衛星寬帶互聯網在公共文化的應用

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1前言

隨著計算機網絡、移動互聯網、新媒體的崛起，文化傳播的途徑有了很大的變化，廣播電視行業受到了前所未有的沖擊。以網絡直播、IPTV、手機電視、地面數字電視等為代表的新興傳媒運營商，搶占了電視屏幕大量的用戶資源，傳統格局已經被打破，因此重新整合，尋找戰略增長的新空間，勢在必行。

2衛星寬帶互聯網的應用

廣電一直有龐大的資源及運營基礎，是國家公共文化服務體系發展戰略的重要支撐，發揮廣電在內容資源及內容整合能力方面的優勢，利用“衛星網絡+移動互聯網+Wi-Fi”，結合直播與互動需求的特點，構建智慧媒體網絡平臺，支撐國家公共文化服務體系建設，為公共文化服務提供新的發展路徑，衛星寬帶網絡融合是大勢所趨。1994年休斯網絡系統公司首先開發出能與個人計算機互聯的DirecPC接收系統，其傳輸鏈路如圖1所示。該系統可以使個人電腦通過衛星，直接接收互聯網數據，并通過撥號上網的方式上傳數據，盡管當年下載速度在400k左右，但畢竟開啟了衛星互聯網的先河。IPStar衛星是新一代寬帶通信衛星，于2005年8月11日發射升空，定點于東經119.5°，為亞太地區服務。該衛星通過多個窄域波束，使傳輸的可用頻率最大化，傳輸速率達到10G以上，相比傳統Ku波段衛星，其帶寬增加了20倍，其波束覆蓋如圖2所示。IPStar衛星上的23個Ku波段雙向點波束覆蓋中國東部地區，1個雙向成型波束覆蓋中國西部地區，1個Ku波段單向廣播波束重疊覆蓋中國中東部地區。IPStar寬帶衛星系統的網絡配置是基于關口站星形拓撲，在北京、上海、廣州設置三個關口站。一個用戶終端從與IPStar關口站相連的波束收到信號或者向與IPStar關口站相連的波束發射信號，而關口站可以提供連接到其他網絡的能力。中國有三個關口站，分別設在北京、上海和廣州。IPStar衛星容量大，衛星資源使用成本較低，基于衛星寬帶通信業務能力的適應性強，可以提供語音、數據、視頻、寬帶接入、信息和視頻廣播在內的綜合業務。其寬帶接入如圖3所示。2015年和2016年，黨中央國務院出臺了多個關于構建現代公共文化服務體系的文件。兩年來，全國各省區市結合本地推進公共文化服務體系建設的具體條件，全面組織制定了相應的實施辦法、措施和方案。上述政策的落實和發展，需要更有效的平臺和手段，采用“大數據廣播推送+互聯網的多網融合系統”，則是推進國家公共文化服務體系建設的重要方面。

3Ka頻段衛星互聯網的優勢

隨著不斷增加的帶寬和大數據傳輸速率的需求，衛星寬帶通信正從目前使用的C/Ku頻段（各500MHz帶寬）向著頻率更高的Ka頻段（2.5GHz帶寬）擴展。近年來，國際電信聯盟（ITU）為Ka頻段的頻譜使用劃分了三段應用頻率，即：17.3~17.7GHz、17.7~19.7GHz和27.5~29.5GHz。Ka頻段衛星通信優勢主要體現在如下三個方面：（1）Ka頻段頻帶更寬，能適應高清視頻的傳輸需要；（2）頻率高衛星天線增益可以更大，用戶終端天線可以小而輕，有利于靈活移動使用；（3）運用多波束技術和相控陣技術，星上天線靈活，能滿足對多點通信和星上交換的應用需要。向更高頻段的頻譜擴展，推動了寬帶衛星通信的快速發展，高通量衛星HTS（HighThroughputSatel-lite）系統應運而生。HTS系統結合了頻譜復用和多波束技術，采用高階調制，使用超寬帶轉發器，從而實現前所未有的帶寬和吞吐量；衛星容量覆蓋于特定的較小地面區域，因而顯著增加了下行功率，將大幅降低傳輸成本和地面設備成本。為有效提高系統容量，HTS衛星通常采用頻率重復使用的多點波束覆蓋設計，對需要覆蓋的區域使用由系列微小六角點陣組成的圓形點波束進行，相鄰圓型點波束之間有部分區域重疊交叉，這樣的設計將最大限度地利用星體天線的性能，并根本改善衛星空中接口的性能（下行功率和上行靈敏度）、增加系統容量。圖4為HTS衛星前向信道頻譜示意圖。2017年4月12日，我國首顆高通量通信衛星，“實踐13號”發射升空。該衛星采用了Ka頻段、激光通信和電推進等一系列新技術，通信總容量超過20G，超過以往我國所有通信衛星容量的總和，該衛星將納入“中星”系列進行業務運行，命名為中星16號。標志著我國衛星通信進入高通量時代，這為我國衛星通信產業的發展起到極大的促進作用。

4共鑄“智慧平臺”

推進公共文化服務建設“智慧平臺”，既是融合媒體多業務運營平臺和國際化文化交流平臺，也是基于衛星推送網絡和移動互聯網的非對稱雙向的智慧媒體、智慧城市和智慧鄉村平臺。平臺提供基礎的數據分發業務、傳輸業務和移動互聯網媒體業務；并結合融合媒體平臺，基于手機APP、微信、網站平臺，為百姓提供電子政務、信息推送（教育）、益智應用等線上線下、全方位的以音視頻為載體的多種互動服務。其業務流程如圖5所示?；诠I4.0設計思想、理念及架構模型，平臺在區域化基礎服務的基礎上，實現“衛星網絡+互聯網+移動互聯網”的應用服務。通過整合資源，形成新的業務模式，突破了單一的廣播電視傳播平臺模式，增加了公共文化服務平臺、公共信息平臺、生活服務平臺的屬性和模式。新的運營服務產品結合本地屬性，實現了從“看電視”到“用電視”的轉變，拓展融合媒體區域商務平臺業務。在完全支撐國家公共文化服務系統的同時，可以以PPP項目形式，在政府零投入的情況下，實現公共文化服務平臺的集成、運營，實現公益服務與市場運營相結合的全新公共服務系統新生態。

5小結

由于衛星通信具有廣闊的覆蓋范圍、較高的成本效率，衛星通信系統可實現無處不在的寬帶網絡接入，在全球寬帶通信服務中發揮重要的作用。衛星通信的無縫覆蓋和大容量的優勢將產生巨大的經濟價值和社會效益，公共文化服務要實現全覆蓋，衛星寬帶互聯是發展的趨勢。一方面整合現有途徑資源，兼顧社會資源共享、文化資源共享；另一方面著力推進公共文化服務體系向廣大鄉村山區延伸，建設智慧鄉村市場化運營體系，真正地構建文化自信的全新公共文化服務體系，惠及民生。

作者:趙建東 單位:內蒙古廣播電視網絡集團有限公司呼倫貝爾分公司

參考文獻：

[1]梁彥霞,肖麗媛.基于衛星的寬帶Inter-net接入.電子科技,2014(1).

[2]蘇玉良,李慶安.Ka頻段HTS衛星系統以及發展前景.衛星與網絡,2013(5).