漫谈卫星通信（一）

2019-11-03 18:36:29

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供稿：网友

胡中平

一、前言

　　依目前市场上的讯息反映，卫星通信在面临光纤通信及地面紧密的蜂巢式通信竞争时是种冷门应用的通信方式，但谈到卫星通信就不得不从纳莉水灾及921大地震谈起，在这种天灾发生时唯一能发挥正常通信运作及达成紧急通信效果的就只有使用卫星通信者。或者是在人祸上，当中美海缆被渔船作业拖断时，大部份的因特网使用者都被拥塞的线路所影响，唯有卫星线路的使用者安然无恙。以下的论述也进一步证明它所扮演的角色及未来的方向是难以被取代的。

二、目前的应用方式

　　本文在此并不谈及卫星GPS及中、低轨道卫星(如卫星大哥大、资源卫星及卫星影像等)及Inmarsat的应用，而是针对一般商用同步卫星中的卫星于电视广播应用（DVB、DTH或Direct TV、DVB/ip）、远程教学、卫星的因特网连网、跨国企业的内部连网、军事或紧急救灾系统及移动通信等应用做一说明。

1.卫星于电视广播应用

　　在此要谈的应用有DVB、DTH、DVB/IP及远程教学等，因卫星通信最大的优点就在于其无人可及的广播性，所以在电视广播应用上卫星通信具有绝对优势，以下就应用面分别探讨。

　　DVB（Digital Video Broadcasting ）

　　此规范为欧洲ETSI(European Telecommunications Standards Institute)所定义的，基本上是将影音压缩编码技术建立在MPEG-2标准上，事实上依不同的传输方式分为DVB-S(Digital video broadcasting over satellite)、DVB-T(Digital video broadcasting over Terrestrial)及DVB-C(Digital video broadcasting over cable)，也就是数字影音若以卫星作为传输路径时是使用DVB-S标准，若以地面无线传输广播方式是以DVB-T为标准，若以有线方式传输的话则以DVB-C为标准，在此则仅以DVB-S的应用为主。

　　一般DVB-S的应用如图一，电视台的影音讯号透过地面专线送至上链站，再由上链站将影音讯号按DVB-S的标准将影音讯号数字压缩及编码多工后传输至卫星，在卫星涵盖范围之下的头端业者及个人用户都可将卫星讯号利用IRD接收还原成原来的影音讯号，甚至电视台本身也可以用来监看影音讯号是否正常；至于SNG车或Flyaway则为小型化的上链站，可将现场实时影音回传至电视台播放，在卫星涵盖范围下，电视广播的发射与接收可以在不同的国家。同样的广播电台的声音讯号也可以透过相同的处理方式传送至不同国家。一般标准上链站的基本系统方块图如图二。

图一、一般DVB-S的应用图示

图二、 DVB-S上链站系统方块图

　　DTH (Direct to Home)或Direct TV

　　DTH在欧美、加拿大及日本等国是十分普及而且成功的应用方式（如图三），DTH也是DVB-S的应用方式之一，只是接收对象不同而已，一般家庭都装设小的卫星接收天线及机顶盒，来接收卫星电视讯号，影音品质较一般Cable到户清晰，但因考虑接收天线不宜太大以免造成用户架设不易的情形，故大部份皆使用KU频段为传送频率，但在雨季时却容易面临雨衰而造成断讯，导致收视户看不到画面。

图三、DTH可藉由上链站将电视影音讯号送至每户人家

　　台湾有线电视普及率达82.2%以上(交通部电信总局公布2001年调查资料)，在亚洲地区中排名第一，而且收费不贵，加上主要人口大都集中在都会区，且台湾在地理环境上为岛形，对卫星上发展DTH商业应用来说并无可用的优势，故目前并无成功的案例。有些业者鉴于在本地区无法与有线电视抗衡，即向大陆、东南亚或美西地区提供DTH服务，如此可充分发挥卫星广播的优势。

　　DVB/IP 与远程教学

　　事实上DVB/IP与卫星应用的远程教学皆为利用DVB-S变化的应用，DVB/IP是将数字影音及Internet(或者是Intranet)连结使用，也就是使用者除了可以接收从卫星而来的影音数据外，在同时也可以使用从卫星而来的因特网，或者是企业内部网络，可以是档案或者带IP的任何资料，如果是企业内部要做远程教学，只要将影音数据压缩成档案模式就可以广播发送至所有分支机构，当分支机构将档案接收下来后，即可利用计算机播放影音数据完成教育训练。

　　通常DVB/IP有两种不同的双向连接方式，如下图四及五：

图四、卫星链路做下行单向广播，分支机构由地面公众网络上行单向连接主站

图五、由卫星链路做上下行连接

　　一般DVB/IP在图四上的应用是目前的主流应用，原因是图五使用卫星双向连结就必须在分支机构上架设一个可以收发的卫星小站，技术较复杂且成本较高，使一般企业无法普遍接受的应用。至于远程教学的应用可以不一定需要DVB/IP的平台，直接利用DVB-S应用做单向的广播教学即可，缺点是少了双向互动。

DVB/IP平台技术主要下列两种，如图六及图七

图六、结合影音及数据以DVB格式的数字串送出

　　图六的技术起源于DVB-S一般都是利用MCPC (Multi channel per Carrier)的多任务方式，由于其中有许多无效的封包(Null Packet)在内，与其白白浪费，不如拿来以Data的封包替代，如此在不增加转频器频宽之下，又可多一项服务项目；但因DVB内无效的封包(Null Packet)并非固定的数量，而是动态的变化，所以所传输的数据量多寡也会随之变化，但基本上都会维持一定的比例值。由于DVB-S的载波皆为大载波，故卫星接收装置不需要太复杂且便宜，对一般用户而言是可以接受的应用。

图七、将数据以DVB格式的数字串送出

　　图七只是单纯将数据处理以后，以DVB格式的数字串送出，而在后端再和其它经MPEG-2编码器处理后以DVB格式送出的影音数字串以MCPC方式结合送出(或者不与其它影音数字串结合成MCPC方式，而单独送出DVB格式的纯IP封包载波也可以)，在此数据是被当成一路影音讯号的角色，而非替代其中无效的封包(Null Packet)。目前DVB/IP的平台有几家较知名的厂牌如 Skystream、CyberStream、Norsat、Harmonic、Logic Innovation及Thomcast等，在台湾有年代电通的IDTV及其远程教学，台亚卫星提供给国泰人寿的远程教学及档案传输，大陆的”绿网工程”的应用等皆属于此平台的应用方式。

----《卫星通信广播电视》