衛星通信對廣播電視傳輸發射影響分析

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摘要：本文介紹了在廣播電視傳輸發射中衛星通信方式是一種重要的通信方式，與傳統的傳輸方式相比有許多優點，但也有不足，通過對衛星通信方式衛星軌道、使用頻段、傳輸方式的研究，總結了優點，發現了不足，提出了未來可以發展的方向。

關鍵詞：衛星通信；廣播電視；優點不足

1引言

利用對地靜止同步軌道上的人造地球衛星作為中繼站，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》雜志上發表“地球外的中繼”一文中提出的，這是一個創新的思想，并在60年代成為現實。廣播電視傳輸發射有很多種方式，從最初的地面無線傳輸、有線傳輸發展到利用宇宙空間的衛星通信，各種傳輸方式相互結合，讓廣播電視節目不僅可以在本市、本省、本國傳播，甚至可以在全世界傳播。衛星通信作為廣播電視節目的重要傳輸方式，擁有很多優點，也是前景最好的傳輸方式，衛星通信的發展能夠推動廣播電視的發展，把電視節目傳到各家各戶。

2衛星通信介紹

衛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星作為中繼而進行的通信。衛星通信系統主要由衛星和地球站兩部分組成，地球站是信號處理以及發射的主要部分。衛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目傳輸業務；2GHz頻段（S波段），主要用于移動通信和廣播衛星業務；4GHz~6GHz頻段（C波段），主要用于國際和國內衛星通信，以及廣播電視節目傳輸業務；11GHz~14GHz頻段（Ku波段），主要用于通信和廣播電視傳輸業務；20GHz~30GHz頻段（Ka波段），主要用于高速衛星通信、VSAT業務、個人衛星通信等新業務。現在廣電行業多用C波段與Ku波段，兩者相比，Ku波段衛星不容易受地面微波等同頻干擾，C波段衛星受到同頻干擾比較嚴重；Ku波段衛星比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波段衛星比C波段衛星系統設備簡單；Ku波段衛星受雨衰影響較大，遠遠大于C波段雨衰。通過比較發現Ku波段衛星優點明顯，缺點可以彌補，因此Ku波段衛星是發展趨勢和方向。

3衛星通信影響與比較

衛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，而衛星通信創新地利用人工發射到太空的衛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傳輸方式較大的差異意味著它也會有較大的優點以及普通傳統方式不會有的缺點，雖然衛星通信優點明顯，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星通信方式可以互補優缺點，多種傳輸方式靈活利用才能更好地為廣播電視行業服務。

3.1優點

衛星通信與傳統傳輸網絡相比有更多的優點，將通信衛星作為中繼站可以實現距離高達18100km的通信，雖然傳統傳輸方式例如光纜、電纜、微波也可以實現較遠距離的通信，但和衛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，傳統傳輸網絡會需要較高的通信費用和建站費用，而衛星通信所需的費用并不隨著通信距離遠近等因素而變化，衛星通信的費用只有設計制造發射衛星以及建地球站的費用，而傳統傳輸方式例如光纜，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多址通信，即一顆衛星可以連接其覆蓋范圍內的任意一個或者多個地球站，所連接的地球站也可以實現雙邊通信甚至多邊通信，這與其他傳統傳輸方式有很大的不同，傳統傳輸方式一般為點對點的通信，因此衛星通信提供了一個通信網絡，具有高效性和靈活性；衛星通信覆蓋范圍大、覆蓋能力強，其能與衛星天線波束覆蓋區域內任意一點進行通信，且不受自然環境條件和時間的限制；衛星通信的容量很大，其所用的頻段帶寬寬，能夠容納多種業務傳輸；衛星通信機動性比較好，傳統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，傳統的傳輸方式會幾乎完全失效，而衛星通信能夠實現衛星移動通信和應急通信，并且在發生戰爭時可以利用應急車輛作為移動站進行衛星通信；衛星通信可靠性高，通信質量好，在海纜修復期，為了繼續傳輸信號，衛星通信可作為支撐系統。

3.2不足

衛星通信有很多相較于傳統傳輸方式較大的優點，但其也有很多不足。衛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字信號的處理過程，延時還會增加；通信衛星3顆就可以覆蓋整個地球，但高緯度地區無法覆蓋，因此高緯度地區無法實現衛星通信，如圖1所示；對地靜止軌道上并非只要有空間就可以發射一個衛星的，為了避免衛星之間信號互相干擾，衛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星數有限；在太空中因為太陽、地球和通信衛星之間的空間距離會產生不同的影響，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，在地球站當地中午前后的一段時間內，太陽、衛星和地球會處于一條直線，衛星位于太陽與地球的中間，地球站的天線在對準衛星的同時也就對準了太陽，而太陽是一個巨大的干擾源，衛星的輸出信號會被太陽的輻射噪聲覆蓋，從而發生衛星通信中斷，這種現象稱為日凌現象，而在春分和秋分前后22天里，在地球站所處地區的午夜前后，太陽、地球和衛星位于同一條直線，地球位于太陽和衛星之間，此時衛星位于地球的陰影中，衛星上的太陽能電池無法使用，只能使用蓄電池進行供電，這種現象稱為星蝕。日凌和星蝕是地球、衛星和太陽所處位置不同，每年都會發生的現象，如圖2所示；一顆衛星可以服務一片區域，但一顆衛星的造價成本較高，雖然近年來發射衛星技術趨于成熟，但也會有一定概率發射失敗，衛星設計也需要人力物力和時間的大量投入，而衛星的壽命不是很長，一般是幾年到十幾年，因此使用衛星通信需要承擔發射失敗的風險，以及需要做好替補壽命到期衛星提前設計制造的準備工作。

4結論

衛星通信是廣播電視傳輸的一個重要且不可或缺的方式，它的很多特點以及優點在廣播電視節目傳輸中不可替代。衛星通信是發展的趨勢，同時發展衛星也是未來國際競爭的一個熱點。未來衛星通信發展方向可以從以下4點入手：開發利用新的頻段，高效利用現有頻段；提高衛星通信網的網絡安全；創新設計更高壽命的衛星；通過積極發射衛星搶占有限的靜止軌道星位點資源。總之衛星通信的發展使廣播電視行業發展，廣播電視行業要求衛星通信繼續發展創新。

參考文獻：

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

[2]朱立東,吳廷勇,卓永寧.衛星通信導論（第3版）[M].電子工業出版社,2009.11.

作者：陳曉錦 單位：國家廣播電視總局542臺