衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播應(yīng)用技術(shù)分析與研究

趙思行

衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播應(yīng)用技術(shù)分析與研究

趙思行

國家新聞出版廣電總局電影數(shù)字節(jié)目管理中心，北京 100866

衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播是以衛(wèi)星通信為載體的廣播技術(shù)，包含了衛(wèi)星通信的所有特征，具有通信距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍廣以及不受地理?xiàng)l件限制等方面的優(yōu)勢，在現(xiàn)代廣播領(lǐng)域中有著極為重要的作用與地位。以數(shù)據(jù)廣播標(biāo)準(zhǔn)介紹為切入點(diǎn)，對衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播應(yīng)用技術(shù)展開全面探究與分析，期望能夠?yàn)閲鴥?nèi)衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播應(yīng)用技術(shù)發(fā)展提供一定借鑒。

廣播標(biāo)準(zhǔn)；衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播；DVB；應(yīng)用技術(shù)

在圖像廣播以及聲音廣播之后，數(shù)據(jù)廣播技術(shù)誕生，通過運(yùn)用衛(wèi)星廣播以及電視廣播數(shù)據(jù)的廣播通道以及覆蓋網(wǎng)絡(luò)，以數(shù)字化形式完成數(shù)據(jù)傳輸。對于廣播領(lǐng)域而言，數(shù)據(jù)廣播技術(shù)的運(yùn)用，無疑是一場信息傳輸技術(shù)改革，成功帶動了創(chuàng)新與發(fā)展。為了對數(shù)據(jù)廣播應(yīng)用技術(shù)展開深度探究，有關(guān)人員應(yīng)對其主要標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行明確，以為后續(xù)技術(shù)研究奠定良好基礎(chǔ)。

1 廣播主要標(biāo)準(zhǔn)

目前衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播在進(jìn)行衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸過程中，主要遵循的標(biāo)準(zhǔn)有MPEG-2以及DVB兩種[1]。

1.1 MPEG-2

此標(biāo)準(zhǔn)是DVB標(biāo)準(zhǔn)制定的基礎(chǔ)所在，其包含的標(biāo)準(zhǔn)相對較多，由于時間限制，本文在此將重點(diǎn)對其中三種進(jìn)行介紹：第一，“ISO／IEC 13818—1”，此標(biāo)準(zhǔn)是信息技術(shù)、運(yùn)動圖像以及圖像伴音所使用的標(biāo)準(zhǔn)，其對多路或一路數(shù)據(jù)、視頻以及音頻進(jìn)行了組合，確保其可以一路碼流的形式進(jìn)行傳輸與存儲；第二，“EN 300744：DVB-T”，該標(biāo)準(zhǔn)主要用于地面數(shù)字電視系統(tǒng)，系統(tǒng)中的信道調(diào)制、編碼以及幀結(jié)構(gòu)都會以此為基礎(chǔ)進(jìn)行開展；第三，“ISO／IEC 13818—6”，其與第一種標(biāo)準(zhǔn)較為相似，也運(yùn)用信息技術(shù)以及運(yùn)動圖像編碼，但其第六部分是數(shù)字存儲媒體控制擴(kuò)展與命令的標(biāo)準(zhǔn)，對DSM-CC擴(kuò)展軟件制作與運(yùn)用提供了有效支持[2]。

1.2 DVB

DVB標(biāo)準(zhǔn)是歐洲數(shù)字電視所使用的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，如接口標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字信源壓縮編碼以及信道糾錯編碼等標(biāo)準(zhǔn)，都屬于該標(biāo)準(zhǔn)范疇。其中DVB-T主要用于地面無線廣播，DVB-C是有線電視所使用的標(biāo)準(zhǔn)，而其他標(biāo)準(zhǔn)主要用于衛(wèi)星廣播中[3]。該標(biāo)準(zhǔn)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛認(rèn)可與應(yīng)用，為數(shù)據(jù)廣播、視頻以及音頻等，提供了更為廣闊的多媒體平臺。

因?yàn)镈VB屬于聲音以及電視所使用的數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)，所以能夠通過DVB信道完成對普通數(shù)據(jù)信息的傳輸。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織，也為此制定了專門的數(shù)據(jù)廣播標(biāo)準(zhǔn)，為DVB數(shù)據(jù)傳輸效率的切實(shí)提升，提供了有利支持。同時組織還制定了IP數(shù)據(jù)中的DVB信道傳輸標(biāo)準(zhǔn)，成功加快了IP技術(shù)與DVB技術(shù)的融合進(jìn)程，給衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播技術(shù)的發(fā)展提供了可靠助力。

2 衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播應(yīng)用技術(shù)

2.1 外交互

此種通信系統(tǒng)是按照衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)制定的，在遠(yuǎn)程醫(yī)療、多媒體點(diǎn)播以及遠(yuǎn)程教育等行業(yè)中，都有著良好的應(yīng)用。但在執(zhí)行這些業(yè)務(wù)時，卻存在著用戶發(fā)送以及接收數(shù)據(jù)量對稱性不高的問題，而接收數(shù)據(jù)量相對較高。在進(jìn)行衛(wèi)星通信時，由于衛(wèi)星雙向站交互通信成本相對較高，普通用戶很難承受，也對這種廣播技術(shù)的發(fā)展造成了一定束縛。

外交互通信是以非對稱傳輸為前提所提出的衛(wèi)星通信技術(shù)，其與傳統(tǒng)交互模式并不相同。一方面該技術(shù)對于上下行傳輸寬帶并沒有過多要求，寬帶可以出現(xiàn)不相等的情況；另一方面能夠?qū)煞N物理鏈路作為上下行信道，從而實(shí)現(xiàn)高效化交互通信模式。也正是因?yàn)橥饨换ゼ夹g(shù)所具有的技術(shù)特點(diǎn)，其更加適合衛(wèi)星廣播信道系統(tǒng)，可以在其中發(fā)揮出良好的作用，可以實(shí)現(xiàn)有線電視系統(tǒng)與衛(wèi)星廣播系統(tǒng)的交互通信等。

2.2 IP加密

在衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播中，組播方式擁有優(yōu)勢，但在實(shí)際使用過程中，卻存在著組播協(xié)議與用戶管理功能不符的狀況，會對廣播技術(shù)應(yīng)用效果產(chǎn)生直接影響。所以為保證組播技術(shù)的正常運(yùn)用，需要通過運(yùn)用第三方軟件系統(tǒng)，利用系統(tǒng)所具有的用戶授權(quán)以及用戶管理功能，彌補(bǔ)組播技術(shù)運(yùn)作存在的不足，而IP加密技術(shù)就是最為常用的一種處理方式。

國際中較為常用的IP加密技術(shù)主要有兩種：第一，以DVB為基礎(chǔ)的加密方式，會按照MPEG-2與DVB標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施IP加密處理，這種加密方式在廣電以及教育等領(lǐng)域得到了廣泛運(yùn)用；第二，以IP協(xié)議為基礎(chǔ)的加密方式。該項(xiàng)技術(shù)會通過對網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)的運(yùn)用，像IPSEC以及數(shù)字簽名技術(shù)等實(shí)施加密[4]。

2.3 數(shù)據(jù)糾錯

一般通信衛(wèi)星會在14／12?GHz的Ku頻段以及6／4?GHz的C頻段進(jìn)行運(yùn)作，其中數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)多在Ku段進(jìn)行操作。由于Ku段衛(wèi)星通信存在著一定的消耗情況，可能會在雨季因?yàn)橛晁ザ霈F(xiàn)通信終端或者編碼錯誤的狀況，加之現(xiàn)階段衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播多以對冗余度進(jìn)行提升的方式，對數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確性進(jìn)行保障，很容易會出現(xiàn)對數(shù)據(jù)傳輸效率造成影響的狀況，所以需要實(shí)施數(shù)據(jù)糾錯技術(shù)，對數(shù)據(jù)傳輸丟失數(shù)據(jù)進(jìn)行彌補(bǔ)。

目前主要的數(shù)據(jù)糾錯技術(shù)主要有三種：第一，構(gòu)建數(shù)據(jù)接收服務(wù)器，運(yùn)用在地面設(shè)置接收器的方式，彌補(bǔ)數(shù)據(jù)收集不全的狀況，以保障數(shù)據(jù)完整性，但此種方式的成本相對較高，需要額外軟件以及地面網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行支持；第二，設(shè)置冗余備份數(shù)據(jù)文件，通過構(gòu)建冗余備份文件的方式，完成多次備份文件發(fā)送，以對寬帶進(jìn)行糾錯，但此種方式有著對傳輸效率產(chǎn)生影響的缺陷；第三，實(shí)施地面網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)包模式。主要是因?yàn)榻邮斩酥械牟糠謹(jǐn)?shù)據(jù)需要運(yùn)用補(bǔ)包進(jìn)行傳輸，所以可以通過網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)包的方式，通過構(gòu)建糾錯服務(wù)器以及Web服務(wù)器，滿足接收站補(bǔ)包需求，進(jìn)而保障數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，但此種方式實(shí)施要有播發(fā)服務(wù)器以及地面網(wǎng)絡(luò)的輔助。

電影數(shù)字節(jié)目管理中心承建的電影數(shù)字拷貝衛(wèi)星傳輸平臺正是用網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)包的方式對衛(wèi)星廣播的錯誤包和丟失包進(jìn)行糾錯和重發(fā)，是天地一體的平臺。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩種補(bǔ)包糾錯方式；一是通過網(wǎng)絡(luò)將接收站的丟包/錯包信息回傳至廣播系統(tǒng)前端，通過衛(wèi)星鏈路重發(fā)請求數(shù)據(jù)；二是通過互聯(lián)網(wǎng)信道直接由系統(tǒng)前端將請求的丟包數(shù)據(jù)傳輸至接收站。這種設(shè)計(jì)不僅最大限度利用了數(shù)據(jù)廣播的高效性，又通過網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)包彌補(bǔ)了衛(wèi)星傳輸?shù)臏?zhǔn)確度上的不足。

3結(jié)束語

目前衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)在氣象通信以及其他多個領(lǐng)域得到了廣泛運(yùn)用，有效帶動了各個行業(yè)的改革與發(fā)展，其具有的價(jià)值也得到社會各界的廣泛肯定。所以有關(guān)部門要加大對該項(xiàng)技術(shù)的研究力度，結(jié)合實(shí)踐，不斷創(chuàng)新與挖掘技術(shù)功能，并調(diào)整與完善技術(shù)所用標(biāo)準(zhǔn)，要確保該項(xiàng)技術(shù)所具有的功能可以為各行業(yè)更好地服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)理想化衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播應(yīng)用技術(shù)運(yùn)用模式。

[1]李林，張超.大數(shù)據(jù)技術(shù)在廣播電視監(jiān)測中的應(yīng)用探討[J].廣播電視信息，2017（6）：96-99.

[2]高振華，陳浩一，王維崢.一種衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)端站存儲管理方案設(shè)計(jì)[J].電子制作，2017（13）：86-88.

[3]潘晏濤，鮑振華，李雪飛，等.高可靠衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播技術(shù)框架研究[J].計(jì)算技術(shù)與自動化，2013，32（3）：132-136.

[4]陳杰，谷世紅.MF-TDMA衛(wèi)星通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)廣播技術(shù)研究[J].硅谷，2014（13）：27-28.

Analysis and Research on Application Technology of Satellite Data Broadcasting

Zhao Sixing

State Administration of Press, Publication, Radio, Film and Television of The People’s Republic of China Film and Digital Program Management Center, Beijing 100866

Satellite data broadcasting is the carrier broadcast by satellite communication, which contains all the features of satellite communication, and has the advantages of long communication distance, wide coverage and not limited by geographical conditions and other aspects and has a very important role and position in modern radio field. Taking data broadcasting standard as an entry point, the paper comprehensively explores and analyzes the application technology of satellite data broadcasting, hoping to provide some reference for the development of domestic satellite data broadcasting application technology.

broadcasting standards; satellite data broadcasting; DVB; application technology

TN934

A

1009-6434（2017）11-0022-02