美國直播衛(wèi)星（DBS）發(fā)展綜述

翻譯 梁炎 王琦

（本文譯自AIAA有關(guān)文件）

國際電聯(lián)（ITU）于1963年將固定業(yè)務(wù)（FSS）和衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)（BSS）進(jìn)行了區(qū)分，定義為不同的無線業(yè)務(wù)。1971年，ITU為FSS和 BSS分配了特定的頻段。根據(jù)當(dāng)時(shí)的技術(shù)狀況，F(xiàn)SS被定義相對較大尺寸地面固定終端的、所有類型的衛(wèi)星通信。BSS則被定義為從中心終端設(shè)備向相對較小尺寸的社區(qū)或家庭接收終端進(jìn)行傳輸?shù)男l(wèi)星通信。后者所對應(yīng)的術(shù)語就是“直播”，意思是從衛(wèi)星直接向家庭傳播，而不是衛(wèi)星信號通過光纜或地面的電視信號的再次傳播。

1974、1976及1978年，應(yīng)用技術(shù)衛(wèi)星-6（ATS-6）、通信技術(shù)衛(wèi)星（CTS）和日本廣播衛(wèi)星相繼發(fā)射，它們是演示利用高功率向單個社區(qū)及家庭所用的0.61米天線實(shí)施電視廣播的第一批衛(wèi)星。1977年的ITU會議定義了直播衛(wèi)星的特性，向除美洲外的所有國家分配了直播衛(wèi)星的軌位和頻率。而1983年的ITU會議則向美洲地區(qū)的國家分配了軌位和頻率。美國聯(lián)邦通信管理局（FCC）從1980年夏季便開始為1983年的這次會議做準(zhǔn)備，于1980年10月制定出了直播系統(tǒng)政策，以便廣泛聽取各方的意見。1981年4月，這一調(diào)查形成了結(jié)論：此類系統(tǒng)代表了公眾的利益，應(yīng)該在最小的管制下得以發(fā)展。

與此同時(shí)，企業(yè)界開發(fā)了不同特點(diǎn)的直播系統(tǒng)。首先開發(fā)出來的叫做“低功率直播衛(wèi)星（DBS）系統(tǒng)”。許多加拿大和美國的衛(wèi)星用戶在這段時(shí)間里，利用FSS的4GHz（C頻段）下行鏈路進(jìn)行低功率DBS的家庭接收。這一下行鏈路原來是用于電視網(wǎng)向附屬的本地轉(zhuǎn)播站分發(fā)內(nèi)容和向有線電視系統(tǒng)分發(fā)各類電視節(jié)目的。上個世紀(jì)七十年中后期，直播系統(tǒng)的典型接收天線直徑為10米。隨著低噪聲放大器的改進(jìn)，以及人們發(fā)現(xiàn)，低于商業(yè)分發(fā)商所要求的信號強(qiáng)度即能滿足家庭觀眾對圖像質(zhì)量的要求，使得成本低于1000美元的家庭接收設(shè)備成為了現(xiàn)實(shí)，天線直徑則縮小到了1.8～2.4米。截止至1995年，至少有三百萬家庭配置了可接收C頻段直播接收機(jī)，使其成為一個重要的產(chǎn)業(yè)?；蛘呖梢哉f，整個產(chǎn)業(yè)竟然建立在接收原定用于其它類型接收設(shè)備的信號之上。這一只限于私用的家庭接收方式，于1984年得到了國會的批準(zhǔn)。高功率數(shù)字DBS在上個世紀(jì)九十年代后期和本世紀(jì)初取得成功后，C頻段用戶至2004年已降到了大約三十萬戶。

中功率DBS指的是12GHz（Ku頻段）FSS下行鏈路的家庭接收。這一名稱的產(chǎn)生，是由于12GHz下行鏈路比4GHz的功率更高。這使得天線直徑小到了1.2米，而且接收設(shè)備的價(jià)格降低到500美元。中功率DBS在上個世紀(jì)九十年代得到了較大發(fā)展，那時(shí)的用戶數(shù)量超過了二百萬戶。當(dāng)時(shí)美國的DBS業(yè)務(wù)的主要提供商是AlphaStar和Primestar。AlphaStar的低功率業(yè)務(wù)因公司破產(chǎn)而于1997年結(jié)束。Primestar的中功率DBS業(yè)務(wù)于1999年結(jié)束，資產(chǎn)由DirecTV收購。所有的Primestar的原有用戶均移至DIRECTV的高功率業(yè)務(wù)。

高功率DBS指的是由高功率BSS衛(wèi)星發(fā)射信號、專門用于家庭接收的信號。高功率DBS系統(tǒng)最初的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是：接收設(shè)備價(jià)格為500～800美元，其接收天線直徑不超過1米。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，其價(jià)格進(jìn)一步降低。人們?nèi)缃袼務(wù)摰腄BS衛(wèi)星和系統(tǒng)主要是指高功率DBS。

衛(wèi)星電視公司（STC）是Comsat 公司的子公司 ，成立于1980年。該公司是高功率DBS的首個申請者。FCC于1981年截止日期前將這一申請與13家其它首輪商捆綁在了一起。STC的申請于1982年10月和1983年5月相繼獲得批準(zhǔn)。這意味著衛(wèi)星的建造將會在以下兩種情況之下被認(rèn)為有效：

一，衛(wèi)星設(shè)計(jì)將必須符合1983年ITU大會的要求。

二，根據(jù)上市公司盡職調(diào)查的要求，衛(wèi)星建造必須在得到批準(zhǔn)（或者簽署衛(wèi)星建造合同）的一年內(nèi)開始實(shí)施（最終，首輪申請放寬為兩年）。

第二種情況也適用于首輪申請的衛(wèi)星建造批準(zhǔn)過程。如果這一申請滿足了上市公司盡職調(diào)查條件，經(jīng)過一年的延期之后，F(xiàn)CC很可能會分配軌位和頻率。基于先到先用的原則，ITU在1983年分配好了針對美國的軌位和頻率。沒有滿足上市公司盡職調(diào)查條件的公司便中止了其申請。

1984年8月，8家獲批的公司全部提交了滿足ITU大會要求的修訂申請。同月，收到了7家公司的第二輪申請。1984年夏季，兩家第一輪申請商撤回了申請。他們和其它兩家沒有滿足上市公司盡職調(diào)查條件的申請商的許可資格于1984年8月被FCC取消。STC于1984年宣布他們不再運(yùn)營DBS業(yè)務(wù)，但沒有中止其衛(wèi)星建造的訂單。兩顆衛(wèi)星都賣給了日本，即BS-2X和BS-3H。

6家公司第二輪的許可資格于1984年12月和1985年1月生效。屆時(shí)，F(xiàn)CC要求修改以前的申請，不再增加軌位和頻率，這一內(nèi)容獲得了批準(zhǔn)。一般說來，此修訂可以將衛(wèi)星覆蓋區(qū)域成倍地增加，因?yàn)榧彝ソ邮赵O(shè)備的改進(jìn)，以及更加優(yōu)秀的調(diào)制技術(shù)，允許人們可以在更低功率下運(yùn)營BSS業(yè)務(wù)。衛(wèi)星需增加頻道是此次修改的又一內(nèi)容。這一修改將降低每個頻道的成本?？沼喑鰜淼念l譜被FCC所征用，用于新業(yè)務(wù)。

第三輪申請的截止日期為1985年2月。6家申請商于9月獲得批準(zhǔn)，其中3家是新公司，3家是針對現(xiàn)有申請進(jìn)行修改。第4輪申請的截止日期為1986年底。3家申請獲批，全都是以前獲批的修改版本。與此同時(shí)，F(xiàn)CC批準(zhǔn)DBS系統(tǒng)在有限情況下傳輸某些非視頻內(nèi)容。第5輪申請的截止日期為1988年的春季。當(dāng)時(shí)有9家申請商提交了申請，其中3家為新申請商。FCC于1989年8月批準(zhǔn)了7家，有1家申請商的因違反了反壟斷條款被延期，因?yàn)樵撋暾埳掏瑫r(shí)也是有線電視運(yùn)營商。還有1家申請商撤回了申請。

1990年有9家公司主動申請：其中7家在第5輪申請中獲得批準(zhǔn)，1家在第4輪時(shí)就得到批準(zhǔn)，另有1家在5輪時(shí)被延期。此外，1990年時(shí)產(chǎn)生了聯(lián)營運(yùn)營商。這是因?yàn)楸M管有數(shù)家申請商宣稱其有在建衛(wèi)星，實(shí)際上計(jì)劃并不明確。發(fā)射日期通常被刻意描述為或修改為“盡早”。直到1996年才進(jìn)行了第6輪申請，只有1家申請商MCI，同年該公司獲得批準(zhǔn)。

FCC沒有再次進(jìn)行申請審批的基本原因是因?yàn)橘Y金。一個早期的DBS系統(tǒng)若要投入運(yùn)營，其成本為2～8億美元。也就是說，必須至少要有兩顆衛(wèi)星在軌并應(yīng)用。而上個世紀(jì)九十年代初期的成本評估就很少有超過4億美元的了。其主要成本在衛(wèi)星和發(fā)射上，但要制作質(zhì)量精良的節(jié)目并發(fā)射到衛(wèi)星上，成本也很高。更進(jìn)一步說，因?yàn)橐c有線電視、低功率DBS、中功率DBS、電視錄像帶等進(jìn)行廣泛的競爭，致使一些金融機(jī)構(gòu)對支持高功率DBS聯(lián)營企業(yè)持不堅(jiān)定態(tài)度。

高功率DBS的一個發(fā)展趨勢是，每顆衛(wèi)星擁有更多的頻道，且可以覆蓋更大的區(qū)域。毫無疑問，這會降低衛(wèi)星頻道的成本，但不能降低衛(wèi)星頻道的節(jié)目的成本。做一個簡單的對比：STC為覆蓋全美國而發(fā)射了4顆衛(wèi)星，每顆衛(wèi)星只有3個頻道；而到1989年，除了夏威夷、阿拉斯加、波多黎各，只需兩顆衛(wèi)星就能覆蓋全美國，而每顆衛(wèi)星一般有16個頻道。頻道數(shù)量增長的原因，一是因?yàn)樾l(wèi)星容量增加；二是因?yàn)榻邮占夹g(shù)的改進(jìn)，降低了衛(wèi)星的發(fā)射功率；三是因?yàn)閼?yīng)用了視頻和音頻的壓縮技術(shù)。在上個世紀(jì)九十年代，數(shù)字壓縮技術(shù)逐漸成熟，可以應(yīng)用到DBS系統(tǒng)中。壓縮技術(shù)允許一個衛(wèi)星頻道可以傳輸4個或更多的電視節(jié)目，因此而降低了每套節(jié)目的廣播成本。此外，數(shù)字加密技術(shù)比過去模擬加密技術(shù)更加安全，從而防止人們應(yīng)用解密碼設(shè)備不付費(fèi)觀看節(jié)目?？傊?，技術(shù)的改進(jìn)使DBS產(chǎn)出提高了100倍。從上個世紀(jì)八十年代的Comsat STC衛(wèi)星（覆蓋美國大陸三分之一地區(qū)的三套節(jié)目）發(fā)展到1994年時(shí)的休斯公司DBS衛(wèi)星（覆蓋整個美國大陸的大約80套節(jié)目）。

ITU會議于1983年分配了17.3～17.8GHz（用于上行）和12.2～12.7GHz（用于下行）的32 個頻道給美國。在這些軌位中，F(xiàn)CC決定將61.5°W、101°W、110°W和119°W用于美國大陸東部地區(qū)，將148°W、157°W、166°W和175°W用于美國大陸西部地區(qū)，而且東部地區(qū)的4個軌位也可在不造成西部地區(qū)的衛(wèi)星操作干擾的情況下，用于整個美國大陸。到上個世紀(jì)九十年代時(shí)期，衛(wèi)星運(yùn)營商已經(jīng)將重點(diǎn)業(yè)務(wù)放在了覆蓋整個美國大陸的101°W、110°W和119°W，以及覆蓋半個美國大陸的61.5°W、148°W、157°W上，其它軌位并未引起重視。

根據(jù)ITU的頻率計(jì)劃，衛(wèi)星頻率分為兩種極化方式，每種極化方式分別傳輸16個頻道，每個頻道的帶寬為24GHz，以29.16GHz帶寬進(jìn)行分配(譯者注：因?yàn)橛斜Ｗo(hù)帶寬），每個頻道的中心頻率與另一極化的中心頻率的偏差值為14.58MHz。因此，美國不同的廣播衛(wèi)星在通信方面具有許多相似的特點(diǎn)。

上個世紀(jì)九十年代中后期，人們可以看到實(shí)際廣播業(yè)務(wù)的啟動和運(yùn)營合并等兩大現(xiàn)象。DirecTV（休斯公司所屬）和USSB（美國衛(wèi)星廣播公司）于1994年年中開始運(yùn)營，接著是EchoStar于1996年開始運(yùn)營。電信公司（TCI）的子公司Tempo是一家有線電視系統(tǒng)的主要股東，于1992年獲得了許可證，并于1993預(yù)訂了兩顆衛(wèi)星，計(jì)劃于1996年發(fā)射升空。與此同時(shí)，由TCI和另一家有線電視系統(tǒng)運(yùn)營商控股的Primestar于1990年開始運(yùn)營中功率DBS業(yè)務(wù)。在Tempo的兩顆衛(wèi)星入軌后，Primestar就與Tempo合并。1996年，TCI提議將Tempo的衛(wèi)星轉(zhuǎn)賣給Telesat Canada，并由Primestar租用，F(xiàn)CC沒有批準(zhǔn)這一交易。

1996年上半年，F(xiàn)CC撤回了一單申請?jiān)S可并進(jìn)行了拍賣。MCI以6.83億美元競拍成功，從此開了衛(wèi)星頻道交易的先河。MCI和新聞集團(tuán)成立了一家叫AskyB（美國天空廣播公司）的聯(lián)營公司，并預(yù)訂了兩顆衛(wèi)星用于110°W。1997年，AskyB和EchoStar簽訂了合約，但不久便中止了。接著Primestar同意與AskyB合作，1998年美國司法部（DOJ）因?yàn)镻rimestar是數(shù)家大型有線系統(tǒng)運(yùn)營商的大股東而反對這一合作。司法部認(rèn)為，Primestar作為衛(wèi)星運(yùn)營商，不應(yīng)該受到鼓勵去參與有線電視的分發(fā)。在1998年下半年，Primestar同意不使用受MCI控制的110°W軌位。后來，EchoStar獲得了這一軌位和原為AskyB建造的兩顆衛(wèi)星。

USSB于1998年年底賣給了DirecTV，這是因?yàn)閮蓚€系統(tǒng)的整合可以共享一顆休斯公司的衛(wèi)星，更加經(jīng)濟(jì)。在1999年年初，DirecTV購買了Primestar的資產(chǎn)，包括119°W的部分頻率和兩顆Tempo的衛(wèi)星，一顆在軌但從未使用過，一顆還在地面。DirecTV同意把Primestar的中功率業(yè)務(wù)延續(xù)兩年。所有這些，于1999年年中獲得了FCC的批準(zhǔn)。至此，DirecTV和EchoStar成為僅有的實(shí)際BSS運(yùn)營商，各自擁有6顆衛(wèi)星。2004年上半年，DirecTV獲批可在101°W上的運(yùn)營全部32個頻道，在110°W上的3個頻道，在119°W上的11個頻道。EchoStar獲批運(yùn)營在110°W上的29個頻道，在119°W上的21個頻道，在61.5°W和148°W上的各11個頻道，在157°W上的3個頻道。

Cablevision公司于2003年進(jìn)入美國的高功率DBS產(chǎn)業(yè)，并發(fā)射了它的第一顆衛(wèi)星“彩虹-1”（Rainbow-1）。Cablevision的下屬公司Rainbow DBS負(fù)責(zé)運(yùn)營DBS業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)被人們稱作VOOM——大功率高清節(jié)目，從而與DirecTV和EchoStar等大型公司的業(yè)務(wù)產(chǎn)生了差異性。Rainbow在61.5°W位擁有11個DBS頻道（ITU首肯的頻道數(shù)為1至21），并擁有一個特別授權(quán)，可臨時(shí)使用該軌位的23、24頻道。該業(yè)務(wù)僅吸引了少量訂戶（2004年6月有25000用戶），因此該業(yè)務(wù)于2005年4月結(jié)束。

2004年7月，F(xiàn)CC拍賣157°W未分配的29個頻道，166°W未分配的32個頻道，175°W未分配的32個頻道的拍賣，僅有EchoStar和Rainbow DBS兩家參加。EchoStar拍得了157°W的29個頻道，使得該軌位全部32個頻道的成本達(dá)到了580萬美元。Rainbow DBS競得了166°W和175°W軌位的所有32個頻道，其總成本為640萬美元。然而，2005年年底，F(xiàn)CC因?yàn)镹orthpoint Technology公司起訴而被迫取消這一迫賣結(jié)果。對于美國西部地區(qū)以及阿拉斯加和夏威夷來說，這些軌道的覆蓋面有限。

1999年年底，DirecTV擁有五百萬用戶，Primestar擁有二百一十萬用戶，EchoStar擁有二百五十萬用戶。與此相對照的是，1997年DirecTV加上USSB的用戶剛超過三百萬，Primestar的用戶為一百九十萬，EchoStar的用戶為九十萬。DirecTV和EchoStar這兩家美國主要的DBS運(yùn)營商在本世紀(jì)初持續(xù)大幅增長。EchoStar于2003年的用戶數(shù)量達(dá)到了九百萬，DirecTV用戶總量在2003年年底達(dá)了一千二百二十萬。在上個世紀(jì)九十年代后期，DirecTVE和EchoStar非常希望能在它們的業(yè)務(wù)中播有本地的電視頻道，但遭到了地面廣播商的反對。美國國會于1999年通過了《衛(wèi)星家庭觀眾改善法案》（SHVIA），允許DBS運(yùn)營商在本地電視臺所在的市場提供本地的廣播電視信號。這些市場地區(qū)也被人們稱作“特定市場區(qū)域”或者簡稱為DMA，這一業(yè)務(wù)通常叫做“本地進(jìn)入本地”（local-into-local）業(yè)務(wù)。值得一提的是，從2002年1月開始，SHVIA要求那些選擇提供本地進(jìn)入本地業(yè)務(wù)的DBS運(yùn)營商必須向用戶提供分配給DMA、或要求DBS運(yùn)營系統(tǒng)必須承載的全部本地廣播電視信號。這一要求為DBS運(yùn)營商帶來了很大的容量負(fù)擔(dān)，迫使他們額外增加容量來滿足SHVIA的本地頻道的要求。然而近年來，DirecTV和EchoStar都發(fā)現(xiàn)，向美國的各個電視市場交付本地電視節(jié)目極大地提高了其用戶數(shù)量。

DBS業(yè)務(wù)提供商采用了許多方法來提供其系統(tǒng)的容量。無論是EchoStar還是DirecTV，都采用了點(diǎn)波束天線技術(shù)來提高它們的頻率復(fù)用程度。此外，EchoStar與SES Americom達(dá)成了協(xié)議，利用SES Americom的衛(wèi)星來提供額外的容量。SES Americom的DBS容量租用業(yè)務(wù)叫做AMERICOM2Home，AMC-15和AMC-16衛(wèi)星就專門用來提供這一業(yè)務(wù)。EchoStar已經(jīng)租用了AMC-15衛(wèi)星原本用于FSS的Ku頻段（11.7-12.2GHz）和Ka頻段容量。2005年下半年，EchoStar得到了FCC的許可，使用Anik-F3衛(wèi)星用于FSS的Ku頻段開展BSS業(yè)務(wù)，該衛(wèi)星計(jì)劃定軌于118.7°W。

SES Americom經(jīng)FCC授權(quán)，于2002年獲得了105°W軌位的Ku頻段向美國提供DBS業(yè)務(wù)。在這一新軌位的衛(wèi)星為AMC-14。這樣就違背了ITR-R所計(jì)劃的、在ITU-R第三區(qū)中（美洲地區(qū)）同一國家衛(wèi)星業(yè)務(wù)9°分隔的要求。SES提出的AMC-14軌位與101°W（DirecTV擁有）和110°W（EchoStar和DirecTV共同擁有）軌位只分隔了4.9°。2003-2005年，F(xiàn)CC針對美國的12GHz頻率BSS業(yè)務(wù)軌位分隔問題發(fā)布公告，并搜集意見。至此，美國的直播衛(wèi)星業(yè)務(wù)步入了穩(wěn)定與高速發(fā)展時(shí)期。