高的數字通信速率。有些系統對上行線路可提供16Kbps～2Mbps或6Mbps的速率，對下行線路提供16Kbps～64Mbps或92Mbps的速率，數字速率最高的系統上行提高至20Mbps，下行可達155Mbps。全球對UMTS規定使用的頻帶為1885～3025MHzT和2110～2200MHz，僅30MHz頻寬供衛星使用，現在移動衛星系統MSS的上行和下行線路分別使用L和S頻段，而饋線C頻段只提供窄帶業務。但為了適應移動用戶的寬頻業務，只能使用Ka頻段20一30GHz和特高頻段EHF的40～50GHz。
首顆量子衛星建立全球通信網
8月16日1時40分，我國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛星（簡稱“量子衛星”）“墨子號”發射升空。這將使我國在世界上首次實現衛星和地面之間搭載起跨度更大、更安全的量子通信，這也意味著有朝一日一個極其安全的全球通信網路將建立。
什麼是量子衛星？又有多安全呢？量子科學實驗衛星工程首席科學家潘建偉表示：“量子通信是迄今唯一被嚴格證明為無條件安全的通信方式，量子不可分割、不可複製，所以能保證加密內容不被破譯，可以從根本上保障信息安全、保護全人類的隱私。” 理論上絕對安全的通信一旦實現，政府、軍隊和銀行，乃至全社會都將獲益。
“墨子號”在軌運行的未來兩年時間內，首要科學目標就是和地面台站一起展開星地之間的量子通信科學實驗，藉助衛星平台進行星地高速量子密鑰分發實驗，並在此基礎上進行廣域密鑰量子網路實驗。
據了解，重達585千克的太空飛行器中含有一塊能夠產生糾纏量子對的晶體，這些量子對將被發射到中國和奧地利的地面衛星接收站中，從而形成一個“密鑰”。實現量子通信將使建立安全的全球通信網路成為可能，通信雙方能夠使用這個密鑰進行交流。
