衛星直播網際網路之探討

蘇瑛玟*,黃進芳**

國立台灣科技大學電子系博士生*、副教授**

臺北市基隆路四段46

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摘要

本文主要討論目前衛星直播網際網路的相關課題,包括基本架構及其雙向傳輸的應用與目前各種網路平台的特性比較。

 

  1. 前言
  2. 隨著資訊、通訊與多媒體科技的發展,加上1994年政府宣佈構建NIINational Information Infrastructure)網路以迎接21世紀資訊時代之後,NII廣泛受到國內外各界的重視。近幾年由於電腦工業的進步,網際網路的進展可謂無遠弗屆。網際網路的本身及其衍生的加值服務,如全球資訊網(WWW)、電子郵件(E-mail)、檔案傳送(FTP)等,再加上目前的網際電話與視訊傳輸等,已成為人們接取資訊的最佳途徑與學習資料來源。

    由於資訊量愈來愈大,原有的有線電話網路(PSTN)受限於材質與架構方式,網路使用上由於頻寬不足而有所限制。故有多種技術應運而生,如:原來只經營聲音傳送的電信網路,一直努力想要進入數據通訊市場,故發展了如:X.25Frame Relay及整體服務數位網路(Integrated Service Digital NetworkISDN)技術;最近又擬跨入視訊傳輸領域,依據電信現有雙絞線網路發展出數位用戶迴路(Digital Subscriber LineXDSL)架構、光纖到社區(Fiber To The CurbFTTC)及光纖到家(Fiber To The HomeFTTH)的方案媲美有線電視網路的HFCHybrid Fiber Coax)網路,希望有朝一日,能提供網路數據傳輸服務,成為家庭寬頻網路服務的提供者,並提供視訊服務,各項傳輸技術的發展,共同之特色,均著重於增加傳輸頻寬。有線網路的主要缺失,就是網路施工不易,較為繁雜,一但遇到都會人口密集區,由於挖馬路所費不貲,路權取得不易,掛桿貼牆的施工常引起住戶抗爭,造成很大的困擾。

    19962月「電信法」的公佈實施,加上行政院公佈的電信民營化時程,電信自由化的發展已成為時勢所趨,在響應「迎接資訊網路時代,提昇國家競爭力」號召及建設台灣成為亞太電信中心的政策下,政府決定於民國87年底開放衛星通信業務,積極推動多元化的信號傳輸技術,希望達成三年三百萬人上網,建立我國成為全球華文資料的中心。在審慎評估國情及全球電信自由化走向後,行政院已正式公告電信自由化時程,以分階段循序進行之依據。其中第三階段開放衛星通信業務。1998年公告辦法受理民間業者申請衛星固定通信(FSS)與衛星行動通信業務(MSS),9月中旬截止受理,年底前審核完成,將於1999年核發執照,進入通信發展的新紀元。

    衛星發射的成本與收發地球電台間的距離無關,因此衛星發射的成本不管接收的地球電台有多少,全都一樣。此外,所有衛星信號都具有廣播性質,只要在電波輻射涵蓋範圍(Footprint)內,隨時均可藉由一天線進行信號接收。衛星鏈路具有高度可用率,VSAT可達到97%的可用率。衛星信號可有非常高的頻寬,可攜載大量數據。

    衛星用於通信的限制為:(1).信號延遲;(2).安全保密性;(3).信號干擾。除了第一項自然因素造成無法克服改善之外,第二項使用鎖碼技術可加以克服,第三項利用頻譜重用(Frequency Reuse)及偏極化特性已獲有效解決。

    衛星系統的這些優點及限制,嚴重影響私用網路對選擇衛星系統的型式與用途的決定。例如網路中的通信地點分散,而且需要較大頻寬等有衛星網路需求的使用者,就會因經濟上的優點捨陸地網路而取衛星網路。比較使用衛星通信的優缺點,衛星通信對某些地區及應用會較適合。

     

  3. 衛星直播網際網路的架構及基本服務
  4. 衛星直播網際網路(Direct PC)是針對高速擷取資訊的需求而設計,通常採用非對稱傳輸方式,所有擷取資料無需重覆複由上網的路徑回傳,透過衛星傳輸可將資料直接輸入個人電腦用戶端,以節省等待時間。基本架構為一單向的VSAT(Very Small Aperture Terminal)資料傳輸系統,如圖一所示,裝置一個約60公分的衛星碟型天線接收來自衛星下鏈的資訊,使用者利用撥接式數據機接上Internet,透過網際網路提供者ISPInternet Service Provider)或PSTN,連上衛星直播網際網路服務提供者的網路管理中心(NOC)。透過NOC的通訊網路,可連接到尋找的網站。向網站索取之資料,則透過衛星直接下鏈到用戶端。

     

    圖一 Direct PC的網路基本架構

    目前直播衛星網際網路提供五種基本服務:(一)Internet加速服務(Turbo Internet)之接取;主要是由用戶端利用撥接線路上網後,網路回應的資訊經由系統作業中心及衛星電路,以高達400Kbps的速度,下載至用戶。(二)數位封包傳送服務(Digital Package Delivery Service)主要提供數位音訊/視訊或文字資料檔案傳輸,例如軟體、文件、訓練課程或任意內容,配合用戶的需求,單向播放至多個特定的接收者,而該廣播的時程則可隨選或預先排定。目前此服務的傳輸速率可達2~3Mbps。(三)多媒體傳送服務(Multimedia Transmission Service),是一種類似「Data-Pipe」形式的音訊/視訊單向傳輸,或是在排定時間內常態傳送資料訊息,服務對象可為有選擇的團體或所有資訊提供地點。(四)新聞傳送服務(News Cast Service),利用Push(推播)技術,將新聞節目以即時、預定或隨選方式,主動播送到用戶端。(五)網頁播放服務(Web Cast Service),利用推播技術,將各式各樣的網站內容以即時、預定或隨選方式,主動播送到用戶端。

    除衛星直播網際網路外,另有同軸纜線族中的XDSL與有線電視線纜數據機(Cable Modem)、微波傳輸技術的LDMSMMDS與寬頻LEO等,均可提供用戶高速上網的能力,其特性比較如表一所示,遠快於目前撥接主力56Kbps的類比數據機與128KbpsISDN提供的服務。

     

    表一 高速上網平台比較表

    平台名稱

    下行速率

    上行速率

    頻寬屬性

    XDSL

    1.59.0Mbps

    16800Kbps

    專屬

    纜線數據機

    1027Mbps

    4004Mbps

    共享

    衛星直播網際網路

    23Mbps

    利用56/128Kbps電話線

    共享

    VSAT

    512Kbps

    64128256Kbps

    共享

    Multimedia VSAT

    23Mbps

    512Kbps

    64128256Kbps

    共享

    LDMS

    550Kbps58Mbps

    550Kbps58Mbps

    共享

    MMDS

    10Mbps

    利用56/128Kbps電話線

    共享

    寬頻LEO

    28Mbps

    2Mbps

    共享

     

  5. 衛星直播網際網路的雙向架構
  6. 在這資訊爆炸的時代,人們以及企業界對於資訊快速擷取的渴望與日俱增,單向傳輸的資訊無法事前過濾選擇,很難滿足需求,互動式的雙向傳輸及隨選服務能彌補此項缺點。若將衛星直播網際網路與現有的VSAT或衛星直播電視(DBS)相結合,利用衛星直播網際網路高速下載的能力以及VSAT強大的群內通訊能力等優點,截長補短以提供Multimedia VSAT的多媒體服務及應用,目標是提供一個更有效率、互動性、隱密性強以及高品質的多媒體接取服務。

    圖二所示為衛星直播網際網路雙向架構,主要由Multimedia VSAT網路系統、單獨的衛星直播網際網路及VSAT網路系統連結而成。網路中樞站,能同時提供VSAT與衛星直播網際網路操控中心的所有功能,當然系統亦可有不只一個的操控中心,站與站間可使用專線或微波等方式連接;此外亦可結合不同的轉頻器或衛星。單一的衛星直播網際網路,以撥接式數據機經PSTN到衛星上鏈站為上行路徑,下行則以衛星直接下載到Direct PC用戶端。單一VSAT網路,由於用戶擁有發射傳送資訊的能力,因此用戶終端需架設一個小型地面站(包含高頻收發設備),其上下行資料傳輸速率分別是上行(用戶→衛星→中樞站):64128256Kbps;下行(中樞站→衛星→用戶):512Kbps。多媒體 VSAT網路則可提供最佳的整體服務,所有上行資料流量的傳輸透過VSAT網路上行路由,資料的下載則視資料需求之目的,選擇VSAT下行路由或衛星直播網際網路高速下載。故能以較有彈性的技術,最佳化的分享衛星直播網際網路和 VSAT網路服務的特點。

     

    圖二 Multimedia VSAT 網路系統架構

     

  7. 法令規範之探討
  8. 目前我國法令於電信、資訊、廣播等相關業務的主管權責分散於不同的政府部門;影像視訊節目內容之監控屬於行政院新聞局,技術及信號品質則由交通部總其責,由於通訊科技的快速發展,訊號處理技術與資訊型式的日新月異,電信、資訊與廣電各產業間的界限已不再能夠清楚釐清界線,整合性的服務造成產業間的互跨經營,要提振產業的發展,規劃未來永續經營的策略,重新擬定統合電信、資訊與廣電三合一的完整法令規範實為當務之急。

    衛星直播網際網路的使用技術為衛星無線傳輸,傳輸的資料型態則包含目前所有的影像/聲音形式,如全球資訊網、電視節目、電子郵件等等。針對傳輸技術而言,目前本國法規並無明確規範此一傳輸路徑的法令措施。相關法規僅有電信法、衛星通信管理規則及立法院待審查的衛星廣播法草案等,但其中僅規範第一類電信經營者與衛星廣播電視頻道的頻道商,均無法將此技術規範或新興業各別納入管理。另以網際網路觀點言之,目前僅有對於ISP設立由電信法規範之,其餘均無設限,但網路服務提供者不可自行建設網路,僅能向第一類電信經營者洽租網路使用,對於網路服務提供者所提供的網路服務及衍生的相關法律及安全保密問題,目前尚無對應之法令,仍存在有缺失。

    針對上述狀況,並非僅存於衛星直播網際網路而已,網路電話、網路介接與互通及相關技術的標準規範、網路資訊安全、服務品質、智慧財產全及電子商務交易安全等亦是屬於妾身未明的混沌狀態。

    參考美國的電信監理架構:美國聯邦政府下設國家電信與資訊局(NTIA)、聯邦通信委員會(FCC),前者由美國商業部督導,主導美國國內與或美國與國際間的電信政策,並負責聯邦政府機關使用無線電頻率的分配管理;後者置於國會之下,主管美國的廣播、電信業務,負責掌管非聯邦政府機關(包括州政府及其它民間商業)使用無線電頻率的分配管理。FCC屬於政府的獨立機構並直接對美國國會負責,由委員會組成。FCC下設有六個局及九個幕僚室,包括大眾傳播、公眾電信、無線電信與有線電視管理局等單位。加拿大由工業部負責擬訂電信與無線通訊政策,文化部擬訂廣播政策,無線電視及電信委員會(CRTC)負責電信與廣播的監理。日本由郵電省主管,主要業務即包括日本電信、廣播及郵政業務。中國大陸由郵電部(Ministry of Post and TelecommunicationsMPT)為電信業務的主管機關,隸屬於國務院,主要負責大陸電信的宏觀管理,從事電信業的規劃、協調、服務及監督工作,並統一管理公用通訊網路和電信服務市場。

    綜觀上述各國主管單位的現況,目前我國電信、資訊、廣播等相關業務的主管權責分散於不同政府部門,權責難以釐清、效率自然很難被認同,確實有從長期發展及宏觀的角度全面檢討的必要。未來政策的制定與監理角色應分開,電信、資訊與廣播應由單一監理單位來處理,以避免因事權不統一而造成責任推諉或法令制定不周。因應未來技術的變化與社會的多元化,法規的制定亦應以定期召開委員會方式加以檢討,提出修正方案,以方便民眾遵循。另為保障消費者權益,相關於個人隱私與個人資料之保護應更加用心。技術的規範亦應納入考量,使各傳輸媒介能達到互通有無,人人共享的目的。

     

  9. 結語

NIINational Information Infrastructure;國家資訊基礎架構)的終極目標是希望任何人於任何時間、任何地點透過網路使用各種互動式多媒體資訊服務,這些服務涵蓋的範圍極廣,包括各種工作上、知識上、商業上及娛樂上的需求服務。

在二十一世紀的資訊時代裡,一個擁有完善NII的國家,就像在二十世紀中擁有完善的交通運輸系統、政府組織架構、教育制度體系、與金融體系等的國家,將具備較佳的個人生產力及國家競爭力。目前各國都投入龐大資金建設自己國家的NII,而NII亦將因這些資金及人力的投入展現新的風貌。我國自許將發展 為亞太電信中心,對於各新興技術的包容量應再加強,相關的行政措施及法規建立亦應配合上時代。衛星直播網際網路是一新興服務事業,本國目前已有華允電訊宣布提供此一服務。華允電訊由中華電信、台灣水泥、台揚科技、美國休斯網路著名公司共同合作組成。預定依照不同的用戶階層來區分,包括個人用戶、專業用戶及企業網路三種,提供全國性高速網際網路五種基本擷取服務,預定藉由中華電信擁有的中新一號(ST-1)衛星系統提供服務。中新一號衛星已於中南美法屬圭亞那成功發射升空,預定本年11月開始提供服務,其涵蓋範圍包括台澎金馬、菲律賓、印尼、新加波與馬來西亞等地。實際上,我國已逐漸邁入衛星直播網際網路的紀元,陸續有設立公司,提供Direct PC服務的訊息傳出,相信未來利用衛星作數據傳輸,亦即Direct PC業務的發展應有其潛力。

 

參考資料

1.Radio System Design for Telecommunications」,Roger L. FreemanJOHN WILEY & SONSINC.1997

2.Satellite Systems Principles and Technologies」,Bruno PattanVAN NOSTRAND REINHOLD1990

3.Telecommunications Engineering」,J. Dunlop and D. G. SmithVHAPMAN & HALL1994

4.「中華民國衛星與有線電視技術協會」技術會刊,第二期

5. 通訊雜誌,19989月號