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卫星直播“村村通”数字电视平台及应用

摘要:本文简要的对卫星直播的相关情况进行了介绍,并对当前卫星直播采用的标准及优势特点进行了分析,对当前卫星直播应用过程中的一些问题做了简要的说明,对发展卫星直播遇到的相关问题做了简要的概述。

引言

目前我国数字电视接入主要分为地面数字电视(DVB-T)、有线数字电视(DVB-C)、移动多媒体广播、IPTV等广播多种接入方式,各种接入方式在不同的地域分别发挥着重要的作用。目前,我国尚未实现广播电视覆盖,收听、收视不到广播电视节目的人口约有2亿,基本分布于自然环境较差的老少边穷地区。根据广电总局的统计,近几年来广播电视覆盖率的增长幅度按人力财力投入计算,用常规方法建设地面传输转播系统提高覆盖率,广播每增长一个百分点要投入20多亿元人民币,电视每增长一个百分点要投入30多亿元人民币,成本非常高昂。而中国广播电视直播卫星“村村通”系统是我国“十一五”期间的重要项目之一,旨在采用直播卫星技术扩大我国农村地区广播电视覆盖,解决全国已通电但广播电视不通达的20户以上自然村收听收看广播电视节目的问题,是一个公益性节目平台,直接服务于社会主义新农村建设,这对于老少边穷等地区的广播电视的覆盖是最有效的手段。因此发展卫星直播电视直接到户成为了老百姓收看电视节目的强烈需求。

一、 什么是卫星直播

卫星直播DBS (Direct Broadcasting Satellite),以下简称卫星直播,它是利用地球同步轨道卫星,将音频、视频、多媒体数据等进行点对点传送(包括“个体接收”或“集体接收”)的一种卫星传输模式,接收者只需要使用小型卫星接收天线,即可收到来自卫星的电视或广播节目。直播卫星具有能够全面覆盖某一国家或地区,而且能够实现双向数据传输,因为直播卫星的功率远远大于传统通信卫星,所以直播卫星天线对口径的要求较小,造价更加低廉。而传统通信卫星则主要是通过卫星进行点对点(或多点)传输,把节目传送给地面广播台或有线电视台转播,属于固定卫星业务。

二、我国卫星直播的简要发展史

2005年初,通过慎重、充分的论证,经国家发展改革委批复,我国正式启动了开展卫星直播的相关工作。该项工作的开展,可以极大地提高我国广播电视的覆盖水平,增强广播电视的服务能力,促进包括卫星设计与制造技术、节目传输技术、安全播出技术等在内的技术研究水平的提升,推动相关的产品制造、服务行业的发展与产业升级。作为一种有效的传输手段的同时,卫星直播也面临着来自运营、产业、管理、安全等诸多方面的需求。我国的卫星直播系统必将是一个用户规模庞大、管理严格且相对封闭的系统。在这样一个系统中,简单地采用国外技术标准或产品对我国卫星广播电视的有效管理、播出安全、产业发展等都将造成不利的影响。早在2006年,我国自行研制的首颗直播卫星“鑫诺二号”成功发射升空,代表着一个巨大的直播卫星节目市场拉开了大幕。但令人遗憾的是,“鑫诺二号”升空后,太阳板的二次展开和通信天线的展开都未能完成,无法进行其原先预定的工作。由于种种原因,卫星直播数字电视迟迟未能启动,直到今年6月9日“中星九号”广播电视直播卫星已在西昌的成功升空并成功定位测试,“中星九号”直播卫星将弥补“鑫诺二号”所留下的遗憾,这意味着中国将进入电视卫星直播的时代。

三、我国发展直播星业务优势

1.直播卫星电视传输不受地理环境限制

直播卫星系统可以使包括广大偏远地区农村用户在内的全国97%以上的居民不经电视差转台,直接使用直径0.45~0.6m的圆形天线收听、收看广播电视节目。对于我国地形复杂,人口众多而又分布不均、经济发展不平衡的国情特点来说,利用卫星直播电视技术传输广播电视节目是提高我国广播电视人口覆盖率、改进信号传输质量、避免与境外节目共星,并且可以实现节目有偿收视的最有效、最经济、最先进的手段。

2.我国直播星电视业务潜在用户市场广阔

根据国家广电总局的最新统计数字,目前我国全国广播人口综合覆盖率为94.48%,电视人口综合覆盖率为95.81%,有线电视入户率仅为36.01%,我国还有相当一部分地区听不到广播,看不到电视。这部分电视用户多集中在农村或者边远地区,采用有线和微波手段加强覆盖都不是理想的办法。有了直播卫星,只需为用户提供直径0.5m的天线和接收设备,利用卫星相对覆盖率广、传输频道多、信号效果好的多方面优势,我们就可以解决广播电视信号覆盖问题,而且用户接收到的还是频道多、效果好的数字电视。因此,直播卫星电视正好切中市场需求,市场前景广阔。

3. 直播卫星可有效缓解电视频道的落地问题

由于各地网络资源渐趋紧张,上星电视频道在各地有线网络的落地费节节高涨,落地困难意味着一些卫视频道将不得不面对有限、甚至是趋于萎缩的用户市场,严重阻碍了电视市场的发展。直播卫星是直接面对受众用户进行广播的传输模式,省去了地方电视差转台的转播环节,大大节省了上星电视频道的落地费用,为优秀的电视频道节目提供了更为广阔的收视市场。

4.直播星业务价格优势明显

比起IPTV、数字电视动辄上亿的网络改造投资来说,一颗直播卫星的制造及发射费用在20亿元人民币左右,每年的卫星保险以及运营费用在7000万左右,尽管卫星的研发、发射和运营维护成本也很高,但通过收取丰厚的转发器租用费,最终转嫁到用户身上的成本并不高,这样用户用较低的价格就可体验到数字电视的乐趣。直播星转播现在所有的省级卫视和中央台的节目,作为公益性频道,通过收取转播费来维持直播星的基本运转。对受众用户来说,不用交纳服务费用即可免费收看40多套数字电视节目。

四.卫星直播 “村村通系统”组成

中星9 号卫星采用国际电信联盟(ITU)规定的卫星广播业务(BSS)专用Ku波段,以大功率向地面广播播出,“村村通”用户使用45厘米左右的小口径天线、专用高频头和直播卫星专用机顶盒即可直接接收。

五、中星9号介绍

1.中星9号主要性能指标

中星9号定位于东经92.2°轨位上,星上搭载22路大功率Ku转发器,其中1A、2A、1B、2B为54MHz带宽转发器,其余为36MHz带宽转发器。一期直播卫星“村村通”业务采用四个36MHz 转发器进行传输,每个传输流的总码率为43.2 Mbps,其中电视业务总码率为39.94 Mbps、广播业务总码率为1.54 Mbps、其它数据业务为1.72 Mbps。行波管放大器功率为191瓦,工作于BSS频段:上行17.3、17.8 GHz,下行11.7、12.2 GHz,具有2副接收天线和2副发射天线;下行覆盖中国行政区域EIRP值为49.2~57.5dBW(南中国海除外),中东部地域大于52dBW,覆盖中国90%以上人口,东南沿海雨衰较大区域在56dBW以上,喀什、拉萨等地约50dBW,新疆地区为49.2~50dBW,接收天线以0.6米为主。

中星9号一期“村村通”直播卫星系统具备播出48套标准清晰度数字电视节目;48 套立体声广播节目和数据广播业务的能力;为使广大农村用户能够方便快捷地收看感兴趣的节目,直播卫星“村村通”系统提供电子节目指南功能,并可提供远程软件升级服务、提供广播和电视节目的名称、播出时间等相关导视信息、提供3~7天的节目单和当前以及下一个节目的相关信息。一期直播卫星“村村通”节目采用透明方式传输,直播卫星“村村通”机顶盒暂不预置条件接收系统。

卫星直播“村村通”系统节目流参数:平台包含4个传输流,对应4套编码复用系统,每个传输流包含12 套电视节目、12 套广播节目、数据广播、EPG 以及机顶盒升级数据编码,采用四个36MHz 转发器进行传输,每个传输流的总码率为43.2Mbps,其中电视业务总码率为39.94 Mbps、广播业务总码率为1.54 Mbps、其它数据业务为1.72 Mbps。
下行中心频率:直播卫星下行中心频率为:11.84GHz、11.88GHz、11.92GHz、11.96GHz,下行极化为左旋圆极化。信号采用QPSK 方式调制、信道编码率为3/4、滚降系数为0.25、符号率为28.8Msps。

2.中星9号采用的传输标准及其特点

中星9号采用的传输标准简介:卫星直播 “村村通”信道编码采用效率更高、拥有国内自主知识产权、具有国际先进水平的ABS-S(Advanced Broadcasting System-Satellite)标准。

采用ABS-S的特点:
(1)完全自主知识产权、与境外卫星采用的传输标准不兼容,可限制村村通用户接收其他卫星上的境外节目,确保卫星直播系统的安全性。
(2)直播卫星抗干扰特性
(3)满足国家广播电视信息传输的安全要求
(4)有效避免境外和敏感地区上行信号的恶意干扰
(5)区域或点波束能保证广播电视在重点城市集中上行的需求
(6)卫星上行波束具备全国波束与区域或点波束之间的切换功能
(7)ABS-S接收能力明显优于目前普遍使用的DVB-S系统,如在同等信号传输能力条件下,ABS-S载噪比门限要求比DVB-S低1.5到2dB;而在同等信道条件下,ABS-S的信号传输能力高于DVB-S系统20-25%。
(8)ABS-S在性能上与DVB-S2基本相当,载噪比门限相差约0.1-0.3分贝,接近理论极限,而传输能力则略高于DVB-S2。同时ABS-S的复杂度远低于DVB-S2,更加易于实现。
(9)一期直播卫星“村村通”信源视频编码采用现行国家标准GB/T 17975.2-2000《信息技术 运动图像及其伴音信息的通用编码 第2部分:视频》,信源音频编码采用现行国家标准GB/T 17191.3-1997《信息技术 具有1.5Mbit/s数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码 第3部分:音 频 》及 GB/T 17975.3-2002《信息技术 运动图像及其伴音信息的通用编码 第3部分:音频》进行信号传输。
(10)MPEGⅡ通用编码方式,提供主类主级(MP@ML)清晰度。
(11) 一期“村村通”卫星直播采用不加密方式传输节目,用户只要安装卫星地面接收设施就可收看到48套免费的标清数字电视节目。
(12)采用圆极化,用户接收天线不需要进行极化方向调整,可实现非专业人员的安装,有利于占人口大多数的农村用户和边远地区用户安装使用。

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