廣播電視衛(wèi)星數(shù)字傳輸技術(shù)

廣播電視衛(wèi)星數(shù)字傳輸技術(shù)（連載之一）
    利用衛(wèi)星傳輸廣播電視節(jié)目是衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)的重大發(fā)展，衛(wèi)星通信同現(xiàn)在常用的電纜
通信、微波通信等相比，有較多的優(yōu)點(diǎn)，基本可概括為以下幾個(gè)字：
    遠(yuǎn)：是指衛(wèi)星通信的距離遠(yuǎn)。俗話說(shuō)，“站得高，看得遠(yuǎn)”，同步通信衛(wèi)星可以“看”
到地球最大跨度達(dá)一萬(wàn)八千余公里。在這個(gè)覆蓋區(qū)的任意兩點(diǎn)都可通過(guò)衛(wèi)星進(jìn)行通信，而
微波通信一般是50里左右設(shè)一個(gè)中繼站，一顆同步通信衛(wèi)星的覆蓋距離相當(dāng)于300多個(gè)微波
中繼站。
    多：指通信路數(shù)多、容量大。一顆現(xiàn)代通信衛(wèi)星，可攜帶幾十個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器、可提供幾十
路電視和成千上萬(wàn)路電話。
    好：指通信質(zhì)量好、可靠性高。衛(wèi)星通信的傳輸環(huán)節(jié)少，不受地理?xiàng)l件和氣象的影響，
可獲得高質(zhì)量的通信信號(hào)。
    活：指運(yùn)用靈活、適應(yīng)性強(qiáng)。它不僅能實(shí)現(xiàn)陸上任意兩點(diǎn)間的通信，而且能實(shí)現(xiàn)船與船、
船與岸上、空中與陸地之間的通信，它可以結(jié)成一個(gè)多方向、多點(diǎn)的立體通信網(wǎng)。
    �。菏侵赋杀镜�。在同樣容量、同樣距離的條件下，衛(wèi)星通信和其他通信設(shè)備相比，所
耗的資金少，衛(wèi)星通信系統(tǒng)的造價(jià)并不隨通信距離的增加而提高，隨著設(shè)計(jì)和工藝的成熟，
成本還在降低。
衛(wèi)星電視廣播的發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)
    30多年前，英國(guó)A·克拉克在他的科學(xué)幻想小說(shuō)中首先提出了利用衛(wèi)星進(jìn)行通信的設(shè)想。
他還建議采用三顆相互間隔的同步衛(wèi)星組成除兩極地區(qū)以外的全球通信網(wǎng)。經(jīng)過(guò)各國(guó)科學(xué)家
的艱苦探索，克拉克的幻想已變成了現(xiàn)實(shí)。
    自從1964年8月19日，美國(guó)率先發(fā)射成功第一顆靜止同步衛(wèi)星“辛康一3”之后，在近二
十年里，C波段、低功率和中功率通信衛(wèi)星發(fā)展很快，可以傳送數(shù)千路電話和數(shù)十路電視節(jié)目。
    進(jìn)入90年代，數(shù)字技術(shù)進(jìn)入了廣播電視領(lǐng)域，衛(wèi)星廣播電視得到了飛躍的發(fā)展。特別是
數(shù)字視頻壓縮技術(shù)使衛(wèi)星廣播電視實(shí)現(xiàn)了多頻道化，并能多工利用。
    衛(wèi)星電視廣播的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：
    （1）低功率衛(wèi)星
    在起步階段，采用上行頻率為6GHz頻段，下行頻率為4GHz頻段的C波段衛(wèi)星，其衛(wèi)星發(fā)
射的等效全向輻射功率（EIRPs）33dBW。它的地面TVRO站天線口徑為10英尺（3.3米）。由
于價(jià)格較高，且安裝架設(shè)一個(gè)數(shù)3.3米站，對(duì)站址有一定要求，所以要把它推廣到個(gè)體接收，
有一定的困難。
    （2）中功率衛(wèi)星
    從1983起，采用了Ku波段衛(wèi)星，其EIRPs＝47dBW，較之以前提高了很多，提高的原因，
主要是因?yàn)轭l率升高以后，相同口徑的衛(wèi)星天線的增益大為提高（天線增益正比于頻率的平
方）。其下行頻率為12GHz頻段，地面TVRO站天線口徑可減小到1.2米，這就使得個(gè)體接收的
TVRO大大發(fā)展起來(lái)，很多私人家庭中，使用電視機(jī)的家庭中，使用衛(wèi)星電視者已占 30％。
    （3）高功率衛(wèi)星
    目前正在研制EIRPs達(dá)54dBW的大功率直播衛(wèi)星，下行頻率仍為12GHz，提高EIRPs的主要
措施是采用了200W的星上功率放大器。這樣一來(lái)，使地面TVRO的天線口徑可減小到0.6米，這
將為衛(wèi)星電視TVRO進(jìn)入私人家庭創(chuàng)造了美好的前景。
    從衛(wèi)星電視廣播發(fā)展的歷史來(lái)看，它經(jīng)歷了從低功率至犒功率，從C波段到Ku波段過(guò)渡，
從“差轉(zhuǎn)型”向“直播型”過(guò)渡的過(guò)程，天線逐步減小，直到0.6米，價(jià)格也逐步降低至私人
家庭可承受的水平，終于從集體接收方式發(fā)展到了個(gè)體接收方式而進(jìn)入了家庭。
    衛(wèi)星電視廣播現(xiàn)有三種方式：一是分配式衛(wèi)星電視，它是通過(guò)普通通信衛(wèi)星將電視節(jié)目傳
到小型站或電視臺(tái)或有線電視網(wǎng)后進(jìn)入觀眾家庭。二是通過(guò)直播衛(wèi)星將模擬電視信號(hào)直接傳入
千家萬(wàn)戶，用這種方式每臺(tái)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器只能傳輸一套電視節(jié)目；三是數(shù)字視頻壓縮電視直播，
即電視信號(hào)首先經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換和壓縮后發(fā)送到直播衛(wèi)星上，然后直接轉(zhuǎn)到家庭，地面接收機(jī)將
信號(hào)解壓縮和數(shù)模轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)入電視機(jī)，用這種方式每臺(tái)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器可傳送4～8套電視節(jié)目。
    一、國(guó)外衛(wèi)星電視廣播的發(fā)展情況
    1．美國(guó)DBS
    衛(wèi)星電視直播技術(shù)最早是由美國(guó)于1974年在ATS－6衛(wèi)星試播成功的。隨著衛(wèi)星高功率轉(zhuǎn)發(fā)
器、低成本微波接收機(jī)（MMIC和LNA）、圖象壓縮數(shù)字信號(hào)處理和糾錯(cuò)解碼等技術(shù)的進(jìn)步和成
熟使地面接收設(shè)備天線由2m～3m減至0.45m～0.6m。尤其是進(jìn)入90年代以來(lái)，美國(guó)在數(shù)字視頻
壓縮技術(shù)上取得了突破性進(jìn)展，使衛(wèi)星電視直播技術(shù)出現(xiàn)了重大轉(zhuǎn)機(jī)，從而再次掀起發(fā)射電視
直播衛(wèi)星新浪潮，向有線電視發(fā)起了挑戰(zhàn)。
    采用這種數(shù)字視頻壓縮技術(shù)的是美國(guó)第1顆電視直播衛(wèi)星（DBS），它于1993年升空，取得
了巨大成功。星上兩臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)器同時(shí)工作可使功率加倍，壓縮30％以上的信號(hào)，并產(chǎn)生高清晰度
圖象。
    美國(guó)直播電視公司現(xiàn)已把數(shù)顆DBS衛(wèi)星送上太空靜止軌道。其星體采用休斯公司的HS－601
型，
太陽(yáng)電池輸出功率4.3kw，裝有16臺(tái)120W的Ku波段（12.2～12.7GHZ）轉(zhuǎn)發(fā)器（提供 48～ 53dBW
的EIRP）其中5臺(tái)直播20套有線電視節(jié)目，6臺(tái)直播付費(fèi)電影、體育和特殊服務(wù)節(jié)目，其余別用。
也有報(bào)道，每顆星可直接向家庭直播150套節(jié)目，其中付費(fèi)電影50套，體育節(jié)目50套，其他特殊
服務(wù)50套。每個(gè)家庭只需在窗外安裝直徑0.45m的天線，再配一套可放在電視機(jī)頂上的接收機(jī)／
解碼器盒子，就可足不出戶欣賞豐富多彩的文體、電影和MTV音樂(lè)等，還能隨時(shí)收看當(dāng)天的新聞、
金融和股票交易等信息，也可進(jìn)行電視購(gòu)物等特殊服務(wù)�！盎芈曅恰敝辈バl(wèi)星每顆也裝有16臺(tái)、
130W的Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器，星體為洛克希德馬丁·公司的S——7000型，可直播100多個(gè)頻道衛(wèi)視節(jié)
目，
壽命12年。從1997年起，美國(guó)天波公司也開(kāi)始陸續(xù)發(fā)射天波（Tempo）直播衛(wèi)星，每顆星上有32
臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)器，未級(jí)功放107W，若并聯(lián)使用，功率為200W，衛(wèi)星EIRP為48～50.5dBW，肯自傳200套電
視節(jié)目，星體是勞拉公司的FS－1300型。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅到1997年美國(guó)就擁有600套以上的衛(wèi)
星電視直播節(jié)目。
    2．歐洲D(zhuǎn)BS
    從1990年以后，歐洲第二代的5顆Eutilsat衛(wèi)星每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器功率提高到50瓦，特別是接收LNB
雙極化技術(shù)的出現(xiàn)，使得TVRO個(gè)體站的價(jià)格快速降到了能為普通人家所接受的價(jià)位。且家用碟形
天線從最早的1米直徑降到僅60厘米。低廉的成本和衛(wèi)星跨國(guó)界的覆蓋使得DTH廣播市場(chǎng)在歐洲從
一個(gè)國(guó)家迅速蔓延到另一個(gè)國(guó)家，迅速普及開(kāi)來(lái)。到1996年，歐洲增加了69個(gè)衛(wèi)星電視頻道，使
覆蓋歐洲的衛(wèi)星電視頻道總數(shù)達(dá)到170個(gè)。其中，除18個(gè)頻道由有線電視系統(tǒng)轉(zhuǎn)播外，其余全部
是衛(wèi)星直播兼有線電視傳送。
    在直播衛(wèi)星領(lǐng)域，歐洲現(xiàn)有的直播衛(wèi)星數(shù)量占世界直播衛(wèi)星總數(shù)的18%，現(xiàn)有的C波段衛(wèi)星和
Ku波段衛(wèi)星數(shù)量級(jí)分別占世界總數(shù)的2%和22%。
    歐洲通信衛(wèi)星組織在1996年發(fā)射了“熱鳥(niǎo)-2”數(shù)字電視直播衛(wèi)星，標(biāo)志該組織步入數(shù)字電視
時(shí)代，同時(shí)也開(kāi)始與盧森堡的“阿斯特拉”電視直播衛(wèi)星開(kāi)展競(jìng)爭(zhēng)。此后，“熱鳥(niǎo)-2”-3、4、5
數(shù)字電視直播衛(wèi)星也相繼升空。盧森堡則陸續(xù)發(fā)射了阿斯特拉E、IF、IG、2A數(shù)字直播衛(wèi)星與之
抗衡。
    3、亞洲D(zhuǎn)BS
    亞太地區(qū)的衛(wèi)星電視直播業(yè)務(wù)也飛速發(fā)展。國(guó)際通信衛(wèi)星組織已采購(gòu)一顆國(guó)際通信衛(wèi)星K-
TV，
它是一顆全Ku波段電視直播衛(wèi)星，用于向亞洲國(guó)家直播上百個(gè)頻道衛(wèi)視節(jié)目。日本除已發(fā)射“超
鳥(niǎo)-C”衛(wèi)星外，于1997年發(fā)射了新一代的廣播衛(wèi)星進(jìn)行電視直播。韓國(guó)、馬來(lái)西亞、泰國(guó)、印
尼、
菲律賓和香港等國(guó)家和地區(qū)也都先后發(fā)射了“高麗星”、“馬來(lái)西亞?wèn)|亞衛(wèi)星”、“泰國(guó)通信衛(wèi)
星-3”、“帕拉帕一C”、“馬部�！薄ⅰ皝喼薅�號(hào)”、“亞太1－A”、“亞太-2R”和“亞洲一
3S”等衛(wèi)星。這些衛(wèi)星都有多臺(tái)大功率KU頻段直播轉(zhuǎn)發(fā)器，其中帕拉一C和“馬部�！毙l(wèi)星分別
裝有135W和110－220W高功率Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器．
    二、我國(guó)衛(wèi)星數(shù)字電視發(fā)展情況
    1995年11月30日，中央電視臺(tái)采用數(shù)字壓縮技術(shù)，使用中星5號(hào)C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器播出4套力口密
收費(fèi)節(jié)目（CCTV3、5、6、8）。
    1996年5月30日中央電視臺(tái)的幾套數(shù)字壓縮頻道節(jié)目改由亞洲2號(hào)衛(wèi)星Ku頻道轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射。
    中央電視臺(tái)為了擴(kuò)大節(jié)目向海外傳送，1996年8月1日租了美國(guó)泛美衛(wèi)星系列的C頻段衛(wèi)星轉(zhuǎn)
發(fā)器，用MPEG－2／DVBs標(biāo)準(zhǔn)制式傳送中央電視臺(tái)第3、4、9套節(jié)目（第9套為英語(yǔ)版節(jié)目）。
    1997年1月以后，省級(jí)電視臺(tái)陸續(xù)試用MPEG－2DVBs標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字壓縮上星播出，至今已有30個(gè)
省、
自治區(qū)和直轄市電視節(jié)臺(tái)采用數(shù)字壓縮播出（海南省于1999年10月上星）。
    我國(guó)衛(wèi)星電視的特點(diǎn)是：1．模擬電視與數(shù)字電視節(jié)目并存；2．C波段衛(wèi)星電視與Ku波段衛(wèi)
星電視并存；3.數(shù)字加密電視與數(shù)字非加密電視并存；4. 衛(wèi)星數(shù)字電視MCPC（多路單載波）方
式與SCPC（單路單載波）方式并存。
    1999年1月1日正式啟動(dòng)衛(wèi)星直播到村的第一期工程，即租用“鑫諾”1號(hào)衛(wèi)星的一個(gè)Ku波段
2A轉(zhuǎn)發(fā)器，采用數(shù)字壓縮方式（MPEG2－DVBs標(biāo)準(zhǔn)）傳送8套中央電視臺(tái)的節(jié)目（多路單載波MCP
C）和 8套廣播節(jié)目（7套中央人民廣播電臺(tái)的節(jié)目和一套中央國(guó)際廣播電臺(tái)的節(jié)目MUSI－CAM方
式）進(jìn)行衛(wèi)星直播。并拿出扶貧資金購(gòu)買1萬(wàn)套Ku頻段小型地面接收站（包括0.6m～0.9m的Ku衛(wèi)
星接收天線，一體化饋源高頻頭LNBF，帶有智能卡插槽的條件接收機(jī)IRD彩色電視機(jī)各一臺(tái)），
無(wú)償?shù)刭?zèng)送的1萬(wàn)個(gè)國(guó)家級(jí)特困村，以進(jìn)一步提高我國(guó)“老、少、邊、窮”地區(qū)的覆蓋率。
    三、我國(guó)數(shù)字衛(wèi)星電視發(fā)展方向
    盡速建立廣播衛(wèi)星頻段的大功率直播衛(wèi)星系統(tǒng)（DBS）。
    在世界無(wú)線電行政大會(huì)（WAHC－77）制定的BSS規(guī)劃中，我國(guó)分配到3個(gè)軌位，35個(gè)波束和
55個(gè)頻道。WRC－97通過(guò)廣播衛(wèi)星修改規(guī)劃，我國(guó)繼續(xù)保留了3個(gè)DBS軌位（62°E、79.8°E和
92°E），同時(shí)又為香港爭(zhēng)取到122°E的軌位。我國(guó)應(yīng)盡早利用分配給我國(guó)的直播衛(wèi)星軌位，保
護(hù)國(guó)家權(quán)益，一方面可以進(jìn)一步擴(kuò)大廣播電視覆蓋，用戶可用φ0.4m的碟形天線收電視，另一
方面，由于DBS系統(tǒng)采用Ku波段11.7～12.2Hz的專用電視衛(wèi)星波段，該波段不允許他國(guó)電視覆蓋
主權(quán)國(guó)的電視業(yè)務(wù)，所以它具有保密性好的優(yōu)點(diǎn)，采用有條件接收系統(tǒng)，智能卡管理。網(wǎng)絡(luò)中
心可直接控制用戶的接收機(jī)，因此更有利于抵制境外衛(wèi)星電視的騷擾，有利于保證黨的方針政
迅速傳達(dá)到千家萬(wàn)戶。
    今后Ku波段DBS的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：
    1．采用更大功率容量和Ku波段衛(wèi)星開(kāi)展直播衛(wèi)星／直播到戶（DBS／DTH）業(yè)務(wù)。使廣大用
戶使用0.4m甚至更小口徑的接收天線即可收到數(shù)十套至上百套豐富多彩的廣播電視節(jié)目。
    2．試播HDTV。如果將高清晰度電視播出中心設(shè)在中央電視臺(tái)，通過(guò)直播衛(wèi)星將節(jié)目向全國(guó)
發(fā)送，在大、中城市和利用一切有條件接收的地方，可用小型衛(wèi)星接收天線進(jìn)行高清晰度電視
的集體和個(gè)人收看。
    3．依靠衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多功能開(kāi)發(fā)利用，并與地面有線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合開(kāi)拓多媒體市場(chǎng)，建立綜合
信息服務(wù)平臺(tái)，開(kāi)展新聞采集（SNG），數(shù)據(jù)廣播等業(yè)務(wù)。逐步向用戶提供視頻點(diǎn)播（VOD）、互
聯(lián)網(wǎng)接入、家中銀行、實(shí)時(shí)信息發(fā)布、遠(yuǎn)程診療、遠(yuǎn)距離教學(xué)、電視會(huì)議、電視購(gòu)物等多種服務(wù)，
真正實(shí)現(xiàn)天上一顆星，地上一張網(wǎng)，星網(wǎng)結(jié)合，天地交融的新格局。（待續(xù)）