漫談衛(wèi)星通信（一）

胡中平


一、前言


　　依目前市場上的訊息反映，衛(wèi)星通信在面臨光纖通信及地面緊密的蜂巢式通信競爭時是種冷門應用的通信方式，但談到衛(wèi)星通信就不得不從納莉水災及921大地震談起，在這種天災發(fā)生時唯一能發(fā)揮正常通信運作及達成緊急通信效果的就只有使用衛(wèi)星通信者。或者是在人禍上，當中美海纜被漁船作業(yè)拖斷時，大部份的因特網(wǎng)使用者都被擁塞的線路所影響，唯有衛(wèi)星線路的使用者安然無恙。以下的論述也進一步證明它所扮演的角色及未來的方向是難以被取代的。



二、目前的應用方式


　　本文在此并不談及衛(wèi)星GPS及中、低軌道衛(wèi)星(如衛(wèi)星大哥大、資源衛(wèi)星及衛(wèi)星影像等)及Inmarsat的應用，而是針對一般商用同步衛(wèi)星中的衛(wèi)星于電視廣播應用（DVB、DTH或Direct TV、DVB/IP）、遠程教學、衛(wèi)星的因特網(wǎng)連網(wǎng)、跨國企業(yè)的內(nèi)部連網(wǎng)、軍事或緊急救災系統(tǒng)及移動通信等應用做一說明。



1.衛(wèi)星于電視廣播應用


　　在此要談的應用有DVB、DTH、DVB/IP及遠程教學等，因衛(wèi)星通信最大的優(yōu)點就在于其無人可及的廣播性，所以在電視廣播應用上衛(wèi)星通信具有絕對優(yōu)勢，以下就應用面分別探討。


　　DVB（Digital Video Broadcasting ）


　　此規(guī)范為歐洲ETSI(European Telecommunications Standards Institute)所定義的，基本上是將影音壓縮編碼技術(shù)建立在MPEG-2標準上，事實上依不同的傳輸方式分為DVB-S(Digital video broadcasting over satellite)、DVB-T(Digital video broadcasting over Terrestrial)及DVB-C(Digital video broadcasting over cable)，也就是數(shù)字影音若以衛(wèi)星作為傳輸路徑時是使用DVB-S標準，若以地面無線傳輸廣播方式是以DVB-T為標準，若以有線方式傳輸?shù)脑拕t以DVB-C為標準，在此則僅以DVB-S的應用為主。


　　一般DVB-S的應用如圖一，電視臺的影音訊號透過地面專線送至上鏈站，再由上鏈站將影音訊號按DVB-S的標準將影音訊號數(shù)字壓縮及編碼多工后傳輸至衛(wèi)星，在衛(wèi)星涵蓋范圍之下的頭端業(yè)者及個人用戶都可將衛(wèi)星訊號利用IRD接收還原成原來的影音訊號，甚至電視臺本身也可以用來監(jiān)看影音訊號是否正常；至于SNG車或Flyaway則為小型化的上鏈站，可將現(xiàn)場實時影音回傳至電視臺播放，在衛(wèi)星涵蓋范圍下，電視廣播的發(fā)射與接收可以在不同的國家。同樣的廣播電臺的聲音訊號也可以透過相同的處理方式傳送至不同國家。一般標準上鏈站的基本系統(tǒng)方塊圖如圖二。








　　DTH (Direct to Home)或Direct TV


　　DTH在歐美、加拿大及日本等國是十分普及而且成功的應用方式（如圖三），DTH也是DVB-S的應用方式之一，只是接收對象不同而已，一般家庭都裝設小的衛(wèi)星接收天線及機頂盒，來接收衛(wèi)星電視訊號，影音品質(zhì)較一般Cable到戶清晰，但因考慮接收天線不宜太大以免造成用戶架設不易的情形，故大部份皆使用KU頻段為傳送頻率，但在雨季時卻容易面臨雨衰而造成斷訊，導致收視戶看不到畫面。






　　臺灣有線電視普及率達82.2%以上(交通部電信總局公布2001年調(diào)查資料)，在亞洲地區(qū)中排名第一，而且收費不貴，加上主要人口大都集中在都會區(qū)，且臺灣在地理環(huán)境上為島形，對衛(wèi)星上發(fā)展DTH商業(yè)應用來說并無可用的優(yōu)勢，故目前并無成功的案例。有些業(yè)者鑒于在本地區(qū)無法與有線電視抗衡，即向大陸、東南亞或美西地區(qū)提供DTH服務，如此可充分發(fā)揮衛(wèi)星廣播的優(yōu)勢。


　　DVB/IP 與遠程教學


　　事實上DVB/IP與衛(wèi)星應用的遠程教學皆為利用DVB-S變化的應用，DVB/IP是將數(shù)字影音及Internet(或者是Intranet)連結(jié)使用，也就是使用者除了可以接收從衛(wèi)星而來的影音數(shù)據(jù)外，在同時也可以使用從衛(wèi)星而來的因特網(wǎng)，或者是企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡，可以是檔案或者帶IP的任何資料，如果是企業(yè)內(nèi)部要做遠程教學，只要將影音數(shù)據(jù)壓縮成檔案模式就可以廣播發(fā)送至所有分支機構(gòu)，當分支機構(gòu)將檔案接收下來后，即可利用計算機播放影音數(shù)據(jù)完成教育訓練。


　　通常DVB/IP有兩種不同的雙向連接方式，如下圖四及五：










　　一般DVB/IP在圖四上的應用是目前的主流應用，原因是圖五使用衛(wèi)星雙向連結(jié)就必須在分支機構(gòu)上架設一個可以收發(fā)的衛(wèi)星小站，技術(shù)較復雜且成本較高，使一般企業(yè)無法普遍接受的應用。至于遠程教學的應用可以不一定需要DVB/IP的平臺，直接利用DVB-S應用做單向的廣播教學即可，缺點是少了雙向互動。


DVB/IP平臺技術(shù)主要下列兩種，如圖六及圖七





　　圖六的技術(shù)起源于DVB-S一般都是利用MCPC (Multi channel per Carrier)的多任務方式，由于其中有許多無效的封包(Null Packet)在內(nèi)，與其白白浪費，不如拿來以Data的封包替代，如此在不增加轉(zhuǎn)頻器頻寬之下，又可多一項服務項目；但因DVB內(nèi)無效的封包(Null Packet)并非固定的數(shù)量，而是動態(tài)的變化，所以所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量多寡也會隨之變化，但基本上都會維持一定的比例值。由于DVB-S的載波皆為大載波，故衛(wèi)星接收裝置不需要太復雜且便宜，對一般用戶而言是可以接受的應用。





　　圖七只是單純將數(shù)據(jù)處理以后，以DVB格式的數(shù)字串送出，而在后端再和其它經(jīng)MPEG-2編碼器處理后以DVB格式送出的影音數(shù)字串以MCPC方式結(jié)合送出(或者不與其它影音數(shù)字串結(jié)合成MCPC方式，而單獨送出DVB格式的純IP封包載波也可以)，在此數(shù)據(jù)是被當成一路影音訊號的角色，而非替代其中無效的封包(Null Packet)。
目前DVB/IP的平臺有幾家較知名的廠牌如 Skystream、CyberStream、Norsat、Harmonic、Logic Innovation及Thomcast等，在臺灣有年代電通的IDTV及其遠程教學，臺亞衛(wèi)星提供給國泰人壽的遠程教學及檔案傳輸，大陸的”綠網(wǎng)工程”的應用等皆屬于此平臺的應用方式。




----《衛(wèi)星通信廣播電視》