- •Спутниковые телекоммуникационные технологии
- •1. Введение
- •1.1. Краткая история
- •1.2. Направления и перспективы развития спутниковых технологий
- •1.3. Телевидение
- •1.4. Системы навигации
- •1.4.2. Глонасс
- •1.5. Спутниковая телефония
- •1.6. Аварийно-спасательные системы
- •1.8. Использование космического пространства
- •1.9. Тенденции развития спутниковых телекоммуникаций
- •2. Классификация, способы организации и использования ресурсов систем спутниковых телекоммуникаций
- •2.1. Частотный ресурс и его характеристики
- •2.2. Способ использования частотного ресурса
- •2.3. Способы организации канала связи
- •2.4. Характеристики космического сегмента
- •3. Оборудование систем спутниковых телекоммуникаций
- •3.1. Спутниковые антенны
- •3.1.1. Классификация спутниковых антенн
- •3.1.2. Упрощенный расчет диаметра параболической приемной антенны
- •3.1.3. Методика расчета азимутального подвеса
- •3.1.4. Полярный подвес спутниковой антенны и его методика расчета
- •3.1.5. Расчет видимости спутников в данной местности
- •3.1.6. Расчет поворота плоскости поляризации
- •3.1.7. Способы улучшения эксплуатационных характеристик спутниковых антенн
- •3.2. Устройства позиционирования
- •3.3. Коммуникационное оборудование
- •3.3.1. Конверторы спутниковых приемных устройств
- •Классификация конверторов
- •Устройство конвертора
- •3.3.2. Спутниковые ресиверы (приемники)
- •3.3.3. Компьютерные карты
- •3.3.4. Переключатели
- •Вопросы для самопроверки
- •4. Стандарты управления антенными системи и другим коммуникационным оборудованием
- •4.1. Протокол DiSEqC 1.0 – 1.2, 2.0
- •4.2. Протокол miniDiSEqC (Tone Burst)
- •4.3. Протокол DiSEqC 2.0
- •4.4. Протокол DiSEqC 3.0
- •4.5. Технология usals
- •Вопросы для самопроверки
- •5. Проблемы спутникового приема и передачи сигналов
- •6. Особенности организация коллективного приема
- •Словарь терминов спутниковых телекоммуникаций Общая терминология
- •Параметры орбиты космического аппарата (спутника) и его элементов
- •Параметры спутниковой антенны и ее подвески
- •Антенная система
- •Приемное устройство
- •Библиографический список
- •Приложение. Расчет параметров геостационарной орбиты
- •Оглавление
- •1. Введение 3
- •2. Классификация, способы организации и использования ресурсов систем спутниковых телекоммуникаций 17
- •3. Оборудование систем спутниковых телекоммуникаций 28
- •4. Стандарты управления антенными системи и другим коммуникационным оборудованием 58
- •5. Проблемы спутникового приема и передачи сигналов 65
- •6. Особенности организация коллективного приема 65
- •Спутниковые телекоммуникационные технологии
- •603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5а
Антенная система
УГОЛ ОФСЕТНОСТИ АНТЕННЫ – угол наклона направления приема от перпендикуляра к плоскости раскрыва параболической антенны. У офсетной параболической антенны фокус смещен на определенный угол. При этом конвертер оказывается вынесенным из зоны затенения зеркала антенны, именно поэтому «луч» антенны не перпендикулярен плоскости раскрыва антенны, а направлен выше как раз на этот угол офсетности. Благодаря этому офсетная антенна не смотрит в небо как прямофокусная, а располагается почти вертикально. Сама офсетная антенна в плоскости излучения представляет эллипс. Угол офсетности уточняется у производителя антенны. Приближенно он вычисляется как арксинус отношения малой оси этого эллипса к его большой оси.
АЗИМУТАЛЬНАЯ ПОДВЕСКА – стационарная подвеска антенны, не позволяющая перенастраивать спутниковую антенну со спутника на спутник.
АКТУАТОР – электродвигатель и привод для поворота и наведения антенны на различные спутники с помощью позиционера. Обеспечивает круговое или линейное перемещение антенны.
ГЕТЕРОДИН LNB – устройство, вырабатывающее синусоидальный сигнал, используемый для переноса спектра принимаемого сигнала «вниз» (с понижением частоты).
ДИАПАЗОН ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ ГЕТЕРОДИНА LNB (ГГЦ) – определяет возможность совместимости с различными типами LNB (enchanced 9,75 ГГц, standard 10,00 ГГц, DBS 10,75 ГГц, Telecom 11,475 ГГц).
КОНВЕРТОР (LNB) – устройство, предназначенное для преобразования ВЧ сигнала со спутника в промежуточную частоту ресивера. Обычно состоит из конусной антенны (размер в несколько сантиметров), усилителя, преобразователя частоты и гетеродина (см. гетеродин LNB).
LNB Low-Noise Block Downconverter – устройство, объединяющее в себе LNA и понижающий конвертор (преобразующий принимаемые антенной сигналы в более низкий частотный диапазон) промежуточной частоты.
МУЛЬТИФИД (multifeed) – механическое приспособление для закрепления двух и более конверторов на одной тарелке для приема сигналов с нескольких разнесенных в пространстве спутников. Для управления сигналами, идущими с нескольких спутников, используются переключатели (обычно по технологии DiSEqC), который позволяет подавать сигнал с нескольких (до четырех) конверторов или тарелок на один спутниковый приемник. Это один из способов построения спутниковой системы, способной принимать НЕСКОЛЬКО спутников на ОДНУ антенну – без её (антенны) перенастройки по направлению.
ПОЗИЦИОНЕР – устройство (контроллер), управляющее актуатором (двигателем).
ЧИСЛО ПОЗИЦИЙ ПОЗИЦИОНЕРА - количество дискретных положений антенны, которые поддерживает позиционер.
ПОЛЯРИЗАТОР – устройство, определяющее тип полярности принимаемого сигнала в зависимости от управляющего сигнала.
ПОЛЯРИЗАЦИЯ – свойство радиосигнала, позволяющее различать сигналы похожих частот и передавать больше сигналов в пределах имеющейся полосы. Бывает линейная (вертикальная/горизонтальная) и круговая (левая/правая) поляризация (является стандартом в России и в США).
Приемное устройство
РЕСИВЕР - приемник (receiver), который усиливает первую промежуточную частоту после конвертера антенны и декодирует принятый сигнал, преобразуя его в видео- и звуковой сигнал для монитора (телевизора).
ЧИСЛО ВХОДОВ LNB – количество СВЧ-разъемов на задней панели ресивера для подключения LNB (конвертеров). Приемник использует эти входы неодновременно.
BIT RATE - скорость цифровой передачи, измеряемая в бит/с или символ/с.
САМ (Condition Access Module) - модуль условного доступа для доступа к закодированным каналам.
C-BAND – диапазоны частот 3,40 - 5,25 и 5,725 - 7,075 ГГц.
Ku-Band – диапазоны частот 10,70 – 12,75 ГГц и 12,75 – 14,80 ГГц.
Ka-Band – диапазоны частот 15,40 – 26,50 ГГц и 27,00 – 50,20 ГГц.
DBS (Direct Broadcasting Satellite) – спутниковые системы непосредственного (прямого) телевизионного вещания (НТВ) или Direct-To-Home (DTH).
DVB (Digital Video Broadcasting) – общий международный стандарт цифровой передачи мультимедиа. Для спутниковых систем – DVB-S, а для кабельного телевидения – DVB-C и эфирного телевидения – DVB-T. Эти подсистемы используют различные частотные диапазоны и алгоритмы цифрового кодирования.
МУЛЬТИСВИЧ (multiswitch) – устройство, применяемое в системах SMATV и других спутниковых системах для независимого приема с общей антенны.
RCA-разъем «Колокольчик» – Разъем для подключения внешней аппаратуры (аудио и др.).
SCART-разъем – 21-контактный штыревой разъем для подключения внешних аналоговых видеоустройств (телевизор, видеомагнитофон).
FTA – это означает «Free To Air», то есть ресивер, который умеет принимать открытые некодированные каналы.
CAS (Conditional access) – ресивер, который умеет принимать закрытые кодированные каналы. Кодированные каналы в той или иной системе кодирования. Это, как правило, платное телевидение: надо покупать карточку у провайдера данного кодированного пакета.
Телевидение
MB-диапазон – диапазон метровых волн, который используется в аналоговом телевидении. Занимает частотный диапазон от 46 до 230 Мгц и обеспечивает прием 12 каналов аналогового телевидения шириной 6,5 МГц.
ДМВ-диапазон – диапазон дециметровых волн, используемый в аналоговом телевидении. Занимает диапазон от 470 до 806 МГц и обеспечивает прием с 14 по 69 канал аналогового телевидения.
HDTV (High Definition TV) – телевидение высокого разрешения, использующее увеличенное число строк на экране для большей четкости изображения.
IF – промежуточная частота. Сигнал между LBN и приемником, а также частота настройки приемника; стандартная – 950–1750 МГц, расширенная – 950–150 МГц и с широкой полосой 700–2150 MHz .
MPEG (Moving Picture Experts Group) – группа стандартов для сжатия и передачи аудио- и видеосигналов (MPEG-1, MPEG-2, MPEG-3, MPEG-4, MPEG-7).
MPEG-1 Audio Layer 3 (MP3) – стандарт сжатия и передачи звукового сигнала. Коэффициент сжатия 1:10 – 12; скорость передачи 112 – 128 кбит/с для стерео.
MPEG-2 – стандарт сжатия и передачи видео- и звукового сигнала без избыточности; применяется в цифровых спутниковых системах и DVD.
NTSC (National Television Standards Committee) – стандарт аналогового телевидения, принятый в США и адаптированный рядом других стран (525 строк, 60 Гц).
PAL (Phase Alternation System) – аналоговый ТВ-стандарт, разработанный в Германии (625 строк, 50 Гц).
SECAM – система аналогового цветного телевидения, разработанная во Франции и применяемая в России (625 строк, 50 Гц). Не совместима с PAL и NTSC.
VideoCrypt – система кодирования сигнала в аналоговом вещании.
SMATV - система спутникового телевидения коллективного пользования, обеспечивающая независимый прием различных каналов с одной общей антенны. Главное устройство это конвертор в котором несколько независимых гетеродинов, преобразуют сигналы с нескольких транспондеров одного или нескольких спутников расположенных в одной орбитальной позиции, в неперекрывающиеся области первой промежуточной частоты. Основная трудность – расчет каждого гетеродина в SMATV конверторе. Для приема используются стандартные спутниковые ресиверы, но управление первым гетеродином, расположенным в конверторе, в них отключено.
VSAT (Very Small Aperture Terminal) – небольшой приемо-передающий спутниковый терминал (диаметр антенны 1,2 – 2,4 м).
FEC (Forward Error Correction) – коэффициент, который показывает избыточность информации для данного пакета (избыточность используется для восстановления информации в случае ошибки). FEC может принимать стандартные значения в 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8, 1. Коэффициент FEC 7/8 означает, что на каждые семь битов информации передается один избыточный бит для коррекции ошибок.
SR (Symbol Rate) – скорость потока передаваемых данных для данного пакета или канала, Ms/s или MВ/s, что для нас в данном случае все равно, так как «символ» равен «байту». Обычно от 2 Ms/s может вещать один канал с качеством изображения, как на бытовом VHS, или более 10 качественных звуковых каналов. При 3–4 Ms/s на канал реализуется качество не хуже, чем в системе PAL. При больших скоростях (вплоть до 15 Ms/s на канал) можно передавать каналы с повышенным, студийным качеством, включая HDTV. Когда передаются несколько каналов сразу, то SR всего пакета обычно от 17.5 до 27.5, теоретически доходя до 45. При этом может применяться динамическое перераспределение SR между каналами одного пакета.
