國內電視臺對于Ka頻段HTS衛星傳輸的測試

周莉

摘要：本文根據國內電視臺對Ka頻段HTS衛星傳輸的測試情況，分析了Ka頻段HTS衛星傳輸技術的特點，并對比了普通的C頻段和Ku頻段的衛星傳輸技術，得出Ka頻段HTS衛星傳輸技術可以實現在國內高速傳播高標清視頻的結論。

關鍵詞：Ka頻段HTS衛星傳輸；國內電視臺；高速；高標清

當前，國內電視臺使用的多為普通的C頻段和Ku頻段，但是地面固定電信網絡和3G、4G的LTE移動網絡發展迅速，對用戶提供的接入寬帶已經達到了10Mbits/s以上的高速率，這對于傳統的C頻段和Ku頻段衛星來說已經超出了自身的承載，無法滿足需求。而要發展更新同頻段的衛星無論從技術還是經濟方面都難以實現。

而一般的Ka頻段，上下行頻譜高、跨度大，可以為固定衛星業務劃分不同的子頻段，提供豐富的頻譜資源。提高傳播速度與畫質清晰度，給電視用戶更高質的視頻體驗。

一、Ka頻段HTS衛星傳輸在國內電視臺的測試

由于傳統的C頻段和Ku頻段衛星傳輸在各方面已經無法跟上現在的發展進程，并且再無更多進步空間，湖南電視臺傳輸覆蓋技術團隊、藝超以及AKD相關廠家人員帶來了目前比較先進的Ka頻段HTS衛星傳輸技術，于2018年4月16日至17日在湖南電視臺6層平臺進行衛星傳輸測試。

（一）測試方法

本次測試利用了Ka 頻段衛星便攜站（含4W 功放 Transceiver）、Vcell 衛星編解碼器、Nimbra 傳輸設備、高清監視器、TP-LINK 無線路由器等高科技的設備，設置好衛星TDMA 模式和編碼器的傳輸速率之后，通過觀察信號來觀察測試結果。

（二）測試過程

通過以下8種測試方式，并且在部分測試中分別進行了2次不同的設置：

（1）視頻（Vcell 編碼）衛星上，直接推至直播平臺（目睹直播）；

（2）視頻（Vcell 編碼）衛星上，另一套衛星直接下（Vcell 解碼）；

（3）視頻（Vcell 編碼）Ka 衛星發，傳輸機房固定 IP 收傳輸測試；

（4）視頻（Vcell 編碼）傳輸機房固定 IP 發，Ka 衛星收傳輸測試；

（5）視頻（Ateme H.265 編碼）Ka 衛星發，傳輸機房固定 IP 收傳輸測試；

（6）視頻（Haivision 編碼）Ka 衛星發，傳輸機房固定 IP 收傳輸測試；

（7）視頻（Vislink H.265 編碼）Ka 衛星發，傳輸機房固定 IP 收傳輸測試；

（8）視頻（TVU 4G 編碼）Ka 衛星發，傳輸機房固定 IP 收傳輸測試。

（三）測試結果

通過以上多種測試的信號觀察和數據分析，電視臺在Ka頻段HTS衛星傳輸下，基本上視頻播放都是流暢清晰的，畫面質量也比較高，延時合理。并且現場使用手機測試WiFi網速較快，上網流暢。但在部分視頻編碼碼率下，會出現馬賽克、中斷等現象。

由此可得出以下結論：

（1）在國內 Ka 頻段衛星通信體制下（例如：中星十六號 Ka 頻段衛星）的 VSAT 網絡中用編解碼器傳輸視頻，經過多次測試及論證，可以傳輸高標清視頻。通過阿里云中轉，信號傳輸更穩定可靠，但延時較大（約 9s）。

（2）經過測試證明和理論分析在衛星傳輸公網 IP 直接落地，延時可達 3s 左右。6M 視頻碼率可達到理想傳輸效果。

二、Ka頻段HTS衛星傳輸技術的特點

通過以上的測試情況可以歸納出Ka頻段HTS衛星傳輸技術的特點為：終端小、容量大、應用廣和模式多。

（一）終端小

受益于Ka頻段的頻率比傳統頻段的頻率高，因此天線增益隨之變高，所使用的天線與功放也小了，終端自然變小。

（二）容量大

我國衛星造價一直沒有很大的變動，而Ka頻段結合豐富的頻率資源以及點波束和頻率的運用，讓Ka頻段的寬帶衛星通信系統容量得到數倍提升。

（三）應用廣

Ka頻段的寬帶衛星通信關口是互相聯系和接通的，可以提供各種網狀型應用。但目前應用最多的是星狀結構，它可直接由寬帶接入到各種應用，如：DTH、IP中繼、新聞采集、B2C等。

（四）模式多

由于寬帶衛星通信星網的一體化，Ka頻段的網絡運營模式必然是多種多樣的。如：垂直一體化運營、分銷批發運營、虛擬運營、獨立運營等。

Ka頻段衛星傳輸不僅更適用于應急通信和軍事通信，對常規衛星通信業務也帶來了巨大利好。與頻率資源豐富、抗干擾性能好相對應的不利因素是Ka頻段雨衰相對較大。然而，自動功率控制（AUPC）、自適應編碼（ACM）和調制技術的進步已使雨衰問題得 到有效克服。因此使用 Ka 頻段，發射和運營 HTS 衛星成為衛星運營商為競爭和生存而不得不為的必然選擇。

三、我國Ka頻段HTS衛星的傳輸方式

我國Ka頻段HTS衛星目前的傳輸方式是中星16號。中星16號作為傳播媒介，有著極其重要的作用。

（一）我國中星16號Ka頻段衛星通信的關口站

由于Ka頻段對雨衰比Ku頻段還要敏感，關口站多設互為備份，根據中星十六號衛星波束（固定區域波束、移動區域波束、點波束）的布局以及使整個Ka頻段衛星通信更加完善，關口站分別為北京、成都和喀什。

（二）網絡組成

為了更明顯地描述出Ka頻段的衛星通信傳輸的網絡結構，以下內容將通過中星16號Ka頻段衛星通信傳輸與普通C、Ku頻段的衛星通信傳輸進行比較：

1.普通C、Ku頻段的衛星通信傳輸

（1）遠端站——衛星——用戶端（固定站）——衛星——遠端站

（2）地面網絡——用戶固定站——遠端站（例如遠程教育、遠程醫療等）是某個點或局部的地面傳輸方式

C、各類（星狀網、網狀網、混合網等）VSAT系統傳

2.中星16號Ka頻段衛星通信傳輸

（1）VSAT遠端站（反向鏈路數據流）通過中星16號Ka頻段衛星到關口站——地面光網（INTERNET）——業務服務平臺——用戶端

（2）業務服務平臺（高速數據流）——地面光網（INTERNET）——關口站，通過中星16號Ka頻段衛星——遠端站

通過對比可看出，普通C、Ku頻段的衛星通信傳輸是由地面網絡、用戶固定站、遠端站組成，而整個中星16號Ka頻段衛星通信傳輸則是由業務服務平臺、地面光纖網、關口站、遠端站組成，這樣的網絡組成更加完善，可以使網絡傳播更加快速、安全。

四、結語

本文在我國當今傳統的衛星通信無法滿足社會需求的背景下，經過在國內電視臺進行實地測試，對Ka頻段HTS衛星傳輸技術的特點和傳輸方式等進行分析，經過多次測試驗證，證明了Ka頻段衛星傳輸可以在設置好模式和傳輸速率的情況下高速傳輸高標清視頻，為我國電視廣播、軍事輔助等作出貢獻。

參考文獻：

[1]國內使用 Ka 頻段 HTS 衛星傳輸測試報告.