国内电视台对于Ka频段HTS卫星传输的测试

周莉

摘要：本文根据国内电视台对Ka频段HTS卫星传输的测试情况，分析了Ka频段HTS卫星传输技术的特点，并对比了普通的C频段和Ku频段的卫星传输技术，得出Ka频段HTS卫星传输技术可以实现在国内高速传播高标清视频的结论。

关键词：Ka频段HTS卫星传输；国内电视台；高速；高标清

当前，国内电视台使用的多为普通的C频段和Ku频段，但是地面固定电信网络和3G、4G的LTE移动网络发展迅速，对用户提供的接入宽带已经达到了10Mbits/s以上的高速率，这对于传统的C频段和Ku频段卫星来说已经超出了自身的承载，无法满足需求。而要发展更新同频段的卫星无论从技术还是经济方面都难以实现。

而一般的Ka频段，上下行频谱高、跨度大，可以为固定卫星业务划分不同的子频段，提供丰富的频谱资源。提高传播速度与画质清晰度，给电视用户更高质的视频体验。

一、Ka频段HTS卫星传输在国内电视台的测试

由于传统的C频段和Ku频段卫星传输在各方面已经无法跟上现在的发展进程，并且再无更多进步空间，湖南电视台传输覆盖技术团队、艺超以及AKD相关厂家人员带来了目前比较先进的Ka频段HTS卫星传输技术，于2018年4月16日至17日在湖南电视台6层平台进行卫星传输测试。

（一）测试方法

本次测试利用了Ka 频段卫星便携站（含4W 功放 Transceiver）、Vcell 卫星编解码器、Nimbra 传输设备、高清监视器、TP-LINK 无线路由器等高科技的设备，设置好卫星TDMA 模式和编码器的传输速率之后，通过观察信号来观察测试结果。

（二）测试过程

通过以下8种测试方式，并且在部分测试中分别进行了2次不同的设置：

（1）视频（Vcell 编码）卫星上，直接推至直播平台（目睹直播）；

（2）视频（Vcell 编码）卫星上，另一套卫星直接下（Vcell 解码）；

（3）视频（Vcell 编码）Ka 卫星发，传输机房固定 IP 收传输测试；

（4）视频（Vcell 编码）传输机房固定 IP 发，Ka 卫星收传输测试；

（5）视频（Ateme H.265 编码）Ka 卫星发，传输机房固定 IP 收传输测试；

（6）视频（Haivision 编码）Ka 卫星发，传输机房固定 IP 收传输测试；

（7）视频（Vislink H.265 编码）Ka 卫星发，传输机房固定 IP 收传输测试；

（8）视频（TVU 4G 编码）Ka 卫星发，传输机房固定 IP 收传输测试。

（三）测试结果

通过以上多种测试的信号观察和数据分析，电视台在Ka频段HTS卫星传输下，基本上视频播放都是流畅清晰的，畫面质量也比较高，延时合理。并且现场使用手机测试WiFi网速较快，上网流畅。但在部分视频编码码率下，会出现马赛克、中断等现象。

由此可得出以下结论：

（1）在国内 Ka 频段卫星通信体制下（例如：中星十六号 Ka 频段卫星）的 VSAT 网络中用编解码器传输视频，经过多次测试及论证，可以传输高标清视频。通过阿里云中转，信号传输更稳定可靠，但延时较大（约 9s）。

（2）经过测试证明和理论分析在卫星传输公网 IP 直接落地，延时可达 3s 左右。6M 视频码率可达到理想传输效果。

二、Ka频段HTS卫星传输技术的特点

通过以上的测试情况可以归纳出Ka频段HTS卫星传输技术的特点为：终端小、容量大、应用广和模式多。

（一）终端小

受益于Ka频段的频率比传统频段的频率高，因此天线增益随之变高，所使用的天线与功放也小了，终端自然变小。

（二）容量大

我国卫星造价一直没有很大的变动，而Ka频段结合丰富的频率资源以及点波束和频率的运用，让Ka频段的宽带卫星通信系统容量得到数倍提升。

（三）应用广

Ka频段的宽带卫星通信关口是互相联系和接通的，可以提供各种网状型应用。但目前应用最多的是星状结构，它可直接由宽带接入到各种应用，如：DTH、IP中继、新闻采集、B2C等。

（四）模式多

由于宽带卫星通信星网的一体化，Ka频段的网络运营模式必然是多种多样的。如：垂直一体化运营、分销批发运营、虚拟运营、独立运营等。

Ka频段卫星传输不仅更适用于应急通信和军事通信，对常规卫星通信业务也带来了巨大利好。与频率资源丰富、抗干扰性能好相对应的不利因素是Ka频段雨衰相对较大。然而，自动功率控制（AUPC）、自适应编码（ACM）和调制技术的进步已使雨衰问题得 到有效克服。因此使用 Ka 频段，发射和运营 HTS 卫星成为卫星运营商为竞争和生存而不得不为的必然选择。

三、我国Ka频段HTS卫星的传输方式

我国Ka频段HTS卫星目前的传输方式是中星16号。中星16号作为传播媒介，有着极其重要的作用。

（一）我国中星16号Ka频段卫星通信的关口站

由于Ka频段对雨衰比Ku频段还要敏感，关口站多设互为备份，根据中星十六号卫星波束（固定区域波束、移动区域波束、点波束）的布局以及使整个Ka频段卫星通信更加完善，关口站分别为北京、成都和喀什。

（二）网络组成

为了更明显地描述出Ka频段的卫星通信传输的网络结构，以下内容将通过中星16号Ka频段卫星通信传输与普通C、Ku频段的卫星通信传输进行比较：

1.普通C、Ku频段的卫星通信传输

（1）远端站——卫星——用户端（固定站）——卫星——远端站

（2）地面网络——用户固定站——远端站（例如远程教育、远程医疗等）是某个点或局部的地面传输方式

C、各类（星状网、网状网、混合网等）VSAT系统传

2.中星16号Ka频段卫星通信传输

（1）VSAT远端站（反向链路数据流）通过中星16号Ka频段卫星到关口站——地面光网（INTERNET）——业务服务平台——用户端

（2）业务服务平台（高速数据流）——地面光网（INTERNET）——关口站，通过中星16号Ka频段卫星——远端站

通过对比可看出，普通C、Ku频段的卫星通信传输是由地面网络、用户固定站、远端站组成，而整个中星16号Ka频段卫星通信传输则是由业务服务平台、地面光纤网、关口站、远端站组成，这样的网络组成更加完善，可以使网络传播更加快速、安全。

四、结语

本文在我国当今传统的卫星通信无法满足社会需求的背景下，经过在国内电视台进行实地测试，对Ka频段HTS卫星传输技术的特点和传输方式等进行分析，经过多次测试验证，证明了Ka频段卫星传输可以在设置好模式和传输速率的情况下高速传输高标清视频，为我国电视广播、军事辅助等作出贡献。

参考文献：

[1]国内使用 Ka 频段 HTS 卫星传输测试报告.