廣播電視衛(wèi)星傳輸安全的影響因素及其優(yōu)化對(duì)策

王強(qiáng)

摘 要：現(xiàn)階段，衛(wèi)星技術(shù)在廣播電視節(jié)目播出領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，并在傳輸技術(shù)層面占據(jù)主導(dǎo)地位，和傳統(tǒng)電視節(jié)目傳輸形式相比，衛(wèi)星技術(shù)在傳輸節(jié)目數(shù)量、過(guò)程穩(wěn)定性及節(jié)目清晰度等諸多方面均占據(jù)優(yōu)勢(shì)。以衛(wèi)星作為通信中繼站傳輸電視節(jié)目時(shí)，多種主客觀因素會(huì)干擾節(jié)目傳輸過(guò)程，可能會(huì)降低傳輸過(guò)程的安全性。鑒于此，本文以廣播電視衛(wèi)星傳輸為論點(diǎn)，探究影響傳輸安全性的主要因素，并有針對(duì)性地提出幾點(diǎn)優(yōu)化對(duì)策。

關(guān)鍵詞：廣播電視;衛(wèi)星傳輸;影響因素;優(yōu)化對(duì)策

中圖分類號(hào)：TN943.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）23-0027-03

Abstract： At this stage， satellite technology is widely used in the field of broadcasting and television programs， and it occupies a dominant position in the transmission technology， compared with traditional TV program transmission forms， satellite technology has advantages in many aspects such as the number of transmission programs， process stability and program clarity. When a satellite is used as a communication relay station to transmit TV programs， a variety of subjective and objective factors will interfere with the program transmission process and may reduce the security of the transmission process. In view of this， this paper took broadcast and television satellite transmission as the argument， explored the main factors that affected transmission security， and proposed several optimization countermeasures.

Keywords： radio and television;satellite transmission;influencing factors;optimization countermeasures

廣播電視數(shù)字化傳輸是指基于衛(wèi)星地面發(fā)射站，以微波形式把數(shù)字電視節(jié)目傳送給衛(wèi)星，而后依照相同形式傳回地面，數(shù)字電視配置的機(jī)頂盒負(fù)責(zé)接受衛(wèi)星系統(tǒng)傳輸?shù)男盘?hào)。信號(hào)傳輸過(guò)程相對(duì)安全，但因信號(hào)傳輸過(guò)程開(kāi)放，很多因素造成的干擾難以完全規(guī)避[1]。現(xiàn)如今，廣播電視臺(tái)對(duì)界面播出時(shí)間精確度、畫面質(zhì)量等均提出嚴(yán)格要求，這預(yù)示著衛(wèi)星信號(hào)傳輸質(zhì)量安全直接決定著節(jié)目播出過(guò)程的安全穩(wěn)定性。維護(hù)廣播電視衛(wèi)星信號(hào)傳輸過(guò)程安全，是廣播電視行業(yè)當(dāng)前迫切需要落實(shí)和完成的任務(wù)。

1 廣播電視衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)

廣義來(lái)看，廣播電視衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)由地面、空間兩大部分共同構(gòu)成，分別對(duì)應(yīng)的是地球站、通信衛(wèi)星。傳輸信號(hào)期間，衛(wèi)星發(fā)揮通信中繼站的作用，負(fù)責(zé)接收、轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)的任務(wù)。衛(wèi)星處于外太空，和地球相距甚遠(yuǎn)，其地理位置的特殊性決定其覆蓋面積的廣闊性，衛(wèi)星輻射的地球區(qū)域均可以通過(guò)通信衛(wèi)星接收、傳射廣播電視信號(hào)。廣播電視衛(wèi)星傳輸技術(shù)的運(yùn)作原理如下[2]：地球站將電視節(jié)目無(wú)線信號(hào)發(fā)射給通信衛(wèi)星天線;通信衛(wèi)星扮演著空間通信中繼站的角色，對(duì)接收信號(hào)實(shí)施變頻、擴(kuò)大等處理，并以通信天線為支撐，將電視信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至地球站，順利完成兩個(gè)不同位點(diǎn)間信號(hào)傳輸任務(wù)，也構(gòu)建出點(diǎn)對(duì)面的信號(hào)傳輸模式。

近些年，我國(guó)科技發(fā)展取得很大進(jìn)步，衛(wèi)星傳輸技術(shù)積極踐行創(chuàng)新路線，數(shù)字電視節(jié)目、模擬電視發(fā)展腳步持續(xù)推進(jìn)，在廣播電視領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了規(guī)?；瘧?yīng)用，這預(yù)示著我國(guó)衛(wèi)星傳輸技術(shù)將會(huì)朝高清、大容量、多功能、大功率的方向進(jìn)軍。當(dāng)下，我國(guó)廣播電視傳輸技術(shù)取得不小成就，但是人們應(yīng)清楚地認(rèn)識(shí)到多種因素影響著衛(wèi)星信號(hào)傳輸過(guò)程，傳輸過(guò)程潛藏的安全隱患難以完全解除，以致衛(wèi)星傳輸信號(hào)質(zhì)量有不同程度的下降，干擾電視節(jié)目正常播出過(guò)程，長(zhǎng)此以往會(huì)降低廣大用戶的滿意度，不利于我國(guó)廣播電視行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[3]。為保證廣播電視衛(wèi)星信號(hào)傳輸安全，人們應(yīng)全面探析各種影響因素，然后擬定相配套的應(yīng)對(duì)方案，推動(dòng)衛(wèi)星傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)有序發(fā)展。

2 廣播電視衛(wèi)星傳輸?shù)陌踩绊懸蛩?/p>

2.1 設(shè)備因素

2.1.1 信號(hào)源。信號(hào)源是指電視節(jié)目信號(hào)的源文件。地球站傳出的節(jié)目信號(hào)和電視播控中心通常各處一地，有時(shí)會(huì)相距數(shù)十千米，這就需要以其他渠道為支撐，把節(jié)目信號(hào)傳輸至地球站內(nèi)，當(dāng)下，微波、光纖技術(shù)是傳輸節(jié)目源信號(hào)的常用手段，其均隸屬于站外信號(hào)源。但是，雨水、空間寬闊程度等諸多因素會(huì)干擾微波傳輸過(guò)程，導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量惡化甚至中斷。地面建設(shè)施工、地質(zhì)災(zāi)害等因素會(huì)降低光纖傳輸信號(hào)的安穩(wěn)性，增加信號(hào)傳輸階段中斷、遺失等情況發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，在這樣的情形下，地球站接收的信號(hào)完整度、穩(wěn)定性方面存在一定缺陷。

2.1.2 上行發(fā)射系統(tǒng)。上行發(fā)射系統(tǒng)是地球站內(nèi)的主系統(tǒng)，功能是對(duì)節(jié)目信號(hào)源做出編碼、調(diào)制、變頻等處理，而后經(jīng)由高功放、天線上行播出。TB上行設(shè)施、CPI高功放以及上行天線等均是地球站內(nèi)常配置的設(shè)備。在傳輸衛(wèi)星信號(hào)的過(guò)程中，不管是哪一環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常，均會(huì)擾亂信號(hào)傳導(dǎo)的常態(tài)。

2.1.3 同步衛(wèi)星。在太陽(yáng)、月球、地球引力的作用下，同步衛(wèi)星會(huì)在和地球赤道面呈一定夾角的斜行軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)，出現(xiàn)漂移現(xiàn)象，降低衛(wèi)星信號(hào)傳輸過(guò)程的穩(wěn)定性。同步衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)器功能是接收經(jīng)地球站傳送的信號(hào)，而后對(duì)其進(jìn)行變頻處理，再傳送給地面接收站，最終完善廣播信號(hào)的傳輸[4]。

2.1.4 下行接收系統(tǒng)。衛(wèi)星信號(hào)傳回地面的過(guò)程也可能被干擾，主要原因是地面接收站周邊有信號(hào)發(fā)射源分布。如果這些發(fā)射源發(fā)射的信號(hào)頻率和接受電視信號(hào)頻率差異很小或持平，就會(huì)擾亂信號(hào)接收過(guò)程，影響接收載噪比、無(wú)碼率等諸多指標(biāo)，降低電視信號(hào)品質(zhì)。

2.2 空間環(huán)境因素

由于通信衛(wèi)星位于和地面相距36 000 ㎞的太空內(nèi)，信號(hào)經(jīng)由地球站傳送至衛(wèi)星系統(tǒng)的過(guò)程會(huì)受到多種因素的干擾，如電離層、對(duì)流層、太陽(yáng)電磁輻射、日凌等。以上因素同樣會(huì)影響衛(wèi)星信號(hào)返回地面接收站的過(guò)程。

2.2.1 電離層。通信衛(wèi)星信號(hào)主要是低頻信號(hào)，當(dāng)信號(hào)穿行電離層時(shí)，在法拉第極化旋轉(zhuǎn)效的作用下，初始信號(hào)頻率將會(huì)出現(xiàn)明顯改變，最終降低廣播電視節(jié)目播出效果[5]。

2.2.2 對(duì)流層。對(duì)流層內(nèi)的雨、雪會(huì)對(duì)信號(hào)形成吸收或散射作用，降低信號(hào)的能量值，進(jìn)而影響電視節(jié)目正常播出過(guò)程。另外，對(duì)流層內(nèi)的雨滴在阻力作用下會(huì)改變信號(hào)的分布狀況，以致橫向與縱向信號(hào)的衰減和相移存在很大差異，導(dǎo)致信號(hào)的極化隔離度急劇降低，干擾信號(hào)正常傳輸過(guò)程。

2.2.3 太陽(yáng)電磁輻射。太陽(yáng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)釋放大量電磁物質(zhì)，以上物質(zhì)可能會(huì)吸附在衛(wèi)星設(shè)備表面，間接損傷內(nèi)部的電子元件，改變存儲(chǔ)單元的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，使其傳遞出有誤的執(zhí)行命令，難以確保衛(wèi)星各項(xiàng)業(yè)務(wù)的正常開(kāi)展。太陽(yáng)耀斑爆發(fā)階段會(huì)釋放很多含有帶電粒子流的物質(zhì)，其會(huì)降低衛(wèi)星信號(hào)傳輸過(guò)程的穩(wěn)定性，增加傳輸過(guò)程中斷等情況發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.4 日凌。當(dāng)自然界出現(xiàn)日凌現(xiàn)象時(shí)，太陽(yáng)、衛(wèi)星與地面接收站三者處于同一條直線上，每年會(huì)出現(xiàn)兩次日凌現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)日凌時(shí)，太陽(yáng)就會(huì)形成寬度較大的電磁波頻譜，其對(duì)于地球站而言是一個(gè)大型噪聲源，一旦衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度明顯低于太陽(yáng)電磁波，就會(huì)中斷衛(wèi)星信號(hào)傳輸過(guò)程。

2.3 人為因素

衛(wèi)星傳輸階段，部分工作人員可能由于疏忽大意而誤操作，同時(shí)責(zé)任心不強(qiáng)，未能嚴(yán)格落實(shí)設(shè)備定期檢查制度，以致不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，設(shè)備帶病運(yùn)轉(zhuǎn)，最終導(dǎo)致信號(hào)傳輸質(zhì)量下降;部分工作人員業(yè)務(wù)技術(shù)水平偏低，不能游刃有余地應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況，增加了電視信號(hào)傳輸過(guò)程中斷事件發(fā)生的概率。由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器運(yùn)行過(guò)程具有開(kāi)放性，其能接收與發(fā)送服務(wù)區(qū)域中合法與非法的射頻信號(hào)，非法用戶可能會(huì)盜用轉(zhuǎn)發(fā)器，發(fā)射非法節(jié)目，其射頻信號(hào)和相關(guān)規(guī)范存在明顯出入，很容易影響發(fā)射器的正常信號(hào)。

3 廣播電視衛(wèi)星安全傳輸?shù)木唧w措施

3.1 抗空間干擾技術(shù)

太陽(yáng)活動(dòng)、強(qiáng)降雨、對(duì)流等環(huán)境因素均會(huì)明顯影響廣播電視衛(wèi)星傳輸過(guò)程的穩(wěn)定性。通常，降水強(qiáng)度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，信號(hào)質(zhì)量就越惡劣。人為干預(yù)難以完全消除自然環(huán)境因素造成的負(fù)面影響，但是人們可以積極采取防范措施，提高抗干擾能力。比如，如果當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)強(qiáng)降雨天氣，系統(tǒng)可以適度擴(kuò)大天線的仰角，同時(shí)及時(shí)排出積水。和轉(zhuǎn)發(fā)器相關(guān)的設(shè)備要進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，有效應(yīng)對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)的干擾。施工前期要合理選擇天線型號(hào)，保證其抗強(qiáng)電、輻射能力強(qiáng)，提高衛(wèi)星信號(hào)傳輸質(zhì)量[6]。

3.2 地球抗干擾技術(shù)

地球站可以看成是廣播電視衛(wèi)星傳輸?shù)闹修D(zhuǎn)站，工作人員要定期檢查地球站的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)及相關(guān)設(shè)備性能指標(biāo)。檢查內(nèi)容主要包括天線極化器的偏離程度、天線饋源膜的完好度、天線指向的準(zhǔn)確性等。有關(guān)部門要合理規(guī)劃巡檢時(shí)間，科學(xué)配置人力資源，確保各項(xiàng)指標(biāo)均被調(diào)控在合理區(qū)間內(nèi)，維護(hù)信號(hào)傳輸過(guò)程的常態(tài)性。

3.3 抗轉(zhuǎn)發(fā)器故障技術(shù)

太陽(yáng)輻射是導(dǎo)致轉(zhuǎn)發(fā)器運(yùn)行階段發(fā)生故障的主要因素之一，若太陽(yáng)輻射過(guò)于強(qiáng)大，則將會(huì)擾亂轉(zhuǎn)發(fā)器的正常狀況，甚至?xí)?duì)其結(jié)構(gòu)及功能形成不同程度的損傷。在高強(qiáng)度太陽(yáng)輻射下，轉(zhuǎn)發(fā)器將會(huì)自行停運(yùn)、自動(dòng)停機(jī)。極度惡劣天氣、高強(qiáng)度太陽(yáng)輻射均屬于難以調(diào)控的非人為因素。有關(guān)部門要指派專業(yè)人員定期檢修受損的轉(zhuǎn)發(fā)器，保證電視節(jié)目播出效率。

3.4 抗地面干擾技術(shù)

地面接收站接收信號(hào)的過(guò)程可能會(huì)遭受多種因素的干擾。因此，接收站要增設(shè)抗干擾裝置，盡量把接收天線安置在和強(qiáng)磁、遮蔽物相對(duì)較遠(yuǎn)的區(qū)段，有效削弱外界因素對(duì)接收天線運(yùn)行效率的負(fù)面影響。同時(shí)，要結(jié)合衰減指標(biāo)，合理配置接收站設(shè)備，力爭(zhēng)將錯(cuò)差率降至最低。最后，科學(xué)調(diào)度現(xiàn)存頻頭，合理規(guī)劃接收信號(hào)的方位角，改善衛(wèi)星信號(hào)接收質(zhì)量。

3.5 抗衛(wèi)星漂移技術(shù)

防止衛(wèi)星漂移是提升衛(wèi)星信號(hào)傳輸質(zhì)量的關(guān)鍵，這也是抗衛(wèi)星漂移技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的最直接動(dòng)力。眾所周知，衛(wèi)星和地球相距甚遠(yuǎn)，長(zhǎng)距離傳輸衛(wèi)星信號(hào)的過(guò)程容易遭受外界因素干擾。長(zhǎng)期觀察發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星會(huì)在天空中呈“8”字樣漂移運(yùn)轉(zhuǎn)，其主要原因是衛(wèi)星受地球、月球、太陽(yáng)引力的共同作用。為精確調(diào)控衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，保證信號(hào)傳輸質(zhì)量，人們可以將軌道運(yùn)行調(diào)整系統(tǒng)安裝在衛(wèi)星上，但該系統(tǒng)只能緩解衛(wèi)星漂移現(xiàn)象，不能完全解除。

3.6 做好廣播電視設(shè)備檢修與維護(hù)

設(shè)備檢修與維護(hù)是保障廣播電視正常運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，為保證電視節(jié)目信號(hào)被正常接收、傳輸設(shè)備長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行，工作人員要最大限度地維護(hù)傳輸設(shè)備的在線傳輸狀態(tài)。當(dāng)下，國(guó)內(nèi)很多電視臺(tái)配置的設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至達(dá)到24 h全天運(yùn)轉(zhuǎn)，一旦電視信號(hào)傳輸質(zhì)量降低，則將會(huì)直接影響電視節(jié)目的收視效果。因此，廣播電視臺(tái)要擬定詳細(xì)的電臺(tái)設(shè)備維護(hù)制度，組織相關(guān)人員認(rèn)真做好日常巡檢工作，及早發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備異常狀況，規(guī)避后期大修大換情況，有效降低運(yùn)營(yíng)成本，保障設(shè)備安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，提高電視衛(wèi)星信號(hào)傳輸和接收質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，衛(wèi)星傳輸技術(shù)被應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，人們要重視衛(wèi)星信號(hào)傳輸安全。本文分析了衛(wèi)星信號(hào)傳輸安全的影響因素，并提出了幾點(diǎn)應(yīng)對(duì)措施，以期削弱其負(fù)面影響，提高廣播電視節(jié)目播出效果。廣播電視節(jié)目播出質(zhì)量和人們的日常生活密切相關(guān)，廣播電視臺(tái)要加強(qiáng)信號(hào)傳輸安全質(zhì)量的管理，為廣大群體提供高質(zhì)量的電視節(jié)目，同時(shí)拓展受眾規(guī)模，促進(jìn)自身實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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