卫星通信是一种以卫星作为通信媒介的无线通信方式。在跟客户、朋友聊天的过程中，经常遇到客户、朋友对卫星通信中的一些名词不是很了解。后面我们会分几次用非常通俗的文字介绍一下卫星通信的相关知识，我们力争做到即使没有通信、电子行业相关的专业技术背景也能够99%的看的明白。
首先，这个文章我们要介绍的是通信卫星的分类方式
我们经常听到这些名词：低轨卫星，星链，老马，高通量卫星、点波束、单跳，Ku、Ka、C ......类似这些的名词，基本都跟通信卫星的分类相关。
什么是卫星通信
卫星通信是无线通信的一种，应用的场合主要有2类：
1：地面移动通信无法覆盖的地区
当我们在森林、沙漠、海洋、山区、乡村等等比较偏远的地区，地面的移动通信网络不有效能覆盖，手机没法通信的情况下，就需要用到卫星通信了。比如远洋货轮上的船载卫星通信设备，戈壁滩驴友用的海事卫星设备。
还有当出现地震、水灾等自然灾害时，地面移动通信中断，这个时候也需要用到卫星通信。
2：通信存在视距遮挡的情况
如果在山区，没有手机信号，这个时候我想跟10km以外的另一个人通信，这个时候怎么办？
如果在我们两人之间画一条直线，这条直线的路径上没有其他遮挡物，专业术语叫“视距上没有遮挡”。视距的字面意思就是“看得见的距离上”。如果在视距上没有遮挡，那么我们每个人手里拿着一个通信电台，就可以保持通信，这个时候不需要卫星通信。
相反，如果视距上有遮挡，比如其他山脉，比如树木等，这个时候两个通信电台之间就不能保持通信了，需要用到卫星通信。
总结：
用到卫星通信的场景：
1.地面移动通信网络不能有效覆盖；
2.视距通信有遮挡。
卫星通信的基本构架
卫星通信的基本构架是2个用户之间通过卫星作为中介实现数据传输，就像下面这个图表示的：
最终目的是：A用户给B用户发送数据。
将这个过程分成2个步骤：
第一步：A用户把数据通过无线的方式发送给卫星；
第二步：卫星把数据再用无线的方式发送给B用户。
整个过程和手机移动通信很类似，两个手机即使就放在一起，相互之间也没法直接通信，必须通过局域网的Wi-Fi，或者通过移动基站才能通信。Wi-Fi或者基站起到了数据传输中转的作用，卫星通信中卫星也是数据传输中转的作用。
通信卫星的分类
通信卫星的分类方式有好多种，总结一下，主要有下面几种常用的分类方式：
按照数据流分类
按照从A用户到B用户数据流的传输路径，卫星通信有3种不同的类型：
点对点的“单跳”
点对点的“两跳”或者“多跳”
单跳接入地面网络融合
最基本的数据流方式是点对点的“单跳”。就像下面这个图表示的：
A用户的数据发送到卫星，卫星把数据转发给B用户。整个数据流只通过卫星中转了一次，专业术语是“一次上星”。
还有一种方式是点对点“两跳”。就像下面这个图表示的：
A用户的数据发送到卫星，卫星不把数据转发给B用户，而是先把数据转发给位于地面的卫星通信公司的信关站，在信关站做了处理之后，从信关站把数据再发送到卫星上，然后卫星把数据转发给B用户。整个数据流通过卫星中转了两次，专业术语是“两次上星”。
既然在“两次上星”的第一阶段，A用户的数据已经到了信关站了，而信关站是建设在地面上的，肯定能够跟地面的固定宽带网络、专用光纤网络什么的连接在一起了。如果B用户也能够连接到地面网络或者移动通信网络的话，那么信关站就可以不需要第二次上星了，通过地面网络直接把数据转发给B用户。而这个就是第三种方式了。这个方式就像下面这个图表示的：
按照频段分类
通信卫星主要有3个频段：C频段、Ku频段和Ka频段
C频段：一般是3GHz~6GHz。标准的C频段卫星通信的频率范围是3.7至4.2GHz用于下行（从卫星到终端），而5.925至6.425GHz用于上行（从终端到卫星）。
Ku频段：一般是10Ghz~14GHz。标准的Ku频段卫星通信的频率范围是14GHz~14.5GHz用于上行（终端到卫星）以及12.25~12.75GHz用于下行（卫星到终端）
Ka频段：一般是20GHz~30GHz。比如中国卫通的中星16卫星的Ka频段是：用户发射频率范围29.46GHz~30GHz，用户接收的频率是18.7Ghz~20.2GHz。
很多通信卫星上会搭载多种转发器的载荷，能够同时支持C、Ku、Ka的一种或者多种频段。比如中星10卫星上，即有Ku频段转发器载荷，也有C频段的转发器载荷。
对于终端客户来说，选择哪种频段作为卫星通信手段，需要综合考虑终端安装形式、供电、数据通信速率要求、成本、卫星覆盖、卫星资源使用的便利性等多种因素。
通常来说
1.频率越高终端天线尺寸越小，终端便于小型化，终端重量也越轻。
2.频段越高，卫星到终端的空间传输损耗越大，在下雨天的时候，信号能量的损耗越大。（卫星通信业内对降雨对信号能量的损耗，成为“雨衰”）
3.频段高，终端设备的制造成本增加。
按照卫星轨道分类
因为老马的starlink实在太火了，卫星按照轨道分为高轨卫星，中轨卫星和低轨卫星，这些名词大家肯定都已经知道了。常用的通信卫星是高轨卫星和低轨卫星两个大类。
高轨卫星是地球同步轨道卫星，卫星位于赤道上空，距离地球表面大约36000km，运行轨道周期和地球同步。如果以地球为坐标系的话，地球同步轨道卫星的位置是不变的，比如中星10的位置是：经度 110.5°E ，纬度是0（因为在赤道上空）。这个位置是不会变化的，经度永远都是 110.5°E。这样带来的好处是：
1.卫星的覆盖范围是固定的，而且在卫星的覆盖范围内的用户一天24小时都能跟卫星不间断的通信。
2.卫星的覆盖范围特别广，覆盖范围可以到达几千公里
3.因为卫星跟地面是相对静止的，所以终端天线跟踪卫星相对容易
高轨卫星的缺点是：因为卫星距离地面太远，整个传输过程中信号的衰减过大，影响了整个系统的通信速率，而且信号传输延时大，信号从终端到卫星的空间传输延时是120ms（360000/光速）。用户A通过卫星向用户B传输数据，空间传输延时就有240ms，在加上终端自身的处理延时，卫星的处理延时等，实际上用户A到用户B的传输延时＞300ms。
低轨卫星距离地球表面的距离大约是200km~2000km。由于卫星的轨道高度低，所以卫星的轨道周期也短。通常在几个小时内就要绕地球一圈。
我们以轨道高度是500公里的低轨卫星为例，它绕地球一圈的时间大概是90分钟，也就是1.5个小时。实际上卫星从地平线上起来再到越过地平线消失，这段时间才是理论上终端跟卫星之间能够通信的时间，这个时间远远小于90分钟。另外再考虑到卫星的轨道倾角，终端所在的位置等因素，实际上真正能够跟卫星的通信时间（专业名词是“过顶时间”）也就十几分钟的样子。所以终端和低轨卫星之间存在不断切换的过程。
A颗卫星从地平线上起来，能跟终端的进行通信了。过了十几分钟之后，A卫星就从地平线上下去了，跟终端没法通信了。而在此之前必须有另一个B卫星，也从地平面上起来了，终端从跟A卫星通信切换到跟B卫星通信，才能保证通信不间断。
低轨卫星的好处：
1.空间损耗小，有助于提高数据的传输率
2.信号传输的延迟小，实时性强
3.空间损耗小，落地信号功率强，可以减小终端天线的尺寸，从而降低成本；
低轨卫星的缺点是：过顶时间短，需要不停的切换卫星，由于卫星运动速度快，终端天线的跟踪难度较大。
按照容量分类
我们经常听到“高通量卫星”这个名词，这个名词其实是按照卫星的容量来分类的。每个卫星的通信容量都是有限的，卫星通信业内把通信卫星按照容量分为：传统卫星和高通量卫星。
高通量卫星，顾名思义就是卫星的容量大，那么多大的容量算是高通量呢？
我们用亚太6D卫星，中星16卫星，中星26卫星举例，亚太6D卫星的卫星容量是50Gbps，中星16卫星的卫星容量是20Gbps，中星26卫星的单星容量是100Gbps。
按照覆盖方式分类
卫星覆盖范围对应的专用名词是“大波束卫星”和“点波束卫星”。
大波束卫星
大波束一般指的是地球同步位的卫星，一个天线的波束覆盖范围是几千公里。比如说下面这个是中星10的 ku 频段的覆盖范围，一个波束几乎涵盖了整个中国。
点波束卫星
点波束的是卫星上有多个天线，每个天线波束指向了地面的某一个小的区域。这个区域的范围比大波束卫星覆盖的范围要小的多，一般是几百公里的样子。下面这个图是亚太6D的卫星覆盖图。我们在图上可以看出，亚太6D这颗卫星它有90个点波束，每个波束只能覆盖一小片地区，这90个点波束组成在一起，基本上能覆盖整个亚太地区。
对大波束卫星来说，卫星的发射功率覆盖到了几千公里的范围内，平均单位面积上的卫星信号落地功率就低。对于点波束来说，卫星发射功率覆盖的范围小，因此在点波束覆盖范围内，单位面积的卫星信号的落地功率就强得多。这样带来的好处是，点波束覆盖范围内同样尺寸的地面终端能够传输更大的数据率，或者是同样的数传输数据率可以用更小型的地面终端。
点波束的缺点是：每个波束的覆盖范围有限，如果用户从1个点波束飞到了另一个点波束，存在波束切换的问题，需要进行卫星通信的网络管理。
按照资费方式分类
卫星通信的资费方式分为2种：
1.按照占用的射频信号带宽、时长收费
2.按照数据的流量收费
第一种按照占用的射频信号带宽、时长收费，对应数据流方式中的 点对点的“单跳”模式。
举例：中星10卫星，Ku频段，A终端发射的频率范围是14.05GHz~14.055MHz，总计占用了5MHz的信号带宽。如下图：
那么在卫星上就需要留出5MHz的射频带宽给A终端使用，这个占用是排他的，也就是说 A 终端占用了这5MHz的射频带宽，其他用户就不能再占用这5MHz的射频频带宽了。卫星通信公司根据A终端占用的射频带宽，以及占用了多少时间，来对A终端用户收费。
收费的计价标准是 MHz.小时
第二种按照数据流量收费，对应的是数据流方式中的点对点的“两跳”或者“多跳”模式，单跳并接入地面网络模式。
用户的数据流进入了卫星通信公司的信关站，信关站内建设了用户管理系统、流量检测系统、计费系统，能够按照数据的流量进行计费。这个跟移动通信手机的流量计费是一样的。
如下图：
收费计价的标准是MBytes
总之，如果卫星通信用户数据经过了地面信关站，那么就是按照流量收费。如果卫星通信用户数据通过卫星直接转发，不经过信关站，就是按照带宽收费。
通信卫星举例
以我们常用的几个通信卫星为例，说明以下通信卫星的分类：
中星10：点对点单跳，C/Ku频段、高轨地球同步卫星，传统卫星、大波束、按照带宽.时长收费
中星12：点对点单跳，C/Ku频段、高轨地球同步卫星，传统卫星、大波束、按照带宽.时长收费
中星16：点对点两跳，单跳接入地面网络，Ka频段，高轨地球同步卫星，高通量卫星、点波束、按照流量收费；
中星26：点对点两跳，单跳接入地面网络，Ka频段，高轨地球同步卫星，高通量卫星、点波束、按照流量收费；
亚太6D：点对点两跳，单跳接入地面网络，Ku频段，高轨地球同步卫星，高通量卫星、点波束、按照流量收费；
从上面的例子可以看出：
大波束对应的是传统容量卫星，点对点单跳，按照带宽.时长收费。
点波束对应的是高通量卫星，点对点两跳，单跳接入地面网络，按照流量收费
最后
本文某些地方不是很严谨，某些分类方式有特殊情况没有涵盖进去，只作为科普使用。