電視衛星

電視衛星

在地面站之間轉播信号的衛星
電視衛星(television satellite)是一種在地面站之間轉播電視信号的軌道衛星,一般發送到适當高度(例如大西洋或印度洋上空),便于世界各地接收轉播的節目。數字衛星電視是利用地球同步衛星将數字編碼壓縮的電視信号傳輸到用戶端的一種廣播電視形式。為豐富和完善國家時間頻率體系建設,提高現有定位導航與授時(PNT)體系的服務能力,中國科學院國家授時中心開展了基于數字衛星電視信号的授時方法研究,并搭建了一套數字衛星電視授時系統,實際測試結果表明其定時精度優于50ns(均方根)。[1]
    中文名:電視衛星 外文名:television satellite 别名: 類型:轉發電視節目的通信衛星 主要優點:信号範圍大

基本簡介

電視衛星(television satellite)是一種在地面站之間轉播電視信号的軌道衛星,一般發送至适當高度(例如大西洋或印度洋上空),便于世界各地接收轉播的節目。數字衛星電視是利用地球同步衛星将數字編碼壓縮的電視信号傳輸到用戶端的一種廣播電視形式。是用于轉發電視節目的通信衛星。電視衛星系統由通信衛星,地球上行站和地面接收站三部分組成,衛星在空中起中轉站的作用,即把地球上行站發送來的電磁波放大處理後再返送回地面接收站,地面接收站是衛星系統與地面公衆網的接口,地面用戶通過接收站與通信衛星組成一個完整的連接。地面接收部分由天線(大鍋)高頻頭和衛星接收機等組成。

電視衛星的主要優點是信号範圍大,每個衛星覆蓋地球127度,有三顆衛星就能實現全球通信,衛星信号不受地形的影響,建設衛星地面接收站快,可用于不同方向和不同地區的通信。

工作原理

電視衛星系統是由空間部分--通信衛星和地面部分--通信地面站兩大部分構成的。在這一系統中,通信衛星實際上就是一個懸挂在空中的通信中繼站。它居高臨下,視野開闊,隻要在它的覆蓋照射區以内,不論距離遠近都可以通信,通過它轉發和反射電報、電視、廣播、數據等無線信号。

電視衛星工作的基本原理如圖1所示。從地面站1發出無線電信号,這個微弱的信号被衛星通信天線接收後,首先在通信轉發器中進行放大變頻和功率,最後再由衛星的通信天線把放大後的無線電波重新發向地面站2,從而實現兩個地面站或多個地面站的遠距離通信。電視節目的轉播與電話傳輸相似,但是由于各國的電視制式标準不一樣,在接收設備中還要有相應的制式轉換設備,将電視信号轉換為本國标準。電報、傳真、廣播、數據傳輸等業務也與電話傳輸過程相似,不同的是需要在地面站中采用相應的終端設備。

接收系統

電視衛星迅速發展起來,利用地球同步衛星将數字編碼壓縮的電視信号傳輸到用戶端的一種廣播電視形式的衛星。主要有兩種方式。一種是将數字電視信号傳送到有線電視前端,再由有線電視台轉換成模拟電視傳送到用戶家中。這種形式已經在世界各國普及應用多年。另一種方式是将數字電視信号直接傳送到用戶家中即:Direct to Home(DTH)方式。美國Direct TV公司是第一個應用這一技術的衛星電視營運公司。與第一種方式相比,DTH方式衛星發射功率大,可用較小的天線接收,普通家庭就可以使用。同時可以直接提供對用戶授權,加密管理,開展數字電視,按次付費電視(PPV),高清晰度電視等類型的先進電視服務,不受中間環節限制。此外,DTH方式還可以開展許多電視服務之外的其他數字信息服務,如INTERNET高速下載,互動電視等。條件接收系統CAS(Conditional Access System),是指通過分理傳輸合适的控制宇CW(Control Word)到解擾端來控制整個加解擾節目過程的系統,并且僅當某個用戶被授權使用某項節目時,才将解擾控制字傳輸給該特定用戶。加擾和授權管理是組成完整的管理系統,與條件接收系統是不可分割的兩部分。

衛星标準

DTH在國際上存在兩大标準,歐洲标準DVB-S和美國标準DigiCipher。但DVB标準逐漸在全球廣泛應用,美國DTH公司Dish Network采用了DVB标準。

一個典型的DTH系統由六個部分組成:

前端系統

(Headend)

前端系統主要由視頻音頻壓縮編碼器,複用器等組成。前端系統主要任務是将電視信号進行數字編碼壓縮,利用統計複用技術,在有限的衛星轉發器頻帶上傳送更多的節目。DTH按MPEG-2标準對視頻音頻信号進行壓縮,用動态統計複用技術,可在一個27MHz的轉發器上傳投多套的電視節目。

傳輸和上行系統

(Uplink)

傳輸和上行系統包括從前端到上行站的通信設備及上行設備。傳輸方式主要有中頻傳輸和數字基帶傳輸兩種。

衛星

(Satellite)

DTH系統中采用大功率的直播衛星或通訊衛星。由于技術和造價等原因,有些DTH系統采用大功率通訊衛星,美國和加拿大的DTH公司采用了更為适宜的專用大功率直播衛星(DBS)。

用戶管理系統

(SMS)

用戶管理系統是DTH系統的心髒,主要完成下列功能:

A、登記和管理用戶資料。

B、購買和包裝節目。

C、制定節目記費标準及對用戶進行收費。

D、市場預測和營銷。

用戶管理系統主要由用戶信息和節目信息的數據庫管理系統以及解答用戶問題,提供多種客戶服務的Call Center構成。

條件接收系統

(CA)

條件接收系統有兩項主要功能:

A、對節目數據加密。

B、對節目和用戶進行授權。

國際上DTH系統所采用的條件接收系統主要有:美國NDS,以色列Irdeto,法國Via Access,瑞士Nagra Vision等。

美國Direct TV公司以及采用Direct TV技術的加拿大Star Choice公司使用的是NDS條件接收系統;美國Dish Network(Echostar)公司以及采用Echostar技術的加拿大Bell ExpressVu公司使用的是Nagra Vission條件接收系統。

用戶接收系統

(IRD)

DTH用戶接收系統由一個小型的碟形衛星接收天線(Dish)、綜合接收解碼器(IRD)及智能卡(Smart Card)組成。

IRD負責四項主要功能:

A、解碼節目數據流,并輸出到電視機中。

B、利用智能卡中的密鑰(Key)進行解密。

C、接收并處理各種用戶命令。

D、下載并運行各種應用軟件。

DTH系統中的IRD已不單單是一個單純的硬件設備,它還包括了操作系統和大量的應用軟件。較成功的IRD操作系統是Open TV。美國Dish Network公司已開始逐步升級用戶的IRD為Open TV系統。

功能釋義

在有關衛視的文章和接收機功能說明中看到一些縮寫字母,說明一下。

DVB-S是指衛星數字視頻廣播;

DVB-T是指地面數字視頻廣播;

DVB-C是指有線數字視頻廣播;

CA機是指直接插收視卡的接收機,因而不能轉換加密格式,隻适用于一種加密系統。如帝霸901、百勝3900、同洲2000E等。

CI機是指通過模塊(CAM)轉換加密格式再插收視卡的接收機,适用于多種加密系統。如Strong4355、迪加通611S系列等。

AllCAM是用于多種加密系統的模塊,直接與機器主闆連接,外接讀卡器,多用于老機器。如9500S上用的模塊。

MagicCAM、FreeCam也是用于多種加密系統的模塊,通過插槽與機器連接,多用于CI機。

由于AllCam、MagicCam等模塊能夠兼容多種系統,其所用的收視卡也必須能夠支持多種系統。常見的FunXin1類文件就是用于8515卡的寫卡文件,DS9則是用于876的寫卡文件,通常都由兩個文件組成,一個系統文件和一個數據文件。

Analog模拟信号:它是一種連續可變的信号,如人的語音、音樂和電視圖像等信号。早期的衛星通信系統基本上是傳輸的模拟信号。

Apogee(遠地點):衛星橢圓軌道上距離地球最遠處的點,以圓形軌道環繞地球運行的同步地球衛星在發射時,首先被送入橢圓軌道的35,888公裡的遠地點處,然後點燃衛星上的小型助推火箭,借助這個火箭的推力,使衛星進入并一直運行在35,888公裡的圓形軌道上。

ATM (Asynchronous Transfer Mode):異步傳輸模式,是一種在寬帶數字網中使用的,以信元為單位,在設備間進行信息傳輸的一種方式。在信元載體内可攜帶任何類型的信息(如視頻、語音、圖像等多媒體數據),可在高速下進行操作。通過ATM交換機 建立源與目的之間設備的連接。當連接建立後,設備之間可進行任何通信。Attenuation:衰減,為避免接收機過載而降低輸入信号電平的過程。衰減器是一種無源器件,通常被置于衛星接收機與同軸電纜之間。在差轉電視系統中,那些很靠近差轉站的用戶,常常也要用衰減器來降低過強的信号電平。

Azimuth (AZ):方位角,在跟蹤某一個同步地球衛星時,衛星地面站的抛物面天線在水平方向上必須轉動的一個角度。對于任何一個地面站來說,隻要知道了所跟蹤的同步衛星的經度,即可确定其天線所應轉動的方位角。

BB (Base Band):基帶,電視攝像機、衛星電視接收機或錄像機輸出的6MHz帶寬的信号。隻有監視器才能顯示基帶信号。

Beta Format:Beta制式,Beta系統是由索尼公司研制出的一種家用錄像機制式。這種制式與VHS制式是不兼容的。

Bird Sat:一種典型的通信衛星,重約數千磅,平均使用壽命為七年,它通常“停”在距地球35,888公裡高空的圓形軌道上。通信衛星的作用似乎象是一個電子反射鏡,轉發着由各個地面通信網和地面站送去的電話、電視和數據信号,并把這些信号傳輸到各相應的衛星地面站去。

bit rate:比特率,從信道傳到解碼器輸入端的壓縮碼流的比特率/碼率。Blanking幀間隔常規的電視信号中,每秒傳送25個靜止畫面或25幀圖像。幀間隔時間指的是一幀圖像結束與後一幀圖像出現之前的這段時間間隔。利用這一間隔時間,可傳輸一些數據信号,但普通電視機是接收不到這些數據信号的。

BNC Connector:BNC接頭标準化小型卡口同軸電纜接頭。

C/N (Carrier/Noise)載噪比:衛星信号功率與接收端噪聲功率之比(用dB表示),該比值愈大,則電視圖像質量愈好。當C/N低于7dB時,電視圖像的質量就很糟糕了,C/N值高于11dB時圖像質量極好。Carrier載波無線電或電視發射機發射信号的中心頻率。載波通常被調幅或調頻,在模拟衛星電視中,是對載波進行頻率調制來傳輸圖像信号和伴音。

Carrier Frequency載波頻率:廣播電台、電視台或微波發射機的工作頻率。調幅廣播的工作頻率是從535~1600KHz。調頻廣播的工作頻段是從88~108MHz。地面電視台的發射頻段是從54-890MHz。微波與衛星通信系統發射機工作頻段是從1~14GHz。

Cassegrain Antenna卡塞格倫天線(即後饋天線):衛星電視接收中常用的一種天線,天線所特有的二次反射結構使其既消除了龐大的饋線支架,又保留了長焦距和高增益的優點。

CATV Converter有線電視頻道預選器:有線電視系統中,連接在電視機與電纜之間的一個專用裝置,它取代了電視機高頻頭,使用戶能随意選擇由電纜傳送來的各個頻道的電視節目。

C-Band C波段:頻率從3.7-4.2GHz的一段頻帶,作為通信衛星下行傳輸信号的頻段。

CDTV(conventional definition television) 普通清晰度電視:這一術語用來表示由ITU-R470建議的模拟NTSC電視系統。

Channel信道傳輸:某一特定信号的一個頻帶。

Chrominance (chroma)色度:視頻信号的顔色信息。

Circular polarization 圓極化:國際通信衛星利用圓極化天線按螺旋形式向地面傳輸信号。某些通信衛星在同一個頻率上,按左螺旋和右螺旋傳輸兩路不同的信号,因而使衛星的信道容量增加了一倍。

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