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第40章 飞艇通信

卫星通信和地面移动通信实现后,人类进一步研制和开发的将是飞艇通信,飞艇通信的投入使用将使世界上大部分人都能享受电话带来的极大便利。特别是那些边远山区的人们,再也不会因为通信不便而发愁了。

飞艇通信也称做同温层气球无线通信,它是利用飘浮在地球上空的飞艇,在该艇上装载通信设备,实现信息的传输或转发。其作用与卫星通信的星上转发器或地面微波通信的中继站相同。如果在空中多布置一些通信飞艇,就可以达到全球覆盖,从而实现全球通信。以前用飞艇通信之所以都失败,主要是人们没有能力将飞艇固定住。据科学家探测,地球上空18~24千米处的平均风速为10米/秒,最大阵风风速达40米/秒。如果飞艇被高空气流吹走,地面上的人就不能用它来转发无线信号了。近年来,随着科学技术的发展,美国研究出电晕离子推进器,解决了飞艇抵御风力、保持平衡的问题,使飞艇通信的梦想变成现实。

飞艇通信系统主要由飞艇监控设备、飞艇位置保护系统、电源和通信设备5个部分组成。

飞艇部分是一个多气囊蜂窝状结构,并充有氦气的多层蒙皮飞艇。飞艇的形状,不分大小。一般来说,一艘飞艇最宽处的直径约62米,近似于一个足球场的宽度。长度约157米,是足球场长度的1.7倍。每艘飞艇的重量约10吨,其中通信设备占1吨。从安全性考虑,飞艇被设计成双层的,即使装氦的内层破了,氦气仍被外层所封,不会泄漏。这种设计可使飞艇不会突然失去浮力。当它出现破裂时,浮力会渐渐减少,向地面降落需要好几个小时,地面人员有充足的时间来控制它降落到指定地点。

监控设备部分是为了保证不中断通信而安装在飞艇上的,它可以连续不断地将系统运行情况向地面报告。当地面人员通过监测仪器预感到飞艇可能出现故障时,可以尽快发射一个备用飞艇投入工作。每个飞艇的工作状态指标都是相同的,地面设备不必做任何参数修改,就可以直接工作,十分方便。

飞艇位置保护系统是为了确保飞艇处于精确位置,飞艇上还安装了GPS全球卫星定位系统,用于精确定位,通过使用电晕离子推进器来保持飘浮的飞艇位置固定不变。电晕离子推进器的作用是将同温层内的离子加速,这样可以产生一个反作用推力,这个推力相当于3辆解放牌翻斗卡车的牵引力,用它来抵消地球上空同温层的风力,足以使作用在飞艇上的风力相平衡。

电源部分主要负责电晕离子推进器的电力和通信设备的电力,一般是将太阳能电池板和燃料电池装在飞艇表面进行供电。

飞艇通信系统可提供全动态可视电话会议和网络电视,可把数字电话、计算机、视频信息传送到手持多媒体电脑电话终端,以及固定无线通信网。飞艇无线通信用户通过网关站可与市话通信网用户或移动电话用户进行通信,以及与不同覆盖区的其他飞艇通信的用户通信,甚至包括卫星或用激光传输互连的越洋通信飞艇在内的用户通信。

飞艇通信的无线频段属于毫米波,介于微波与光波之间。所以,飞艇通信的手机可以做得非常小,使用很小的天线,就能够获得很强的信号。通信飞艇固定在城市的上方,可覆盖地面范围约19万平方公里,相当于十个北京城或一个河北省那么大。它的容量也非常庞大。如果在100千米半径的城市范围内,它可产生700至1000个点波束,可供100万人同时打电话,或接入互联网,在网上通信。而同样情况下,低轨卫星只能产生6至9个点波束。由此看出,它的信道容量是低轨卫星的100倍。

人类使用飞艇通信,不仅是因为它具备卫星通信和光通信的功能,还由于它造价非常低,不需要运载火箭就可以发射到空中,专家们测算过,用于飞艇通信的费用,只有静止轨道通信卫星的1/10,是光纤通信的1/5。另外,它的通信容量大,是低轨通信卫星的100倍。若采用先进的虚拟信道和时分复用技术,则更省钱。有人预计,利用飞艇通信,用户每天只掏2角5分钱,就能得到全天的通信服务。而且与目前的地面市话通信网和移动通信相比,用户可获得更多的通信服务内容。

现在,飞艇通信测试工作正在美国俄亥俄州的国家宇航局路易斯研究中心进行,那里有世界最大的空间环境模拟实验室。到2002年,由世界最大的飞艇制造商——LBL英国公司制造的第一艘飞艇,将首次升空。预计有250艘飞艇构成的飞艇通信网将在欧洲的一些大城市上空部署。

目前我国建立的市话通信网和移动电话网只能满足人们打电话。飞艇通信不仅会给人们带来更大容量的无线移动通信,它的优势还在于能够提供宽带的无线通信,到时候人们能够手提便携式多媒体移动终端,不管你在什么地方,你都可以通过无线电波从空中接入因特网,上网查资料、发送电子邮件等等,飞艇通信将会在二十一世纪让你得到更多意想不到的惊喜。