高通量卫星在新闻报道中的应用探索

2023/08/02-16:08 来源:

高通量卫星在新闻报道中的应用探索

贾志强

(新华社通信技术局)

【摘  要】我国高通量卫星已经应用于很多行业,与传统通信卫星相比,高通量卫星有其独特优势,对卫星互联网的发展起到了积极推动作用。本文对高通量卫星在新华社新闻报道中的使用情况进行了简要介绍,对高通量卫星的优势和实际使用中需要关注的几点问题提出看法。

【关健词】高通量卫星  新闻报道  应急报道

1  高通量卫星在新闻报道中的应用

1.1  我国的高通量卫星

近年来,随着我国航天事业的飞速发展,卫星通信领域取得了很多重大成果。高通量通信卫星(High Throughput Satellite,HTS)也称高吞吐量通信卫星,它的出现为卫星互联网的广泛使用提供了基础通信平台。相较于传统通信卫星,高通量卫星采用频率复用、多点波束、高波束增益等关键技术提升卫星通信容量并降低了单位带宽成本,尤其是降低了接入终端天线尺寸要求。

我国目前共发射了两颗高通量卫星,分别是2017年发射的中星16号卫星(实践十三号)和2020年发射的亚太6D卫星(深圳星)。中星16号卫星覆盖我国除西北、东北的大部分陆地和近海近200公里海域,共26个Ka频段用户点波束,带宽容量20Gbps;亚太6D卫星覆盖包括RCEP(区域全面经济伙伴关系协定,东盟10国和中国、日本、韩国、澳大利亚、新西兰)全部成员以及俄罗斯、印度、夏威夷在内的约1/3地球表面积,90个不同大小的Ku用户点波束,业务稠密地区使用小波束(容量更大、性能更强)覆盖,业务稀疏地区使用大波束覆盖,带宽容量50Gbps。由此可以看出,两颗高通量卫星在频段、通信容量和覆盖范围均有所不同,亚太6D卫星的通信容量和覆盖范围要优于中星16号卫星。虽然我国自主研制的高通量卫星在平台性能、核心技术、通信容量等方面仍落后于欧美,却为我国卫星互联网的发展起到了积极推动作用。随着我国装备制造业的发展水平不断提高,在卫星产业链涌现出很多优秀的国内企业,从天线到功放,再到卫星调制解调器,很多设备的工艺和性能已经处于国际先进水平,能够满足高通量卫星入网要求的终端类型也越来越多。

1.2  新华社在新闻报道中的应用情况

卫星通信技术一直以来都是新闻采集的重要手段。多年来,新华社在很多重大突发事件报道中通过卫星传回大量高清视频和文图新闻,在新闻现场第一时间发回报道。我国的高通量卫星出现之前,新华社主要使用传统卫星进行应急通信。在“汶川地震”、“玉树地震”、“雅安地震”、“鲁甸地震”、“舟曲泥石流”等重大报道中,常规通信网络遭到破坏,技术人员利用卫星车或卫星便携站,租用卫星公司的转发器资源,建立与总社的专用通信线路。新闻信息的采集以单向传输为主,前方发后方收,因卫星设备便携化程度不高,一般至少需要两名技术人员进行现场保障。如果有双向通信的需求,需要前后方技术人员共同配合,设置并优化两端设备参数,根据业务需求调整上下行链路带宽,专业性要求很高。

高通量卫星的出现,弥补了传统卫星通信容量小及单位带宽成本较高的不足。目前,高通量卫星广泛应用于政府应急、医疗救援、边防布控、森林防火、水文监测、智慧海洋等多个重要领域,新华社在新闻报道领域也进行过多次实际应用。2019年在国庆70周年阅兵报道中,新华社位于国贸三期的楼顶点位在无运营商网络信号的情况下,通过中星16号卫星的便携站接入互联网,为记者发稿提供了必要网络环境。2021年,神舟十二号飞船发射和回收、神舟十三号飞船发射均在酒泉发射场或东风着陆场无网络信号的区域,新华社利用高通量卫星小站和亚太6D卫星,实时传回大量视频和图片稿件,有力保障了全媒体发稿。

在神舟十二号飞船返回报道中,由于东风着陆场距离北京路途遥远,驾驶卫星车需要长途奔波,对人员和车辆性能都是不小的考验。为了满足报道需求的同时又要尽量轻装上阵,新华社参加报道的前方技术人员携带可单兵背负使用的高通量卫星小站,在返回舱安全着陆的第一时间直接接入亚太6D卫星提供的卫星互联网,通过卫星小站的有线网络接口和自带的WIFI热点,形成一个移动发稿平台。在这个平台上,4G背包传输视频素材,相机可以进行即拍即传,手机可以接入网络与后方微信沟通或视频会议,前方报道团队发稿顺畅。

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图1神舟十三号飞船发射报道使用高通量板状天线卫星站发稿


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图2神舟十二号飞船返回报道使用抛物面天线高通量卫星站发稿


2  高通量卫星的优势及使用思考

2.1  高通量卫星的优势

高通量卫星之所以能在新闻报道中得到很好的应用效果,主要在于以下几点:

(1)受益于高通量卫星的大功率和点波束覆盖,卫星小站的天线口径更趋小型化,整机集成度再创新高。随着卫星小站的轻便程度不断提高,使用者反应速度和单兵作战能力得到了大幅提升,尤其是在应急报道中能够快速架设设备,保障了新闻的时效性。0.6米口径卫星小

站,甚至是0.35米的板状卫星小站就能满足应急场景下发稿需求,整机可以用一个背包收纳携带。

(2)高通量卫星主站网络由卫星公司进行运维管理,终端设备即开即用,对星完成后立即注册入网,如同使用海事卫星BGAN站一样方便,正常情况下不需要与主站运维人员对接。传统卫星通信则需要小站和主站设置好发射和接收参数,非长期固定使用的情况下一般采用临时租用转发器的方式,还需前方后方专业人员提前调试、配合完成。

(3)高通量卫星采用能量更集中的点波束覆盖和更优的通信机制,能够带来传统通信卫星很难达到的传输能力。0.6米口径的卫星小站上行可达到10Mbps,下行带宽更高。通过卫星小站自带的WIFI或进行网络扩展,一台卫星小站即能满足小规模报道团队的使用需求。视频直播、视频会议、文图发稿可以同时进行,也支持根据业务级别设置QoS保障。

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图3  高通量卫星小站测速

(4)与自建单一卫星主站相比,高通量卫星会设计多个关口站,以确保运营主站提供可靠的卫星通信服务。以亚太6D卫星为例,共有北京、西安、深圳、香港、吉隆坡、珀斯等六个关口站,全部配备13米Ka天线。根据实际需求,可以提供关口站到用户单位的专线服务,大幅提高数据安全性。

2.2  应用思考

虽然通过高通量卫星能够实现随时随地的高速互联网接入,为新闻报道现场提供独立的通信保障,可以满足众多行业使用需求,但在使用中也有几点需要考虑的问题:

(1)热点新闻的发生往往会有多家媒体单位进行现场报道,地面网络无法使用时,卫星通信将是重要的发稿技术方式。新闻发生地一般为1-2个高通量卫星点波束覆盖区域,整体通信水平受限于该点波束的能力。新闻报道现场的使用需求更多的要求是把视频、图片、文字传回总部或对外发布,对回传带宽的要求更高。以亚太6D卫星为例,波束带宽入向和出向比例

约为1:4,也就是卫星小站的下载带宽高于回传带宽,从这个角度而言,跟新闻报道的使用特点不完全匹配,但亚太6D卫星点波束的绝对回传带宽相对传统通信卫星有较大提升,可以重点保障高等级的新闻报道回传需求。此外,在应急通信时,高通量卫星也是运营商应急基站临时补点扩容的利器,有大带宽使用需求。所以,当多台卫星站同时使用高通量卫星时,需要对重点用户进行带宽和服务优先级保障,避免出现互抢资源导致总体使用效果不理想的情况。

(2)无线通信频段大多会受到雨衰影响。一般来说,频段越高,雨衰相对较大。Ku频段发展较早且当前已接近饱和,Ka频段资源丰富,可用频带宽,但Ka频段的波长与雨滴直径相近,雨衰更为严重。为降低雨衰影响,高通量卫星都使用了自适应调制解调技术(ACM)和自动功率补偿技术,根据链路受影响情况自动改变调制方式和输出功率保障传输速率。但随着雨量增大,卫星小站的传输速率也会不断下降,甚至出现通信中断。因此在新闻报道场合,需要提前考虑天气对卫星通信的影响。

(3)目前覆盖范围更广的亚太6D卫星使用范围为亚太区域,未来会有覆盖全球的系列卫星发射计划。在能确定使用地点的前提下,应提前了解该区域波束情况,做到心中有数。点波束的能量具有从中心向外围递减的特点,要根据业务传输带宽要求选择合适尺寸的卫星终端设备。终端方面,如涉及到境外使用,还要考虑设备能否正常入关。

3  结束语

我国地面光纤网络越来越完善,固定互联网的服务水平持续上升,移动网络已进入了5G时代。随着移动互联网的发展,越来越多的媒体在移动端发力,记者的身份不再单一,利用手机、相机等小型设备完成全媒体发稿,视频直播和短视频新闻提高了大众碎片化时间的利用率。发达的地面网络逐渐改变了很多传统媒体的工作模式,利用卫星设备进行新闻报道似乎也越来越少见了。但是,无论地面网络多么发达,卫星通信永远是新闻采集传输不可或缺的重要手段,天地一体的网络才是快速发稿的可靠保障,尤其是在应急报道和突发事件报道中。

随着我国卫星通信技术的不断发展,卫星通信产业也迎来了新的契机,在“十四五”规划和2035年远景目标中提出,要布局建设信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施等新型基础设施,建设高速泛在、天地一体、集成互联、安全高效的信息基础设施。相信在不远的将来,高中低轨高通量卫星形成覆盖全球的卫星互联网络,与地面网络能够无缝切换,终端设备在小型化和智能化方面不断突破,传输能力大幅提升,必将为新闻报道持续赋能。

参考文献:

[1]刘强,马晓亮,王俊杰.浅谈卫星互联网的发展.第十七届卫星通信学术年会论文集

[2]任佳熙,郭威.高通量卫星新技术.卫星与网络,2021年08期