Оборудование и решения для операторов КТВ и IPTV
+7 (812) 600-25-77
Обратный звонок

Первоначально возможности эфирного приема систем КТВ были ограничены, поскольку им был доступен прием сигналов только от наземных радиовещательных источников (сигналы НТВ), для чего часто приходилось принимать специальные меры. Появлялось множество проблем, связанных с доступностью эфирного сигнала при наличии в обслуживаемой области естественных возвышенностей или высотных зданий. В местах, где естественный прием был невозможен, приходилось сооружать высокие мачтовые структуры и использовать массивные комплексы антенн. Высотные объекты могут являться причинами образования так называемых "колодцев" и переотражений сигнала. На рис. 12.1 показана такая ситуация, когда сигнал от эфирной вещательной станции приходит в точку приема двумя путями. В результате отражения от какого-либо объекта отраженный сигнал, также принимается антенной на головной станции, но проходит более длинный путь, чем сигнал, принимаемый по прямому пути, поэтому приходит на антенну позже, чем прямой сигнал. Отраженный сигнал может создавать видимую помеху, отображаясь на экране телевизора в виде вторичного контура, смещенного горизонтально от оригинального изображения на величину, зависящую от времени запаздывания. Насколько неприятным оказывается этот эффект для зрителя, зависит как от разности во времени между двумя изображениями, так и от амплитуды отражения.

Технология спутникового приема полностью изменила эту ситуацию, предоставив возможность приема огромного количества программ с высоким качеством и практически в любой точке, находящейся в зоне обслуживания данного спутника (сигналы СТВ). Спутники телевизионного вещания, которых существует сегодня более сотни, стали главным источником сигналов для головных станций систем КТВ.

Прием спутниковых программ



К наиболее популярным спутникам, сигналы которых уверенно принимаются в европейской части России, относятся спутники Thor, Astra, Intelsat 707, Eutel-sat, Hot Bird, Экспресс, Галс. Способность приема спутниковых программ является одним из основных требований к современным системам КТВ, поэтому даже системы небольшого масштаба имеют такую способность. Интерес к просмотру программ спутникового телевидения в последнее время значительно возрос, поскольку эта технология уже почти стала общедоступной и переходит в разряд бытовой. Общедоступной она становится благодаря появлению в продаже индивидуальных приемных установок спутникового телевидения, которые уже составляют реальную конкуренцию системам коллективного приема спутниковых программ по распределительной кабельной сети с помощью комплекса антенного оборудования, устанавливаемого на головной станции. Спутники телевизионного вещания способны напрямую обслуживать частных абонентов, имеющих домашние станции спутникового приема. Если цена бытовых спутниковых приемников составляет не более 400 долл., то эта служба становится привлекательной для множества частных потребителей и может считаться рентабельной. Приемные антенны для домашних спутниковых приемников должны иметь небольшой размер, например, не более одного метра. Это требует использования защищенных методов модуляции и высокочувсвительного приемного оборудования. В России наибольший интерес в этом смысле представляет проект НТВ-плюс. Абонентский комплект, включающий малогабаритную спутниковую тарелку и цифровой спутниковый ресивер, предоставляет возможность приема около 30 каналов.

Тем не менее, коллективный прием спутниковых программ по кабельной сети имеет ряд очевидных преимуществ по сравнению с индивидуальным приемом, как для абонента, так и для оператора кабельной сети. Во-первых, абонент будет избавлен от необходимости приобретать довольно дорогую индивидуальную установку, в состав которой входит спутниковый ресивер и приемная параболическая антенна. Стоимость подключения по сети обойдется ему гораздо дешевле (как показывает практика, в 4 - 5 раз). Во-вторых, абонент, подключаясь к кабельной сети, получает возможность пользоваться всеми услугами, предоставляемыми ею, в числе которых может быть и доступ в Интернет, и телефония, и, разумеется, просмотр программ эфирного телевидения. В-третьих, для оператора стоимость строительства системы в расчете на одного абонента понижается за счет увеличения числа абонентов.

Первые телевизионные спутники появились в начале 1960-х годов. Тогда они располагались на так называемых асинхронных орбитах для того, чтобы избежать транзитной задержки передачи, вызванной положением спутника на более высокой орбите. Позднее стали использовать синхронные орбиты. На рис. 12.2 изображен спутник, находящийся на высоте 35850 километров над землей. Орбита этого спутника является синхронной и геостационарной. Синхронной орбита называется потому, период обращения спутника вокруг земли равен периоду вращения земли вокруг своей оси (24 часам), т.е. вращение спутника синхронизировано с вращением земли. Геостационарной называется орбита, на которой спутник, находится всегда в одной и той же точке над поверхностью земли. При другой высоте орбиты спутник будет обращаться вокруг земли за время, отличное от 24 часов и, следовательно, будет несинхронным по отношению к земле. В результате с земли будет наблюдаться перемещение спутника и все приемные антенны на земле должны будут следить за этим перемещением. Спутник на асинхронной орбите будет на некоторое время уходить за горизонт и в течение этого времени ресивер не сможет принимать сигнал. Работа со спутниками, расположенными на геостационарной орбите, не имеет этих недостатков. В частности, упрощается технический процесс организации связи, становится возможной непрерывная круглосуточная связь, достигается высокая стабильность параметров принимаемого сигнала, а также отпадает необходимость в дорогих и сложных устройствах слежения за положением спутника - приемные антенны наземной станции фиксируются неподвижно. Это позволяет использовать антенны большего размера с большим усилением. Для поддержания спутника на синхронной геостационарной орбите требуется его постоянное позиционирование, т.е. отслеживание его положения и корректировка орбиты. Для этого используются двигатели, питаемые энергией солнечных батарей.

Путь передачи сигнала через спутник показан на рис. 12.2. Сверхвысокочастотный сигнал диапазона СТВ распространяется в свободном пространстве со скоростью света, которая составляет 3-108 м/с. Любому сигналу, переданному с наземной станции, для прохождения расстояния до спутника, а затем обратно до принимающей наземной станции потребуется около 0,24 с. При передаче телевизионных сигналов эта задержка не имеет значения, однако, при передаче телефонии задержка ощущается в разговоре. Если, в передаче на большое расстояние задействованы два спутниковых звена, то задержка может стать в некоторых приложениях ощутимой. Спутники в этой схеме фактически являются радиорелейными станциями для наземных телевизионных систем.

Прием спутниковых программ



Спутниковое вещание осуществляется в соответствии со своим частотным планом (регламентом спутниковой радиосвязи), который был принят всемирной организацией МККР в 1977 г. Этим регламентом частотные диапазоны спутникового вещания назначены для трех условно выделенных географических районов земного шара. В первый район входят европейская часть Евразии и вся Африка, во второй район входит Азия и Австралия, а в третий - Северная и Южная Америка. Россия, таким образом, попадает в первый район спутникового вещания. Частотные диапазоны, выделенные для спутникового вещания, приведены в табл. 12.1.

Наиболее часто используется нижняя часть С-диапазона (3,70 - 4,20 ГГц) и нижняя часть Ku-диапазона (10,7 - 12,75 ГГц). Ширина диапазона С составляет всего 500 МГц, а ширина полосы частот, занимаемой Ки-диапазоном, составляет более 2 ГГц. Более высокие по частоте диапазоны имеют большую емкость, но их освоение пока менее экономично. Некоторые диапазоны СТВ разбиты на несколько поддиапазонов. Например, Ku-диапазон имеет 3 поддиапазона: FSS (Fixed Satellite Service) на частотах 10,70 - 11,70 ГГц, DBS (Direct Broadcast Service) на частотах 11,70 - 12,45 ГГц и BSS (Broadcast Satellite Service) на частотах 12,45 - 12,75 ГГц. Каждый диапазон может использоваться в двух взаимно перпендикулярных направлениях поляризации, например, вертикальном и горизонтальном, что увеличивает их канальную емкость вдвое. В диапазонах СТВ выделены частоты, которые используются для прямой передачи сигналов со спутника на землю, и частоты, которые используются для обратной передачи с земли на спутник.

Уровень спутникового сигнала определяют в единицах ЭИИМ (эквивалентной изотропно-излучаемой мощности), которая характеризует плотность потока мощности сигнала в точке приема и измеряется в единицах дБВт/м .

Перед поступлением непосредственно на приемное оборудование наземной головной станции сигналы спутниковых диапазонов преобразуются в сигналы диапазона, воспринимаемого спутниковым приемником. Используется два диапазона частот входного сигнала для спутниковых приемников: первый, стандартный, находится на частотах 950 - 1750 МГц, а второй, расширенный, занимает частоты 900 - 2150 МГц.

Основным элементом оборудования спутника телевизионного вещания является транспондер. Транспондер представляет собой комбинацию передающего и приемного оборудования, которое принимает сигнал на одной частоте и затем передает его уже на другой частоте. Рабочая мощность спутникового передатчика ограничена, поэтому передача сигнала должна осуществляться с помощью прогрессивных методов модуляции, обеспечивающих высокую помехозащищенность сигнала. В настоящее время для спутникового вещания используется аналоговая частотная модуляция (ЧМ) и цифровая модуляция. Переход на цифровую модуляцию QPSK и QAM существенно повысил помехозащищенность и уменьшил необходимую мощность передачи. Стандарт DBS (Digital Broadcast Satellite) регламентирует принципы организации системы цифрового спутникового вещания. При переходе на цифровые каналы используется кодирование (сжатие) сигнала по стандарту MPEG-2 в поток данных со скоростью передачи от 3 Мбит/с до 30 Мбит/с.

Спутники, используемые в настоящее время, могут передавать одновременно десятки каналов. Для обработки сигнала каждого канала на спутнике существует отдельный блок транспондера. Заметим, что в процесс обработки сигнала транспондером не входит его модуляция и демодуляция. Высокочастотная несущая, передаваемая с земли на спутник, уже модулирована по частоте информационными аудио и видео сигналами и глубина модуляции транспондером не изменяется. Полоса ЧМ сигнала одного аналогового телевизионного канала равна 27 МГц, а ширина защитной полосы между частотами соседними каналами составляет 4 МГц, таким образом, каждый аналоговый телевизионный канал требует полосы 31 МГц. Поскольку полоса диапазона С составляет 500 МГц, то в ней могут разместиться только 16 аналоговых телевизионных каналов. Но применение антенн с разделением по двум направлениям поляризации позволяет повторно использовать частоты тех же 16 каналов, так что общее возможное число каналов становится равным 32. Диапазон Ки позволяет разместить в обеих поляризациях около 130 аналоговых каналов. При переходе на цифровое вещание сигнал в модуляции QAM, занимающий полосу частот 36 МГц, сжимается кодером MPEG-2 до полосы 8 МГц без потери качества передачи, что позволяет увеличить число транслируемых каналов еще в несколько раз. Разумеется, приемные антенны на земле также должны быть способны принимать аналоговые и цифровые сигналы в обеих поляризациях.

С помощью установленной на спутнике передающей антенны с высокой направленностью сигнал может быть направлен в требуемый географический район. Антенна концентрирует СВЧ энергию и уменьшает таким образом и ее рассеяние. Контур диаграммы направленности спутниковой передающей антенны на поверхности земли показывает распределение зоны обслуживания по мощности спутникового сигнала. Путь передачи от спутника до места установки приемной антенны должен быть свободен, т.е. спутник должен находиться в прямой видимости, чтобы сигнал на своем пути не претерпевал затухания на локальных препятствиях. Препятствиями могут быть не только непроницаемые объекты, но и такие объекты как плотные грозовые облака в атмосфере или сильный снег. Чем более сфокусированный и мощный сигнал будет передавать спутник в направлении наземной станции, тем меньшее усиление должно будет обеспечивать приемное оборудование наземной станции.

С целью защиты от бесплатного несанкционированного просмотра производитель спутниковых программ, как правило, кодирует свой видеосигнал. В настоящий момент существует и применяется несколько систем кодирования аналоговых и цифровых сигналов СТВ. Среди наиболее известных можно назвать системы Viaccess, Power Vu, Irdeto, Mediaguard, Cryptowork. Смысл кодирования заключается в изменении исходного сигнала по определенному алгоритму, который делает его непригодным для просмотра после демодуляции. Для восстановления исходного видеосигнала приемник на головной станции КТВ должен сначала декодировать сигнал по тому же самому алгоритму, следовательно, частью оборудования головной станции должен быть декодер. Кроме того, в большинстве систем для авторизации доступа оператор должен приобрести smart-карту, разрешающую просмотр программ конкретного производителя в конкретной системе кодирования в течение определенного времени. Авторизованная (действительная) карта получает ключ, обеспечивающий декодирование. В настоящее время некоторое число каналов открыто для бесплатного просмотра, в основном это общественно-политические каналы или каналы новостей. Каналы развлекательного характера, спортивные и фильмовые обычно передаются в закрытом виде. По истечении оплаченного времени необходимо снова авторизовать карту, оплатив следующий срок.

Создание Интернет-магазина Tvbs.ru - PHPShop. Все права защищены © 2004-2017.