通信衛星

通信衛星とは、マイクロ波帯の電波を用いた無線通信を目的として、宇宙空間に打ち上げられた人工衛星である。CSやCOMSATなどと略される。その出力が大きく、使用目的が人工衛星から直接放送するものを放送衛星という。

1. 概要
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現在ほとんどの通信衛星は静止軌道または準静止軌道を用いるが、最近は低軌道や中軌道の衛星コンステレーションを用いる通信システムもある。ロシアは地理的に高緯度であることからモルニヤ軌道の通信衛星を用いる例もある。軌道の特性通信衛星は光ケーブルを用いた海底ケーブルと相補的な技術を提供するものである。

近年の大容量化が進んだ海底ケーブルに比べて、通信衛星は伝送能力が低く、遅延時間も大きいことから、2015年時点では、国際通信のほぼ99％を海底ケーブルが担っている。

2. アイデア
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通信衛星はアーサー・C・クラークが初めて提唱したものとされるが、ポトチュニックの1928年の先行作品に基づくものである。クラークは1945年に「ワイヤレス・ワールド」誌で「地球外の中継器」と題する記事を著し、無線信号を中継するために人工衛星を静止軌道に配備する方法の基本原理を説明したことから、一般にアーサー・C・クラークが通信衛星の発明者として知られた。

3. 通信衛星の形態
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3.1. 受動型通信衛星
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3.2. 能動型通信衛星
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地上から送信された電波信号を衛星で受信して電力増幅し、高利得のアンテナにより地上に向けてダウンリンクする能動型衛星の開発が行われた。

テルスター衛星は初めての能動型通信衛星である。ベル研究所で開発されたCバンドのトランスポンダを装備していた。この際のアップリンク6ギガヘルツ帯、ダウンリンク4GHz帯という周波数の組み合わせはその後広く通信衛星で用いられるものとなった。この衛星は1962年7月10日、NASAによりケープカナベラル宇宙基地から初の民間企業がスポンサーとなって打ち上げられた。テルスター衛星は2時間37分で周回する、軌道傾斜角45度の楕円軌道に投入された。テルスターはAT&Tに所属するがこれはAT&T、ベル研究所、アメリカ航空宇宙局、イギリス郵政省、フランス郵政省間の衛星通信技術を開発するための多国間合意によるものである。

その後、トランスポンダの数や帯域を増やし送信電力も高めたリレー1号衛星も1962年12月13日に打ち上げられた。このリレー1号を用いて、1963年11月23日に行われていた初の日米間テレビ伝送実験中にジョン・F・ケネディ米国大統領の暗殺事件が報道され、その映像は視聴者に強烈な印象を与えた。

3.3. 静止通信衛星
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1964年、静止通信衛星による国際通信網を運営するための国際協同の組織・インテルサットが日本や米国を含む18カ国で作られた。インテルサットは1965年にインテルサット I号シリーズの衛星を打ち上げて商用の国際衛星通信サービスと開始した。

ソビエト連邦はモルニヤ衛星を使ったが、1973年に打ち上げられたカナダのアニク 1号は世界初の国内通信用の静止通信衛星であった。

3.3.1. シンコム
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シンコム 1号は、最初の静止通信衛星となる予定であった。1963年2月14日、ケープ・カナベラルから人工衛星打ち上げ用の中型ロケット、デルタ B 16号機でシンコム 1号が打ち上げられたが電子回路が故障、静止軌道に向かう途中で沈黙した。

同年7月26日、デルタ B 20号機でシンコム 2号が打ち上げられた。ただし完全な静止状態ではなく、メキシコ沖の大西洋上空で8の字に動いていた。アメリカ航空宇宙局による音声、映像、テレタイプ端末、ファクシミリのテストに成功している。帯域幅に制限があるため、映像中継に音声は付けず、その品質は良くなかったが視聴は許容できる範囲であった。

1964年8月19日、デルタ D 25号機でシンコム 3号が打ち上げられ、問題なく太平洋の赤道域上空、経度180度で静止。同年の東京オリンピックにおいて日米間のテレビ画像伝送がシンコム 3号を用いて実施され、通信衛星の有用性を広く世界の放送・通信関係者に印象付けることとなった。1965年1月1日にアメリカ国防総省へ引き渡し、軍事用通信として活用した。1969年4月に停止した。

3.4. 低軌道衛星
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低軌道衛星は、軌道周期が1日よりかなり短い低高度の衛星で、利用者の上空を通過する時間のみが通信可能であるが、通信可能範囲を広げるために多数の衛星を必要とし、一群の衛星を連動して稼動する場合は衛星コンステレーションを編成する。GPS衛星や携帯電話サービス用の衛星電話のイリジウムなどが該当する。

4. 衛星の種類
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4.1. インターネット衛星
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移動体間で通信したりインターネットに接続が可能。イリジウム衛星、iPSTAR、スターリンク衛星など。

4.2. 中継衛星
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主に静止軌道上から他の軌道を周回する衛星や宇宙船から通信を中継する。TDRSなど。

5. 衛星放送
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放送は、技術的には通信の一形態であるが、日本では郵政省が不特定多数向けを『放送』で、企業など認可団体の限定者向けを『通信』として、それぞれ厳格に区別し、用いる人工衛星もそれぞれ専用のものを使用していた。

直接放送衛星による放送は、放送用に設計された高出力の人工衛星を用い、家庭の小型DBS用アンテナに向けて直接送信する。放送衛星はKuバンドの高い方の周波数用いる。

1989年10月1日に放送法が改正され、企業や業者向けの番組・プログラムを送信など、特定目的以外の利用を禁じていた通信衛星を利用した、不特定多数への直接放送が可能になった。1996年にCSデジタルプラットフォーム事業者の日本デジタル放送サービスが、CSデジタル放送事業の「パーフェクTV!」を開始した。

総務省は2009年2月に、CS放送のうち放送衛星と同じ東経110度に打ち上げられた通信衛星のN-SAT-110を利用するスカパー!などの衛星放送を、法制度上「特別衛星放送」としてBSデジタル放送と普及計画を一本化した。スカパー!プレミアムサービスなどの通信衛星を使用した衛星放送は「一般衛星放送」として扱われる。

6. CS衛星放送関係略年表
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1989年
3月6日 - JCSAT-1打ち上げ
12月31日 - JCSAT-2打ち上げ
1992年
2月4日 - CSアナログ放送事業者6社認定。4月から順次サービス開始
2月27日 - SUPERBIRD-B打ち上げ
6月 - CS-PCM音声放送開始
12月2日 - SUPERBIRD-A打ち上げ
1995年8月29日 - JCSAT-3打ち上げ
1996年10月1日 - 128度CSデジタル放送 パーフェクTV!放送開始
1997年
2月17日 - JCSAT-4打ち上げ
7月28日 - SUPERBIRD-C打ち上げ
12月1日 - 144度CSデジタル放送 ディレクTV放送開始
1998年
3月31日 - CSバーンが放送をパーフェクTV!に移行し放送終了
5月1日 - パーフェクTV、事業開始前の124度CSデジタル放送 JスカイBが統合されて124・128度CSデジタル放送 スカイパーフェクTV!となる
9月30日 - スカイポートが放送をスカイパーフェクTV!に移行し放送終了
1999年2月16日 - JCSAT-4A打ち上げ
2000年
10月7日
ディレクTV廃局、加入者はスカイパーフェクTV!に移行
N-SAT-110打ち上げ
2001年5月1日 - 144度CSデジタル音声放送 SOUND PLANET開始
2002年
3月1日 - 110度CSデジタル放送 プラットワン開始
3月29日 - JCSAT-2A打ち上げ
7月1日
110度CSデジタル放送 スカイパーフェクTV!2開始
110度CSデジタル放送 蓄積型双方向サービス開始
2004年
3月1日 - スカイパーフェクTV!2とプラットワンが統合、スカイパーフェクTV!110に
3月31日 - epが蓄積番組放送など一部サービスを終了
12月1日 - 110度CSデジタル放送 WOWOWデジタルプラス開始
2005年
2月 - 144度CSデジタル放送 AccessTV開始
4月4日 - 154度CSデジタル音声放送 SPACE DiVA開始
2006年
8月12日 - JCSAT-3A打ち上げ
12月31日 - WOWOWデジタルプラス終了
2007年12月22日 - 144度CSデジタルテレビ放送 HOP TV開始
2012年5月16日 - JCSAT-13打ち上げ

7. 脚注
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7.1. 出典
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8. 関連項目
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デジタルビデオブロードキャスティング
宇宙空間光通信
衛星インターネットアクセス
衛星放送
衛星電話：ICO・イリジウム・グローバルスター
テレデシック
エコー 
シンコム
テルスター
インテルサット
インマルサット
ワイドスター
ユーテルサット
アマチュア衛星
電気通信役務利用放送法
宇宙開発事業団／宇宙航空研究開発機構
あやめ 
さくら 
スカパーJSAT - JCSAT - SUPERBIRD
SNG 

9. 外部リンク
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1964年、国際電信電話の企画の下で東京シネマが制作した短編映画《現在、上記サイト内に於いて無料公開中》。衛星通信の原理の紹介のほか、打ち上げられる通信衛星に関する紹介も為されている。

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