2.10Передача телевизионной цифровой информации по спутниковым каналам

Передача телевизионной цифровой информации по спутниковому каналу, как отмечалось, осуществляется или способом ОКН— каждый телевизионный канал на своей несущей (Single Channel Per Carrier — SCPC) в частотной полосе спутникового канала, или способом НКН — несколько телевизионных каналов на одной (общей) несущей (Multi Channel Per Carrier — MCPC) спутникового канала.

При передаче способом НКН (MCPC) (рис. 2.13) информация для ретрансляции собирается в одном месте и с одного передающего центра на Земле в разных телевизионных каналах передается на спутник на общей несущей. Достоинство этого способа — экономия энергетических и частотных ресурсов спутника, так как не требуется в этом случае разделительных частотных полос между телевизионными каналами и мощность передатчика спутника можно повысить за счет перевода работы его оконечных каскадов в режим ограничения.

На спутнике-ретрансляторе после соответствующих преобразований и усиления цифровые данные каждого телевизионного канала подаются на модулятор оконечного каскада передатчика, который излучает их на общей несущей спутникового канала.

Как недостаток способа НКН следует отметить необходимость доставки в одно место информации, подготовленной в разных местах, для передачи в направлении Земля — спутник (как на рис. 2.1).

При передаче способом ОКН ( SCPC ) (рис. 2.14) информация для каждого канала доставляется на спутник на своей несущей. Это дает возможность передавать информацию на спутник с разных мест, даже с разных континентов.

Спутник в этом случае имеет одну приемную антенну с глобальным покрытием земной поверхности (см. рис. 1.10), а принятая информация ретранслируется в разных телевизионных каналах одним транспондером в полосе частот спутникового канала (пре- имущественно в полосе частот 36 МГц) на отведенную территорию или на континент. Недостатком способа ОКН является следующее: необходимость одновременного излучения в широкой полосе час- тот приводит к тому, что оконечные каскады спутникового передатчика во избежание взаимных интермодуляционных искажений должны работать в линейном режиме. В этом случае сложно получить достаточно большую мощность передатчика, чтобы обеспечить необходимый уровень ППМ на отведенной территории Земли. Кроме этого, необходимо предусмотреть защитные разделительные полосы частот (разделение) между каждым телевизионным частотным каналом. Все отмеченное приводит к менее эффективному использованию энергетического и частотного ресурсов спутника по сравнению с работой по способу НКН. Однако следует сказать, что и способом ОКН могут передаваться на каждой "одиночной" несущей два или три телевизионных канала.

Использование способов НКН и ОКН позволяет разместить в одном спутниковом канале несколько телевизионных каналов, что делает его эксплуатацию экономически выгодным. В этом и в хорошем качестве принимаемого изображения и звука — главное преимущество цифрового способа приема/передачи телевизионной информации перед аналоговым.

Выводы

Спутники на геостационарной орбите выполняют роль ретрансляторов. Они принимают телевизионные СВЧ-сигналы, направленные с Земли, усиливают, преобразовывают их — изменяют частоту несущей и передают в направлении Космос-Земля на отведенную территорию. Сигналы, преодолевая огромное расстояние, рассеиваясь, достигают земной поверхности весьма слабыми. Их уровень по отношению к первоначальному уменьшается приблизительно в 10раз (минус 200 дБ).

Индивидуальные устройства могут принимать телевизионные передачи со спутников, находясь внутри зоны покрытия, на границе которой плотность потока мощности составляет (минус) — 103 дБ Вт/м', а для коллективных (минус) — 111 дБ Вт/м'. Для снижения вероятных помех другим системам связи, в частности спутниковым телефонным системам или наземным радиорелейным телефонным и т.д., ППМ ограничивают. Она не должна для них превышать (минус) — 152 дБ Вт/м' в контрольной полосе частот 0...4,0 кГц (что записывается — 152 дБ Вт/м2.4,0 кГц) при всех видах модуляции, при этом учитывается угол прихода мешающей электромагнитной волны (см. табл.2 1).

С целью получения достаточного уровня плотности потока мощности, необходимого для качественного приема и при этом малого уровня помех, при передаче прибегают к сглаживанию энергетических выбросов в спектре передаваемого видеосигнала,— дисперсии, что делает его спектр равномерным или приближает к рав- номерному. Для уменьшения заметности сигнала дисперсии на изображении при приеме применяют известные схемы фиксации (схемы привязки) уровня.

Ширина частотной полосы спутникового телевизионного канала вы- брана для спутников НТВ в 27 МГц при девиации +6 МГц и 36 МГц для спутников ФСС при девиации +15 МГц. Передачи со спутников ведутся в СВЧ диапазоне, который обеспечивает большую пропускную способность. Это позволяет принимать большое количество телевизионных частотных каналов при достаточно широкой частотной полосе каждого. Работа в СВЧ диапазоне позволяет также сформировать острую диаграмму направленности передающих антенн и создать тем самым необходимую плотность потока мощности только на отведенной территории при относительно небольшой излучаемой мощности передатчика спутника и небольших размерах его антенн. Прием в этом диапазоне ведется также на небольшие антенны, особенно со спутников НТВ. Это дает возможность вести прием со спутников-ретрансляторов как коллективными, так и индивидуальными устройствами. Особенно большие возможности открывает приемопередача телевизионной информации цифровым способом, у которого целый ряд преимуществ по отношению к аналоговому, а самое главное, он позволяет реализовать большую пропускную способность частотной полосы спутникового канала, обеспечивая высокое качество принимаемого изображения и звука.

Спутники, функционирующие на геостационарной орбите, в большинстве своем являются интернациональными и принадлежат или европейскому, или мировому сообществам. Они делятся условно на спутники непосредственного телевизионного вещания — НТВ и распределительные, спутники фиксированных средств связи — ФСС.

У спутников НТВ мощность излучения передатчиков порядка 250...350 Вт на канал, маленький "след", т.е. высокая точность удержания на позиции в точке стояния. Каждый спутник может ретранслировать аналоговым способом не более чем в пяти телевизионных каналах. При цифровом способе количество телевизионных каналов увеличивается в 3 — 4 раза в той же частотной полосе спутникового канала.

У спутников ФСС мощность излучения передатчиков небольшая (10...50 Вт на канал), "след" спутника большой, количество телевизионных каналов для ретрансляции до 16.

Однако с развитием средств связи — введением цифровых способов — различие между спутниками НТВ и ФСС постепенно стирается. Широкое применение находят спутники, имеющие на борту передатчики средней мощности, маленький "след" и ретранслирующие телевизионные передачи цифровым способом.

В заключение следует отметить, что международное перераспределение частот в трех Районах, перерегистрация спутниковых позиций для каждой страны, а также внесение изменений и дополнений в Регламент радиосвязи проводятся только на Всемирных Конференциях по Радиосвязи.