衛(wèi)星電視直播的發(fā)展態(tài)勢(盧英鎖)
【提要】本文介紹了衛(wèi)星電視直播的發(fā)展過程,通過與有線電視的比較,體現(xiàn)出了衛(wèi)星
電視直播的優(yōu)勢所在,同時闡述了目前可以用于衛(wèi)星電視直播息諾一號衛(wèi)星和中星八號
衛(wèi)星的總體性能。
【關(guān)鍵詞】衛(wèi)星電視直播 數(shù)字壓縮 有線電視 轉(zhuǎn)發(fā)器
1概述
90年代初以來,衛(wèi)星電視直播、衛(wèi)星移動通信和衛(wèi)星數(shù)字音頻廣播業(yè)務(wù)首先在美國
取得技術(shù)突破,并迅速步入產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化軌道,形成由3個新的經(jīng)濟增長點組成的新興
產(chǎn)業(yè)。目前這三項衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)正向全球迅速擴展,其中衛(wèi)星電視直播產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢頭
最為迅猛。
目前,衛(wèi)星電視廣播采用了三種方式:一是通過普通的通信衛(wèi)星將模擬或數(shù)字電視
信號轉(zhuǎn)發(fā)到本地電視臺、有線電視網(wǎng)或集體接收站進入千家萬戶;二是采用模擬技術(shù),
使用大功率電視直播衛(wèi)星直接向家庭廣播電視信號,由于這種電視信號未經(jīng)數(shù)字壓縮處
理,每個轉(zhuǎn)發(fā)器只能直播一路電視節(jié)目信號,每顆衛(wèi)星一般只能直播幾路電視節(jié)目;三
是采用Ku頻段數(shù)字視頻壓縮衛(wèi)星電視直播。每個衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器可向裝有約為0.5~0.8m左右
的小口徑衛(wèi)星接收天線的家庭直播5~8路電視節(jié)目,一顆衛(wèi)星可以直播100多路電視信號。
這種業(yè)務(wù)亦稱數(shù)字衛(wèi)星電視直播。
我國所在的第三區(qū),Ku波段的下行頻率有兩段:一段為衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)頻段(FSS),
其范圍從12.2GHZ~12.75GHZ,另一段為衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)頻段(BSS),其范圍為11.7GHZ~
12.2GHZ。
2衛(wèi)星電視直播的三個發(fā)展階段
第一階段從1978年開始,是試驗階段。自那時起日本先后發(fā)射了BS-2和BS-3系列
七顆直播衛(wèi)星。其中BS-3b和BS-3N發(fā)射成功;BS-2X、BS-3H發(fā)射失。籅S-2a和BS
-2b兩顆衛(wèi)星的三個在軌轉(zhuǎn)發(fā)器中,分別損壞了2個和1個;BS-3b是太陽能電池,容量
損失近1/4。試驗階段非常艱難,但仍然取得了Ku頻段衛(wèi)星電視直播技術(shù)方面的經(jīng)驗。
第二階段從1988年開始,是試用階段。80年代末,美國和歐洲嘗試開展直播衛(wèi)星
業(yè)務(wù),且大都采用衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)頻段(FSS)用于衛(wèi)星電視直播。這些嘗試并未取得商
業(yè)上的成功,主要原因在于:
(1)發(fā)射運載能力的限制。運載火箭只能將小容量的衛(wèi)星送入地球同步軌道,每
顆衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量少,同時每個轉(zhuǎn)發(fā)器射頻功率低;
(2)采用模擬傳送技術(shù),每個轉(zhuǎn)發(fā)器只能傳輸一個頻道的電視節(jié)目。
第三階段從1995年開始,是新發(fā)展階段。80年代末90年代初,有關(guān)技術(shù)取得了長足
的進步,為開展衛(wèi)星電視直播創(chuàng)造了條件:
(1)由于有線電視的發(fā)展,伴隨而來產(chǎn)生了豐富的電視節(jié)目源;
(2)大功率長壽命的衛(wèi)星研制成功,不但使每個轉(zhuǎn)發(fā)器功率增大,而且使每顆衛(wèi)
星容納的轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量增多,使每個轉(zhuǎn)發(fā)器的成本下降,同時目前推力巨大的運載火箭也
能將這樣大容量的衛(wèi)星發(fā)射至地球同步軌道;
(3)數(shù)字壓縮技術(shù)應(yīng)用后,衛(wèi)星電視直播的質(zhì)量有了顯著的提高,并且每個頻道
節(jié)目的傳輸成本下降。
技術(shù)的日趨成熟,使得衛(wèi)星電視直播業(yè)務(wù)進入了商業(yè)化階段。以生產(chǎn)商用通信衛(wèi)星
著稱于世的休斯公司,1993年12月?lián)屜乳_發(fā)并組建了采用數(shù)字壓縮技術(shù)的商用電視直播
衛(wèi)星系統(tǒng),通過多渠道集資方式成立直播公司經(jīng)營該衛(wèi)星系統(tǒng)。短短幾年時間,該公司
已經(jīng)占據(jù)美國和加拿大衛(wèi)星電視直播市場的最大份額(用戶數(shù)超過350萬戶),并進入
墨西哥、拉美和日本市場。與此同時,休斯電子公司又在世界上搶先開發(fā)出能與個人計
算機(PC)互聯(lián)的DirecPC接收系統(tǒng)。PC機用戶利用衛(wèi)星電視直播的小口徑接收天線,
可以高速下載互聯(lián)網(wǎng)上的大量信息,為互聯(lián)網(wǎng)擁擠不堪的地面線路另辟了一條高速的空
中下載通道,也為衛(wèi)星電視直播系統(tǒng)向Ka頻段,寬帶、高速、多媒體衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)
展,展現(xiàn)了美好的前景。在休斯公司開拓衛(wèi)星電視直播市場取得成功之后,美國、日本
和歐洲的許多大公司也爭先恐后地進入衛(wèi)星電視直播、衛(wèi)星移動通信、衛(wèi)星數(shù)字音頻廣
播和多媒體衛(wèi)星通信市場。目前,已投入使用的衛(wèi)星電視直播系統(tǒng)主要有日本BS衛(wèi)星系
統(tǒng)、英國OPTUS衛(wèi)星系統(tǒng)、法國的TDF衛(wèi)星電視直播系統(tǒng)、德國的TV-SAT系統(tǒng)以及美國
的USDBS等十幾個系統(tǒng),覆蓋了歐洲、日本、北美等國家和地區(qū)。僅美國而言,由于采
用了數(shù)字壓縮技術(shù),一個轉(zhuǎn)發(fā)器能夠傳輸5~8套(平均)電視節(jié)目上。比如近幾年發(fā)射
的USDBS、ECHO等衛(wèi)星,衛(wèi)星裝有16/32個轉(zhuǎn)發(fā)器,如果每個轉(zhuǎn)發(fā)器可傳5~8路電視節(jié)
目,那么一顆衛(wèi)星將可以傳送大約140/280套電視節(jié)目。目前,我國周邊國家,如日本、
韓國、泰國等國家,以及臺灣等地區(qū)都已經(jīng)發(fā)射并開始運營衛(wèi)星電視直播業(yè)務(wù)。據(jù)不完
全統(tǒng)計,1998年有線電視、數(shù)字直接到戶(DTH)和因特網(wǎng)的用戶已有了不同的發(fā)展。
表1給出了相應(yīng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。2000年前后,全世界已經(jīng)和將要建立的衛(wèi)星電視直播系統(tǒng)
在北美有4~5個,在拉美有2~3個,在歐洲有4~5個,在亞洲或我國周邊國家或地區(qū)有
9~10個(包括韓國、印尼、馬來西亞和印度等國的非專用衛(wèi)星電視直播系統(tǒng))。這些
衛(wèi)星系統(tǒng)都能向家庭直播幾十至100多個頻道的電視節(jié)目,使用的衛(wèi)星接收天線口徑大
多在0.45-0.8m之間。
國家(地區(qū)) | 電視家庭用戶 | 有線電視家庭訂戶 | DTH用戶 | 因特網(wǎng)家庭用戶 |
加拿大 | 10.8 | 8.21 | 0.32 | 4.5 |
美國 | 100 | 65.1 | 8.6 | 26.5 |
奧地利 | 3.4 | 1.1 | 1.32 | 0.39 |
比利時 | 3.93 | 3.7 | 0.28 | 0.5 |
丹麥 | 2.1 | 1.37 | 0.05 | 0.67 |
芬蘭 | 2.09 | 0.82 | 0.04 | 0.66 |
法國 | 21.8 | 2.47 | 1.55 | 1.73 |
德國 | 33.8 | 17.9 | 2.17 | 5.31 |
希臘 | 3.54 | 0.02 | 0 | 0.12 |
匈牙利 | 3.82 | 1.58 | 0 | 0.26 |
愛爾蘭 | 1.02 | 0.55 | 0.02 | 0.15 |
意大利 | 16.5 | 0.05 | 0.29 | 1.62 |
盧森堡 | 0.15 | 0.14 | 0 | 0 |
荷蘭 | 6.11 | 6.05 | 0.1 | 1.42 |
挪威 | 1.76 | 0.7 | 0.06 | 0.57 |
波蘭 | 12.7 | 2.96 | 0.26 | 0.4 |
葡萄牙 | 3.13 | 0.5 | 0 | 0 |
俄羅斯 | 45.9 | 5.4 | 0.15 | 0.42 |
西班牙 | 12.15 | 0.09 | 0.87 | 0.85 |
瑞典 | 3.74 | 1.93 | 0.31 | 0.97 |
瑞士 | 2.72 | 2.52 | 0.01 | 0.67 |
土耳其 | 9 | 0.63 | 0.27 | 0 |
英國 | 23.13 | 2.5 | 4.37 | 5.35 |
烏克蘭 | 16.9 | 0.59 | 0.01 | 0 |
澳大利亞 | 6.7 | 0.45 | 0.27 | 0.71 |
中國 | 295 | 75 | 0 | 0.29 |
香港特區(qū) | 1.9 | 0.43 | 0 | 0.49 |
印度 | 58 | 21.6 | 0 | 0.54 |
印度尼西亞 | 26 | 0 | 0.03 | 0.1 |
日本 | 42.5 | 6.7 | 8.68 | 6.05 |
韓國 | 12.5 | 2.1 | 0 | 1.76 |
馬來西亞 | 3.3 | 0.12 | 0.2 | 0.15 |
新西蘭 | 1.2 | 0.32 | 0 | 0.18 |
菲律賓 | 8.5 | 0.8 | 0 | |
新加坡 | 0.85 | 0.12 | 0 | 0.31 |
臺灣地區(qū) | 6.2 | 4.6 | 0 | 1.02 |
泰國 | 15.44 | 0.28 | 0.05 | 0.17 |
巴林 | 0.095 | 0.004 | ── | ── |
科威特 | 0.23 | 0.001 | 0.01 | ── |
黎巴嫩 | 0.65 | ── | 0.019 | ── |
阿曼 | 0.283 | ── | 0.005 | ── |
沙特阿拉伯 | 2.9 | ── | 0.05 | ── |
阿聯(lián)酋 | 0.384 | 0.003 | 0.02 | ── |
阿根廷 | 8.66 | 5.71 | 0.05 | 0.16 |
巴西 | 34 | 2.42 | 0.52 | 0.83 |
智利 | 3.05 | 0.88 | 0.04 | 0.05 |
哥倫比亞 | 7.64 | 0.42 | 0.07 | 0.03 |
墨西哥 | 16 | 2.5 | 0.2 | 0.2 |
秘魯 | 2.8 | 0.38 | 0.2 | 0.1 |
委內(nèi)瑞拉 | 4.03 | 0.38 | 0.12 | 0.08 |
合計 | 899.002 | 252.098 | 31.584 | 66.38 |
我國多年來衛(wèi)星電視廣播的實踐,客觀上為衛(wèi)星電視直播進行了技術(shù)和人才上的準(zhǔn)
備。到目前為止,基本上省級電視節(jié)目均己上星播出。我國自己的數(shù)字衛(wèi)星接收機已開
發(fā)研制成功,且成本低于國際同類產(chǎn)品的價格,這一切為我國發(fā)展直播衛(wèi)星系統(tǒng)打下了
堅實的基礎(chǔ),為進入普通家庭鋪平了道路。
3衛(wèi)星電視直播與有線電視競爭的優(yōu)勢
一方面,中國地域遼闊,海島、山區(qū)和少數(shù)民族地區(qū)占國土面積的70%,人口眾多
值分布不均,有線電視網(wǎng)不發(fā)達,許多邊遠(yuǎn)山區(qū)還存在看不到電視的難題。衛(wèi)星電視直
播的最大優(yōu)勢是:只用一顆衛(wèi)星就可以有100多個電視頻道覆蓋我國全部陸地和領(lǐng)海,
徹底解決15%電視人口覆蓋盲區(qū);也可以解決目前普遍存在的電視頻道少、電視收視質(zhì)
量差、看不到電影、學(xué)校教學(xué)質(zhì)量差等諸多難題。這對于目前我國實現(xiàn)“村村通廣播電
視”最有利。只需一顆直播衛(wèi)星,就可實現(xiàn)。在城市地區(qū),衛(wèi)星數(shù)字電視直播也可以用
于增加教育電視頻道,為解決當(dāng)前幾千萬下崗職工的再培訓(xùn)和繼續(xù)教育問題提供有效手
段。
另一方面,表現(xiàn)在投資。航ㄔO(shè)一個衛(wèi)星地球上行站僅需投資二三千萬元,而有線
電視網(wǎng)絡(luò)要達到同樣的功能至少需要幾十倍、幾百倍的投資;建設(shè)速度快:衛(wèi)星電視直
播網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)速度取決于地球站建設(shè)和衛(wèi)星發(fā)射的進度,一般只需1~2年的時間,是
有線電視網(wǎng)絡(luò)無法比擬的高速度;可靠性高:衛(wèi)星電視喜播只要很少幾個環(huán)節(jié)(如地球
枯、衛(wèi)星和空間等)的影響;維護工作量小:由于衛(wèi)星電視直播中間環(huán)節(jié)少,不存在有
線網(wǎng)絡(luò)的中繼、放大等問題,可節(jié)省大量人力物力;信號質(zhì)量高:由于衛(wèi)星電視直播中
間環(huán)節(jié)少,信號失真小,圖像、伴音質(zhì)量高。尤其采用數(shù)字壓縮技術(shù)后,信號質(zhì)量更不
受衛(wèi)星通道的影響;抗自然災(zāi)害能力強:我國有不少地震區(qū)、水災(zāi)區(qū)、沿海臺風(fēng)頻繁地
區(qū),光纜、電纜網(wǎng)絡(luò)易受自然災(zāi)害的侵襲,而衛(wèi)星電視直播幾乎不受自然災(zāi)害的影響;
頻譜利用率高,運行成本低:由于數(shù)字壓縮技術(shù)的成熟和高效調(diào)制方式的使用,原來可
傳一套模擬電視的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器,現(xiàn)在可傳5~8套數(shù)字廣播電視節(jié)目,大大提高了頻譜資
源的利用率,一顆亙播衛(wèi)星可容納100會以上的數(shù)字廣播電視節(jié)目。相對來說,平均每
套節(jié)目的運行成本大大降低了;接收系統(tǒng)成本低:采用Ku頻段衛(wèi)星直播,接收天線口徑
小,加之?dāng)?shù)字衛(wèi)星接收機的國產(chǎn)化,衛(wèi)星接收機價格低廉,大約相當(dāng)于一臺彩色電視機
的價錢。在目前,接收天線、高頻頭加上數(shù)字衛(wèi)星接收機也就相當(dāng)于兩臺電視機的價錢。
因此,中國是最適合發(fā)展衛(wèi)星電視直播的國家,又是世界上少數(shù)幾個擁有如此巨大市場
潛力的國家之一。衛(wèi)星電視直播也是解決上述各種難題的最快捷、最經(jīng)濟的途徑。
4幾顆可以用于我國衛(wèi)星電視直播的衛(wèi)星
(1)鑫諾一號衛(wèi)星。從1999年1月1日起,中國中央電視臺8套節(jié)目已正式在定點于
東經(jīng)110.5度的鑫諾一號通信衛(wèi)星上播出。1999年10月1日起,又將各省、自治區(qū)、直轄
市的節(jié)目送上了鑫諾衛(wèi)星。鑫諾一號衛(wèi)星為實現(xiàn)廣播電視“村村通”的宏偉計劃提供了
平臺,為盡快解決全國15%的廣播電視節(jié)目接收富村、盲鄉(xiāng)問題,讓所有的山區(qū)農(nóng)村、
尤其是邊遠(yuǎn)鄉(xiāng)村都能收看到高質(zhì)量的電視節(jié)目創(chuàng)造了條件,使黨中央的聲音能夠盡快、
盡早地直接與廣大群眾見面;使全國所有的鄉(xiāng)村都可以享受到改革開放和高科技所帶來
的成果。國家廣播電影電視總局已投放大量0.6m、0.75m和少量1m的電視單收站,用于盲
鄉(xiāng)、盲村接收中央電視臺和各省的電視節(jié)目。
(2)中星八號衛(wèi)星。該衛(wèi)星是新一代地球同步軌道通信衛(wèi)星,目前已制造完成,預(yù)
定由中國長征三號乙運載火箭發(fā)射。
中星八號采用雙組元推進系統(tǒng),帶有近3噸燃料,以確保15年以上的服務(wù)壽命;衛(wèi)星
總功率超過10kW,可以從容地支持星上5個大功率轉(zhuǎn)發(fā)器。中星八號衛(wèi)星將要定點于東經(jīng)
115.5度,星上有52個轉(zhuǎn)發(fā)器,包括:C頻段36個,占用800MHZ帶寬; Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器16個,
占用750MHZ帶寬。星上采用了C-KU互聯(lián)技術(shù),2個C頻段和2個Ku頻段72MHz帶寬轉(zhuǎn)發(fā)器可以
在星上完成鏈接,提供給用戶一種全新的地面組網(wǎng)方式。表2給出了中星八號衛(wèi)星的總體
性能指標(biāo)。
衛(wèi)星平臺 | FS-1300 | ||
設(shè)計壽命 | >=15年 | ||
軌道位置 | 115.5°E | ||
定點保持精度 | ±0.05°(東西南北向) | ||
衛(wèi)星總功率(W) | 10000 | ||
轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù) | C頻度 | 34個36MHz | |
2個72MHz(50:36備份) | |||
Ku頻段 | 10個36MHz(26:16備份) | ||
6個72MHz(其中包括2對72MHzC-Ku雙向互聯(lián)轉(zhuǎn)發(fā)器) | |||
轉(zhuǎn)發(fā)器功率(W) | C頻段 | 37TWTA | |
Ku頻段 | 125TWTA | ||
衛(wèi)星EIRP(dBW) | C頻段 | >=40 | |
Ku頻段 | 服務(wù)區(qū) | >=46 | |
雨衰區(qū) | >=54 | ||
衛(wèi)星G/T(dB/K) | C頻段 | -1 | |
Ku頻段 | -2∼-6 | ||
衛(wèi)星PFD(dBW/m²) | -74∼-96 | ||
增益調(diào)節(jié)范圍(dB) | 22(步長為1) | ||
極化隔離度(dB) | >=33 | ||
信標(biāo)頻率(MHz) | C頻段 | 水平極化 | 4198.5 |
垂直極化 | 3630 | ||
Ku頻段 | 水平極化 | 11698 | |
垂直極化 | 12254 |
6結(jié)束語
衛(wèi)星電視直播產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在全球和我國周邊國家形成發(fā)展熱點,它在21世紀(jì)將會成為
寬帶、高速、多媒體的太空互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)——全球信息高速公路的重要組成部分。面對當(dāng)前
中國的國情和我國面臨的諸多難題,面對全球“網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟”和“知識經(jīng)濟”的前景,無
論是從現(xiàn)在還是未來的視角看問題,衛(wèi)星電視直播產(chǎn)業(yè)都將是滿足我國人民日益增長的
文化教育需求和推動中國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、實施“科教興國”戰(zhàn)略的重大舉措。不過衛(wèi)
星電視直播也有不足之處,比如:
(1)Ku頻段存在雨衰,即要雨、雪天氣的干擾,這可通過適當(dāng)加大天線等辦法加以
解決;(2)在城市地區(qū)受高層建筑及居住場地條件的限制,居民接收衛(wèi)星電視直播節(jié)目
將會受到一定的影響;(3)難以做到節(jié)目本地化;(4)無法進行交互式業(yè)務(wù)。
衛(wèi)星電視直播的不足恰好是有線電視的優(yōu)勢所在。有線電視用戶只需交納少量收視
費即可收到大量節(jié)目,還有豐富多彩的地方特色節(jié)目。隨著技術(shù)的進步和網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)與
改造,還可提供交互式業(yè)務(wù),如視頻點播、計算機聯(lián)網(wǎng)、電視會議、遠(yuǎn)程教學(xué)與遠(yuǎn)程醫(yī)
療診斷等等。