光纤通信的发展可以分为三个阶段［1］：第一阶段从1966年到1976年，这是从基础研究到商业应用的开发时期。第二阶段从1976年到1986年，这是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期。第三阶段从1986年到1996年，这是以超大容量、超长距离为目标，全面深入开展新技术研究的时期。
光纤通信以光作为信息载体，利用光纤（图7．1）传输携带信息的光波以达到通信之目的。数字光纤通信系统由光发送机、光接收机、光纤构成。光纤通信具有以下优点：
（1）通信容量大
一根光纤可同时传输24万个话路，比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出几十倍乃至上千倍。波分复用技术是把一根光纤当作几根、几十根光纤使用，通信容量近乎无限。
图7．1 光纤封装
（2）保密性能好
光波只在光纤芯区进行传输，不存在传统的电磁波辐射，因此其保密性能好，同时也不怕外界强电磁场的干扰，抗干扰能力强。
（3）便于施工和维护
光纤体积小、重量轻。光缆的铺设方式方便灵活，既可以直埋、管道敷设，又可以在水底和架空铺设。
（4）中继距离长
光纤具有极低的衰耗系数，目前商用化石英光纤已达0．19dB／km以下，配以适当的光发送与光接收设备，中继距离可达数百千米以上，特别适用于长途一、二级干线通信。
光纤网络的应用包括构成通信网、构成因特网的计算机局域网和广域网、有线电视网的干线和分配网，以及综合业务光纤接入网（图7．2）。
7．2．2 微波通信
7．2．2．1 概述
由于各波段的传播特性各异，因此可以将其用于不同的通信系统。例如，中波主要沿地面传播，绕射能力强，适用于广播和海上通信;短波具有较强的电离层反射能力，适用于环球通信;超短波和微波的绕射能力较差，可作为视距或超视距中继通信。
微波的发展与无线通信的发展是分不开的［5］。1901年，马可尼使用800kHz的中波信号进行了世界上第一次从英国到北美纽芬兰的横跨大西洋的无线电波通信试验，开创了人类无线通信的新纪元。在无线通信的初期，人们使用长波及中波来通信;到了20世纪20年代初，人们发现了短波通信;随着20世纪60年代卫星通信的兴起，微波就一直是国际远距离通信的主要手段，并且对目前的应急通信和军事通信产生了重要的影响。
图7．2 宽带综合业务网
用于空间传输的电波是一种电磁波，其传播的速度等于光速。无线电波可以按照频率或波长进行分类和命名，通常把频率高于300MHz的电磁波称为微波。微波按照频率的不同还可以进行细化分类，如表7．1所示。
表7．1 微波分类
微波通信是20世纪初期的产物，由于其通信容量大、投资费用小（约占电缆投资的五分之一）、建设速度快、抗灾能力强等优点，从而取得迅速的发展。在20世纪40年代到50年代间产生了传输频带较宽、性能较稳定的微波通信，并且成为长距离大容量地面干线无线传输的主要手段。微波通信的模拟调频传输容量高达2 700路，还可同时传输高质量的彩色电视。
7．2．2．2 6110无线局域网通信系统
土耳其ASELSAN公司6110无线局域网系统在指定环境下可提供快捷、方便、安全可靠的无线网络，与有线系统相比，更加高效、便捷并且易于安装，同时节省了布线的成本。该系统被设计用来运行控制、通信等实际应用，以满足高速率和高安全性通信需求。
6110（图7．3）工作在2．4GHz频段，采用ETSI（欧洲电信标准化协会）和FCC（美国联邦通信委员会）标准，由三个部分组成：6111高安全性PC卡片机、6112安全节点和6114设备。6111是PCMCIA类型卡片机，通过6112节点接入网络。6112作为一个接入局域网的节点（通过802．3端口），同样具有网络管理能力。
整套系统在安全性方面具有以下特点：自动控制、密钥生成和过滤、CIK（进入控制）。
图7．3 ASELSAN 6110TS－WLAN
6111高安全性PC卡片机配置如表7．2所示。
表7．2 6111PC卡片机配置
6112安全节点配置如表7．3所示。
表7．3 6112安全节点配置
7．2．3 卫星通信
7．2．3．1 概述
卫星通信是宇宙无线电通信形式之一［2］，它是利用人造卫星作为中继站转发无线电波，在两个或多个地面站之间进行通信。
卫星通信系统实际上也是一种微波通信，它以卫星作为中继站转发微波信号，在多个地面站之间通信。卫星通信的主要目的是实现对地面的“无缝隙”覆盖，由于卫星工作于几百、几千甚至上万千米的轨道上，因此覆盖范围远大于一般的移动通信系统。但卫星通信要求地面设备具有较大的发射功率，所以不易普及使用。自1957年苏联发射第一颗人造卫星以来，人造卫星即被广泛应用于通信、广播、电视等领域。1965年第一颗商用国际通信卫星被送入大西洋上空同步轨道，开始了利用静止卫星的商业通信。卫星通信系统由卫星端、地面站、用户端三部分组成。卫星端在空中起中继站的作用，即把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站。地面站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户可以通过地面站出入卫星系统形成链路。地面站还包括地面卫星控制中心及其跟踪、遥测和指令站。用户端就是各种用户终端。在微波频带中，整个通信卫星约占500MHz的工作频带，为了便于放大和发射及减少变调干扰，一般在卫星上设置若干个转发器，每个转发器分配一定的工作频带。目前的卫星通信采用频分多址技术，不同的地面站占用不同的频带，即采用不同的载波，比较适用于点对点大容量的通信。近年来，时分多址技术也在卫星通信中得到了较多的应用，即多个地面站占用同一频带，但占用不同的时隙。与频分多址技术相比，时分多址技术不会互调干扰，不需要用上下变频把各地面站信号分开，适合数字通信，可根据业务量的变化按需分配传输带宽，使实际容量大幅度增加。另一种多址技术是码分多址（CDMA），即不同的地面站占用同一频带和同一时间，但利用不同的随机码对信息进行编码来区分不同的地址。CDMA采用了扩展频谱通信技术，具有较强的抗干扰能力，有较好的保密通信能力，还可以灵活调度传输资源，比较适合于容量小、分布广、有一定保密要求的系统使用。
卫星通信主要有以下几个特点：第一，通信距离远。卫星通信的建站成本同其通信的距离不存在联系，各通信站之间通过卫星通信系统连接，只要满足信息传输的要求，其通信质量就能得到保障，不会因为通信站间距离过远、地面自然条件恶劣等因素而受到影响。第二，与广播的工作形式相同，利于多址连接的实现。卫星通信不同于散射、微波接力等点对点或干线的通信，是一个与多发射态类似的广播通信系统，在地球上任何地方均可以收到信号，并可根据需要接收并对信号进行筛选，从而实现多地点、多方向的通信。第三，通信容量巨大。卫星通信能够传输类型众多的信息，并可实现地球之外的通信，正因为其具有这样的特点，所以成为当前越洋远距离通信的重要手段。第四，通信传输容量巨大。卫星通信利用空分多址、时分多址等接入形式，使得卫星通信的传输容量能够达到过万条话路。
目前应用最为广泛的是自适应卫星通信系统，该系统可以工作在两种模式下：一种是协议通信模式，即发射机用固定的调制方式、调制速率和通信频率将调制参数通知给接收机，然后接收机根据收到的信息对接收信号进行解调，这是一种半自适应系统;二是非协作通信模式，即接收机对接收到的信号进行自动检测与识别，然后进行自适应解调。
7．2．3．2 卫星通信组成
卫星的主要设备包括下列七大系统（图7．4）。
图7．4 卫星通信组成
（1）位置与姿态控制系统：从理论上讲，静止卫星的位置相对于地球是静止不动的，但是实际上它并不能够经常保持这种相对静止的状态。因为地球并不是一个真正的圆球形状，这就使得卫星对地球的相对速度受到影响。同时，当太阳、月亮的辐射压力发生强烈变化时，它们对卫星所产生的干扰也往往会破坏卫星对地球的相对位置。这些因素都会使卫星漂移出轨道，使得通信无法进行。负责保持和控制目标在轨道上的位置就是轨道控制系统的任务之一。仅仅使卫星保持在轨道上的指定位置还远远不够，还必须使它在这个位置上有一个正确的姿态，因为卫星上定向天线的波束必须永远指向地球中心或覆盖区的中心位置。由于定向波束只有十几度或更窄，波束指向受卫星姿态变化的影响相当大，再加上卫星距离地球表面有36 000km，姿态差之毫厘将导致天线的指向谬之千里。再者，太阳能电池的表面必须经常朝向太阳，所有这些都要求对卫星姿态进行控制。
（2）天线系统：通信卫星的天线系统包括通信天线和遥测指令天线。要求两种天线体积小、重量轻、可靠性高、寿命长、增益高、波束永远指向地球，分别采用消旋天线和全向天线。
（3）转发器系统：空间转发器系统是通信卫星的主体，实际上是一部高灵敏度的宽带收发信机，以最小的附加噪声和失真度尽可能高地放大无线信号。
（4）遥测指令系统：遥测指令系统的主要任务是把卫星上的设备工作情况原原本本地告知地面上的卫星测控站，同时忠实地接收并执行地面测控站发来的指令信号。
（5）电源系统：现代通信卫星的电源同时采用太阳能电池和化学电池。要求电源系统体积小、重量轻、效率高、寿命长。
（6）温控系统：温控系统能使卫星内部和表面温度保持在允许的范围内，否则将影响卫星上电子设备的性能和寿命，甚至会发生故障。另外，在卫星壳体或天线上温差过大时，往往会产生变形，对天线的指向、传感器的精度以及喷嘴的方向性等都会产生不良影响。
（7）入轨与推进系统：纵向喷嘴是用来控制卫星在纬度方向上的漂移，横向喷嘴是用来控制卫星因环绕速度发生变化造成卫星在经度方向上的漂移。喷嘴是由小的气体（一种气体燃料）火箭组成，它的点火时刻和燃气的持续时间是由地面测控站发给卫星的控制信号来控制。
7．2．3．3 卫星通信过程
利用通信卫星和广播卫星传输广播电视节目是卫星应用技术的重大发展。那么，通信卫星是怎样工作的呢？
卫星通信系统是由空间部分——通信卫星和地面部分——通信地面站两大部分构成的。在这一系统中，通信卫星实际上就是一个悬挂在空中的通信中继站。它居高临下，视野开阔，只要在它的覆盖照射区以内，不论距离远近都可以进行通信，通过它转发和反射电报、电视、广播和数据等无线信号。
通信卫星的基本工作原理如图7．5所示。从地面站1发出无线电信号，这个微弱的信号被卫星的通信天线接收后，首先在通信转发器中进行变频和功率放大，再由卫星的通信天线把放大后的无线电波重新发向地面站2，从而实现两个地面站或多个地面站的远距离通信。举一个简单的例子：如北京市某用户要通过卫星与大洋彼岸的另一用户打电话，先要通过长途电话局，由它把用户电话线路与卫星通信系统中的北京地面站连通，然后地面站把电话信号发射到卫星上，卫星接收到这个信号后通过功率放大器，将信号放大再转发到大西洋彼岸的地面站，最后地面站把电话信号提取出来，送到受话人所在城市的长途电话局再转接用户。
电视节目的转播与电话传输相似，但是由于各国的电视制式标准不一样，在接收设备中还要有相应的制式转换设备，将电视信号转换成本国标准。电报、传真、广播、数据传输等业务也与电话传输过程相似，不同的是需要在地面站中采用相应的终端设备。
随着航天技术日新月异的发展，通信卫星的种类也越来越多。按服务区域划分，有全球、区域和国内通信卫星。按用途划分，有一般通信卫星、广播卫星、海事卫星、跟踪和数据中继卫星以及各种军用卫星。
图7．5 卫星通信过程
7．2．3．4 美国卫星通信系统
在军用卫星通信领域，美国走在了各国的前列。起步于20世纪50年代末的美国军用卫星通信系统，无论是技术水平，还是系统规模和综合能力，都在军事卫星通信领域中处于绝对领先地位。目前全世界32个国家拥有的700多颗卫星中，美国就独占300多颗。尤其是最近几次高技术战争中，以美国为首的北约部队所使用的各种卫星数量就达10颗之多，为作战部队提供了全面的侦察、监视、通信、预警、导航、气象等重要的作战信息。
DSCS是美国战略战术远距离军用通信系统，提供多信道通信服务，为国家高级指挥人员提供保密话音和高数据率通信，是战略远程通信的支柱。DSCS共发展了3代，目前在轨运行的是DSCSⅢ。
DSCS I（又名IDCSP）于1966—1968年间陆续发射，共26颗小卫星，设计寿命为3年。卫星分4次发射，每次发射6～8颗，它们均运行于静止轨道，只有1个超高频信道，主要解决远程战略通信问题。
1971年DSCSⅡ开始服役。卫星设计寿命为5年，位于地球静止轨道，采用自旋稳定方式。与I代不同，II代具有了遥控分系统，包含姿态控制和位置保持能力，它在通信载荷和传输容量方面均有相当大的提高。每颗卫星能提供1 300路双工话音和100Mbit／s数据传输，可以同时兼容两代的地面终端，不仅能用于远程战略通信，还可以支援突发事件等作战活动。
DSCSⅢ由12颗工作卫星、2颗备用卫星共14颗卫星组成，工作在地球静止轨道。每颗卫星的设计寿命为10年，能保证除两极外全球所有地区24小时不间断通信。最后1颗卫星已于2003年发射。前10颗卫星通信总容量为100Mbit／s，后4颗卫星属于军方寿命延长（SLEP）改进项目，使用超高频进行通信，通信总容量为200Mbit／s。DSCSⅢ为重要的军事终端与国家指挥机关之间提供通信，主要是为大容量固定用户提供保密的话音和高速数据率通信，还可以为各种系统和用户传送空间操作和早期预警数据。
UFO是美军特高频和极高频卫星通信系统，由9颗业务卫星和1颗备份卫星共10颗卫星组成，运行于地球同步静止轨道，最后1颗卫星已于2003年12月发射升空。UFO系统分为空间端、地面端和用户端。空间端搭载了全球广播业务载荷;地面端包括地面网络;用户端由各种用户终端组成，目前有近7 500个终端。UFO用于全球战略、战术通信，为舰艇与舰岸、舰艇与飞机之间提供话音和数据链路，涉及指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察的所有方面，是美军最主要的提供战术行动的窄带业务通信系统。
卫星轨道精度的下降会影响地面系统的通信能力，预计到2009年初，整个UFO卫星系统的工作能力只能达到卫星保持高精度时工作能力的70%。美军大力发展特高频后继型移动用户目标系统（MUOS），用以向数目众多、成本低廉、携带方便的战术终端提供窄带通信。
美国军事战略战术中继卫星通信系统MILSTAR，是美国在20世纪80年代初开始实施的一项军事工程，是一种对地静止的军用卫星通信系统，具有抗核加固能力和自主控制能力。MILSTAR的“空中交换机”概念可以允许快速建立通信链路，使卫星在空间组网并摆脱对地面中继站的需求，以方便的呼叫方式为部队提供实时和保密的通信服务。目前，MILSTAR发展了两代：MILSTARⅠ和MILSTARⅡ。
MILSTARⅠ主要使用EHF频段，同时具有少量UHF频段转发器。它是三军联合卫星通信系统，在战略C3I中享有最高优先权。该卫星系统主要保障战略司令部在紧急状态时能够顺利下达指令，核打击部队是该系统的最优先用户，其次则是陆、海、空军的非核武器作战部队。MILSTARⅠ之所以采用低速率有效载荷，是为了安装高级抗核辐射设备。两颗卫星配合工作，提供美军部队的保密通信对太平洋至大西洋地区的覆盖。
MILSTARⅡ形成全球覆盖的抗干扰卫星通信网，在轨寿命可达10年以上。MILSTARⅡ同时配置了LDR和MDR有效载荷，具有增强型的战术通信能力，包括为移动部队提供高数据速率和对敌方干扰中心实施“零讯号”。
MILSTARⅡ减少了用于核战环境的加固型终端，大量使用非抗核加固的小型和便携式终端，能灵活地为多种终端提供服务，包括移动终端、联网以及实时地建立点到点、广播等业务，有较强的生存能力。与I代相比，增加了32个中数据率信道，总通信容量提高了近百倍。
7．2．3．5 Syracuse卫星通信系统
Syracuse是法国军用卫星通信系统，该系统由法国“通信星”（Telecom）系列多功能卫星组成。
Syracuse－1是法国政府的第一个卫星网络，它的使用可追溯到1980 年1月。1987年1月，政府决定启动Syracuse－2计划。Syracuse－2系统为确保现有Syracuse－1系统所提供服务的延续性，在以前地面站数量显著增加的基础上，提供超过两倍的容量，使用轻型站对所有系统资源进行自动化管理，以防止敌对行动的破坏。
Syracuse－2负载包括能同时操作的五个已知的军用中继器。它为卫星提供了全球覆盖天线，这是一种固定的覆盖欧洲中部（包括法国）并且易操作的点波束天线，具有抗干扰作用。
Syracuse－2地面站包括三个固定城市站，新系统更新了Syracuse－1电台车和一种已经在提供服务的额外站。为增强可移动性，方便携带到中等吨位的水面舰船或潜艇上，后来的地面站设计得更加轻便。该系统总共大约有100个站点，包括斯巴达克斯设备和TANIT电台车。这些站的通信经过了法国“通信星－2”卫星，可以供同盟国和北约成员国有效地利用。这些站使用7．5×10－2 kbit／s的传输技术，2．4kbit／s和16kbit／s的电话技术，16kbit／s和N×64kbit／s的数据链。(www.xing528.com)
中央固定站作为结点，与特定的移动站点TL，T，VL，N，NL，SM进行通信。此外，在网络执行的同时，接收卫星遥测信号并发回必要的命令信号。TL轻型站可以安装在一辆四轮驱动车（ACMAT－VLRA）或者Transall C－130、Hercules C－130型号的飞机上。偏移型天线的直径为1．3m。移动站可以通过卡车（ACMATTPK 650SH）来转移或用Transll型飞机空运。天线采用的是Cassegrain型，直径2．8m。VL轻型车载电台可以安置于轻质化或四轮驱动车辆上。碟形天线的反射直径是0．9m。NL轻型海军站配备有低吨位船舶（800t）和一个直径1m的三轴Cassegrain天线。S潜艇站通过它的双轴固定的天线罩来区分。N型海军基站装备有中吨位和大吨位船舶，设有一个有掩护的顶层甲板和两个天线。每个天线都是三轴固定的，直径为1．5m的Cassegrain型。还有一种被称为Light Vehicle 256的新型基站，来源于VL站并提供了9．6 ～256kbit／s的数据速率（有潜力增至2 048kbit／s）。
2000年11月，法国国防部选择Alcatel Space作为新一代Syracuse－3的主要承包商。Alcatel Space在法国也负责卫星的制造，包括轨道运输、控制中心、使命中心和地面站的扩充。Alcatel Space协同Thales一起探讨具体地面站的发展以及太空装备，包括Syracuse系统的维修和保养。合同大约价值14亿欧元。
Syracuse－3卫星使用了一个商用Spacebus平台来抵抗核攻击。该通信卫星运行在地球静止轨道上，上面装有9个超高频（SHF）转发器和6个极高频（EHF）转发器。
军事任务的抗干扰性和可重构性需求由一个有源天线和最新一代的数字处理器来实现。EHF的额外容量最初专门用于法国卫星和SHF有效载荷的连接以实现与部署在国外部队的交流。根据简氏防务周刊的评论，德国军队将根据1999年签署的一项协议使用一部分容量。
2002年初期，Thales和Alcatel公司赢得了一份价值12亿欧元的合同，给海军2艘运输船上安装地面终端，这些终端将用在军用和商用波段（X波段和C波段）上。
2004年12月，法国武器装备总局（DGA）宣布已经把Syracuse－3地面站建设的基本合同给了Thales公司，覆盖了所提到的600个终端。这份合同价值13亿欧元，历时超过15年，其中30%再转包给Alcatel。当时Alcatel宣称在2005年Syracuse－3A和B将是世界上第一个提供可靠的、高速的、完全重新配置的链接。
这些地面终端包括：
95个便携式HDTAC站点;
42个高数据率的车载站;
35个中型的轻型站，能够空运装甲车并且不需要拆卸;
64个升级的用来支撑总部的三波段站;
45个海上站（两种支撑平台加一个潜艇站）;
65个DE3B240的三波段地面站，其中15个ACMAT负载站，50个船装站，包括法国海军的终端站，正式移交在2005年完成。
7．2．3．6 英国“天网”军用卫星通信系统
20世纪60年代中期，英国国防部开始研制“天网（Skynet）”军用卫星通信系统，至60年代末“天网”卫星系统开始服役。该卫星系统的主要任务是为英国军方和政府提供高质量的通信服务，其中第四代和第五代系统已分别发射6颗和3颗卫星，定位于印度洋或大西洋上空。
天网－5A卫星于2007年3月搭载阿里安－5运载火箭升空，并定点于大西洋上空，随后的一年零三个月内，天网－5B、天网－5C也相继成功发射升空，星上均搭载具有强抗毁和抗干扰能力的转发器，包括9台超高频转发器和15台X频段转发器，共同组成天网－5卫星通信系统（图7．6）。
图7．6 “天网－5”型卫星
天网－5卫星系统主要包括四大部分：①空间部分包括2颗工作卫星和1颗备份卫星;②管理部分为卫星的正常运行提供业务支撑;③包括位于英国本土的3个地面站和海外的5个地面站;④地面终端包括“Reacher”战术终端和“SOCT”舰载通信终端。
天网－5卫星的主要优势包括：
（1）高性能卫星平台
欧洲星－3000S卫星平台是在欧洲星－3000的基础上专门研制而成的，其综合性能较为先进，可携带70台以上的转发器。
（2）高性能星载设备
星载设备符合北约防核及防激光辐射设施安全标准，星载的超高频和X频段转发器数量是天网－4的3倍多，且其天线具有多点波束可旋转性，通信容量是天网－4卫星的5倍以上，通信速率也大幅提高，可提供安全可靠的实时加密话音和数据通信，卫星设计寿命15年，约是天网－4卫星的2倍。
（3）高综合利用率
在保障英军全球每个机动作战平台之间的实时加密话音和数据通信的同时，还可与其他卫星系统，如美国“国防卫星通信系统”、“铱星”、“国际移动卫星”等相互兼容和联通，系统利用灵活且高效。
天网－5卫星系统的主要用户是英国国防部，为英国海陆空三军提供话音、数据等通信服务。除了本国之外，荷兰、加拿大、法国和葡萄牙等国家也通过合作方式取得天网－5的使用权。此外，天网－5卫星系统与法国的Syracuse－3卫星系统一起承担北约大部分的X频段通信任务。
7．2．3．7 卫星通信发展
未来卫星移动通信发展的总趋势是［3］：从便携式用户终端向手持式用户终端扩展;从单一的话音业务向多种业务发展;从窄带业务向宽带业务发展;从单独组网向多网互联发展。这里的多网互联即指借助地面通信网的优势，实现与地面通信网的互联互通和在多制式网络中的相互漫游，最后与地面通信网络组成无缝隙覆盖全球的个人通信系统。届时，任何一个人可在任意地点、任意时间与任意对象（人或计算机）互通任何信息（语言、图像、文字和数据等），它将标志着真正的个人通信时代的到来。
（1）卫星移动通信与卫星固定、卫星直播融合。卫星固定通信业务和卫星直接广播业务用户终端进一步小型化并具备可移动性，与卫星移动通信业务用户终端的区别将逐渐缩小;卫星固定通信、卫星移动通信、卫星直接广播都在往宽带多媒体通信业务方向发展，这三种业务正在走向融合。
（2）卫星移动通信与地面移动通信网络进一步融合。除了地面移动通信运营商通过发射卫星补充其网络覆盖范围外，原有的卫星移动通信运营商也试图通过新技术完成对地面网络的覆盖，通过向用户提供综合解决方案与现有的地面移动通信运营商争夺地面用户。随着卫星通信容量的扩大和单用户成本的降低，以及卫星技术与地面技术的结合越来越普遍，卫星通信正在成为个人通信的另一种选择，未来各种智能电话将可在卫星和地面蜂窝网络中无缝地进行自由转换。
（3）卫星移动通信与卫星宽带网结合。宽带移动无疑是MSS未来的发展趋势，通过卫星移动通信网络提供宽带接入服务，或者通过卫星宽带接入网络提供语音通信服务，都是目前正在发展的一种趋势。如Inmarsat－4就在卫星移动通信系统的基础上提供了宽带全球区域网络（BGAN）服务，可为用户终端提供高达492kbit／s的网络接入数据速率，提供因特网、内部网、视频点播、视频会议等接入业务。而诸如O3b、Teledesic等卫星通信系统，则试图在卫星网络接入的基础上为用户提供通话服务。
（4）卫星移动通信与卫星定位服务相结合。目前，卫星移动通信与卫星定位都获得了很好的发展，而两者之间服务的结合也成为一种新的趋势。多个卫星移动通信系统终端可支持基于GPS的卫星定位服务，而我国的“北斗”导航卫星系统更是在提供导航定位服务的同时可提供短报文通信服务。随着卫星定位的应用越来越广泛，卫星定位服务与卫星移动通信相结合也将越来越普遍。
（5）终端小型化、综合化和智能化。终端将更广泛地采用超大规模的专用集成电路（VLSI和ASIC）和数字信号处理技术（DSP），使卫星通信终端从单一的以数据为主或话音为主发展成数话兼容的混合网络设备，更进一步发展成话音、数据、图文、电视兼容的综合业务终端。
（6）高频段、星上处理、星际链路的使用。为了满足日益增加的带宽需求和高速数据处理需求，使用高频段（如Ka或更高频段）已成为一种趋势，而为了减少通信时延和满足大容量通信的要求，星上路由、交换和星际链路等作为更高效的处理方式，也将得到更广泛的应用。
7．2．4 短波／超短波通信
7．2．4．1 概述
短波通信（Short－wave Communication）是无线电通信的一种。波长在50～10m之间，频率范围6～30MHz。短波通信设备简单、机动灵活、成本低廉，可用较小的发射功率直接进行远距离通信。与卫星通信及有线通信相比，短波通信介质的电离层不易遭受人为的破坏。因此，美国把短波信道作为战略、战术的主干线和二级线路。在我国，短波通信网是战略通信网之一，是战时作战指挥通信中的“杀手锏”，也是和平时期防暴乱、抢险救灾的应急通信手段。
超短波是频率范围在30～300MHz的无线电波。在这个波段内的电波频率高于电离层所能反射的最高可用频率。在通常情况下，超短波电波必定要穿出电离层而不再返回地面。另一方面，超短波沿地面传播时，也会因其频率太高而在传播过程中产生极大的衰减，所以只能运用超短波波段的低频端以地面波方式进行极近距离（如数千米）的通信。因此，在超短波通信中普遍采用空间波即直射波的传播方式，在收发天线架高的情况下，无线电波通过直射波和地面反射波的途径到达接收地点。
直射波传播的特点是容易受多种地形、地物的影响，而且通信距离一般都限制在视线距离以内，其优点是通信稳定。由于超短波频率较高，受天线及工业干扰很小，且波段范围很宽，所以可容纳大量电台工作。此外，在电离层底部的电子密度局部不均匀区域，对于30～60MHz的电波具有较强的散射作用，利用这种散射波可实现1 000km范围左右的远距离通信。
7．2．4．2 PR4G系列电台
法国Thales公司推出的PR4G系列多功能抗干扰战术超短波数字无线电台（包括TRC9100、TRC9200、TRC9500等，如图7．7所示），其工作频段为30～87．975MHz，采用无线电话和数据通信的工作方式，能确保在地－地和地－空－地无线电网络中使用IP协议，在一个信道中以64kbit／s的速度在抗干扰的同时传输保密语音信息和数据。PR4G无线电终端（电台）主要有以下几种型号：
TRC9100手持式电台，使用简便，可以装备步兵班和各种单体设备，重量仅约1kg，功率可以选择为0．1W或1W，采用鞭状天线。TRC9100有五种操作模式：FH、空闲信道寻找、混合模式、数字FF制式和模拟FF制式，同时还包含手机／扩音器等模式。为了避免信道拥塞，FH的信道容量从30MHz扩充到88MHz;具有诸如数字信息发送、通话选择、报警信息发送等特别功能;待机时间18～24小时。与其他PR4G产品相比，TRC9100具有很强的竞争力。
图7．7 TRC系列产品
TRC9200背负式电台，较为轻便，重量为7kg，功率可以选择为0．4W 或4W，同样采用鞭状天线。与TRC9100一样，TRC9200也有五种操作模式，提升到2 320个信道;在TRANSEC和COMSEC两种模式下，能够同时存储七种网络;使用合成系统解决信道冲突的问题。每秒携带504．8kbit数据用于纠错，使用数据包服务发送信令，待机时间根据电池容量为8～24小时不等。具有报警信息发送、多种方式复播等特殊功能。
TRC9300车载式电台适合于各种不同型号的武器平台，如VBL、 VBA、坦克等，在功率和环境性能方面均与之相适应。电台重约13kg，功率可以选择为0．4W、4W或40W，同样采用鞭状天线。与TRC9100一样，也具有五种工作模式。
TRC9500与TRC9200一样，也含有五种工作模式，50W功率单元能够快速升级到2 320个信道，提供18～33V直流电。
在工作模式上，TRC9600与TRC9500相同。区别是9600的重量小于9kg，9620控制单元小于1．7kg，更加便于携带。
自从首个PR4G系统商用以来，移动设备发生了巨大的改变。这些改变包括：先进的ECCM模式、高级数据传送服务和IP地址嵌入能力。近年来，PR4G的产品家族发生了巨大的改变，新的产品链包括TRC9210，TRC9310，TRA6034和TRC9110。
7．2．4．3 HF－6000系列电台
在一般短波电台基础上发展的功率自适应跳频电台，是通信方根据每个有效频率自适应地调整发射功率，使功率输出在满足接收端正常接收的情况下达到最低，提高信号的隐蔽性，从而达到抗干扰目的。其关键技术是大动态范围的可变增益功率放大器。以色列Tadiran通信公司的HF－6000无线系列（图7．8）自适应HF／SSB跳频电台，可在全频段自适应跳频，其跳速在15～20跳／s范围可变。具有自适应射频功率输出、自动化信道频率选择、机内自动建立链路等功能。
图7．8 HF－6000系列
HF－6000无线系列，包含下列设备：
PRC－6020手提终端，重量3．9kg;
VRC－6020车载终端，包含一根车载天线，使用直流电池供电;
VRC－6100车载或者固定终端，内有100W功率放大器;
VRC－6200功率为125W的车载或者固定终端，与其他设备具有相同的功能，但只需要一个盒子进行装载;
GRC－6400功率为400W的固定工作站;
GRC－6600功率为1 000W的固定工作站。
7．2．4．4 短波通信发展
短波通信发展具有如下趋势：
（1）短波自适应数字通信技术
短波通信正在由单一自适应技术向多方面自适应技术方向发展，即实现全方位的短波自适应数字通信技术，使短波通信各方面的技术都得到有效的发展和提升。目前的短波自适应技术主要集中在频率自适应技术方面，其发展趋势是：①自适应选频与信道建立技术，将自适应频率管理与频率自适应系统结合起来，不仅能快速检测到最佳频率，还能快速进行自动链路建立，从而提高通信的速度和质量。②传输速率自适应技术，即根据信道状态的变化及时切换LDL和HDL，提高数据传输的效率。③自适应信道均衡技术，如Turbo均衡技术等。④自适应天线技术，即新型短波天线向自适应、智能化方向发展，智能天线的发展将是今后短波通信发展的一个重要方向。
（2）高速调制解调技术
目前广泛应用的窄带短波电台的调制解调器有串行和并行两种体制。串行体制使用单载波调制发送信息，目前最高速率为9．6kbit／s，对均衡的要求很高。并行体制是将发送的数据并行分配到多个子载波上传输，传统的并行体制中各个子载波在频谱上互相不重叠，在接收端用滤波器组来分离各个子信道，各个子信道之间要留有保护频带，因此频带利用率低，而且多个滤波器的实现也有难度，目前最高速率仅为2．4kbit／s。OFDM（正交频分复用）是一种特殊的多载波传输技术，它利用各载波之间的正交性，允许子信道的频谱互相重叠，将多载波并行传输以降低符号速率，减少码间串扰的影响，最大限度地利用频率谱资源。采用OFDM调制方式具有抗频率选择性衰落和窄带干扰、频谱利用率高、实现简单及有利于MIMO（多输入多输出）技术应用的优势。同时，采用OFDM技术和Turbo码可以使系统的速率达到20．48kbit／s。
（3）短波组网技术
由于短波通信的信道是开放性的，所以要实现组网十分困难。第三代短波通信网络的发展建立在美军标MIL－STD－188－141B的基础上，在自动链路建立、信道效率、网络管理、路由协议及与Internet互联等方面的性能都较第二代网络有很大进展。但是由于短波信道的特殊性，全网各电台如何实时选频及频率复用等问题都有待进一步解决，因此短波通信的网络化将是下一步的发展方向，同时网络化也在向自适应方向发展。
（4）软件无线电在短波通信中的应用
软件无线电就是尽可能靠近天线对信号进行数字化，通过软件编程实现信息处理，动态配置系统功能，采用开放式的结构体系。以ADC／DAC（模数转换／数模转换）、DSP（数字信号处理）和CPU（中央处理器）为硬件基础，使用统一的硬件平台，在短波电台中频（甚至射频）部分对信号进行数字化处理，用软件编程灵活实现宽带数字滤波、直接数字频率合成、数字上／下变频、调制／解调、差错编码、信道均衡、信令控制、信源编码以及加密／解密。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
