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，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，總結了優(yōu)點，發(fā)現(xiàn)了不足，提出了未來可以發(fā)展的方向。

關鍵詞：衛(wèi)星通信；廣播電視；優(yōu)點不足

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，進行地球上通信的設想是1945年英國物理學家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，這是一個創(chuàng)新的思想，并在60年代成為現(xiàn)實。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，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；2GHz頻段（S波段），主要用于移動通信和廣播衛(wèi)星業(yè)務；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；11GHz~14GHz頻段（Ku波段），主要用于通信和廣播電視傳輸業(yè)務；20GHz~30GHz頻段（Ka波段），主要用于高速衛(wèi)星通信、VSAT業(yè)務、個人衛(wèi)星通信等新業(yè)務?，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，方便個體接受；Ku波段衛(wèi)星比C波段衛(wèi)星系統(tǒng)設備簡單；Ku波段衛(wèi)星受雨衰影響較大，遠遠大于C波段雨衰。通過比較發(fā)現(xiàn)Ku波段衛(wèi)星優(yōu)點明顯，缺點可以彌補，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)星作為中繼站進行微波通信，大大提高了通信效率和通信覆蓋面，這個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)點以及普通傳統(tǒng)方式不會有的缺點，雖然衛(wèi)星通信優(yōu)點明顯，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優(yōu)缺點，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。

3.1優(yōu)點

衛(wèi)星通信與傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡相比有更多的優(yōu)點，將通信衛(wèi)星作為中繼站可以實現(xiàn)距離高達18100km的通信，雖然傳統(tǒng)傳輸方式例如光纜、電纜、微波也可以實現(xiàn)較遠距離的通信，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)絡會需要較高的通信費用和建站費用，而衛(wèi)星通信所需的費用并不隨著通信距離遠近等因素而變化，衛(wèi)星通信的費用只有設計制造發(fā)射衛(wèi)星以及建地球站的費用，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)的任意一個或者多個地球站，所連接的地球站也可以實現(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)傳輸方式一般為點對點的通信，因此衛(wèi)星通信提供了一個通信網(wǎng)絡，具有高效性和靈活性；衛(wèi)星通信覆蓋范圍大、覆蓋能力強，其能與衛(wèi)星天線波束覆蓋區(qū)域內(nèi)任意一點進行通信，且不受自然環(huán)境條件和時間的限制；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)務傳輸；衛(wèi)星通信機動性比較好，傳統(tǒng)傳輸方式在受到地面災害時影響較大，例如當遇到毀滅性地震時，傳統(tǒng)的傳輸方式會幾乎完全失效，而衛(wèi)星通信能夠實現(xiàn)衛(wèi)星移動通信和應急通信，并且在發(fā)生戰(zhàn)爭時可以利用應急車輛作為移動站進行衛(wèi)星通信；衛(wèi)星通信可靠性高，通信質量好，在海纜修復期，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，但其也有很多不足。衛(wèi)星通信的信號要傳輸相當遠的距離，從地球表面到太空再從太空返回到地球表面，時延大，而且還有機器設備對數(shù)字信號的處理過程，延時還會增加；通信衛(wèi)星3顆就可以覆蓋整個地球，但高緯度地區(qū)無法覆蓋，因此高緯度地區(qū)無法實現(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；在太空中因為太陽、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運動的軌道面重合，在地球站當?shù)刂形缜昂蟮囊欢螘r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衛(wèi)星的同時也就對準了太陽，而太陽是一個巨大的干擾源，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，此時衛(wèi)星位于地球的陰影中，衛(wèi)星上的太陽能電池無法使用，只能使用蓄電池進行供電，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)星可以服務一片區(qū)域，但一顆衛(wèi)星的造價成本較高，雖然近年來發(fā)射衛(wèi)星技術趨于成熟，但也會有一定概率發(fā)射失敗，衛(wèi)星設計也需要人力物力和時間的大量投入，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)星通信需要承擔發(fā)射失敗的風險，以及需要做好替補壽命到期衛(wèi)星提前設計制造的準備工作。

4結論

衛(wèi)星通信是廣播電視傳輸?shù)囊粋€重要且不可或缺的方式，它的很多特點以及優(yōu)點在廣播電視節(jié)目傳輸中不可替代。衛(wèi)星通信是發(fā)展的趨勢，同時發(fā)展衛(wèi)星也是未來國際競爭的一個熱點。未來衛(wèi)星通信發(fā)展方向可以從以下4點入手：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)絡安全；創(chuàng)新設計更高壽命的衛(wèi)星；通過積極發(fā)射衛(wèi)星搶占有限的靜止軌道星位點資源。總之衛(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：

[1]夏克文,張更新,甘仲民.衛(wèi)星通信[M].西安電子科技大學出版社,2008.12.

[2]朱立東,吳廷勇,卓永寧.衛(wèi)星通信導論（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