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最早接触到卫星电视是在1987年前后,单就这个时间而言,比起很多资深的发烧友要晚了很多。那个时候,一个小小的天线可以接收到那么遥远地方传来的清晰的电视信号,真是感觉非常神奇,那种感受可以用震撼来表示。在那个时代,卫星天线和卫星接收机还属于高科技的范畴,是很昂贵的设备,可以接收到香港的卫视五星台和国内的云南、贵州电视台,相比较封闭的环境,这些来自遥远地方的节目,不啻为一种精神上的饕餮大餐。那时候,因为家庭的关系,可以使用这些设备,从来没有想到自己以后会来学习通信专业,而且还从事了卫星电视传输这个职业,在这个行业里浸润了十年的时间,真是一种机缘的巧合。
1、见证“漂星”的谢幕
我们国家自己发展的卫星属于东方红系列卫星,从七十年代最早的东方红1号平台到2006年的东方红4号卫星平台,在卫星技术上有了不少进步,也赢得了不少的用户,比如国家气象局发展的风云系列卫星就是基于东方红3号平台的(编者注:应是东方红2号卫星平台)。但是,在广播电视的传输应用中,由于一些原因,采用国外的成熟卫星平台的比较多,这和广播电视对于可靠性的要求有关。随着“鑫诺3号”卫星的升空,很多电视用户也开始转到这颗卫星上,相信今后在自己卫星上面的应用也会逐渐的多起来。
我们国家卫星电视的传输早期使用的一颗卫星是“中星5号”,这颗卫星是一颗“漂星”,原来并不在我国的上空,它的发射和投入使用有着一段非常有趣的故事。这颗卫星原来属于美国GTE空间网络公司,在第一次发射时出现故障,发射失败,成为太空垃圾。后来航天飞机在飞行中,利用机械手臂成功地将它带回地球,它也成为保险公司的财产。1984年5月22日,这颗卫星由欧洲的“阿丽亚娜(Ariane)”火箭重新发射升空,定点在西经120°赤道上空,命名为“天网1号”卫星,为美国GTE公司所拥有。由于我们自己的卫星通信容量不足,无法满足国内各个省市电视台的卫星电视传输和一些其他的通信要求。所以国家决定向美方购买这颗卫星。1992年12月2日,中美双方在北京举行签字仪式,成为我们国家第一次向国外购买的在轨通信卫星。2007年,我们在西昌卫星基地发射了以东方红3号平台为基础的尼日利亚卫星,并且实现了卫星的在轨交付,只不过短短的十年时间,已经表明我们自己的卫星技术还是具有了很长足的进步的,当然这是后话了。1992年的转让合同签订后,于1993年4月15日,在美方技术人员的控制下,卫星开始起飘,经过10多万公里的空间飘移,6月22日到位,6月26日成功定点在东经115.5°赤道上空,并且重新命名为“中星5号”。从西经120度转移到东经115.5度,对卫星消耗最多的就是星上所携带的燃料,这种转移的一个直接后果就是卫星的寿命大大的缩短了。
1996年初,“中星5号”所携带的燃料已经消耗殆尽,所剩无几,这颗卫星已经到了它寿命的终点。为了能够尽可能地延长卫星的寿命,地面测控站开始减少卫星南北方向上的位置保持机动动作。对于地球同步卫星而言,它虽然是固定在一个位置,相对地面是静止的,但是由于地心引力的作用,卫星会在天空中做“8”字形的漂移,它的漂移周期为一天,在轨道上的位置保持机动就是为了克服这种漂移所带来的位置变化,自然这种机动是以消耗燃料为代价的。放弃南北方向的位置保持就意味着卫星会随着地心引力的作用,在南北方向上产生位置变化。为此,所有的地面上行站都要每隔几个小时就要对天线的俯仰角度做跟踪,以便正确对准天空中不再静止的“静止卫星”。这却苦了地面上众多的单收站,由于不能随时跟踪卫星,频频造成接受质量下降或者接收中断,各种咨询甚至问责的电话也来了,我们也无能为力,只能不断地解释,然后慢慢地等待着。终于,“亚太1A”卫星在年中发射升空,卫星传输有了一个稳定的传输平台,结束了这段“动荡”的时光,我们也最后见证了一颗充满了传奇色彩卫星的寿终正寝。
卫星档案:中星5号
设计厂商:美国通用电气公司
卫星原属公司:美国GTE公司
卫星管理公司:中国通信广播卫星公司
定点日期:1993年6月26日
发射重量:1195kg
在轨重量:692kg
设计寿命:10年
稳定方式:三轴稳定
定点保持精度:±0.1度(南-北,东-西)
转发器数目:C波段:36MHz 12个72MHz 6个
Ku波段:72MHz 6个
卫星档案:亚太1A(APSTAR-1A)
定位:134°E
卫星型号:HS-376
使用公司:香港亚太卫星通信公司
卫星用途:通信及电视广播
转发器C频:24个转频器;备用6个
发射日期:1996.07.03
使用年限10年
2、见识进口设备的性能
自从彩色电视机开始进入到普通家庭,成为家庭电子消费品的第一选择之后,有关国产电视和进口电视的PK就一直没有停止过,并且延续到了今天。在今天的市场上,国产品牌已经可以凭借自己的实力占据一大块市场份额,而且还有驱逐进口产品的雄心壮志,相信这是众多厂商努力竞争的一个结果。
在传输设备的选型上,这种竞争或者选择可能更加激烈。一方面,专业的传输设备要求更高的技术指标,更严格的质量保证体系和更长的无故障运行时间。另外一方面,各个传输台站都属于传输的重要部门,在资金和预算方面自然有政策倾斜,花起钱来束缚自然就少了很多,所以很多部门选择进口的设备。大部分的进口设备在性能上的确非常优秀,我所用过的一台上变频器就可见一斑。
上变频器的作用是把调制器产生的70MHz的中频信号变频到6GHz的高频信号,然后送到高功放做功率放大。由于是往高频变频,所以一般称为上变频器。它的频率稳定度和频率准确度特性对于整个传输系统的性能都是很重要的。下面是一个变频器的框图。
在这个框图中,5MHz的本振是倍频、变频的基础,如果它的振荡频率变化,经过多次的倍频之后,所产生的频率误差就真的可以用“失之毫厘,缪之千里”来形容了。通常,C波段的卫星转发器的容量只有40MHz,早期的模拟传输中,一个转发器只有一个模拟频道,对频率的误差容限的要求相对好一些。在数字传输中,一个转发器中要安排5-7套单独的SCPC载波,对于频率稳定度和准确度的要求会更加严格。
我曾经长期地观察过一台进口的上变频器,用精确度至百分之一Hz的频率计,把5MHz的本振频率准确地调整到5.00MHz,在频率计的百分之一 Hz的技术单位上也调整到0,让设备接入系统正常工作。一周后,重新接上频率计,所有的数字依然准确,振荡频率和调整之初没有任何变化。连续观察几周,都是同样的状态。只是在两个月之后,本振频率才在百分之一位上有了一点变化。这么稳定的振荡频率真是让人佩服,足见设计者和制造商在这上面的用心良苦。除了一些保证频率稳定的常规方法之外,在设备的温度恒定等许许多多的方面下足了功夫,才会有这样让人赞叹的性能。
如今的接收机市场的价格之低廉恐怕已经到了无以复加的地步,笔者曾经在市场上见过标价仅仅80元的卫星接收机,塑料外壳让机器的美感荡然无存,拿在手里轻飘飘的分量让人怀疑里面是不是装了机芯。这样的机器肯定可以工作,也许用起来没有什么太大的毛病,最重要的是这么低的价格也确实满足了一些消费者的需要。不过这种低价的后果其实是成本的过度缩减,同时必然带来质量上的缩水,最终毁灭的也许是整个行业的信誉度和口碑。国外产品的价格确实要贵很多。这是很多的厂家靠着自己在性能上对完美的不断追求而得来的。我们国内的厂家真的应该警醒,不要一味地追求产品的低价格,那样会毁掉自己的形象和品牌,最终吃亏的是整个行业和市场上的消费者,痛心的会是真正了解和喜欢这个技术的发烧友。
3、高功放的十年轮回
一个典型的卫星地球站的设备无非几大类:编码器、调制器、上变频器和高频功率放大器,还有就是室外的天线单元。除了天线之外,其余的所有设备都必须放在机房内,而其中的高功放就成了这些设备之中个头最大、耗电最多的“大块头”。
最早的高功放设备以速调管功放最多,有的站还配置了行波管的功放。速调管,顾名思义是通过对电子束的速度进行调制而完成功率放大,在传统的电子管器件中,电子由灯丝到阳极的过程中,受到调制电压的影响,从而改变电流的幅度,输出放大了的载波。而在微波频段,由于振荡频率加快,振荡周期减少,小到少于电子从灯丝到阳极的“电子渡越时间”,使得电子无法到达阳极,根本无法形成有效的电流。为了方便这种情况,才会出现各种用在微波频段的功率放大技术,速调管和行波管就是其中常用的技术。1937年,美国人R.H.瓦里安和S.F.瓦里安制出双腔速调管振荡器,所以后来的瓦里安公司成为这个领域的翘楚,当时的VZJ-2700就是这家公司的产品,很多省份配置了这个功放。当时,一套1:1系统的报价达到了12.39万美元,折合人民币要160万了,很是昂贵。
速调管功放的一个优点是它的功率可以做到很大,但是有利的同时就存在弊端,速调管功放的缺点也同样非常明显。它的体积庞大,两台高功放要占用相当大的一块空间。其次,它需要消耗很多的电力。为了达到良好的线性放大指标,速调管必须工作在甲类状态,所以输出的功率越小,转化成热量所消耗的电力就越多,随之效率也越低。另~方面,速调管功放的带宽很窄,改换上行频率需要重新调整速调管的谐振腔,这是一个非常复杂的工作,没有专业的仪器配合很难调整好。
速调管功放虽然有这样或者那样的一些不便之处,但是它良好的可靠性等很多突出的特点依然使得它在各种卫星传输中占据了重要的位置,直至新的固态功放开始大量应用。
固态功放采用的是半导体功率放大器件,所以体积可以做到非常小。很多应用在VSAT站上面的功放可以直接装在小天线的后端,非常小巧,也便于携带,这在野外的一些传输中可以讲是最为重要的特点了。除此之外,固态功放的维护也相对容易,这些在日常应用中是非常方便的,所以逐渐地固态功放开始出现在各个机房中,固态功放的“老大哥”——速调管功放,不得不“下岗”了。
然而,随着一系列卫星干扰事件的出现,固态功放的问题开始出现。早期配置的各种固态功放,考虑到传输的实际需要,没有选择很大的功率,一般的极限发射功率在几百瓦左右,很少有配置千瓦级别的。这种功率的配置。对于日常的传输而言,是绰绰有余了,但是当遇到干扰事件时,它就有些不足了。凭借着大功率的优势,速调管功放再次走上前台。新的速调管功放,除了原来的功率大的优点之外,做了很多的改进。速调管的寿命比较之前的速调管提高了很多,效率也有了改进。比起原来的粗大、笨重的机柜,现在的体积变得小巧了,这些改进,使得速调管功放找到自己的“上岗之路”。
从速调管功放到固态功放,再从固态功放回到速调管功放,功放的十年轮回,见证了卫星电视发展道路上的一个值得回味的历程。
4、互联网时代的《卫星电视与宽带多媒体》
每次拿到杂志的时候,都会有~种欣喜和踏实的感觉。经历了当年的周刊,后来的《卫视传媒》,一直到今天的这本杂志,相信很多的读者依旧保留这份刊物,并且坚持把它作为自己了解卫星电视的一个渠道。互联网发展了,网站、论坛、E-mail还有其他的各种获得信息的渠道已经非常多,但是相信发烧友中喜欢动手操作的多,喜欢流连在各个论坛上的还是少一些。这应该是这个群体和其他的一些网友之间的一个差别。互联网是一个交流的渠道,也是一个获得各种有用信息的方法,但是每次捧起一本纸质的读物时候的那种休闲的感觉,那种那种翔实的风格,是浮躁的网络所没有办法提供的。真心的希望这本杂志可以继续办下去,可以办的更好,而且有更多的人可以参与进来,成为杂志的读者,成为杂志的作者,为这本自己的刊物出力。
1、见证“漂星”的谢幕
我们国家自己发展的卫星属于东方红系列卫星,从七十年代最早的东方红1号平台到2006年的东方红4号卫星平台,在卫星技术上有了不少进步,也赢得了不少的用户,比如国家气象局发展的风云系列卫星就是基于东方红3号平台的(编者注:应是东方红2号卫星平台)。但是,在广播电视的传输应用中,由于一些原因,采用国外的成熟卫星平台的比较多,这和广播电视对于可靠性的要求有关。随着“鑫诺3号”卫星的升空,很多电视用户也开始转到这颗卫星上,相信今后在自己卫星上面的应用也会逐渐的多起来。
我们国家卫星电视的传输早期使用的一颗卫星是“中星5号”,这颗卫星是一颗“漂星”,原来并不在我国的上空,它的发射和投入使用有着一段非常有趣的故事。这颗卫星原来属于美国GTE空间网络公司,在第一次发射时出现故障,发射失败,成为太空垃圾。后来航天飞机在飞行中,利用机械手臂成功地将它带回地球,它也成为保险公司的财产。1984年5月22日,这颗卫星由欧洲的“阿丽亚娜(Ariane)”火箭重新发射升空,定点在西经120°赤道上空,命名为“天网1号”卫星,为美国GTE公司所拥有。由于我们自己的卫星通信容量不足,无法满足国内各个省市电视台的卫星电视传输和一些其他的通信要求。所以国家决定向美方购买这颗卫星。1992年12月2日,中美双方在北京举行签字仪式,成为我们国家第一次向国外购买的在轨通信卫星。2007年,我们在西昌卫星基地发射了以东方红3号平台为基础的尼日利亚卫星,并且实现了卫星的在轨交付,只不过短短的十年时间,已经表明我们自己的卫星技术还是具有了很长足的进步的,当然这是后话了。1992年的转让合同签订后,于1993年4月15日,在美方技术人员的控制下,卫星开始起飘,经过10多万公里的空间飘移,6月22日到位,6月26日成功定点在东经115.5°赤道上空,并且重新命名为“中星5号”。从西经120度转移到东经115.5度,对卫星消耗最多的就是星上所携带的燃料,这种转移的一个直接后果就是卫星的寿命大大的缩短了。
1996年初,“中星5号”所携带的燃料已经消耗殆尽,所剩无几,这颗卫星已经到了它寿命的终点。为了能够尽可能地延长卫星的寿命,地面测控站开始减少卫星南北方向上的位置保持机动动作。对于地球同步卫星而言,它虽然是固定在一个位置,相对地面是静止的,但是由于地心引力的作用,卫星会在天空中做“8”字形的漂移,它的漂移周期为一天,在轨道上的位置保持机动就是为了克服这种漂移所带来的位置变化,自然这种机动是以消耗燃料为代价的。放弃南北方向的位置保持就意味着卫星会随着地心引力的作用,在南北方向上产生位置变化。为此,所有的地面上行站都要每隔几个小时就要对天线的俯仰角度做跟踪,以便正确对准天空中不再静止的“静止卫星”。这却苦了地面上众多的单收站,由于不能随时跟踪卫星,频频造成接受质量下降或者接收中断,各种咨询甚至问责的电话也来了,我们也无能为力,只能不断地解释,然后慢慢地等待着。终于,“亚太1A”卫星在年中发射升空,卫星传输有了一个稳定的传输平台,结束了这段“动荡”的时光,我们也最后见证了一颗充满了传奇色彩卫星的寿终正寝。
卫星档案:中星5号
设计厂商:美国通用电气公司
卫星原属公司:美国GTE公司
卫星管理公司:中国通信广播卫星公司
定点日期:1993年6月26日
发射重量:1195kg
在轨重量:692kg
设计寿命:10年
稳定方式:三轴稳定
定点保持精度:±0.1度(南-北,东-西)
转发器数目:C波段:36MHz 12个72MHz 6个
Ku波段:72MHz 6个
卫星档案:亚太1A(APSTAR-1A)
定位:134°E
卫星型号:HS-376
使用公司:香港亚太卫星通信公司
卫星用途:通信及电视广播
转发器C频:24个转频器;备用6个
发射日期:1996.07.03
使用年限10年
2、见识进口设备的性能
自从彩色电视机开始进入到普通家庭,成为家庭电子消费品的第一选择之后,有关国产电视和进口电视的PK就一直没有停止过,并且延续到了今天。在今天的市场上,国产品牌已经可以凭借自己的实力占据一大块市场份额,而且还有驱逐进口产品的雄心壮志,相信这是众多厂商努力竞争的一个结果。
在传输设备的选型上,这种竞争或者选择可能更加激烈。一方面,专业的传输设备要求更高的技术指标,更严格的质量保证体系和更长的无故障运行时间。另外一方面,各个传输台站都属于传输的重要部门,在资金和预算方面自然有政策倾斜,花起钱来束缚自然就少了很多,所以很多部门选择进口的设备。大部分的进口设备在性能上的确非常优秀,我所用过的一台上变频器就可见一斑。
上变频器的作用是把调制器产生的70MHz的中频信号变频到6GHz的高频信号,然后送到高功放做功率放大。由于是往高频变频,所以一般称为上变频器。它的频率稳定度和频率准确度特性对于整个传输系统的性能都是很重要的。下面是一个变频器的框图。
在这个框图中,5MHz的本振是倍频、变频的基础,如果它的振荡频率变化,经过多次的倍频之后,所产生的频率误差就真的可以用“失之毫厘,缪之千里”来形容了。通常,C波段的卫星转发器的容量只有40MHz,早期的模拟传输中,一个转发器只有一个模拟频道,对频率的误差容限的要求相对好一些。在数字传输中,一个转发器中要安排5-7套单独的SCPC载波,对于频率稳定度和准确度的要求会更加严格。
我曾经长期地观察过一台进口的上变频器,用精确度至百分之一Hz的频率计,把5MHz的本振频率准确地调整到5.00MHz,在频率计的百分之一 Hz的技术单位上也调整到0,让设备接入系统正常工作。一周后,重新接上频率计,所有的数字依然准确,振荡频率和调整之初没有任何变化。连续观察几周,都是同样的状态。只是在两个月之后,本振频率才在百分之一位上有了一点变化。这么稳定的振荡频率真是让人佩服,足见设计者和制造商在这上面的用心良苦。除了一些保证频率稳定的常规方法之外,在设备的温度恒定等许许多多的方面下足了功夫,才会有这样让人赞叹的性能。
如今的接收机市场的价格之低廉恐怕已经到了无以复加的地步,笔者曾经在市场上见过标价仅仅80元的卫星接收机,塑料外壳让机器的美感荡然无存,拿在手里轻飘飘的分量让人怀疑里面是不是装了机芯。这样的机器肯定可以工作,也许用起来没有什么太大的毛病,最重要的是这么低的价格也确实满足了一些消费者的需要。不过这种低价的后果其实是成本的过度缩减,同时必然带来质量上的缩水,最终毁灭的也许是整个行业的信誉度和口碑。国外产品的价格确实要贵很多。这是很多的厂家靠着自己在性能上对完美的不断追求而得来的。我们国内的厂家真的应该警醒,不要一味地追求产品的低价格,那样会毁掉自己的形象和品牌,最终吃亏的是整个行业和市场上的消费者,痛心的会是真正了解和喜欢这个技术的发烧友。
3、高功放的十年轮回
一个典型的卫星地球站的设备无非几大类:编码器、调制器、上变频器和高频功率放大器,还有就是室外的天线单元。除了天线之外,其余的所有设备都必须放在机房内,而其中的高功放就成了这些设备之中个头最大、耗电最多的“大块头”。
最早的高功放设备以速调管功放最多,有的站还配置了行波管的功放。速调管,顾名思义是通过对电子束的速度进行调制而完成功率放大,在传统的电子管器件中,电子由灯丝到阳极的过程中,受到调制电压的影响,从而改变电流的幅度,输出放大了的载波。而在微波频段,由于振荡频率加快,振荡周期减少,小到少于电子从灯丝到阳极的“电子渡越时间”,使得电子无法到达阳极,根本无法形成有效的电流。为了方便这种情况,才会出现各种用在微波频段的功率放大技术,速调管和行波管就是其中常用的技术。1937年,美国人R.H.瓦里安和S.F.瓦里安制出双腔速调管振荡器,所以后来的瓦里安公司成为这个领域的翘楚,当时的VZJ-2700就是这家公司的产品,很多省份配置了这个功放。当时,一套1:1系统的报价达到了12.39万美元,折合人民币要160万了,很是昂贵。
速调管功放的一个优点是它的功率可以做到很大,但是有利的同时就存在弊端,速调管功放的缺点也同样非常明显。它的体积庞大,两台高功放要占用相当大的一块空间。其次,它需要消耗很多的电力。为了达到良好的线性放大指标,速调管必须工作在甲类状态,所以输出的功率越小,转化成热量所消耗的电力就越多,随之效率也越低。另~方面,速调管功放的带宽很窄,改换上行频率需要重新调整速调管的谐振腔,这是一个非常复杂的工作,没有专业的仪器配合很难调整好。
速调管功放虽然有这样或者那样的一些不便之处,但是它良好的可靠性等很多突出的特点依然使得它在各种卫星传输中占据了重要的位置,直至新的固态功放开始大量应用。
固态功放采用的是半导体功率放大器件,所以体积可以做到非常小。很多应用在VSAT站上面的功放可以直接装在小天线的后端,非常小巧,也便于携带,这在野外的一些传输中可以讲是最为重要的特点了。除此之外,固态功放的维护也相对容易,这些在日常应用中是非常方便的,所以逐渐地固态功放开始出现在各个机房中,固态功放的“老大哥”——速调管功放,不得不“下岗”了。
然而,随着一系列卫星干扰事件的出现,固态功放的问题开始出现。早期配置的各种固态功放,考虑到传输的实际需要,没有选择很大的功率,一般的极限发射功率在几百瓦左右,很少有配置千瓦级别的。这种功率的配置。对于日常的传输而言,是绰绰有余了,但是当遇到干扰事件时,它就有些不足了。凭借着大功率的优势,速调管功放再次走上前台。新的速调管功放,除了原来的功率大的优点之外,做了很多的改进。速调管的寿命比较之前的速调管提高了很多,效率也有了改进。比起原来的粗大、笨重的机柜,现在的体积变得小巧了,这些改进,使得速调管功放找到自己的“上岗之路”。
从速调管功放到固态功放,再从固态功放回到速调管功放,功放的十年轮回,见证了卫星电视发展道路上的一个值得回味的历程。
4、互联网时代的《卫星电视与宽带多媒体》
每次拿到杂志的时候,都会有~种欣喜和踏实的感觉。经历了当年的周刊,后来的《卫视传媒》,一直到今天的这本杂志,相信很多的读者依旧保留这份刊物,并且坚持把它作为自己了解卫星电视的一个渠道。互联网发展了,网站、论坛、E-mail还有其他的各种获得信息的渠道已经非常多,但是相信发烧友中喜欢动手操作的多,喜欢流连在各个论坛上的还是少一些。这应该是这个群体和其他的一些网友之间的一个差别。互联网是一个交流的渠道,也是一个获得各种有用信息的方法,但是每次捧起一本纸质的读物时候的那种休闲的感觉,那种那种翔实的风格,是浮躁的网络所没有办法提供的。真心的希望这本杂志可以继续办下去,可以办的更好,而且有更多的人可以参与进来,成为杂志的读者,成为杂志的作者,为这本自己的刊物出力。