13.2.Спутниковое телевизионное вещание [47]

Спутниковое телевизионное вещание — это передача через космический спутник-ретранслятор телевизионного изображения и звукового сопровождения от наземных передающих станций к приемным. В сочетании с кабельными сетями спутниковая телевизионная ретрансляция через спутники сегодня является основным средством обеспечения многопрограммного высококачественного телевизионного вещания.

В зависимости от организации спутниковое ТВ вещание может осуществлять­ся двумя службами:

• Фиксированной спутниковой службой (ФСС). В этом случае передаваемые через КА телевизионные сигналы принимаются с высоким качеством наземными станциями, расположенными в зафиксированных заранее пунктах. С этих станций через наземные ретрансляторы телевизионный сигнал доставляется индивидуальным потребителям (рис. 13.4)

Рис. 13.4. Ретрансляция спутниковых сигналов наземным телецентром

• Радиовещательной спутниковой службой (РВСС). В этом случае ретранслируемые КА телевизионные сигналы предназначены для непосредственного приема населением (непосредственным считается как индивидуальный, так и коллективный прием, при котором телезрители при­нимают программу по кабельной сети) (рис. 13.5).

Рис. 13.5. Непосредственное телевизионное вещание

Большое распространение в настоящее время получили относительно простые и недорогие установки с антеннами небольших размеров для непосредственного приема телевизионных сигналов со спутников. Система спутникового телевизионного вещания включает в себя следующие подсистемы (рис. 13.6):

• Передающий телевизионный центр

• Активный спутник-ретранслятор

• Приемное оборудование

Рис. 13.6. Применение спутниковой ретрансляции для ТВ вещания

Современные технические средства позволяют сформировать достаточно узкий пучок волн, чтобы при необходимости сконцентрировать практически всю энергию передатчика КА на ограниченной территории, например, на территории одного государства.

Ее вид и размеры зависят от диаграммы направленности передающей антенны спутника-ретранслятора. Несмотря на то, что антенна всегда направлена в точку прицеливания, за чем следят специальные устройства, зона обслуживания имеет сложную геометрическую форму. Если диаграммы направленности бортовых антенн КА достаточно широки, чтобы охватить всю видимую с него часть Земли, то зона обслуживания является глобальной.

В спутниковом телевидении уровень излучаемого с космического аппарата сигнала принято характеризовать произведением мощности (в ваттах) подводимого к антенне сигнала на коэффициент ее усиления (в децибелах) относительно изотропного (всенаправленного) излучателя. Эту характеристику называют эквивалентной изотропно-излучаемой мощностью (ЭИИМ) и измеряют в децибелах на ватт. Уровень сигнала в точке приема определяется плотностью потока мощности у поверхности Земли относительно потока мощности 1 Вт, проходящего через 1 (дБВт/ ).

В 1977 г. состоялась Всемирная административная радиоконференция по планированию радиовещательной спутниковой службы, на которой был принят ныне действующий Регламент радиосвязи. В соответствии с ним земной шар разделен на три района, для вещания на каждый из которых выделены свои полосы частот, Как видно из рис. 13.7, Россия и страны СНГ входят в Район 1.

Рис. 13.7. Районы спутникового вещания

В Регламенте указаны полосы частот метрового и дециметрового диапазонов, в которых работают радиопередающие средства телевизионного вещания. В этих полосах частот ряд частотных планов, разработанных на основании защитных отношений и других параметров, рекомендованных МККР (Международным Консультативным Комитетом по Радиосвязи), согласован на международном уровне.

Для систем спутникового вешания выделены полосы частот, представленные в табл. 13.1.

Таблица 13.1. Полосы частот систем спутникового вещания

Наименование диапазона	Полоса частот, ГГц
L-диапазон	1,452-1,550 и 1,61-1,71
S-диапазон	1,93-2,70
С-диапазон	3,40-5,25 и 5,725-7,075
Х-диапазон	7,25-8,40
Ки-диапазон	10,70-12,75 и 12,75-14,80
Ка-диапазон	15,4-26,5 и 27,0-50,2
К-диапазон	84-86

Два последних диапазона — Ка и К — почти не используются, и пока считаются экспериментальными Однако вещание спутниковых телепрограмм в этих диапазонах позволит значительно уменьшить диаметр приемных антенн. Например, если антенны Ки-диапазона (10,70—12,75 ГГц) имеют характерные размеры 0,6 - 1,5 м, то антенны К-диапазона (84 - 86 ГГц) при том же значении коэффициента усиления будут иметь размеры 0,10 - 0,15 м. Кроме того, информационная емкость этих диапазонов значительно выше. Под информационной емкостью понимается количество телевизионных каналов, которое можно разместить в данном диапазоне частот.

Основная проблема в освоении этих диапазонов — экономическая, а именно, проблема создания недорогих массовых индивидуальных приемников. Сформулированные в Регламенте радиосвязи основные положения, касающиеся систем непосредственного спутникового телевизионного вещания (СНТВ), сводятся к следующему:

> В системах СНТВ используются спутники-ретрансляторы, расположенные на геостационарной орбите.

> Для радиолиний Земля - Космос и Космос — Земля выделены фиксированные полосы частот (табл. 13.2).

> Рекомендуется передача частотно-модулированного сигнала с предыс­кажениями.

Таблица 13.2. Полосы частот, ГГц, выделенные спутниковому

ТВ вещанию ФСС и РВСС для Района

Фиксированная спутниковая служба			Радиовещательная	спутниковая служба
Космос —Земля	Земля —Космос		Космос —Земля	Земля —Космос
3,4-4,2		5,725-7,075	0,62-0,79	10,7-11,7
4,5-4,8		7,9-8,4	2,50-2,69	14,0-14,8
7,25-7,75		12,50-13,25	11,7-12,5	17,3-18,1
10,7-11,7		14,0-14,8	40,5-42,5	47,0-49,2
12,50-12,75		17,3-17,7	84-86	-
17,7-21,2		27-31	-	-
37,5-40,5		42,5-43,5	-	-
81-84		47,2-50,2	-	-
102-105		50,5-51,4	-	-
149-164		71,0-75,5	-	-
231 -241		92-95	-	-
-		202-217	-	-
-		265-275	-	-

> Величина отношения сигнал/шум не должна быть меньше 14 дБ.

> Плотность потока мощности в зоне обслуживания не должна превы­шать —103 дБВт/м² для индивидуального приема и —111 дБВт/м² — для коллективного.

> Для увеличения объема передаваемой информации рекомендуется двукратное использование рабочих частот, что возможно благодаря развязке по поляризации.

> Приемную установку ТВ необходимо характеризовать коэффициентом добротности, который определяется как отношение коэффициента усиления антенны к суммарной шумовой температуре станции G/T.

В 1988 г. наша страна присоединилась к «Конвенции по распространению несущих программ сигналов, передаваемых через спутники» (Брюссель, 1974 г.). В связи с этим в нашей стране индивидуальный прием спутниковых телевизионных программ РВСС и ФСС может осуществляться без ограничений, если принятые программы не распространяются далее посредством эфира, по кабельной сети или в виде магнитных записей. Коллективный прием сигнала, предполагающий последующее распространение программ, может производиться только по разрешению их создателей.