美国直播卫星（DBS）发展综述

翻译 梁炎 王琦

（本文译自AIAA有关文件）

国际电联（ITU）于1963年将固定业务（FSS）和卫星广播业务（BSS）进行了区分，定义为不同的无线业务。1971年，ITU为FSS和 BSS分配了特定的频段。根据当时的技术状况，FSS被定义相对较大尺寸地面固定终端的、所有类型的卫星通信。BSS则被定义为从中心终端设备向相对较小尺寸的社区或家庭接收终端进行传输的卫星通信。后者所对应的术语就是“直播”，意思是从卫星直接向家庭传播，而不是卫星信号通过光缆或地面的电视信号的再次传播。

1974、1976及1978年，应用技术卫星-6（ATS-6）、通信技术卫星（CTS）和日本广播卫星相继发射，它们是演示利用高功率向单个社区及家庭所用的0.61米天线实施电视广播的第一批卫星。1977年的ITU会议定义了直播卫星的特性，向除美洲外的所有国家分配了直播卫星的轨位和频率。而1983年的ITU会议则向美洲地区的国家分配了轨位和频率。美国联邦通信管理局（FCC）从1980年夏季便开始为1983年的这次会议做准备，于1980年10月制定出了直播系统政策，以便广泛听取各方的意见。1981年4月，这一调查形成了结论：此类系统代表了公众的利益，应该在最小的管制下得以发展。

与此同时，企业界开发了不同特点的直播系统。首先开发出来的叫做“低功率直播卫星（DBS）系统”。许多加拿大和美国的卫星用户在这段时间里，利用FSS的4GHz（C频段）下行链路进行低功率DBS的家庭接收。这一下行链路原来是用于电视网向附属的本地转播站分发内容和向有线电视系统分发各类电视节目的。上个世纪七十年中后期，直播系统的典型接收天线直径为10米。随着低噪声放大器的改进，以及人们发现，低于商业分发商所要求的信号强度即能满足家庭观众对图像质量的要求，使得成本低于1000美元的家庭接收设备成为了现实，天线直径则缩小到了1.8～2.4米。截止至1995年，至少有三百万家庭配置了可接收C频段直播接收机，使其成为一个重要的产业。或者可以说，整个产业竟然建立在接收原定用于其它类型接收设备的信号之上。这一只限于私用的家庭接收方式，于1984年得到了国会的批准。高功率数字DBS在上个世纪九十年代后期和本世纪初取得成功后，C频段用户至2004年已降到了大约三十万户。

中功率DBS指的是12GHz（Ku频段）FSS下行链路的家庭接收。这一名称的产生，是由于12GHz下行链路比4GHz的功率更高。这使得天线直径小到了1.2米，而且接收设备的价格降低到500美元。中功率DBS在上个世纪九十年代得到了较大发展，那时的用户数量超过了二百万户。当时美国的DBS业务的主要提供商是AlphaStar和Primestar。AlphaStar的低功率业务因公司破产而于1997年结束。Primestar的中功率DBS业务于1999年结束，资产由DirecTV收购。所有的Primestar的原有用户均移至DIRECTV的高功率业务。

高功率DBS指的是由高功率BSS卫星发射信号、专门用于家庭接收的信号。高功率DBS系统最初的设计特点是：接收设备价格为500～800美元，其接收天线直径不超过1米。随着业务的发展，其价格进一步降低。人们如今所谈论的DBS卫星和系统主要是指高功率DBS。

卫星电视公司（STC）是Comsat 公司的子公司 ，成立于1980年。该公司是高功率DBS的首个申请者。FCC于1981年截止日期前将这一申请与13家其它首轮商捆绑在了一起。STC的申请于1982年10月和1983年5月相继获得批准。这意味着卫星的建造将会在以下两种情况之下被认为有效：

一，卫星设计将必须符合1983年ITU大会的要求。

二，根据上市公司尽职调查的要求，卫星建造必须在得到批准（或者签署卫星建造合同）的一年内开始实施（最终，首轮申请放宽为两年）。

第二种情况也适用于首轮申请的卫星建造批准过程。如果这一申请满足了上市公司尽职调查条件，经过一年的延期之后，FCC很可能会分配轨位和频率。基于先到先用的原则，ITU在1983年分配好了针对美国的轨位和频率。没有满足上市公司尽职调查条件的公司便中止了其申请。

1984年8月，8家获批的公司全部提交了满足ITU大会要求的修订申请。同月，收到了7家公司的第二轮申请。1984年夏季，两家第一轮申请商撤回了申请。他们和其它两家没有满足上市公司尽职调查条件的申请商的许可资格于1984年8月被FCC取消。STC于1984年宣布他们不再运营DBS业务，但没有中止其卫星建造的订单。两颗卫星都卖给了日本，即BS-2X和BS-3H。

6家公司第二轮的许可资格于1984年12月和1985年1月生效。届时，FCC要求修改以前的申请，不再增加轨位和频率，这一内容获得了批准。一般说来，此修订可以将卫星覆盖区域成倍地增加，因为家庭接收设备的改进，以及更加优秀的调制技术，允许人们可以在更低功率下运营BSS业务。卫星需增加频道是此次修改的又一内容。这一修改将降低每个频道的成本。空余出来的频谱被FCC所征用，用于新业务。

第三轮申请的截止日期为1985年2月。6家申请商于9月获得批准，其中3家是新公司，3家是针对现有申请进行修改。第4轮申请的截止日期为1986年底。3家申请获批，全都是以前获批的修改版本。与此同时，FCC批准DBS系统在有限情况下传输某些非视频内容。第5轮申请的截止日期为1988年的春季。当时有9家申请商提交了申请，其中3家为新申请商。FCC于1989年8月批准了7家，有1家申请商的因违反了反垄断条款被延期，因为该申请商同时也是有线电视运营商。还有1家申请商撤回了申请。

1990年有9家公司主动申请：其中7家在第5轮申请中获得批准，1家在第4轮时就得到批准，另有1家在5轮时被延期。此外，1990年时产生了联营运营商。这是因为尽管有数家申请商宣称其有在建卫星，实际上计划并不明确。发射日期通常被刻意描述为或修改为“尽早”。直到1996年才进行了第6轮申请，只有1家申请商MCI，同年该公司获得批准。

FCC没有再次进行申请审批的基本原因是因为资金。一个早期的DBS系统若要投入运营，其成本为2～8亿美元。也就是说，必须至少要有两颗卫星在轨并应用。而上个世纪九十年代初期的成本评估就很少有超过4亿美元的了。其主要成本在卫星和发射上，但要制作质量精良的节目并发射到卫星上，成本也很高。更进一步说，因为要与有线电视、低功率DBS、中功率DBS、电视录像带等进行广泛的竞争，致使一些金融机构对支持高功率DBS联营企业持不坚定态度。

高功率DBS的一个发展趋势是，每颗卫星拥有更多的频道，且可以覆盖更大的区域。毫无疑问，这会降低卫星频道的成本，但不能降低卫星频道的节目的成本。做一个简单的对比：STC为覆盖全美国而发射了4颗卫星，每颗卫星只有3个频道；而到1989年，除了夏威夷、阿拉斯加、波多黎各，只需两颗卫星就能覆盖全美国，而每颗卫星一般有16个频道。频道数量增长的原因，一是因为卫星容量增加；二是因为接收技术的改进，降低了卫星的发射功率；三是因为应用了视频和音频的压缩技术。在上个世纪九十年代，数字压缩技术逐渐成熟，可以应用到DBS系统中。压缩技术允许一个卫星频道可以传输4个或更多的电视节目，因此而降低了每套节目的广播成本。此外，数字加密技术比过去模拟加密技术更加安全，从而防止人们应用解密码设备不付费观看节目。总之，技术的改进使DBS产出提高了100倍。从上个世纪八十年代的Comsat STC卫星（覆盖美国大陆三分之一地区的三套节目）发展到1994年时的休斯公司DBS卫星（覆盖整个美国大陆的大约80套节目）。

ITU会议于1983年分配了17.3～17.8GHz（用于上行）和12.2～12.7GHz（用于下行）的32 个频道给美国。在这些轨位中，FCC决定将61.5°W、101°W、110°W和119°W用于美国大陆东部地区，将148°W、157°W、166°W和175°W用于美国大陆西部地区，而且东部地区的4个轨位也可在不造成西部地区的卫星操作干扰的情况下，用于整个美国大陆。到上个世纪九十年代时期，卫星运营商已经将重点业务放在了覆盖整个美国大陆的101°W、110°W和119°W，以及覆盖半个美国大陆的61.5°W、148°W、157°W上，其它轨位并未引起重视。

根据ITU的频率计划，卫星频率分为两种极化方式，每种极化方式分别传输16个频道，每个频道的带宽为24GHz，以29.16GHz带宽进行分配(译者注：因为有保护带宽），每个频道的中心频率与另一极化的中心频率的偏差值为14.58MHz。因此，美国不同的广播卫星在通信方面具有许多相似的特点。

上个世纪九十年代中后期，人们可以看到实际广播业务的启动和运营合并等两大现象。DirecTV（休斯公司所属）和USSB（美国卫星广播公司）于1994年年中开始运营，接着是EchoStar于1996年开始运营。电信公司（TCI）的子公司Tempo是一家有线电视系统的主要股东，于1992年获得了许可证，并于1993预订了两颗卫星，计划于1996年发射升空。与此同时，由TCI和另一家有线电视系统运营商控股的Primestar于1990年开始运营中功率DBS业务。在Tempo的两颗卫星入轨后，Primestar就与Tempo合并。1996年，TCI提议将Tempo的卫星转卖给Telesat Canada，并由Primestar租用，FCC没有批准这一交易。

1996年上半年，FCC撤回了一单申请许可并进行了拍卖。MCI以6.83亿美元竞拍成功，从此开了卫星频道交易的先河。MCI和新闻集团成立了一家叫AskyB（美国天空广播公司）的联营公司，并预订了两颗卫星用于110°W。1997年，AskyB和EchoStar签订了合约，但不久便中止了。接着Primestar同意与AskyB合作，1998年美国司法部（DOJ）因为Primestar是数家大型有线系统运营商的大股东而反对这一合作。司法部认为，Primestar作为卫星运营商，不应该受到鼓励去参与有线电视的分发。在1998年下半年，Primestar同意不使用受MCI控制的110°W轨位。后来，EchoStar获得了这一轨位和原为AskyB建造的两颗卫星。

USSB于1998年年底卖给了DirecTV，这是因为两个系统的整合可以共享一颗休斯公司的卫星，更加经济。在1999年年初，DirecTV购买了Primestar的资产，包括119°W的部分频率和两颗Tempo的卫星，一颗在轨但从未使用过，一颗还在地面。DirecTV同意把Primestar的中功率业务延续两年。所有这些，于1999年年中获得了FCC的批准。至此，DirecTV和EchoStar成为仅有的实际BSS运营商，各自拥有6颗卫星。2004年上半年，DirecTV获批可在101°W上的运营全部32个频道，在110°W上的3个频道，在119°W上的11个频道。EchoStar获批运营在110°W上的29个频道，在119°W上的21个频道，在61.5°W和148°W上的各11个频道，在157°W上的3个频道。

Cablevision公司于2003年进入美国的高功率DBS产业，并发射了它的第一颗卫星“彩虹-1”（Rainbow-1）。Cablevision的下属公司Rainbow DBS负责运营DBS业务。该业务被人们称作VOOM——大功率高清节目，从而与DirecTV和EchoStar等大型公司的业务产生了差异性。Rainbow在61.5°W位拥有11个DBS频道（ITU首肯的频道数为1至21），并拥有一个特别授权，可临时使用该轨位的23、24频道。该业务仅吸引了少量订户（2004年6月有25000用户），因此该业务于2005年4月结束。

2004年7月，FCC拍卖157°W未分配的29个频道，166°W未分配的32个频道，175°W未分配的32个频道的拍卖，仅有EchoStar和Rainbow DBS两家参加。EchoStar拍得了157°W的29个频道，使得该轨位全部32个频道的成本达到了580万美元。Rainbow DBS竞得了166°W和175°W轨位的所有32个频道，其总成本为640万美元。然而，2005年年底，FCC因为Northpoint Technology公司起诉而被迫取消这一迫卖结果。对于美国西部地区以及阿拉斯加和夏威夷来说，这些轨道的覆盖面有限。

1999年年底，DirecTV拥有五百万用户，Primestar拥有二百一十万用户，EchoStar拥有二百五十万用户。与此相对照的是，1997年DirecTV加上USSB的用户刚超过三百万，Primestar的用户为一百九十万，EchoStar的用户为九十万。DirecTV和EchoStar这两家美国主要的DBS运营商在本世纪初持续大幅增长。EchoStar于2003年的用户数量达到了九百万，DirecTV用户总量在2003年年底达了一千二百二十万。在上个世纪九十年代后期，DirecTVE和EchoStar非常希望能在它们的业务中播有本地的电视频道，但遭到了地面广播商的反对。美国国会于1999年通过了《卫星家庭观众改善法案》（SHVIA），允许DBS运营商在本地电视台所在的市场提供本地的广播电视信号。这些市场地区也被人们称作“特定市场区域”或者简称为DMA，这一业务通常叫做“本地进入本地”（local-into-local）业务。值得一提的是，从2002年1月开始，SHVIA要求那些选择提供本地进入本地业务的DBS运营商必须向用户提供分配给DMA、或要求DBS运营系统必须承载的全部本地广播电视信号。这一要求为DBS运营商带来了很大的容量负担，迫使他们额外增加容量来满足SHVIA的本地频道的要求。然而近年来，DirecTV和EchoStar都发现，向美国的各个电视市场交付本地电视节目极大地提高了其用户数量。

DBS业务提供商采用了许多方法来提供其系统的容量。无论是EchoStar还是DirecTV，都采用了点波束天线技术来提高它们的频率复用程度。此外，EchoStar与SES Americom达成了协议，利用SES Americom的卫星来提供额外的容量。SES Americom的DBS容量租用业务叫做AMERICOM2Home，AMC-15和AMC-16卫星就专门用来提供这一业务。EchoStar已经租用了AMC-15卫星原本用于FSS的Ku频段（11.7-12.2GHz）和Ka频段容量。2005年下半年，EchoStar得到了FCC的许可，使用Anik-F3卫星用于FSS的Ku频段开展BSS业务，该卫星计划定轨于118.7°W。

SES Americom经FCC授权，于2002年获得了105°W轨位的Ku频段向美国提供DBS业务。在这一新轨位的卫星为AMC-14。这样就违背了ITR-R所计划的、在ITU-R第三区中（美洲地区）同一国家卫星业务9°分隔的要求。SES提出的AMC-14轨位与101°W（DirecTV拥有）和110°W（EchoStar和DirecTV共同拥有）轨位只分隔了4.9°。2003-2005年，FCC针对美国的12GHz频率BSS业务轨位分隔问题发布公告，并搜集意见。至此，美国的直播卫星业务步入了稳定与高速发展时期。