模块八远程教育卫星资源的接收与利用

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1、模块八：卫星资源的接收与利用,模块八：远程教育卫星资源的接收与利用,模块八：卫星资源的接收与利用,第一节 电磁波常识,电磁波：振动的电场和磁场在空间的传播叫做电磁波。 电磁波的频率波长 ：频率是指在单位时间内电场强度矢量E（或磁场强度矢量H）进行完全振动的次数，通常用f表示。波长是指在波的传播方向上相邻两个振动完全相同点之间的距离，通常用表示。波速是指电磁波在单位时间内传播的距离，通常用v表示。 波段与频道 ：由于利用频率可以计算出波长，一个频率范围将对应一个波长范围，所以频段与波段具有同样的意思。频道是指传送一个信号源节目所使用的频率（或波长）范围。通常一个频段（或波段）能够再分成多个频道。

2、,模块八：卫星资源的接收与利用,极化方式：极化方式即卫星电视信号的电磁场的振动方向的变化方式。 KU波段卫星通信波段及其特点 ： 12.24-18GHz频率范围的代号是Ku, 该频率范围简称Ku波段。项目卫星通信所用的电磁波在12.24-18GHz频率范围，属于微波范围的Ku波段，极化方式为垂直线极化。 同步卫星简介 ：当卫星的轨道是圆形且在赤道平面上，卫星离地面35786.6公里，飞行方向与地球自转方向相同时，从地面上任意一点看，卫星都是静止不动，这种对地静止的卫星称为同步通信卫星。利用三颗同步卫星，就能够使信号覆盖地球的表面。如图1-1所示。,模块八：卫星资源的接收与利用,图22,覆盖区大

3、,通信距离远,三颗同步卫星可覆盖全球 频带宽,容量大 机动性好,不受地理条件限制 通信可靠性高,质量好,稳定 费用与距离无关 有多址能力,组网灵活 可实现区域及全球个人移动通信,卫星通信的特点,模块八：卫星资源的接收与利用,模块八：卫星资源的接收与利用,中国卫星的发展情况,1970年4月24日 东方红一号 1975年11月26日 返回式遥感卫星 1984年4月8日 试验通信卫星 125o 1986年2月1日 实用通信广播卫星 103o 1988年3月7日 实用通信广播卫星 87.5o 1988年12月22日 实用通信卫星 110.5o 1990年2月4日实用通信卫星 98o 1997年5月12

4、日 东方红三号 125o,模块八：卫星资源的接收与利用,波束覆盖中国的区域卫星,亚洲一号 122E 24C转发器寿命12年 亚洲二号 100.5E 24C+ 9Ku 15年 亚洲三号 105.5E 28C+16Ku 15年 亚太一号 138E 24C 10年 亚太一号A134E 24C 10年 亚太-IIR 76.5E 28C+16Ku 15年 中卫一号 87.5E 18C+20Ku 15年 鑫诺一号 110.5E 24C+14Ku 15年 鑫诺一号B 85E 6Ku 12年（2002年发） 中星八号 115.5E 36C+16Ku 大于15年 (待发) INTERSAT 602,604,70

5、1,702,703,704,802,804 GE-1A 108E,模块八：卫星资源的接收与利用,鑫诺一号,于1998年7月18日发射成功，它是一颗服务于中国及亚太地区的广播通信卫星、同时也是一颗专门为电视直播业务和卫星专用通信网业务设计的通信广播卫星。 法国宇航公司SAPACEBUS3000平台,总功率5130W 星上共38个转发器,其中C频段24个, 有882MHz带宽; Ku频段14个, 有756MHz带宽. 设计寿命大于15年 EIRP:C频段 36 dBW Ku频段最高52dBW,模块八：卫星资源的接收与利用,鑫诺一号,Sino satellite Ku band EIRP,模块八：卫

6、星资源的接收与利用,第二节 卫星数据广播技术简介,卫星数据广播常用术语 1.上行频率：指发射站把信号发射到卫星上用的频率，由于信号是由地面向上发射，所以叫上行频率。 2.转发器：指卫星上用于接收地面发射来的信号，并对该信号进行放大，再以另一个频率向地面进行发射的设备。一颗卫星上可以有多个转发器。 3.下行频率：指卫星向地面发射信号所使用的频率，不同的转发器所使用的下行频率不同，我国鑫诺一号卫星用于数据广播的下行频率之一为12620MHz。一颗卫星上有多个转发器，所以会有多个下行频率。 4.符号率：指数据传输的速率，与信号的比特率及信道参数有关，单位为MB/S。,模块八：卫星资源的接收与利用,5

7、.MPEG-2:是一种动态音、视频信号的压缩传输标准。分为音频、视频，传输标准等多种形式 6.DVB：(Digital video broadcasting)指数字视频广播，其主要目的是找一种对所有传输媒体都适用的数字电视技术与标准，其核心是以MPEG2音、视频编码，有三种标准： DVB-S 数据广播-卫星方式 ； DVB-C 数据广播-闭路方式 ；DVB-T 数据广播-地面微波中继方式 7.本振频率：Ku频段高频头的本振频率各不相同，常用的高频头的本振频率为11250或11300。 8. DiSEqC(数字卫星设备控制)简单的理解，可认为DiSEqC是数字卫星接收机中的一个设置参数，它能够使

8、一个卫星接收机接收多个不同卫星天线的信号。在只有一个卫星接收天线时，该值设置为关（OFF）状态。 9.PID码：(包识别码 ),模块八：卫星资源的接收与利用,VBI数据广播,VBI（Vertical Blanking Interval）原指电视广播中的场消隐期，现在特指利用场逆程叠加传递图文数据信息的一种数据广播。VBI数据广播将计算机中各种格式的图文数据插入广播电视节目的场逆程中，让这些数据随正程的电视节目一起播出，接收端将接收的信号直接送电视机，还原为常规广播电视节目。接收端若将接收信号送具有VBI信号解码功能的计算机或图文电视接收机，则可获得VBI图文数据 。 目前VBI数据采用RS编码

9、，最高传输速率可达180Kbps,模块八：卫星资源的接收与利用,VBI数据广播的特点,（1）由于VBI图文数据信号搭载在广播电视信号中传播，无论是城市还是农村，平原还是山区，只要能收看到电视信号的地方都能接收VBI图文信息，因此它不受地域限制，覆盖面广。 （2）VBI信号以寄生信号的形式加载在电视信号的场消隐期传播，在发送端和接收端均无需作新的较大投资，是一种非常经济的大众传播手段。 （3）VBI数据广播属于点对多单向信息系统，用它来传送INTERNET网上信息，无论多少人同时上网，不会影响信息传送速度，不会出现信道拥挤现象，理论上VBI接收者的数量是无限的。这对我国目前的基础通信设施技术指标

10、低、INTERNET上网速度慢的现状是很有意义的。,模块八：卫星资源的接收与利用,（4）VBI信息的传播以数据广播的形式进行，发送成本与接收者的多少无关，且接收不占用通信网络系统设备，故目前VBI广播采用免费收视方式，用户无须交纳额外的收视或上网费用。 （5）VBI数据广播信息搭载在广播电视中传播，不占用新的独立的空中无线电资源。这在信道资源日益紧张的今天尤为可贵。,VBI数据广播的不足,（1）由于VBI属于单向广播技术，与INTERNET相比，缺少实时的交互功能，尽管可以将一些网络信息或教学课件存贮于计算机存储器，进行事后的交互式浏览或运行，但交互的范围和程度是有限的，所以VBI最大的不足是

11、交互性有限 。 （2）VBI数据广播只利用场逆程中的几行来传送数据，最大数据率只能达到256Kbps，传输速度不高，信息量有限，对于实时传播要求较高速度或很大信息量的领域，就显得不足了 。,模块八：卫星资源的接收与利用,VBI数据广播的应用,美国建立了高速数据广播（HSDB）网，微软公司与12家无线和有线电视台达成协议，利用VBI传送网页形式的数据信息；美国航天局与马里兰大学合作开办了“世界教师系统”；英国和爱尔兰利用VBI技术开展远程教育，称为“面向学校的因特网广播系统” 。 在我国，大范围应用VBI技术尽管只有短短的几年时间，但发展速度非常迅速。目前全国有30多家电视台，例如中央电视台第1

12、、2、4套节目，中国教育电视台第1、2套节目，以及四川、浙江、山东、河南等省市电视台都先后播出VBI图文信息。播出内容涉及新闻、金融、经贸、实时股市、电子报纸、远程教育、科技知识、出版读物等。其中实时股市的应用面最广，数以万计的股民运用VBI系统实时接收和分析股票行情 。,模块八：卫星资源的接收与利用,IP数据广播,IP数据广播指的是采用IP协议(Internet protocol)，基于DVB标准来传送数据流。 IP数据广播是从卫星电视广播衍生而来的，是利用现有的直接到户的卫星广播向集团或个人的电脑传送信息，与现有的普通Internet传输相比，它的速度要快得多。 卫星IP流媒体广播是将音频

13、、视频信号按照MPEG-4格式输出并通过中国教育卫星宽带传输网(CEBsat)IP数据信道播出。安装了数字文星地面站的接收端通过IP接收装置并在电脑中用Media Player（媒体播放器）实时播放。,模块八：卫星资源的接收与利用,在远程教学中，卫星数据广播的应用能够帮助管理者将大量的数据资源播发到全国各地的学习中心。由于远程教学资源中有大量视频文件，如果通过拨号方式连接网络，大量学生访问同一个教学平台，受访问人数和网络连接速率的制约，很难畅通地观看视频课程播放。所以在远程教学中，利用卫星数据广播将资源播发到各个地方设置的学习中心，学生通过访问当地学习中心的教学平台观看视频教学资源 。 由于卫

14、星广播不受地形、地貌影响，接收稳定高速，投入费用低廉，所以发展很快，尤其是在Internet不发达的中西部地区 。,模块八：卫星资源的接收与利用,第三节 卫星资源接收设备,一、 接收天线的组成与工作原理 天线是收集和处理远处的卫星发出的高频电磁波信号的装置。 它的通信器件主要包括反射器、馈源、高频头和馈线。天线是无线电波的输入端口。 机械部件主要包括馈源支撑杆、俯仰角调整机构、方位转动机构和底座等。,模块八：卫星资源的接收与利用,卡塞格伦 天线,偏焦天线,正焦天线,模块八：卫星资源的接收与利用,1.2mKu天线结构示意图,模块八：卫星资源的接收与利用,卫星接收天线有以下几方面的作用：,接收卫星

15、发出的高频电磁波的能量。 选择所需要的卫星电视信号，抑制外界干扰信号。 放大接收到的微弱卫星高频信号 。 进行降频变换处理，将卫星高频信号转换成中频信号。,模块八：卫星资源的接收与利用,影响天线效率的主要因素：,天空噪声：这是由星体中的能量变换和某些大气层活动造成的大宽带辐射 。这种噪声主要通过主瓣输入，与仰角的大小无关。 大地噪声：温暖的地面中分子的激发造成的大带宽噪声称为大地噪声 。在高纬度的低仰角中，它对天线噪声的作用最大 。 人为噪声：机器和设备发出的噪声也会增大天线噪声。例如汽车的打火系统、剪草机以及萤光灯的开和关。天空噪声和人为噪声比起噪声的主要成份大地噪声的作用更小。一般来说，在

16、仰角低于30左右时，天线噪声温度会迅速增加。,模块八：卫星资源的接收与利用,卫星接收天线安装和调试,天线的安装 站址选择 卫星接收站在选址时,要考虑以下基本环境条件和安全保障: 1)卫星天线指向应开阔,无遮挡; 2)查看附近有无微波站、差转台、雷达站、高压电线等，应尽量避 开这些干扰源； 3）对装在山项、高楼顶的天线基础设施（处在风口区）要满足10级大风能工作，12级大风不毁坏； 4）天线的安装位置应使到接收机插口的射频电缆尽量短,一般在40m以内；若在平地上架设、要注意学生安全； 5）防雷，一定要安装好避雷针，避雷体的接地电阻应4。,模块八：卫星资源的接收与利用,天线系统的安装,、天线基础

17、通常情况下，天线安装、固定于专门的基础上，但Ku波段小天线可装于屋顶、庭院，只要在坚固的水泥地上用膨胀螺栓固定就可以。也可采用焊接钢架并用重物压紧等方法，现场施工时，可根据实际情况加以处理。1.2m天线的基础，要用10001000200（mm）见方的混凝土基础，重量约400Kg。 2、天线安装 天线组装前，先根据装箱清单查点全部零件、标准件的规格、数量。然后，参照天线所附带的安装简图分别进行组装； 1）立柱、底座安装并固定在基础上； 2）安装仰角调节杆与方位套筒后装于立柱上； 3）连接支臂与反射面，然后与方位套筒和仰角调节杆再连接； 4）将馈源支杆、馈源夹、馈源、高频头等装在反射面上； 5）除

18、调整机构部分，其余紧固件锁定牢固。,模块八：卫星资源的接收与利用,模块八：卫星资源的接收与利用,天线与其它设备的连接,、与高频头连接 先做好电缆线，把电缆一头接在高频头输出座上，另一头接在卫星电视接收机的射频输入插座上，接头要平稳拧紧，保证芯线接触良好，屏蔽层可靠接地，并用胶条把高频头插座处缠紧，以防雨水浸入。 2、与卫星接收机、电视机连接 把卫星电视接收机的AV与电视机的AV端子对应连好，若老 式电视机无AV端子，则可用一根射频电缆连至电视机的天线入 口。连接正确后，开机，按照使用说明书操作卫星接收机，查 无误后，设备工作正常，这样便可正式投入使用了。,模块八：卫星资源的接收与利用,天线对星

19、调试,对星步骤： 1)用同轴电缆将卫星天线上的LNB和卫星接收机连接好，用音视频电缆把电视监视器与卫星接收机相连接。向接收机输入下行频率，高频头本振频率；供电电压，极化方式，符号率及前向纠错码方式等数据参数； 2）当你确定要收哪颗卫星节目后，通过公式计算或查找有关 资料得到本地天线的仰角和方位角； 3）旋动调节杆上的两个M12螺母，可以改变天线的仰角大小，用仰 角仪、罗盘或量角器来确定仰角的大小； 4）仰角调好以后，调方位角。确定正南方向，松开方位套筒上的四个六角头螺栓，转动天线对准正南方向 ，然后正南偏东调至本地天线方位角，慢慢转动天线，通过场强仪或借助卫星接收机的帮助，搜寻卫星信 号，此过

20、程需要反复多次、耐心细致，将信号强度调至最大；搜索电视节目，直到在监视器看到电视节目。 5）拧紧所有天线调整过的紧固件。,模块八：卫星资源的接收与利用,二、卫星数字电视节目的接收,模块八：卫星资源的接收与利用,一、数字卫星接收机简介 1、功能： .DVB-S全兼容系统，可存储200套节目 .友好的中/英文用户界面 .22KHz双星接收控制、14/18V极化控制 .快速选台、对星功能，自动选择电视播放制式 .PID加入功能，可接收更多节目 .超清晰画面和高保真数码立体声输出 .密码锁功能，VBI图文接收功能 .Viacess有条件接收功能,模块八：卫星资源的接收与利用,二、DVS数字卫星接收机的

21、组成 组成框图如下,模块八：卫星资源的接收与利用,三、安装连接,模块八：卫星资源的接收与利用,1、连接卫星信号输入 首先检查“射频输入”连接头是否完好，将电缆线F接头接到机器“射频输入”端。,模块八：卫星资源的接收与利用,2、连接S视频端子 用S视频线将本机的S视频输出端与电视机的S视频输入端相连,模块八：卫星资源的接收与利用,3、连接音、视频信号 用音、视频线将本机的“L/R”和“VIDEO”分别与电视机的“左/右音频”和“视频”输入端相连。,模块八：卫星资源的接收与利用,4、连接计算机 用RS-232连接电缆连接本机和计算机的RS-232接口,模块八：卫星资源的接收与利用,卫星数据接收系统

22、的安装与设置,模块八：卫星资源的接收与利用,数据接收卡的用法,当天线安装以后，并确定有教育台的信号，可进行如下操作： 1.把卡插入计算机，接上天线,如图： 2.安装驱动程序 此卡即插即用，计算机自动可检测到，如同安装网卡的驱动程序 3.安装应用程序 执行SETUP.EXE,自动安装。,卫星接收卡,电脑,模块八：卫星资源的接收与利用,指定驱动程序的位置,模块八：卫星资源的接收与利用,信 道 搜 索,视频会议系统 定义：视频会议系统是指通过现有的各种电子通 信传输媒体，将人物的静态/动态图像、语音、 文字、图片等多种信息分送到各个用户的计算机 上，使得在地理上分散的用户可以共聚一处，通 过图形、声音等多种方式交流信息，增加双方对 内容的理解能力。,远程教育中会议系统的分类 1）语音会议系统 2）计算机音频图形会议系统 3）双向视频会议系统 4）计算机会议系统,基于视频会议的远程教育的类型 1）上课型远程教育 2）讨论型远程教育 3）个体型远程教育,基于视频会议的远程教育的双向交互特点,实时性,群体性,监控性,多元性,