发展中的我国卫星广播电视

【编者按】

值此共和国60年华诞之际,我们有必要回顾一下我国卫星广播电视业务的发展历程。作者是一位老广电,亲身经历了卫星广播电视在我国发展的全过程。本文详细记述了30多年以来共和国在卫星广播电视领域的每一个脚印。在编辑此文的同时,我们也采访了一些个人和企业,记录了他们在相同的时间坐标内发生的故事。

我国广播电视是党和国家的宣传阵地,是现代化的大众传媒。在新中国成立时,我国仅有几座中波和短波广播电台。经历了60年的建设和发展,我国已跻身于世界广播大国之列,广播电视成为一项规模宏大的现代化事业,成为最有影响力的大众传播媒介,成为我国信息基础设施的重要组成部分,成为世界人民了解中国的窗口。

卫星广播电视作为广播电视的一种先进传输手段,在扩大广播电视覆盖率和提高各地转播中央和省级广播电视节目信号源的质量,以及丰富节目内容等方面发挥了显著的作用。

我国卫星广播电视发展回顾

1964年8月美国利用静止地球轨道发射“同步3号”卫星,实况转播东京奥运会,正式开始了通信卫星的应用。

1974年3月,我国首次参加国际电信联盟会议代表团回国后,中央广播事业局代表根据了解到的发展卫星广播的趋势向局领导提出报告,建议研究发展我国卫星广播事业。1975年,中央广播事业局在编制“五五”规划时,正式提出了发展我国卫星广播系统问题。

为实际验证卫星广播的效果,1976年―1978年我广播科研所分别对美国ATS-F(L频段)、苏联静止―T(L频段)和日本BSE(Ku频段)进行接收。1977年在北京组织了参观,向有关部门的领导汇报了卫星广播接收实况及优越性。、方毅、张爱萍、钱学森、王士光等等领导同志审看了接收情况,都认为接收质量很好,卫星广播是实现电视覆盖的有力工具。张爱萍同志当场就表示:中国这样大的国家不能没有广播卫星,我们早晚得搞,现在就要组织班子来专门研究。

1977年1月10日至2月12日,在日内瓦召开的国际电联WARC―1977大会上,我国争得了发展电视直播卫星所需BSS频段的空间资源―3个轨道位置(62°E、80°E和92°E)、35个波束和55个频道。

1977年11月中央广播事业局向中央提出“关于发展我国广播卫星的请示报告”。1978年1月广播事业局又在北京召开“关于发射我国广播卫星的实施方案”座谈会,和相关部委取得了一致意见。1978年12月和1983年3月,中央两次批准从国外购买广播卫星。

我国于1984年4月8日成功发射了331“东方红2号”试验通信卫星,进行了15路广播和1路彩色电视节目的传输试验,为利用卫星传送广播电视节目迈出了第一步。

由于国内对引进广播卫星有不同意见、国家当时的经济财力上也有困难,1985年7月,国务院决定:暂停从国外购买广播卫星,招标工作推迟,先采取租星(国外C频段通信卫星)过渡方案。

从1985年8月开始,我国正式通过租用“国际通信卫星”向全国传送中央电视台的节目,开始了我国卫星广播电视应用的新纪元。通信卫星在广播电视中的应用,从根本上解决了我国广播电视节目过去完全依赖传统的地面无线传输方式(微波、差转、短波等)的困惑,使得我国西部地区及农村的广播电视覆盖得到了很大改善。大家知道,当我国电视人口覆盖率达到95%以后,再进一步增加覆盖率是相当困难的。增加覆盖的主要对象将是自然村、自然村以下分散的几户和几十户居民群,这单靠地面的卫星电视转播手段几乎是不可能的。为减少地面部分的总体投资,一个最为经济、有效的手段就是采用直播电视卫星系统。国家广电总局一直惦挂着直播卫星,并为能早日发射直播卫星而努力。

2000年5月在土耳其召开的世界无线电通信大会(WRC-2000)上,对一、三区DBS卫星广播业务进行了重新规划。我国获得了4个轨道位置(62°E、92.2°E、122°E和134°E,其中122°E是给香港和澳门特区使用的)和相应的频率等空间资源。“亚洲卫星-4”号已使用东经122°E轨位,而其它3个轨位均可用来建设我国大陆的专用卫星电视直播系统。2000年,在国家广电总局“十五”广播电视事业发展规划中,又明确提出:要建立Ku-BSS频段专用广播影视直播卫星系统。

国家十分重视直播卫星的研制工作。经过多年来的研究、准备,在国家发改委等部委的大力支持下,2001年上半年国家广电总局完成了《中国广播电视卫星直播系统可行性论证报告》。2001年,国家计委将DBS广播电视直播卫星系统列为“十五”重点实施的12项高科技工程项目之一。在国家的支持下,中国航天科技集团的空间技术研究院从2001年开始了“东方红-4号”卫星平台的研制。

国家计划,拟于2006年发射的“鑫诺-2号”卫星,将采用“东方红-4号”卫星公用平台。为确保我国广播电视传输安全,我国政府又批准向法国购买一颗直播卫星“中星9号”。

2006年10月29日,由我国自行研制的新一代大型静止轨道公用平台首发星“鑫诺-2号”电视直播卫星(DBS),用长征3号乙火箭在西昌成功发射。可惜的是,“鑫诺-2号”电视直播卫星在入轨时出现了技术故障,不能提供广播电视和通信的服务。

2008年6月9日,我国第一颗直播卫星“中星9号”在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”火箭成功发射升空。7月,已通过该卫星为全国“村村通”工程传送40多套电视和40多套广播节目。我国开始了真正的直播电视广播的时代。

至今,中央电视台的节目,中央人民广播电台和国际台的声音广播节目,以及各省、自治区、直辖市和部分计划单列市的广播电视节目都通过通信卫星和直播卫星向全国播出。中央电视台和国际台的广播电视节目还通过通信卫星传向世界五大洲。国家教育部举办的3套教育电视台节目,也通过通信卫星播出。

我国已建成的广播电视卫星地球站共34座(其中,中央3座,地方31座,北京市未另建,通过中央站传送),地面卫星接收台站几千万座。与1985年上卫星时相比,我国广播电视人口覆盖率已由68.3%和68.4%上升为2008年底的95.96%和96.95%。

我国卫星广播电视应用的情况

我国卫星广播电视应用有以下几个领域:

传送电视节目

1985年8月我国租用“国际通信卫星(Intelsat)5号”的一个C频段转发器,向全国传送中央电视台第一套节目。国务院向16个边远地区、少数民族地区和老革命根据地赠送了53个卫星电视接收站。以后又先后增传用于对中、小学师资的教育电视节目和中央电视台第二套节目。1988年3月7日,我国“东方红2号甲”(CHINASAT-2)卫星发射成功,用于传送中央电视台第一、二套节目。1989年2月新疆电视台节目也通过该星传送,由此从根本上解决了地旷人稀的这一边远自治区电视节目传送难的问题。之后,1989年11月电视节目上星。1990年,四川电视节目与电视节目合上一个卫星转发器,时分传送。

1991年5月“亚洲1号”(ASIASAT-1)卫星发射,云南、贵州电视节目也被批准上星,两省电视节目合用一个卫星转发器,每省隔天传送。

1993年7月,我国购进美国“中星5号”(CHINASAT-5)在轨卫星后,在“东方红2号甲”卫星上播出的电视节目转到“中星5号”卫星传送。之后,又有浙江、山东的电视节目被批准上星。以上中央电视节目和7个省级电视节目上星,发挥了明显的社会效益和经济效益。因此,为改善本省(自治区)的电视覆盖效果,扩大本省(自治区、直辖市)电视台的影响,其余各省级电视台纷纷要求上星传送。

1996年8月“亚太1A”(APSAT-A)卫星发射成功。由于“中星5号”卫星的寿命快到,而我国的“东方红3号”卫星的第一次发射未获成功,我国将原在“中星5号”卫星上的业务转到了“亚太1A”卫星传送。

1995年11月“亚洲2号”卫星发射,原广电部买断了其3个Ku频段转发器,租用了其4个C频段转发器。1997年元旦开始,辽宁、广东、广西、湖南、湖北、河南、青海、江西、福建、内蒙古、安徽、江苏、陕西、黑龙江、北京和山西的电视节目被批准陆续上星传送。

1997年8月,国务院批准所有的省、自治区、直辖市的电视节目均可上行传送。

1998年10月起,宁夏、重庆、上海、甘肃、河北、天津、吉林的电视相继上“亚太1A”卫星、“亚洲2号”和“鑫诺1号”卫星传送。

1999年10月海南的电视节目上“亚太1A”卫星传送,标志着全国所有省级电视台全部通过通信卫星传送(之后,由于新的通信卫星投入运营,使用的通信卫星型号有变化)。

2004年,国家又批准部级计划单列市广播电视节目上星。目前,深圳和厦门的广播电视节目已上星传送。

过去,发展地面无线广播电视,后来发展有线电视,都是从我国经济发达的中央直辖市和东部省份开始的。而我国卫星电视传送则完全与之不同。中央电视节目上卫星的目的,首先是向边远省、自治区和多山的贫困地区提供优质的电视信号节目源。而省级电视上卫星,也是先考虑新疆、、云南、贵州等经济欠发达的边远省区,充分显示了卫星广播电视所具有的覆盖面积大、传送节目质量好、投资省、见效快等优势。同时,也充分体现了党和政府对少数民族地区的关怀。

为保证通信卫星传输电视节目的安全,抵御非法信号入侵,2007年8月开始进行转星调整工作。将原在“亚洲3号”和“亚太6号”卫星上传送的各套电视节目,转到6月-7月新发射的“鑫诺3号”和“中星6B”卫星上传送。“鑫诺3号”和“中星6B”卫星系广播电视专用卫星,都采用了抗恶意干扰的技术措施,以确保我国广播电视和信息的传输安全。

传送声音广播节目

1987年2月中央的15路广播节目采用模似制--频分多路--调频方式,正式通过“国际通信卫星Intelsat)5号”传送。1988年9月转到“东方红2号甲”卫星后,又将15路广播节目扩容为30路,从而使中央台和国际台的广播节目均通过卫星传送。

新疆和的电视节目上卫星传送后,为解决本自治区的声音广播节目的传送,当时就采用了模拟电视的副载频传送方式,将声音广播节目与电视节目同时传送。

1991年“亚洲1号”卫星上天后,中央台和国际台30路声音广播节目,用数字MUSI-CAM技术,通过卫星的传送到分布在各地的中央直属发射台。

1993年11月,我国将NICAM-728技术(准瞬时压扩音频复用数字调制系统)引入到卫星电视传输中。1995年3月在传送中央电视台第一、二套模拟电视节目的同时,分别将中央台第一、二套单声道节目和第三套立体声节目送上卫星传送。之后,各省、区电视节目上星时,也采用这一技术来传送各自的广播节目。

1996年后,随着数字卫星电视技术的应用,中央台和国际台声音广播节目,以及各省的广播节目与电视节目一起,采用DVB-S数字标准传送。

C和Ku频段的应用

从1985年到1995年,我国卫星广播电视均使用通信卫星的C频段转发器传送。随着Ku频段卫星技术日臻成熟,工作在Ku频段的通信卫星转发器不断增加。

从1996年6月起,我国广播电视节目陆续使用Ku频段传送,最早是中央电视台,以后几个省(直辖市)广播电视节目也上了Ku频段转发器。1999年元月试验播出的卫星直播平台也使用“鑫诺1号”的Ku频段播出。2008年7月,直播卫星“中星9号”投入运行,使用Ku频段播出。

用Ku频段传送广播电视比起C频段来,突出的优点是干扰小,接收天线口径小,便于受众直接接收;但雨衰较大。

数字卫星电视传送技术的应用

1995年以前我国用模拟技术通过卫星传送电视节目。

进入20世纪90年代,国际上数字压缩技术日益成熟,并走向实用。DVB-S标准已被国际电联推荐。我国从1995年11月开始进行卫星电视节目传送从模拟向数字技术过渡的实践。

中央电视台于1995年11月将几套影视节目数字压缩(用Digicipher-1制)后,经通信卫星传送,1996年4月又用Digicipher-2设备替代了Digicipher-1设备。

1997年元旦开始,中央电视台和一批省级电视台陆续采用DVB-S技术,通过通信卫星的C和Ku频段转发器进行传送。

1999年我国确定等同采用DVB-S为国家标准。到2000年止,除浙江、山东、云南、贵州和四川,以及中央电视台第1、2、7套节目外,中央电视台其它各套节目和26个省(自治区、直辖市)的卫星电视节目都实现了数字化传输。2005年底我国结束卫星电视节目的模拟传输。

我国从2008年7月开播的“中星9号”直播星,采用了我国自行研制的《先进卫星广播系统-帧结构、信道编码与调制》标准(简称ABS-S)。ABS-S标准具有自主创新、适用可行、先进安全等优势与特点。它不兼容目前国内外任何一种卫星信号传输技术体制,机顶盒无法接收其他制式的广播电视节目。

卫星电视直播的应用

为了尽快解决我国广播电视覆盖盲区的收听收看问题,在2000年前基本实现行政村的“村村通”,国家广播电影电视总局在1998年底开始进行卫星广播电视直播的试验。

1998年12月中央电视台和中广影视卫星有限公司,使用“鑫诺1号”通信卫星Ku转发器,进行了中央电视和声音广播节目的直接到户(DTH)的“村村通”数字直播传输试验,并从1999年元旦开始试验广播。覆盖区用直径0.6-0.75m碟型天线接收,可获得高质量图像。

1999年10月以后,国家广电总局又将“村村通”的电视卫星直播DTH平台,扩大播出中央、省级电视和广播节目,以及境外监管平台节目。多年来的DTH试验播出,积累了发展数字卫星直播业务的经验,并为我国今后发展DBS广播卫星系统做好了技术准备。

2008年7月,工作在广播业务专用频道(BSS)的直播卫星“中星9号”投入运行。其第一期“村村通”系统,具备播出47套标准清晰度数字电视节目、47套立体声广播节目和数据广播业务的能力,为农村地区提供广播电视公共服务。“村村通”用户可使用45厘米左右的小口径天线和直播卫星专用接收机,即可直接接收。为此,国家将投入34亿元专项补助款。

用于应急播出与采集的VSAT系统

2001年,国家计委批准了广电总局的VSAT(甚小孔径终端,又称小型双向地球站)系统项目。广播电视VSAT系统于2003年投入运行。广播电视VSAT系统主要用于新闻和信息的应急播出与采集,其主要功能有应急播出、节目交换、数据传输、会议电视等。其中,“应急播出”主要包括电视应急播出、广播应急播出和光缆应急传输。而“节目交换”的功能,则作为广播电视光缆干线的补充,主要在我国西北、西南未建光缆网或需传输“西新工程”自办藏语节目的地区,建设综合业务固定小站,利用VSAT系统设置的视频通道和广播通道,进行广播电视节目交换和少数民族语言节目传输。

广播电视VSAT系统设1个主站,在京直属单位设13个终端,在外地设15个综合业务小站、32个数据小站,系统具备再扩展200个数据站的能力。

向境外传送中央广播电视节目

1990年中央电视台第4套节目(NTSC制)首先通过“亚州1号”卫星向亚洲地区播出。

1991年7月我国租用了俄罗斯的“静止14号”(ST-14)卫星C频段转发器,向东南亚、中东、东欧地区传送中央电视台第4套节目(PAL制),用户需用自动跟踪天线接收,多用于我驻外使馆等团体单位。

1995年中央电视台第4套节目(NTSC制)通过租用美国的“泛美2号”卫星向北美西部、澳洲、东亚,用数字压缩的方式播出。

1997年9月,中央电视台英语电视频道(第9套节目)开播。目前,中央电视台通过“亚洲2号”、“亚洲3S”、“泛美8号”、“泛美9号”、“银河3R”、和“热乌3号”卫星等,将多套电视节目送到世界各地。

与中央电视台的电视节目通过卫星向境外播出的同时,中央台和国际台的声音广播节目也通过卫星走向世界。1991年中央台和国际台的30路声音广播节目采用MUSICAM技术通过“亚洲1号”卫星传送。1997年“亚洲2号”卫星投入运行后,中央台和国际台的30路声音广播节目改用Ku频段播出。

1996年后,中央电视台在通过诸多卫星向全球播出电视节目的同时,中央台和国际台的相关节目也伴随电视节目传送。

2001年,为提高中央台和国际台声音广播节目传送的可靠性,在“鑫诺1号”通信卫星的C频段转发器上,又增加了用DVB-S技术传送40路声音广播节目。

2005年初,国际台与“泛美”卫星公司签协议,通过“泛美8号”、“泛美9号”、“泛美10号”3颗卫星,将其不同语种广播节目传送给全世界听众。

DSNG(数字卫星新闻采集)的应用

为了远距离跨地区的信号传送和野外新闻采集,在20世纪90年代中期起,DSNG(数字卫星新闻采集)在我国得到了广泛的应用。其主要使用有三种系统:车载卫星系统(通常称DSNG)、航空箱载系统(通常称FLYAWAY)和“动中通”系统(用于行进中的信号采集与传送)。

1996年中央电视台首先采用DSNG,到黑龙江省漠河进行日全蚀的现场实况报道。1997年7月1日香港回归,中央电视台投入了1套DSNG转播车和2套航空箱载设备,出色地完成了这一重大事件的报导。以后,中央电视台采用DSNG又完成了澳门回归、新世纪的曙光、青藏铁路开工、珠峰传递奥运圣火等重大活动和抗洪抢险、伊拉克局势、汶川大地震救灾等特殊任务的报导。DSNG更广泛地应用是:球赛转播、综艺大观与春节晚会、重大案件庭审和外事活动的直播和传送等。目前,中央台、国际台和诸多的省市电视台都购置了DSNG设备。“动中通”系统应用于移动转播,首先在北京电视台使用。2000年春北京举办国际马拉松比赛时,使用“动中通”进行了全程的报导。

建立境外电视节目卫星平台

过去,涉外单位要收视境外卫星电视节目,都是在本单位的楼顶或院内设置多副卫星接收抛物面天线。为加强对收视境外卫星电视节目的管理,2002年国家广电总局在“鑫诺1号”通信卫星的3个Ku转发器上建立了境外电视节目卫星平台,现有30多套境外电视节目,供三星级以上宾馆和涉外居住区等单位收视。

我国卫星广播电视发展展望

由于我国地域广阔、地形复杂、人口分布分散,最适合应用卫星进行广播。卫星广播电视在我国的应用必将有着广阔的前景、蕴含着无限商机。

建设好确保安全播出的广播电视节目传输体系

卫星广播电视具有覆盖面广、传输质量好、见效快等优点。一颗通信卫星或直播卫星,目前一般有十几年的使用寿命。但是,有时卫星也会出现意想不到的故障或失效,造成在卫星上传输的广播电视节目的停播。2008年11月尼日利亚通信卫星1号,在运行18个月后因太阳帆板故障,电能耗尽,卫星失效;今年2月9日我国“中星6B”发生故障,造成在该卫星上传输的150套电视节目的停播47分钟,都是案例。因此,在将卫星作为主要广播电视节目源时,一般都要有备份手段,要有一个确保安全播出的广播电视节目传输体系。在“中星6B”发生故障后,广播电视总局规定:用地面有线电视干线传输和“中星9号”卫星,作为接收“中星6B”的备份手段。这是十分必要的。对于“鑫诺3号”卫星的接收,也同样需要有备份。

对于“中星9号”直播卫星,在规划时是有备份的:即“鑫诺2号”卫星和“中星9号”卫星互为备份。可惜的是“鑫诺2号”卫星因技术故障未能投入运行。

中国航天科技集团的空间技术研究院已从2007年起,开始了“鑫诺-4号”电视直播卫星的研制,以与“中星9号”互为备份。

充分发挥好“中星9号”卫星的作用

在“中星9号”卫星第一期应用中,目前只用了4个36MHz的转发器传输广播电视“村村通”业务。但是“中星9号”卫星装载了22个Ku频段转发器,因此尚有18个转发器(包括4个54MHz转发器)可供使用。

“中星9号”卫星的寿命为15年,由于购买直播卫星的费用昂贵,及不低的发射费用,再加上直播卫星系统的日常运营和维护费用,每年直播卫星系统的花费是巨大的。因此,如何充分发挥这还未被使用的18个转发器的作用,是大家倍加关注的。

我们能否考虑:在“中星9号”卫星第二、三期应用中,开发多套高清晰度电视节目和数字电影;播出付费频道;让直播卫星为国民教育服务;构建直播卫星宽带多媒体平台,推进数字卫星直播的综合信息服务的应用,拓展直播卫星节目的传输途径和受众对象,以充分发挥直播卫星具有的潜在而巨大的经济和社会效益,让这颗直播卫星真正造福于全中国人民!

充分利用

我国获得的BSS-Ku段的空间资源

在2000年5月召开的世界无线电通信大会(WRC-2000)上,我国获得BSS-Ku段的4个轨道位置(62°E、92.2°E、122°E和134°E)和相应的频率等空间资源。至今我国已用了92.2°E和122°E两个轨道位置(122°E用于香港和澳门的覆盖),还有62°E和134°E两个轨道位置没有被利用。直播卫星频率/轨位资源是宝贵的财富,国际上争夺异常激烈。我国能获得BSS规划资源和额外申请的直播卫星实施用资源,来之不易。这凝聚着我国几代广电人的心血和国内外相关单位与专家的支持与合作。据广电总局规划院介绍,我国已在62°E、134°E等轨道位置向ITU申报了BSS卫星网络资料,为我国后续直播卫星的发展奠定基础。但是,按ITU的规定,如申报了七年后还未使用,ITU将删除。因此,有关部委局应早日启动做好62°E和134°E两个轨道位置的直播卫星的发展规划,充分利用我国获得的BSS-Ku段的空间资源,为我国广播电视、教育、通信等行业的发展服务。

发展S频段的广播电视卫星

S频段(2.5GHz)的广播电视卫星发射功率大,星上天线增益大,可满足人们地面手持设备和车载接收设备的需求。

我国正在发展CMMB多媒体广播业务,主要面向手机、PDA、MP4、笔记本电脑、数码相机、导航仪等多种小屏幕、移动便携手持式终端,以及车载电视等终端提供广播电视服务。CMMB采用卫星和地面网络相结合的方式实现“天地一体”协同覆盖。全国节目将通过S频段卫星对全国实现覆盖,卫星遮挡地区可采取地面同频增补方式,在城市人口密集区域采用U频段增补。目前,广播电视总局已完成大中城市的地面U频段发射台的建设和播出,正开始地市级城市的建设。为了满足我国卫星多媒体广播电视业务的发展需求,我国已向国际电联申报了2520-2670MHzS频段卫星广播业务网络资料。我们期待:S频段(2520-2670MHz)的CMMB多媒体广播电视卫星能早日发射和使用。

另据了解,我国航天部门也已提出发展我国自主研制S频段卫星移动通信系统,以支持手持终端,为国家应急通信、抢险救灾、普遍服务、国防建设等提供最快捷、有效、可靠的通信手段。

做好Ka频段直播卫星的预研和规划

随着卫星制造技术的进步,Ka频段卫星(20多GHz)采用高功率、点波束天线,能有效地克服雨衰,利于频率复用,可实现本地电视节目上星。Ka频段频谱较宽,可满足人们对高清晰度电视广播节目的日益增长的需求。而Ka频段卫星的宽带、双向、交互和回传等特点,也可开展交互多媒体广播业务。

近几年来,美国已发射多颗Ka频段卫星,每颗Ka卫星为全美提供80-150套高清晰度电视广播节目。日本也已发射Ka卫星WINDS进行实际的卫星传输试验。日本已将超高清晰度电视的发展定位在21GHz频段。

我国“十一五”广播影视科技发展规划已提出发展Ka频段卫星广播业务,我们期盼这一规划的早日实现。