飞向太空的电波
在人类通信的发展历史中，由于人们对通信容量的要求不断增长，通信用的频谱也不断向高频发展。20世纪40年代，二次大战中雷达的广泛使用推动了超短波和微波在通信领域的应用。
微波的频率非常高，在300MHz以上，它既不能像长波那样沿地表传播，也不能像短波一样利用电离层的反射作用传至远方，而只能沿直线传播。就是这也是有条件的。物理知识告诉我们，各种波在向前传播的过程中遇到障碍物时，只有当障碍物的大小远远小于波长时，波才能顺利地绕过障碍物，继续前进，否则就会被阻拦住。微波的波长不到一米，别说是高山，任何一座建筑物就能挡住它前进的道路。我们也知道，地球表面并不是平面，而是个球面，因此微波只能在地面上互相看得见的最远两点间传播。这段视线距离大约为50千米。
微波最早是应用于电视系统的。为了把信号传到很远的地方，人们想出了微波中继接力的方法，就是在传播途中，每隔几十千米的地方建一个中继站，把上一站的信号接收下来，放大，再向下一站发送。这样电视信号就被一站接一站地传到了远方。但是，这种方法需要建立数目可观的中继站。为了减少中继站的数目，人们千方百计地力图拉大相邻中继站间的距离。为此，人们耗费巨资，纷纷建筑高耸入云的天线塔，以扩大微波的视距传播范围。但是，用建造高塔的方法来加大视距，其效果是非常有限的，建筑物最多只能高到几百米，即使我们把天线塔建在小山顶上，有效的传播距离也难以超过一百千米。
借助于在地面上增高天线高度以实现远距离通信的方法已到了尽头，让我们把思路放得更开阔些来考虑这个问题。微波能够穿过电离层，飞到地球以外的空间去，如果把发射机悬挂在地球以外的高空中，它的作用不就可以像一座很高的发射塔，把信号传得很远吗？这一设想最早是出于英国一位科幻小说家的头脑，二十年后，这一早期的幻想变成了现实，那就是于20世纪60年代中期崛起的新的通信方式——卫星通信。微波从此飞出地球，奔向太空中那些距地球表面约36000千米的“中转站”——同步通信卫星。
1957年，前苏联把人类第一颗人造地球卫星送入轨道，四个月后，美国的“探险者1号”也发射上天，空间技术的新纪元开始了。人们开始设想，能不能利用人造卫星作为空中的中继站来传递微波信号呢？
1954年，人类首次利用地球的卫星月球进行通信试验获得成功。人们利用月球作反射体，将电波反射回地球，在地面上用巨大的天线来收集反射电波，加以放大后送给用户。1960年8月，美国发射了“回声1号”人造卫星。
这是一个表面镀上铝膜的直径为30米的薄聚合酯气球。它像一面反射镜，高悬在空中，将发自地面的微波反射回大地。无论是月球还是“回声1号”，它们都是无源的反射器，只能起反射电波的作用。1962年，美国发射了“电星1号”，这是一颗真正的通信卫星，它能够接收来自地球的信号，加以放大并发射回地球，真正起到了空中中继的作用。
虽然“电星1号”开创了卫星通信的先河，但仍有许多实际问题需要解决。为了使通信稳定可靠，轨道上的通信卫星最好相对于地面是静止不动的，这样地球站就不需要复杂昂贵的跟踪设备，可节约大笔资金。理论计算表明，如果我们将人造地球卫星发射到距地面35860千米高的赤道上空轨道，那么卫星将会与地球同步运转。从地球上看来，这颗卫星就如同一个在我们的头顶上静止不动的“中转站”，这样的通信卫星称为同步通信卫星，也叫静止卫星。
同步通信卫星向地面发射电波的波束为17度左右，大约可覆盖三分之一的地球表面。理论上，只需将三颗同步卫星射入赤道上空35860千米高的轨道上，并使它们相互之间间隔120度，那么整个地球，除两极地区以外，都可以收到卫星转发的信号。现在的卫星通信系统正是按照这一理论建立起来的。如果在太平洋、大西洋、印度洋的上空各发射一颗同步通信卫星，就可以实现全球通信。太平洋上空的卫星可以覆盖中国和北美洲的西半部似及大洋洲的大部分；印度洋上空的卫星可以覆盖从英国到中国广袤的欧亚大陆和非洲的东半部；大西洋上空的卫星则可以覆盖南美洲、欧洲和北美洲的东半部以及包括非洲在内的广大区域。
从地面上任何一处发射的微波都可以通过一个或两个通信卫星的转播而到达地球上其他任何地方。位于同一颗卫星的覆盖区域内的任何两个地面站都能以那一颗卫星为中转站进行通信。比如，美国和中国之间的通信就可以通过太平洋上空的卫星进行。但是如果两地位于不同卫星的覆盖区内，又该怎样进行通信呢？实际上，各颗卫星的覆盖区不是完全独立的，而存在一定的交叠区域，位于交叠区域内的地面站能够与这两颗卫星通信。如果让这个区域内的某一地面站接收一颗卫星的信号，并转发给另一卫星，就可以实现不同覆盖区间的通信了。例如，将位于南美洲的阿根廷的电视节目转送至中国，就要首先通过大西洋上空的通信卫星将信号转发到英国的卫星地面站，该地面站再通过印度洋上空的卫星，将节目转送至中国。
世界上第一颗同步通信卫星是美国于1963年发射的“辛康1号”，定位于大西洋上空，标志着卫星通信进入实用阶段。1964年10月，太平洋上空的同步通信卫星“辛康2号”破天荒第一次将第十八届奥运会的实况从日本转播到美国，使亿万人民体会到卫星通信的巨大价值。从那以后，卫星通信就迅速发展起来了。
国际卫星通信
在通信发展的历史上，长距离通信一直是人们所期待的。从有线电话到无线短波通信，通信距离从几百千米延伸到几千千米，人类的通信事业日益走向国际化。早在1866年，世界上第一条横贯大西洋的海底电缆就已敷设成功。这可以说是最早的国际有线通信线路了。然而，无论是海底电缆还是短波通信，其覆盖范围都无法与卫星通信相比拟。只需三颗同步通信卫星就能实现全球通信，仅从这一点来看，卫星通信就已是实现国际通信最好的方式之一，更何况它的通信容量之大也同样受人青睐。因此，卫星通信从它诞生之日起就与国际通信密切相关。
1964年，国际通信卫星组织（INTELSAT）成立。1965年，该组织发射了第一颗国际通信卫星“晨鸟”。从那时开始到现在的三十年间，国际通信卫星已从第一代发展到第七代，国际商业卫星通信组织在赤道上空的同步轨道上拥有18颗卫星，分别分布在太平洋、大西洋、印度洋的上空，形成了一个全球卫星通信网。我国于1977年正式加入国际卫星组织并参与其工作。
第一代卫星“晨鸟”自重85磅，有效带宽为50兆赫，只能容纳240路电话或1路电视节目。国际通信卫星自第四代开始进入成熟阶段，它拥有12个带宽为36兆赫的转发器，目前最先进的第七代通信卫星则可以同时传送10万条双向话路加上四路彩色电视信号。
国际通信卫星的主要业务是国际电话通信，目前三分之二的国际电话都是通过卫星进行的。过去国际电话依靠海底电缆或短波通信，价格昂贵，数量一直不多。在20世纪70年代卫星通信兴起后，费用逐渐降到一般市民都能支付的水平，国际电话数量因此猛增，仅1980年美国一国的国际电话就达2亿次。
国际卫星还被用于大量全球性的电视节目转播或广播节目传送。我们收看的奥运会、世界杯足球赛等各类国际体育比赛以及国际会议、国际新闻都是通过国际通信卫星转播的。
除此以外，国际通信卫星组织还将通信卫星的剩余容量租借给各国，用于国内卫星通信。我国现已租用国际通信卫星转发器用于国内通信和中央电视台节目的传送。
与以往的通信方式相比，卫星通信具有许多优良的性能。它的容量大，国际间组网方便，目前已成为最重要的国际通信手段，承担了众多的国际电话、传真、数据通信、广播电视业务。即使在光纤通信异军突起的今天，卫星通信仍然以它独特的优势发挥着不可或缺的作用。卫星通信的机动性强，特别适合于各种临时业务，如奥运会、世界杯足球赛等国际大型活动都通过卫星转播，利用卫星的国际会议电视业务也很普遍。海湾战争中美国利用商用卫星建立了一千多条高速临时信道，在战时信息传送中发挥了重大作用。
国际卫星组织的统计表明，卫星传输的故障率明显低于海底光缆。卫星的正常工作比率平均为99.9%，而海底光缆只有97%左右。而且卫星即使遇到故障，一般只需要几分钟的控制、调度，就能恢复工作，而海底光缆平均每三年要中断一次，持续两三个星期。在此期间，其业务由通信卫星来恢复。
自从1965年6月第一次用卫星线路来恢复海底光缆之后，利用通信卫星来恢复海底光缆已经成为一种正常的处理程序。
卫星通信的巨大成功，使得国际间方便、迅捷、廉价的信息传递成为可能。但是，人们并没有因此而满足，对新的通信方式的追求也从未停止。在卫星通信如日中天的20世纪70年代，古老的光通信以一种新的面目出现在世人面前，在通信学界造成了非凡的轰动与惊喜。