Учебник Ситникова II часть - Радио ТВ
.pdf1930 г., специалисты лаборатории А. Белла осуществили двухстороннюю связь между видеофонами, находящимися на разных концах Нью-Йорка. Человек, стоящий перед телекамерой, приложив к уху громкоговоритель и держа перед собой микрофон, мог видеть и слышать другого человека, производившего такие же действия. Из-за дороговизны канала связи в то время видеофоны так и не стали распространенным способом общения, обычный телефон был значительно дешевле и мог передавать достаточное количество информации.
Репортажи из «горячих» точек до недавнего времени телезритель, как правило, получал без движущейся «картинки» , на экране появлялась географическая карта местности, в нижнем углу экрана портрет корреспондента, а вся информация передавалась звуковым рядом. Тяжелые профессиональные видеокамеры лишали оператора маневра, делали его заметным, и, к сожалению, это стоило жизни многим журналистам. Вес и размеры оборудования в данном случае имеют решающее значение; при съемке в экстремальных ситуациях фотокорреспонденты, использующие несравнимо меньшие по размеру камеры, предпочитают не пользоваться сменной оптикой, экономя на каждом грамме оборудования. Но даже если удастся произвести съемку портативной видеокамерой, о передаче материала с места события не могло быть и речи.
В 2001 г. для прямых репортажей с места события компания CNN впервые использовала видеофоны (остров Хайнань), произведенные лондонской компанией 7Е Communications. Позднее оборудование закупает Associated Press. Видеофон размещается в корпусе размером с портфель, масса оборудования 4,5 кг, канал связи — спутниковый. Следующее успешное использование видеофонов — последствия теракта 11 сентября 2001 г., потом прямые эфиры из Афганистана и Ирака.
Разрешающая способность видеофона сведена к минимуму за счет снижения частоты развертки луча, но все же такое изображение лучше, чем никакое.
Вслед за английской компанией к производству видеофонов приступила австрийская фирма Scotty, помимо журналистов они были закуплены Пентагоном. Видеофон выполнен в виде ноутбука с подключенной к нему портативной видеокамерой. Металлический корпус способен предохранить оборудование от ударов. Спутниковая связь обеспечивается двумя складными антеннами через спутник системы Inmarsat. Скорость передачи данных — 128 Кбит/сек.
Телевизионный центр, его назначение и состав
Комплекс технических устройств для производства и распространения телевизионных программ называется телецентром (ТЦ). По своему назначению телецентры делятся на программные и передающие (ретрансляционные). В программных ТЦ создаются телевизионные программы, а передающие ТЦ служат для распространения телевизионного сигнала при помощи различных технических средств и каналов связи.
Основным звеном телевизионного центра является аппаратно-студийный комплекс (АСК), в состав которого входят аппаратно-студийные (АСБ) и аппаратно-программные блоки (АПБ), центральная аппаратная (ЦА), а также видеомагнитофонная (ВМА) и телекинопроекционная (ТКА) аппаратные.
В нашей стране Технический телевизионный центр был введен в эксплуатацию к 50-ой годовщине Октябрьской революции — 7 ноября 1968 г. ТТЦ объединял два аппаратностудийных комплекса: первый в Останкино, второй на Шаболовке. С 1980 г. был введен в
строй еще один АСК, расположенный рядом с останкинским комплексом. Таким образом, в состав ТТЦ входят три аппаратно-студийных комплекса. С этого времени из Останкино транслируются общесоюзные программы со сдвигом на пять временных зон (на территории
СССР было 11 часовых поясов).
Назначение центрального телевизионного технического центра в наше время изменилось: он не производит программы самостоятельно, а обеспечивает техническую поддержку более
чем 60-ти телерадиокомпаниям (ОРТ, НТВ, ТВ-Центр и т.д.). Суточный объем телерадиовещания составляет примерно 600 часов.
Из внестудийных средств в ТТЦ работают пять ПТС (4-5 телекамер) и две ПРТС (1-2 телекамеры), четыре передвижные звуковые станции (ПЗС) и 25 ТЖК.
Аппаратно-студийный блок является основным звеном подготовки телепередач, производящихся в записи. В состав АСБ входят:
1)студии с телекамерами, осветительным оборудованием, микрофонами, выносными мониторами;
2)режиссерская аппаратная, отделенная от студии смотровым стеклом, за которым расположены пульты видеорежиссера и звукорежиссера. Режиссер может следить за работой камер по видеоконтрольным устройствам (мониторам), расположенным настойках. При помощи акустического оборудования он связан с телеведущими и
операторами, кроме того, он имеет возможность управления видео- и кинопроекционными аппаратными. Звукорежиссер помимо включения определенного микрофона имеет возможность звукового сопровождения телевизионного изображения; 3) техническая аппаратная оснащена усилительно-контрольным оборудованием (синхрогенератор ВКУ, осциллографы, измерительная аппаратура).
В настоящее время в составе Останкинского ТТЦ работают 22 аппаратно-студийных блока. Площадь студий колеблется от 50 до 1000 кв. м, количество телекамер — от 3 до 8.
Аппаратура ТЦ быстро обновляется, например, телекомпания НТВ использует три цифровых аппаратно-студийных блока и один аппаратно-программный.
Аппаратно-программный блок является основным звеном подготовки телепрограмм. Из ранее записанных телепередач или их частей, «живых» репортажей, прямых новостных эфиров и т.д. формируется целая программа. К этому моменту телепередачи проходят режиссерский, звукорежиссерский контроль, монтаж и проверяются службой технического контроля.
Всоставе АПБ, как правило, присутствует эфирная студия с телекамерами, осветительным оборудованием, микрофонами, ВКУ и пультом диктора для прямого эфира. Тут же используется оборудование, предназначенное для автоматизации выпуска программ.
Например, в АСК ОРТ работает 14 аппаратно-программных блоков, с эфирными студиями площадью 60 кв. м. Только в информационном комплексе находятся шесть АПБ с тремя студиями.
Всоставе телецентра могут одновременно работать несколько аппаратно-студийных и аппаратно-программных блоков, поэтому координирующим центром всего аппаратностудийного комплекса является центральная аппаратная. Здесь происходит коммутация всех программ и распределение их по телевизионным радиостанциям и междугородным линиям связи. Сюда поступают сигналы из технических, видеомагнитофонных и кинопроекционных аппаратных.
Видеомагнитофонные аппаратные (ВМА) бывают двух типов: аппаратные записивоспроизведения и аппаратные электронного монтажа. Видеосигналы через центральную аппаратную поступают на видеомагнитофоны. С пульта центральной аппаратной можно как записывать, так и воспроизводить необходимую информацию. Здесь расположено коммутационно-измерительное оборудование, отсюда в центральную аппаратную поступает основное количество сигналов для эфира с группы синхронно работающих видеомагнитофонов .
В составе центрального ТТЦ 19 видеомагнитофонных аппаратных и аппаратная озвучивания информационных сюжетов. Выдача программ в эфир обеспечивается с видеомагнитофонов в формате Betacam SP.
Аппаратная электронного монтажа предназначена для создания телепередач с помощью нелинейного монтажа. Она может заменить аппаратную записи/воспроизведения, так как в ближайшее время вещание будет осуществляться по безленточной технологии с видеосерверов. Тут же в передачу могут вводиться цифровые видеоэффекты.
Останкинский ТТЦ располагает 26-ю аппаратными электронного монтажа с оборудованием фирмы Sony.
Для передачи в эфир кинофильмов или их фрагментов снятых на светочувствительную пленку (кинопленку), используется телекинопроекционная аппаратная (ТКА),
Поскольку далеко не вся кинопродукция переведена в цифровой вид, осуществить ее показ по ТВ возможно при помощи специального телекинопроектора. Количество кадров в кино составляет 24 кадра в секунду, а в системах PAL/ SECAM — 25 кадров в секунду, поэтому проектор вынужден работать с чуть большей скоростью. Зритель не замечает, что тональность звука чуть-чуть повышается, и фильм заканчивается немного быстрей. Кроме того, смена кадров в ТВ осуществляется разверткой луча, а в кинопроекторе обтюратором, прерывающим световой поток.
Несмотря на популярность аналоговых и цифровых ТЖК, в ТТЦ используются 20 комплектов кинокамер (16 и 35 мм) и имеется аппаратура перевода сигнала с кинопленки на магнитную ленту. Звуковое сопровождение кино- и видеофильмов производится в комплексе озвучивания программ в формате Betacam SP.
Каналы связи
Для распространения телевизионного сигнала обычно применяются радиорелейные, кабельные и спутниковые линии связи. Весь комплекс технических средств, обеспечивающий передачу ТВ-сигнала, называется телевизионной передающей сетью.
Радиорелейные линии
Впервые идея передачи видеосигнала по эфиру, без проводов, была предложена пятнадцатилетним польским гимназистом Мечиславом Вольке еще в 1898 г., юный изобретатель послал заявку на изобретение в Петербург. В телеприемнике, названном Вольке «телектроскопом «, будущий академик предлагал использовать газоразрядную лампу. Напомним, что до первых экспериментальных телепередач пройдет больше четверти века.
На заре развития телевидения, учитывая огромную территорию нашей страны, предпочтение было отдано развитию радиорелейных (беспроводных) линий связи. Поскольку дальность распространения радиоволн в УКВ-диапазоне ограничена расстоянием прямой видимости (геометрической видимости), приемные и передающие антенны необходимо поднять на возможно более высокий уровень над поверхностью Земли.
Прокладывать подземные кабели для соединения телецентров было довольно дорого, кроме того, при повреждении канала связи обнаружить разрыв было бы непросто. Радиорелейные линии позволяли при необходимости изменить направление ТВ-сигнала или сделать его разветвление, перенаправив передающую антенну, не используя дорогостоящие земельные работы.
Сигнал с центральной телевизионной башни достигает ретранслятора (приемной антенны, расположенной на металлической опоре высотой 250-300 м), усиливается и проходит дополнительную обработку, при этом зона уверенного приема вокруг ретранслятора составляла 60—80 км. Для трансляции сигнала небольшим населенным пунктам применяются ретрансляторы малой мощности с радиусом действия 2—15 км.
Ретранслятор (активный) состоит из антенн, радиоприемника, радиопередатчика, устройства дистанционного управления и источника электропитания1. От одного ретранслятора сигнал передается к другому, от него к следующему и т.д.
Первой телевизионной башней в Советском Союзе была Шаболовская радиобашня высотой 148 м, построенная по проекту В. Г. Шухова в 1921 г. Развитие телевидения потребовало строительства более высокого сооружения, кроме того, парк технического оборудования разрастался и требовал специальных площадей. В середине 50-х гг. было принято решение о строительстве новой телебашни, строительная площадка которой перекочевала из Черемушек в Останкинский питомник. Под руководством архитектора Николая Васильевича Никитина на огромный фундамент водрузили пустотелую бетонную оболочку высотой 500 м, которую удерживали полторы сотни металлических канатов. Максимальная высота с передающими антеннами составляла 536 м. Авторский коллектив получил Ленинскую премию в области науки и техники. Более высокой в мире была только канадская телебашня в Торонто (550 м).
Зона уверенного приема вокруг Останкинской башни составляет 120 км.
27 августа 2000 г. на отметке 450 метров в башне вспыхнул пожар. Через два часа с начала возгорания прекратили вещание метровые телеканалы ОРТ, РТР, НТВ, «Культура» и ТВ-б. Еще спустя полчаса из эфира ушли дециметровые каналы ТВЦ и СТС, появились помехи в радиовещании УКВ диапазона. Некоторые каналы перешли на резервное вещание. После этого трагического события на отметке 147 метров на скорую руку был установлен маломощный передатчик, позволивший вещать на Москву. Вскоре башню восстановили, было принято решение о скорейшем развитии сети кабельного ТВ в Москве и поиска установки телекоммуникационных систем на альтернативных носителях. Всерьез рассматривалась версия установки передатчиков на аэростатах, но в то время в стране их просто не было, хотя передатчик, установленный на аэростате, был бы в состоянии передавать информацию в радиусе 30 км. Проекты, связанные с воздухоплаванием, стали всерьез разрабатываться.
Интересно, что еще в 1999 г. во время военных действий в Югославии американцы столкнулись с проблемой нехватки спутниковых каналов связи. Позднее в Афганистане из-за этой же проблемы они не могли эффективно использовать беспилотные самолеты. Начались активные разработки установки ретрансляторов на основе дирижабельных систем. Британская фирма ATG создала дирижабли, способные в течение пяти лет «висеть» у границы стратосферы на высоте 20 км. Предполагается, что флот из двух десятков таких аппаратов сможет полностью обеспечить работу сетей мобильных телефонов, ретранслировать сигналы телевидения, цифрового радиовещания и интернета.
В Москве при помощи радиопередатчика, установленного на аэростате «Барс», удалось подключить к интернету общеобразовательные школы одного из округов. Эксперимент показал практическую возможность реализации подъема ретрансляторов без строительства высотных мачт и башен. Уже разработан новый аэростат «Пума», на платформе которого может быть установлено телекоммуникационное оборудование.
Ретрансляторы метрового и дециметрового диапазон нежелательно устанавливать в пределах города, так как их излучение неблагоприятно воздействует на здоровье людей кроме того, в условиях разноэтажной застройки происходит переотражение радиоволн. Поэтому во многих странах стало развиваться ротовое телевидение, где маломощные радиопередатчики расположены в пределах городской застройки на высоких мачтах. Подобная система значительно дешевле оптико-коаксиальных кабельных сетей, так какие требуются сложные строительно-монтажные работы, при этом исчезает эффект радиотени, увеличивается выбор телепрограмм, большое количество ретрансляторов повышает надежность вещания.
На сегодняшний день радиорелейные и кабельные линии являются основой передающей телевизионной системы нашей страны, и все же на их основе в России было бы невозможно создать систему, достаточно густо покрывающую всю территорию. Эту задачу могли решить ретрансляторы, установленные на искусственных спутниках Земли.
Спутниковое телевизионное вещание
Впервые вывести летательные аппараты в верхние слои атмосферы попытались инженеры фашистской Германии, создав управляемое ракетное «оружие возмездия». В 1944 г. немецкими ракетами Фау-1 был обстрелян Лондон с целью деморализации боевого духа и выведения Великобритании из войны. В сентябре того же года немцы применили усовершенствованные Фау-2, достигавшие таких высот, что система противовоздушной обороны Лондона оказалась бессильной. Своих целей гитлеровцы не добились, но привлекли внимание множества специалистов к разработкам ракетного оружия.
Один из офицеров британской армии, будущий писатель-фантаст Артур Кларк (род. в 1917 г.), в 1945 г. опубликовал статью о возможности превращения подобных ракет в «неземные ретрансляторы. Причем А. Кларк рассчитал геостационарную орбиту (орбита, удаленная на 35 860 км от поверхности Земли, находясь на которой спутник неподвижно висит над одной точкой земной поверхности), на которой, по его мнению, достаточно было расположить три спутника, чтобы покрыть УКВ-вещанием всю планету. Электроэнергию для радиопередатчика автор статьи предлагал извлекать из света при помощи солнечных батарей.
Практики рассматривали статью как научно-фантастическую, думается, и сам автор не осознавал, что его предложения очень скоро изменят мир. Артур Кларк полагал, что на реализацию идеи потребуется 50 лет. Впоследствии идея спутникового теле- и радиовещания принесла автору множество наград, в том числе международную премию имени Маркони, золотую медаль Института Франклина, премию Линдберга и другие. Международный астрономический союз (International Astronomical Union) официально присвоил геостационарной орбите наименование «Орбита Кларка» («The Clarke Orbit»).
Интересно, что поднять ретранслятор на возможно I высокую точку при помощи самолета предлагал еще П. В. Шмаков 1937 г., и только 20 лет спустя, в 1957 г., во время VI
Всемирного фестиваля молодежи и студентов в Москве, идею осуществили. На высоту четыре километра поднялись самолеты ЛИ-2 с активными передатчиками на бортах, что дало возможность экспериментально транслировать фестиваль в Смоленск, Киев и Минск.
Первый искусственный спутник Земли был выведен на орбиту 4 октября 1957 г. специалистами Советского Союза.
Он двигался по эллиптической орбите и просуществовал до 4 января 1958 г. Уже в ноябре 1957 г, к Первому секретарю ЦК КПСС Н. С. Хрущеву обратилась группа специалистов (С.В. Новаковский, С. И. Катаев, Л. А. Дружкин) с предложением начать работы по реализации космического вещания. Ученым было ясно, что выбор спутника в качестве высокой «точки подвеса» идеален: в безвоздушном пространстве радиоволны распространяются почти без затухания, чего нельзя сказать об атмосфере Земли.
Американские ученые смогли осуществить запуск первого спутника лишь 1 февраля 1958 г. Международные договоры предусматривали, что космический аппарат называется спутником, если он совершит не менее одного оборота вокруг Земли, в противном случае его считают ракетным зондом. Спутник с установленными радиопередатчиками считается активным, примером пассивного спутника стал знаменитый американский шар «Эхо-1» (12 августа 1960 г.) с алюминиевым покрытием для отражения радиосигнала. Первым спутником, при помощи которого осуществили передачу телевизионного сигнала, был американский «Telstar I», выведенный на эллиптическую орбиту 10 июля 1962 г. На геостационарную орбиту США вышли 26 июля 1963 г. со спутником связи «Syncom 2».
Первая трансляция ТВ-сигнала из Владивостока в Москву при помощи советского спутника связи «Молния» в СССР осуществилась 23 апреля 1965 г. Техническое решение оказалось настолько эффективным, что перед учеными сразу же поставили задачу обеспечить прием видеосигнала на персональные телевизоры. Теоретически проблема была решаема, но для ее практической реализации было необходимо существенно повысить мощность бортового радиопередатчика (до десятков Квт) на спутнике, что невыполнимо по сей день, так как получить энергию в космосе можно только преобразовав свет в электричество при помощи солнечных батарей и буферов-аккумуляторов, КПД которых недостаточно высок.
Кроме того, проблема оказалась не только технической, но и политической, так как спутник с огромной высоты не может облучать территорию с учетом границ каждого государства, неизбежен «естественный перелив» радиосигнала. Ситуация осложнялась тем, что, поняв преимущества спутникового ТВ на орбитах, при помощи американских ракетоносителей свои спутники на орбите разместили многие страны: Франция (1965), Австралия (1967), Япония (1970) и т.д. Во избежание эфирной каши Международный союз электросвязи разработал план спутникового ТВ-вещания, распределив позиции спутников на геостационарной орбите, каналы, уровни сигналов и т.п. Для СССР было выделено пять позиций, так как страна разбита на пять вещательных зон (10 часовых поясов), что позволяет одновременно транслировать 70 ТВ-программ. Специалисты в области спутникового вещания приняли терминологию: «индивидуальный прием» — прием на небольшие домовые антенны, «коллективный прием» — прием излучения на сложные устройства с большими антеннами и распределительными сетями. Для увеличения пропускной способности канала связи спутники могут группироваться на небольшом участке орбиты, облучая определенный район Земли, или в различных орбитальных точках, направляя передающие антенны на обслуживаемую территорию.
Система «Орбита»
Для наиболее полного охвата населения в СССР приступили к строительству гигантской коллективной приемной сети «Орбита». В 1967 г. первые 20 станций были введены в
эксплуатацию. Удаленные районы Крайнего Севера, Дальнего Востока и Средней Азии получили возможность смотреть Центральное телевидение. Первая программа
формировалась в Москве, а четыре ее дубля, в зависимости от часовых поясов, в записи транслировались в соответствующую зону.
В 1982 г. число приемных станций достигло 100, они работали на территории от Северного Ледовитого океана до Каспийского моря. Гигантские 12-метровые «тарелки» перемещались, следя за спутниками, они работали при температурах от +50 до -50°С и, несмотря на свои размеры, выдерживали бури со скоростью ветра до 25 м/сек. И все же, поскольку спутники летали по эллиптическим орбитам, существовали эфирные «дыры», когда между спутником и каким-либо населенным пунктом исчезала прямая видимость. Для преодоления этой проблемы в качестве передвижных ретрансляторов, были задействованы корабли Академии наук СССР («Космонавт Юрий Гагарин», «Академик Сергей Королев», «Космонавт Владимир Комаров «, « Космонавт Георгий Добровольский»), на палубах которых разместили спутниковые приемные и передающие антенны. Перемещаясь по акватории Мирового океана, они закрыли большинство «эфирных дыр». Кроме морских передвижных ретрансляторов была также создана перевозимая станция «Марс» с параболической антенной диаметром семь метров. Это был звездный час Советского телевидения, но система «Орбита» была очень затратной, и ее развитие было прекращено. Специфической чертой «Орбиты» являлось то, что мощность передатчика на космическом аппарате могла быть минимальной. Правда, приняв московский сигнал со спутника, наземная станция была вынуждена усиливать его в несколько миллионов раз для возможности передачи ближайшему телецентру по кабельным сетям или радиорелейным линиям. Иными словами, низкая мощность передатчика компенсировалась сложной и дорогостоящей приемной системой.
Распределительные телевизионные сети «Экран» и «Москва»
Колее экономичными оказались сети «Экран» (1976) и «Москва» (1979). Идеология систем заключалась в том, чтобы увеличить мощность передатчика на ретрансляторе спутника и одновременно упростить, а следовательно, и удешевить оборудование приемных наземных станций. Спутники расположены на геостационарной орбите. Высоко висящий ретранслятор может облучать территорию 2-3 часовых посов, размеры наземных приемных антенн станций «Москва» уменьшились до 2,5 м в диаметре. Существует и перевозимый комплект оборудования приемной станции «Москва», умещающийся в кузове грузового автомобиля.
Достаточно эффективной сетью распределения спутниковых программ для районов Сибири и Крайнего Севера является система «Экран», покрывающая 40% российской территории. Приемные устройства могут быть двух типов: сложные (1 класс) и упрощенные (2 класс). Принятый со спутника сигнал распространяется через кабельные сети или маломощные ретрансляторы. В настоящее время в стране работают 1500 станций данной системы, а в странах СНГ — 750 приемных установок системы «Экран» и 1000 приемных станций «Москва». Совместное использование систем «Москва и «Экран» позволило транслировать две центральные программы по всей территории страны с учетом пяти временных зон.
Обобщенная схема работы спутникового вещания на коллективные приемные сети выглядит так: готовый видеосигнал из телецентра подается на ретранслятор искусственного спутника Земли, после чего отправляется земным теле- и радиостанциям (для передачи сигнала со спутников используются сантиметровые волны), далее распространяясь по радиорелейным линиям или кабельным сетям. Применение данных технологий снижает затраты телезрителя или радиослушателя, избавляя его от необходимости приобретать дорогостоящее оборудование для непосредственного приема программ со спутников.
Пять зон телевещания программ ВГТРК и ОРТ обеспечивает национальная орбитальная группировка из 10 спутников. Идет работа по переводу систем «Орбита», «Москва» и «Экран» с аналогового на цифровой стандарт (MPEG-2/DVB-S.), что позволит повысить
качество ТВ-изображения и сократить количество спутников до пяти Вся космическая группировка ФГУП «Космическая связь» на сегодняшний день представлена 14 спутниками.
Разумеется, наиболее перспективным в спутниковом вещании будет прием видеосигнала на индивидуальные антенны, но в этом случае государство переложит свои затраты на каждую семью, а учитывая низкую платежеспособность населения, сейчас сделать это невозможно. По радиорелейным линиям сигналы со спутников транслируются 80% населения России, по кабельным сетям — 19%, а индивидуальные «тарелки» имеют только 1% жителей России.
Системы индивидуального приёма спутникового ТВ
Для того чтобы принимать ТВ-программы со спутника непосредственно на домашний телевизор, необходимо, чтобы сигнал, излучаемый ретранслятором из космоса, полностью соответствовал характеристикам сигнала, воспринимаемым телеприемником. Как уже отмечалось, такая задача была поставлена перед учеными в самом начале космической эры, но так и не была решена из-за нехватки мощности бортовых передатчиков, да и размеры передающих антенн на спутниках в этом случае должны значительно превышать существующие. Поэтому в современных системах используются специальные устройства преобразования сигнала. Для снижения диаметра антенн был необходим прорыв в области малошумящих усилителей, и уже в 1982 г. такая система была создана в Канаде (ANIK), в 1984 г. — в Японии (BS-2), позднее в Германии, Франции, в 1996 г. в России («НТВ-Плюс»). Спутники «Галс-1» и «Галс-2», используемые для вещания НТВ+, были выведены на геостационарную орбиту в 1994 и 1995 гг.
Спутники бывают низкой (20 Вт), средней (45 Вт) и высокой мощности (более 100 Вт), для индивидуального приема используются последние. Сигнал со спутника достигает поверхности Земли чрезвычайно ослабленным, и, если его не усилить, он будет подавлен различными шумами, поэтому его улавливают при помощи параболической антенны (в виде тарелки). Такая форма антенны выбрана потому, что сигнал, отражаясь от любого участка изогнутой поверхности, может концентрироваться в одной (фокальной) точке (по такому же принципу свет концентрируется в автомобильной фаре), где он попадает на конвертор и преобразуется до необходимых частот. Далее сигнал по кабелю передается спутниковому приемнику — ресиверу (или тюнеру), где хранятся настройки каналов.
Чем больше диаметр антенны, тем больше сигналов с различных спутников можно уловить. Сейчас в основном используются антенны со смещенным центром — офсетные, где конвертор не перекрывает полезную площадь принимающей поверхности. Согласно международному праву перехват спутниковых программ в коммерческих целях запрещен, но уменьшение размеров приемных антенн с нескольких метров до десятков сантиметров сделало невозможным тотальный контроль. В результате телекомпании были вынуждены прибегнуть к шифровке сигналов.
В Российской Федерации действуют множество фирм, предоставляющих услуги в области наземного приема индивидуальных спутниковых программ. Первой на отечественный рынок вышла телекомпания «Космос-ТВ», учрежденная в 1991 г. Главным центром радиовещания и телевидения (ГЦРТ) и американским предприятием Metromedia International Telecommunications, Inc. Предложение компании не только приобретать дорогостоящее приемное оборудование, но и арендовать его способствовало популярности компании среди иностранцев, временно проживающих в Москве. Компания также предлагает услуги приема сигналов на коллективные домовые антенны с дальнейшей разводкой сигналов по кабелям до конечного потребителя. «Космос-ТВ» предоставляет возможность просмотра информационных, познавательных, развлекательных, детских, спортивных и др. программ, ее услугами на сегодняшний день пользуются 15 российских каналов.
С конца 1996 г. начала вещание российская компания «НТВ-Плюс», учрежденная финансовой группой «Мост». К концу года количество абонентов составляло только 17 тыс.
человек, а транслировалось всего четыре канала. С 1997 г. передачи стали кодироваться. Цель создания российских спутниковых каналов была оправдана, и к концу 2003 г. компания имела 260 тыс. абонентов и предлагала 40 цифровых каналов. Размеры приемной антенны небольшие — 60—90 см в диаметре.
В настоящее время в России можно получать некоторые российские и мировые спутниковые каналы бесплатно, не прибегая к услугам вещательных фирм. Для этого достаточно купить приемное оборудование и установить его на стене или балконе дома. Например, выбрав «тарелку» диаметром 90 см, можно направить ее на спутник «HotBird» и бесплатно получать более 300 цифровых каналов.
Многие специалисты предрекают будущее в ТВ-вещании низкоорбитальным спутникам связи, находящимся на орбите до 1000 км, благодаря чему можно получать на Земле сильный сигнал. В системах передачи данных могут использоваться комплексы низкоорбитальных спутников, в которых с каждой абонентской системой взаимодействует цепочка летящих один за другим спутников, образуя что-то наподобие интернет-паутины.
Кабельное ТВ
Передача видеосигнала по кабельным сетям является наиболее перспективным способом распространения информации. В качестве основной магистрали применяются оптоволоконные кабели, а для доставки информации до конечного потребителя («последняя миля») используется витая медная пара или коаксиальный кабель.
Первая в мире экспериментальная кабельная сеть была внедрена в Москве в 1939 г., она обслуживала два дома на Петровском бульваре по 30 абонентов в каждом. У конечного пользователя в квартире располагался четырехламповый телевизор упрощенной конструкции Александровского радиозавода. В дальнейшем с расширением каналов вещания данную разработку сочли неперспективной.
Первую примитивную кабельную сеть в США в 1948 г. соорудил владелец магазина бытовой техники Джон Уолсон в небольшом городке Маханой-сити (шт. Пенсильвания), расположенном в гористой местности. Качество приема видеосигнала на антенны телевизионных приемников из-за перепада высот было недостаточным. Тогда Дж. Уолсон укрепил высокую мачту на ближайшей горке и поставил на ней антенну, электрический кабель от которой подключил на вход телевизора. Изображение заметно улучшилось. После этого он присоединил кабелем к наружной антенне собственный дом и дом соседа. Через год, объединив свои усилия с компанией Jerrold Electronics Corp., расположенной на другом конце города, за абонентскую плату три доллара в месяц они стали протаскивать кабель всем желающим.
Вначале 50-х гг. проблемы с получением ТВ-лицензии на эфирное вещание1 привели к быстрому росту небольших кабельных сетей по всей Америке. К 70-м гг. пропускная способность кабеля значительно возросла, и компании, разместив комплексы антенн на высотных зданиях, стали ретранслировать эфирные каналы, а к середине 70-х гг. еще и спутниковые. Собственные программы кабельных каналов поначалу были примитивными. Однако 1 июня 1980 г. начала вещание глобальная кабельная сеть CNN, основанная американским бизнесменом Робертом Эдвардом Тернером (род в 1938 г.), с высококачественными программами собственного производства. В течение пяти лет канал стал настолько популярным, что стал транслироваться через спутники по всему миру.
ВЗападной Европе большинство жителей получают телевизионный сигнал по кабелю, телецентры доставляют по нему эфирные, спутниковые и местные каналы собственного производства.
ВСССР передача видеосигнала по кабелям в основном применялась для обеспечения условий нормального приема программ в зонах «радиотеней», существующих в городах вследствие их застройки близко стоящими домами разной высоты. Впервые магистрали
оптоволоконной связи в России были проложены в 90-х гг. XX в. между Ленинградом и Минском, Ленинградом и Волховстроем: они предназначались для передачи больших массивов данных, так как цифровой сигнал в виде модулированных световых импульсов в них практически не затухает. По оптоволокну возможна многоканальная передача теле- и радиосигнала, телефонных разговоров, интернета и т.д., но основное назначение — предоставление абонентам за плату большого количества телевизионных каналов. Поскольку стоимость оптико-волоконного кабеля высока, распределение программ по конечным потребителям производится по дешевому коаксиальному кабелю. Новые дома в больших городах строятся с учетом закладки кабеля в каждую квартиру. Особую перспективу могут представлять обратные каналы связи и видео по запросу.
Упрощенная структура кабельной сети:
1.комплект профессиональных эфирных и спутниковых антенн большого диаметра;
2.головная станция или аппаратная преобразования сигналов;
3.усилители сигналов;
4.сумматоры (для объединения эфирных, спутниковых и иных видеосигналов).
На один оптический приемник могут быть подключены несколько тысяч абонентов, которые смогут смотреть как аналоговые, так и цифровые каналы. Для компенсации затухания сигнала в коаксиальном кабеле применяются магистральные и домовые усилители. Для конечной разводки кабеля по потребителям используют различные модификации разветвителей. В настоящее время в России возникло большое количество кабельных линий, поэтому стоит задача укрупнения разрозненных мелких сетей с одновременным увеличением числа телевизионных каналов. Основная проблема на этом пути — обеспечить техническую совместимость сетей без глобальной реконструкции, создать единую систему на основе разрозненных модулей. Современное кабельное ТВ сочетает в себе возможности через спутниковые антенны и систему наземных ретрансляторов доставлять телезрителям через распределительную сеть высококачественный видеосигнал с большим количеством тематических каналов. Таким образом, происходит гармонизация существующих технологий.
В условиях большого государства обеспечить качественное телевещание как в густонаселенных центральных, так и в малонаселенных дальних районах возможно при условии оптимального сочетания различных каналов связи. Среди современных тенденций развития ТВ-вещания можно выделить:
—рост коллективных и индивидуальных систем спутникового ТВ;
—развитие кабельных оптико-коаксиальных сетей;
—внедрение в условиях городской застройки сотового телевидения.
Перспективы развития телевизионной техники Цифровое телевидение
Современные ТВ-стандарты (NTCS, SECAM, PAL) существуют уже несколько десятилетий и, казалось бы, должны совершенствоваться, но поскольку это системы аналоговые (т.е. зритель видит электрический аналог изображения), дальнейшее развитие их ограничено. Дело в том, что на каждом участке преобразования и передачи аналогового сигнала происходят искажения, которые, накладываясь друг на друга, ухудшают качество телевизионного изображения. Например, работающий недалеко от телеприемника мощный электромотор может создать существенные помехи на экране.
Аналоговый сигнал непрерывен, и для преобразования в цифровой вид его разбивают на отдельные отсчеты, отстоящие друг от друга на одинаковый интервал времени (дискретизация сигнала). При цифровом кодировании сигнала специальное кодирующее устройство — кодер — способно отсортировать чистый сигнал от промышленных и атмосферных помех, поэтому стабильность параметров ТВ-системы возрастает, правда, объем информации о яркости и цветности сигнала резко увеличивается. Именно поэтому