13. Краткая характеристика спутникового, кабельного, сотового и объемного телевизионного вещания

На сегодняшний день эфирное или наземное (terrestrial) телевидение остается самым доступным и широко распространенным средством доставки зрителям вещательных программ. Однако для обмена телевизионными программами между удаленными друг от друга пунктами нужны новые системы ТВ вещания. Эта проблема решается спутниковыми системами связи (ССС).

Спутниковое телевидение (СТВ) является в настоящее время самым динамично развивающимся способом передачи ТВ сигналов на большие расстояния. Отличительной особенностью спутникового ТВ вещания является возможность для телезрителя принимать интересующую его программу с любого спутника, находящегося в зоне видимости. При наземном ТВ вещании зритель принимает программы радиостанций, находящихся в зоне прямой видимости (70-100)км.

Другим недостатком эфирного телевидения является его низкая защищенность от разного вида промышленных помех, большое количество зон и интенсивных отраженных сигналов. Использование кабельных систем ТВ вещания позволяет уменьшить влияние внешних помех и, следовательно, получить на экране телевизора более качественное изображение. Кроме того, системы кабельного телевидения обеспечивают передачу сигнала не только от кабельной ТВ станции к абоненту, но и обратно. Это позволяет абоненту получить ряд услуг, о которых говорилось ранее (см. п. 7.6.1).

В основе построения спутниковой системы связи лежит идея размещения ретранслятора на космическом аппарате (КА). Движение КА длительное время происходит без затрат энергии, а энергоснабжение всех систем осуществляется от солнечных батарей. КА, находящийся на достаточно высокой орбите, способен «охватить» очень большую территорию — около трети поверхности Земли, поэтому через его бортовой ретранслятор могут связываться любые станции, находящиеся на этой территории. Трех КА практически достаточно для создания глобальной системы связи (рис. 13.1).

Принцип спутниковой связи заключается в ретрансляции отражающей поверхностью или аппаратурой спутника сигнала от передающих наземных станций к приемным.

Рис. 13.1. Глобальная спутниковая система связи

Таким образом, в зависимости от характера обработки сигнала на спутнике ретрансляция может быть пассивной или активной. В первом случае функции ретранслятора выполняют развертываемые в космосе специальные отражатели, например, тонкостенные конструкции из металлизированных синтетических пленок. Такая конструкция имеет значительную площадь (несколько десятков квадратных метров), рассеивает падающие на нее радиоволны, а наземная приемная станция улавливает часть их энергии. Достоинствами такой системы являются: способность работать продолжительное время, надежность, простота управления. Следует также отметить возможность одновременного и независимого использования одного спутника практически неограниченным числом систем связи при условии, что они работают на разных частотах.

Опыт эксплуатации таких спутников-ретрансляторов выявил основной недостаток систем связи, в которых они используются, — низкую эффективность вследствие слишком большого затухания сигнала, предопределяющего необходимость в большой (до 10 МВт) мощности передающих станций и очень высокой чувствительности приемных наземных устройств. Это обусловливает сложность и высокую стоимость приемопередающей аппаратуры и, следовательно, системы космической связи в целом. Кроме того, малая мощность отраженного сигнала приводит к низкому качеству связи из-за большого влияния шумов и помех. Еще одним серьезным недостатком является большая сложность создания системы с ограниченной зоной покрытия. Все это заставило отказаться от создания систем регулярной связи на основе пассивных ретрансляторов.

Спутниковая система связи с активным ретранслятором в энергетическом отношении более предпочтительна. Наличие на борту КА всего комплекса приемопередающей аппаратуры позволяет значительно уменьшить мощность наземной передающей станции и чувствительность приемного устройства. Экономический эффект от эксплуатации такой системы определяется числом пользователей и дальностью связи.

Спутниковая связь с активной ретрансляцией универсальна в отношении передаваемой информации: вследствие широкополосности и большой пропускной способности спутниковой аппаратуры имеется возможность вести с высокой надежностью радиосвязь, обмен телевизионными и радиовещательными программами, передачу многоканальных телеграфных и фототелеграфных сигналов, цифровой информации между удаленными земными потребителями (рис. 13.2).

Рис. 13.2. Использование КА с активным ретранслятором