衛(wèi)星通信對廣播電視傳輸發(fā)射影響分析

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摘要：本文介紹了在廣播電視傳輸發(fā)射中衛(wèi)星通信方式是一種重要的通信方式，與傳統(tǒng)的傳輸方式相比有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有不足，通過對衛(wèi)星通信方式衛(wèi)星軌道、使用頻段、傳輸方式的研究，總結(jié)了優(yōu)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)了不足，提出了未來可以發(fā)展的方向。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星通信；廣播電視；優(yōu)點(diǎn)不足

1引言

利用對地靜止同步軌道上的人造地球衛(wèi)星作為中繼站，在地球上建立地球站，進(jìn)行地球上通信的設(shè)想是1945年英國物理學(xué)家ArtherC.Clarke在《無線電世界》雜志上發(fā)表“地球外的中繼”一文中提出的，這是一個(gè)創(chuàng)新的思想，并在60年代成為現(xiàn)實(shí)。廣播電視傳輸發(fā)射有很多種方式，從最初的地面無線傳輸、有線傳輸發(fā)展到利用宇宙空間的衛(wèi)星通信，各種傳輸方式相互結(jié)合，讓廣播電視節(jié)目不僅可以在本市、本省、本國傳播，甚至可以在全世界傳播。衛(wèi)星通信作為廣播電視節(jié)目的重要傳輸方式，擁有很多優(yōu)點(diǎn)，也是前景最好的傳輸方式，衛(wèi)星通信的發(fā)展能夠推動廣播電視的發(fā)展，把電視節(jié)目傳到各家各戶。

2衛(wèi)星通信介紹

衛(wèi)星通信簡單地說就是地球上（包括地面和低層大氣中）的無線電通信站之間利用衛(wèi)星作為中繼而進(jìn)行的通信。衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要由衛(wèi)星和地球站兩部分組成，地球站是信號處理以及發(fā)射的主要部分。衛(wèi)星通信使用的主要頻段有1GHz左右頻段（L波段），主要用于軍事通信、移動通信和廣播電視節(jié)目傳輸業(yè)務(wù)；2GHz頻段（S波段），主要用于移動通信和廣播衛(wèi)星業(yè)務(wù)；4GHz~6GHz頻段（C波段），主要用于國際和國內(nèi)衛(wèi)星通信，以及廣播電視節(jié)目傳輸業(yè)務(wù)；11GHz~14GHz頻段（Ku波段），主要用于通信和廣播電視傳輸業(yè)務(wù)；20GHz~30GHz頻段（Ka波段），主要用于高速衛(wèi)星通信、VSAT業(yè)務(wù)、個(gè)人衛(wèi)星通信等新業(yè)務(wù)?，F(xiàn)在廣電行業(yè)多用C波段與Ku波段，兩者相比，Ku波段衛(wèi)星不容易受地面微波等同頻干擾，C波段衛(wèi)星受到同頻干擾比較嚴(yán)重；Ku波段衛(wèi)星比C波段接收效率高，可以降低天線尺寸，降低接收成本，方便個(gè)體接受；Ku波段衛(wèi)星比C波段衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)備簡單；Ku波段衛(wèi)星受雨衰影響較大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于C波段雨衰。通過比較發(fā)現(xiàn)Ku波段衛(wèi)星優(yōu)點(diǎn)明顯，缺點(diǎn)可以彌補(bǔ)，因此Ku波段衛(wèi)星是發(fā)展趨勢和方向。

3衛(wèi)星通信影響與比較

衛(wèi)星通信是微波中繼通信的一種特殊形式，地球地面的微波中繼通信主要利用微波站作為中繼，而衛(wèi)星通信創(chuàng)新地利用人工發(fā)射到太空的衛(wèi)星作為中繼站進(jìn)行微波通信，大大提高了通信效率和通信覆蓋面，這個(gè)通信方式與其他傳統(tǒng)傳輸方式較大的差異意味著它也會有較大的優(yōu)點(diǎn)以及普通傳統(tǒng)方式不會有的缺點(diǎn)，雖然衛(wèi)星通信優(yōu)點(diǎn)明顯，但也不意味著它就可以替代其他傳輸方式，反而其他傳輸方式和衛(wèi)星通信方式可以互補(bǔ)優(yōu)缺點(diǎn)，多種傳輸方式靈活利用才能更好地為廣播電視行業(yè)服務(wù)。

3.1優(yōu)點(diǎn)

衛(wèi)星通信與傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)相比有更多的優(yōu)點(diǎn)，將通信衛(wèi)星作為中繼站可以實(shí)現(xiàn)距離高達(dá)18100km的通信，雖然傳統(tǒng)傳輸方式例如光纜、電纜、微波也可以實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的通信，但和衛(wèi)星通信的距離是無法相比的；隨著通信距離的增加和通信站之間的自然條件的不同，傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)會需要較高的通信費(fèi)用和建站費(fèi)用，而衛(wèi)星通信所需的費(fèi)用并不隨著通信距離遠(yuǎn)近等因素而變化，衛(wèi)星通信的費(fèi)用只有設(shè)計(jì)制造發(fā)射衛(wèi)星以及建地球站的費(fèi)用，而傳統(tǒng)傳輸方式例如光纜，隨著距離增加，每米光纜也都是增加的費(fèi)用；衛(wèi)星通信的方式很靈活，它是廣播方式工作，通過多址連接方式可以實(shí)現(xiàn)多址通信，即一顆衛(wèi)星可以連接其覆蓋范圍內(nèi)的任意一個(gè)或者多個(gè)地球站，所連接的地球站也可以實(shí)現(xiàn)雙邊通信甚至多邊通信，這與其他傳統(tǒng)傳輸方式有很大的不同，傳統(tǒng)傳輸方式一般為點(diǎn)對點(diǎn)的通信，因此衛(wèi)星通信提供了一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)，具有高效性和靈活性；衛(wèi)星通信覆蓋范圍大、覆蓋能力強(qiáng)，其能與衛(wèi)星天線波束覆蓋區(qū)域內(nèi)任意一點(diǎn)進(jìn)行通信，且不受自然環(huán)境條件和時(shí)間的限制；衛(wèi)星通信的容量很大，其所用的頻段帶寬寬，能夠容納多種業(yè)務(wù)傳輸；衛(wèi)星通信機(jī)動性比較好，傳統(tǒng)傳輸方式在受到地面災(zāi)害時(shí)影響較大，例如當(dāng)遇到毀滅性地震時(shí)，傳統(tǒng)的傳輸方式會幾乎完全失效，而衛(wèi)星通信能夠?qū)崿F(xiàn)衛(wèi)星移動通信和應(yīng)急通信，并且在發(fā)生戰(zhàn)爭時(shí)可以利用應(yīng)急車輛作為移動站進(jìn)行衛(wèi)星通信；衛(wèi)星通信可靠性高，通信質(zhì)量好，在海纜修復(fù)期，為了繼續(xù)傳輸信號，衛(wèi)星通信可作為支撐系統(tǒng)。

3.2不足

衛(wèi)星通信有很多相較于傳統(tǒng)傳輸方式較大的優(yōu)點(diǎn)，但其也有很多不足。衛(wèi)星通信的信號要傳輸相當(dāng)遠(yuǎn)的距離，從地球表面到太空再從太空返回到地球表面，時(shí)延大，而且還有機(jī)器設(shè)備對數(shù)字信號的處理過程，延時(shí)還會增加；通信衛(wèi)星3顆就可以覆蓋整個(gè)地球，但高緯度地區(qū)無法覆蓋，因此高緯度地區(qū)無法實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信，如圖1所示；對地靜止軌道上并非只要有空間就可以發(fā)射一個(gè)衛(wèi)星的，為了避免衛(wèi)星之間信號互相干擾，衛(wèi)星之間應(yīng)該保持一定的距離，因此對地靜止軌道上能夠存在的衛(wèi)星數(shù)有限；在太空中因?yàn)樘?、地球和通信衛(wèi)星之間的空間距離會產(chǎn)生不同的影響，在每年的春分和秋分前后，地球赤道與地球圍繞太陽旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的軌道面重合，在地球站當(dāng)?shù)刂形缜昂蟮囊欢螘r(shí)間內(nèi)，太陽、衛(wèi)星和地球會處于一條直線，衛(wèi)星位于太陽與地球的中間，地球站的天線在對準(zhǔn)衛(wèi)星的同時(shí)也就對準(zhǔn)了太陽，而太陽是一個(gè)巨大的干擾源，衛(wèi)星的輸出信號會被太陽的輻射噪聲覆蓋，從而發(fā)生衛(wèi)星通信中斷，這種現(xiàn)象稱為日凌現(xiàn)象，而在春分和秋分前后22天里，在地球站所處地區(qū)的午夜前后，太陽、地球和衛(wèi)星位于同一條直線，地球位于太陽和衛(wèi)星之間，此時(shí)衛(wèi)星位于地球的陰影中，衛(wèi)星上的太陽能電池?zé)o法使用，只能使用蓄電池進(jìn)行供電，這種現(xiàn)象稱為星蝕。日凌和星蝕是地球、衛(wèi)星和太陽所處位置不同，每年都會發(fā)生的現(xiàn)象，如圖2所示；一顆衛(wèi)星可以服務(wù)一片區(qū)域，但一顆衛(wèi)星的造價(jià)成本較高，雖然近年來發(fā)射衛(wèi)星技術(shù)趨于成熟，但也會有一定概率發(fā)射失敗，衛(wèi)星設(shè)計(jì)也需要人力物力和時(shí)間的大量投入，而衛(wèi)星的壽命不是很長，一般是幾年到十幾年，因此使用衛(wèi)星通信需要承擔(dān)發(fā)射失敗的風(fēng)險(xiǎn)，以及需要做好替補(bǔ)壽命到期衛(wèi)星提前設(shè)計(jì)制造的準(zhǔn)備工作。

4結(jié)論

衛(wèi)星通信是廣播電視傳輸?shù)囊粋€(gè)重要且不可或缺的方式，它的很多特點(diǎn)以及優(yōu)點(diǎn)在廣播電視節(jié)目傳輸中不可替代。衛(wèi)星通信是發(fā)展的趨勢，同時(shí)發(fā)展衛(wèi)星也是未來國際競爭的一個(gè)熱點(diǎn)。未來衛(wèi)星通信發(fā)展方向可以從以下4點(diǎn)入手：開發(fā)利用新的頻段，高效利用現(xiàn)有頻段；提高衛(wèi)星通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全；創(chuàng)新設(shè)計(jì)更高壽命的衛(wèi)星；通過積極發(fā)射衛(wèi)星搶占有限的靜止軌道星位點(diǎn)資源?？傊l(wèi)星通信的發(fā)展使廣播電視行業(yè)發(fā)展，廣播電視行業(yè)要求衛(wèi)星通信繼續(xù)發(fā)展創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

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[2]朱立東,吳廷勇,卓永寧.衛(wèi)星通信導(dǎo)論（第3版）[M].電子工業(yè)出版社,2009.11.

作者：陳曉錦 單位：國家廣播電視總局542臺