1.3. Спутниковое тв-вещание

Виды спутникового ТВ-вещания. В состав спутниковой системы передачи ТВ-вещания (ССТВ) входят: наземная передающая телеви­зионная станция (ПТС), приемопередатчик (ретранслятор) на искус­ственном спутнике Земли (ИСЗ) и приемная станция.

Для ТВ-вещания предусмотрены два вида спутниковой связи: фиксированная спутниковая служба (ФСС) и радиовещательная спут­никовая служба (РВСС).

Фиксированная спутниковая служба — служба радиосвязи между наземными станциями, расположенными в определенных фиксиро­ванных точках земной поверхности. Примером такой службы являет­ся сеть станций («Орбита»). Наземные станции этой сети принимают через ИСЗ программы из Москвы и по ТВ-соединительным линиям передают их на ближайший телецентр, который в метровом или деци­метровом диапазонах волн доводит программы до местных телезрите­лей. При такой системе мощность передатчиков на спутнике-ретрансляторе может быть минимальной, а приемная станция довольно сложной. Такие системы применяют как для передачи национальных программ в странах с большими территориями, так и для междуна­родного обмена программами.

При большом числе приемных станций на сравнительно небольшой территории экономически оправдано усложнить ретранслятор ИСЗ и одновременно удешевить и упростить приемные наземные станции. Примерами таких систем являются распределительные сис­темы «Экран» и «Москва». Такие системы экономически выгодно ис­пользовать для работы на кабельную сеть или радиорелейную линию.

ФСС регламентируется определенными правовыми положениями.

Радиовещательная спутниковая служба — служба радиосвязи, в ко­торой сигналы, передаваемые космическими станциями, предназначе­ны для непосредственного приема населением. Термин «непосредст­венный» понимается не в смысле приема сигналов на обычные теле­визоры, а как прием на упрощенные, дешевые устройства, с выхода которых сигнал поступает на обычные телевизоры. При этом возмож­ны два вида приема в РВСС: индивидуальный и коллективный.

Индивидуальный прием в РВСС — прием излучений ИСЗ с помощью простых бытовых установок с небольшими антеннами.

Коллективный прием в РВСС — прием излучений ИСЗ с помощью приемных установок, предназначенных для использования группой населения в одном месте.

Правовых ограничений в приеме сигналов РВСС нет.

Использование ИСЗ для ТВ-вещания.Сети ТВ-вещания использу­ют преимущественно стационарные ИСЗ на круговой орбите, распо­ложенной в плоскости экватора.

Высота полета ИСЗ H36 000 км. С такой орбиты Земля видна под телесным углом 18° (рис. 9.3).

Период оборота спутника вокруг Земли составляет 24 часа, поэто­му ИСЗ как бы неподвижно «зависает» над Землей.

Вся Россия разбита на 5 вещательных зон, каждая из которых ох­ватывает территорию двух часовых поясов. Поэтому международными службами предусмотрено пять позиций (точек расположения) ИСЗ на орбите ТВ-вещания. При этом вся территория России оказывается охваченной спутниковым ТВ-вещанием.

Диапазоны частоты для ТВ-вещания. Для ТВ-вещания на участке ИСЗ—Земля для ФСС выделены следующие полосы частот, в ГГц: 2,5 – 2,69; 3,4–4,2; 4,5–4,8; 10,7–11,7; 12,5–12,75.

Для радиовещательной спутниковой службы отведены полосы час­тот, в ГГц: 0,62-0,79; 11,7—12,5.

В перечисленных выше частотных диапазонах ТВ-вещание сосу­ществует с другими радиослужбами. Для целей только ТВ-вещания выделены дополнительно диапазоны частот: 37,5—42,5; 81—86 (ГГц).

Рис. 9.3. Расположение стационарного ИСЗ над Землей

Для передачи сигналов ТВ-вещания с Земли на ИСЗ выделены дру­гие полосы частот, в ГГц: 5,7—6,4; 14—14,5; 17,3—81,1.

Распределительные системы ФСС. В России разработаны и дейст­вуют в рамках ФСС три распределительных системы: «Орбита», «Эк­ран», «Москва». В этих системах одновременно с сигналом ТВ-веща­ния передаются сигналы радиовещания и изображения газетных по­лос. Передача осуществляется методом ЧМ. Основные параметры систем приведены в табл. 9.1.

Таблица 15.1

Параметр	«Орбита»	«Москва»	«Экран»
Частотный диапазон, ГГц*	4/6	4/6	0,7/6
Мощность передатчика ИСЗ, Вт	15	40	200
Уровень сигнала у поверхности Земли**	-136	-120	-116
Ширина радиоканала, МГц	37	40	24
Девиация несущей частоты, МГц	15	17	12
Наличие сигнала дисперсии***	НЕТ	ЕСТЬ	ЕСТЬ
Приемная антенна наземной станции	Парабола 12 см	Парабола 2,5 м	Волновой канал

Примечания к таблице 9.1.

* Диапазон частот в системах спутниковой связи записывают дробью, где в числителе — частота сигнала, излучаемого с ИСЗ, а в знаменателе — наземной станции в радиолинии земля — ИСЗ.

** Уровень полезного сигнала в точке приема сигнала от ИСЗ принято выра­жать в децибелах относительно потока мощности в 1 Вт через 1 м². Этот уровень записывают как дБ Вт/м².

*** Для осуществления электромагнитной совместимости спутниковых систем связи с наземными радиосистемами важна не только полная мощность сигнала, принимаемого от ИСЗ, но и распределение спектральной плотности мощности этого сигнала по частоте. При передаче ТВ-сигналов методом ЧМ имеются явно выраженные максимумы в спектре сигнала. Они обусловлены наличием в ТВ-сиг­нале длительное время не изменяющихся уровней. Это уровни синхроимпульсов, гасящих импульсов, а также сигналов изображения с постоянной яркостью. Для ослабления таких участков спектра применяют искусственное рассеяние мощности по спектру, называемое дисперсией сигнала. Для этого несущая дополнительно от­клоняется с частотой 2,5 Гц и девиацией частоты ±4 МГц.

В распределительных системах «Экран» и «Москва» применяются два варианта построения приемных устройств наземной станции.

В первом варианте на выходе приемного устройства получают сигналы изображения, звукового сопровождения и радиовещания, ко­торые могут быть поданы на телецентр или передающую ТВ-радио­станцию (рис. 9.4, а).

Рис. 15.4. Упрощенные функциональные схемы наземных приемных устройств спутниковых распределительных ТВ-систем: А — антенна; УВЧ — усилитель высокой частоты; СМ — смеситель; Г — гетеродин; УПЧ — усилитель промежуточной частоты; ЧД — частотный демодулятор; AM — амплитудный модулятор; Ф — фильтры; КД — компенсатор дисперсии частоты

Во втором варианте (рис. 9.4, б) построения приемного устройст­ва сигнал ТВ-вешания от ИСЗ демодулируется и преобразуется в сиг­нал метрового или дециметрового диапазона с АМ-модуляцией. Такие приемные устройства предназначены для подачи ТВ-радиосигнала на маломощные ретрансляторы или в кабельную сеть. Функциональные схемы приемных устройств приведены на рис. 9.4.

Распределительные системы РВСС. Спутниковые системы ТВ-ра­диовещания работают в диапазоне частот 11,7—12,5 ГГц. В этом диа­пазоне расположено 40 каналов и оставлены защитные поля на ниж­нем и верхнем конце диапазона, обеспечивающие надежную защиту для служб, использующих соседние диапазоны частот (рис. 9.5).

Ширина полосы частот, отводимая для одного канала, составляет 27 МГц. Разнос между соседними каналами равен 19,18 МГц. Нечет­ные каналы имеют один вид круговой поляризации радиоволн, чет­ные — противоположный. Однако на практике соседние каналы на одном спутнике обычно не задействуют, в целях ослабления помех от соседних каналов.

Рис. 15.5. Распределение каналов спутникового ТВ-вещания в диапазоне