Спутниковое телевидение

Размещено на http://www.allbest.ru/

Спутниковое телевидение

Введение

Мечта человека о возможности видеть на любые расстояния отражена в легендах и сказках многих народов. Осуществить эту мечту удалось в наш век, когда общее развитие науки и техники подготовило основу для передачи изображения на любое расстояние.

Телевидение уже много лет является неотъемлемой частью нашей жизни. Трудно представить какой-либо дом, в котором отсутствовал бы телевизор. Однако обычное телевидение ограничивает возможности потребителя.

Спутниковое телевидение впервые появилось в США около 30-ти лет назад и с тех пор уверенно прогрессирует на рынке. Во многих городах России спутниковые антенны стали привычным и обыденным зрелищем.

Спутниковое телевидение обладает целым рядом преимуществ и достоинств:

· прежде всего, это высококачественное изображение, без помех и неполадок, благодаря используемым технологиям сжатия передаваемого сигнала;

· возможность смотреть спутниковое телевидение где угодно - в городе, на даче или в загородном коттедже;

· высокое качество звука;

· так как очень многие каналы находятся в открытом вещании, за спутниковое телевидение необходимо платить только раз - при установке и настройке оборудования; - благодаря спутниковому телевидению легко изучать иностранные языки - ведь Вы словно общаетесь с носителями языка;

· если Вы живете в другой стране, то это может быть единственной возможностью смотреть телевидение на своем родном языке;

· не последним преимуществом спутникового телевидения, является отсутствие рекламы.

История спутникового телевидения

Тенденция существенного увеличения использования странами каналов по плану НТВ-12 сегодня не наблюдается. В странах Американского континента преимущественно используется диапазон ФСС 4 ГГц, а в Европейских государствах - 11...12 ГГц, что обусловлено исторически сложившимся характером развития технических средств. В США для применения земной приемной станции ранее требовалось получить специальное разрешение Федеральной Комиссии по связи и пройти сложную процедуру оформления. В 1984 г. этот фактический запрет был снят, и в течение нескольких лет населению было продано 2,5 млн. приемных станций. Сегодня же в США население имеет более 4 млн. спутниковых станций диапазона 4 ГГц. Через ИСЗ передается более 100 ТВ программ.

Использовать ИСЗ (искусственные спутники земли) для передачи телевизионных (ТВ) программ стали после первых запусков спутников связи. Именно с ТВ трансляции из Владивостока в Москву началась эксплуатация первого в мире спутника связи "Молния" и день его вывода на орбиту 23 апреля 1965 г. Техноэкономические решения спутникового вещания были настолько удачны, а его социальное значение так велико, что практическое применение ИСЗ для передачи ТВ программ оказалось в центре внимания. Сразу была поставлена задача обеспечить прием непосредственно на индивидуальные приемники метрового и дециметрового диапазонов, имеющиеся у населения. Для выполнения данного требования было необходимо, чтобы излучаемый с ИСЗ сигнал соответствовал параметрам наземной передающей сети - диапазону частот, методу модуляции, уровням сигнала и взаимных помех и другим параметрам, для чего нужно было бы решить ряд технических и правовых проблем.

Однако расчеты показали, что для реализации перечисленных выше условий непосредственного ТВ вещания (НТВ) в пределах одного европейского государства или временной зоны вещания России нужно оборудовать спутник передатчиком мощностью от единиц до нескольких десятков киловатт и антенной диаметром от десятков до сотен метров. Пока что достичь таких параметров ИСЗ нельзя, хотя со временем они, безусловно, станут возможными. спутниковый телевидение изображение

Еще более серьезной оказалась проблема совместного использования частотного спектра системой НТВ и наземными передающими средствами, что обусловлено практической невозможностью сконцентрировать излучение спутника в пределах планируемой зоны обслуживания (территории государства), как в наземной передающей сети. Данное явление получило название "естественного перелива". Облучая территорию той или иной страны, спутниковая система ТВ вещания создает в соседних государствах значительный уровень сигнала, в данном случае представляющего собой помеху. В Европе, например, выделенных для ТВ вещания в метровом и дециметровом диапазонах каналов оказалось бы недостаточно для обеспечения в каждой стране даже одно - или двухпограммного спутникового ТВ вещания, причем в случае его осуществления наземную передающую сеть пришлось бы полностью закрыть. После изучения данной проблемы Международный Союз Электросвязи принял решение о выделении радиовещательной спутниковой службе (РВСС) для спутникового ТВ вещания специальной полосы частот в диапазоне 12 ГГц.

В 1977 г. Был разработан и принят Международный план спутникового ТВ вещания в этом диапазоне для стран районов 1 и 3 (для стран района 2 план был принят в 1983 г.), в котором определены позиции ИСЗ на геостационарной орбите, частотные каналы, зоны обслуживания, уровни сигналов и помех и другие параметры. План составлен исходя из обеспечения возможности приема в каждой стране пяти только национальных программ. Понятия международного вещания в плане нет.

Оборудование для приема спутникового телевидения

При наличии 4000 - 5000 рублей без проблем можно купить обыкновенное оборудование для просмотра бесплатных каналов. Стандартное оборудование для приема сигнала со спутника состоит из:

1. Спутниковой антенны.

2. Ресивера.

3. Конвертора.

Опишем вкратце, как это всё работает (рис. - 2.1): спутник (1) излучает сигнал (2), который падает на спутниковую тарелку (3), отражается от неё (4) и попадает в конвертер (5), где сигнал преобразуется к более низкой частоте и уходит по кабелю (6) к ресиверу. Ресивер представляет собой коробочку, похожую внешне на видеоплейер, которая устанавливается непосредственно рядом с телевизором. Кабель используется 75 - омный спутниковый, с низким затуханием высокочастотного сигнала.

Рисунок 2.1 - Схема передачи спутникового сигнала

Спутниковая антенна

Спутниковая "тарелка" в сознании "широких слоев населения" по праву олицетворяет всю спутниковую приемную систему. Конечно, на самом деле любая телевизионная спутниковая система состоит из многих частей, хотя антенна совершенно объективно является, чуть ли не самой важной ее деталью. И уж, по крайней мере, трудно не согласиться, что антенна - самый большой и заметный элемент приемной системы.

Чтобы выбрать спутниковую антенну, необходимо определить: для работы в составе какой приемной спутниковой системы она предназначается. То есть, выбирая спутниковую антенну (как впрочем, и другие компоненты приемной системы), вам, для начала, нужно ответить себе на несколько вопросов:

· В зоне покрытия, каких спутников вы проживаете, то есть какие спутники вы в принципе можете принимать?

· Какие каналы вас интересуют, и какой, исходя из этого, спутник вы хотите смотреть?

· Имеется ли возможность расположить антенну так, чтобы местные "предметы" не закрывали направление на спутник?

· Хотите ли вы смотреть один или несколько спутников?

· Каковы финансовые средства, которые вы хотите вложить в это "предприятие"?

Спутниковая антенна (само зеркало) предназначена для фокусировки на облучатель конвертора параллельного пучка радиоволн, излучаемых спутником. Антенна представляет собой часть параболоида вращения, так как именно такая форма обеспечивает прекрасную фокусировку параллельного пучка излучения.

Телевизионные сигналы передаются со спутников, в диапазонах Ku (~11 ГГц) и С (~4 ГГц), то есть принимаемые сигналы имеют длину волны 27 и 75 мм соответственно. Именно поэтому любое препятствие (плотная облачность, снег, дождь) на пути между вашей антенной и спутником будет ослаблять сигнал и может вообще исключить (если это препятствие - деревья, здания и т. д.) возможность приема программ спутникового телевидения.

Рисунок 2. 2 - Азимут и угол места спутника

В принципе, можно самому определить видимое направление на спутник (азимут и угол места) (рис.- 2.2), воспользовавшись формулой.

, (1)

, (2)

где a - азимут;

b - угол места (видимый угол расположения спутника);

G1 - ваша географическая долгота;

G2 - долгота расположения интересующего вас спутника на орбите (западная с минусом);

W - ваша географическая широта.

Теперь осталось только взять компас и убедиться, что в этом направлении нет закрывающих спутник препятствий (деревьев, соседних домов или, например, заводской трубы). Также надо убедиться, что на месте установки есть открытый выход на юг. Сделать это можно так:

· по компасу;

· по видимости солнца - необходима его видимость с 11:30 до 15:00;

· посмотреть, установлены ли спутниковые антенны на фасаде здания или у соседей.

2.2 Ресивер

Ресивер это самое главное в спутниковом оборудовании. Именно через него и осуществляется просмотр каналов на телевизоре. Именно он хранит в себе всю информацию о каналах кодировках и транспондерах. (рис. - 2.8).

Рисунок 2.8 - Ресивер

Многие люди считают, что чем дороже ресивер, тем он лучше. Это не совсем так. Ресивер подбирается индивидуально, специально под требования клиента и под его систему. При выборе спутников, нужно обращать внимание на систему кодирования телеканалов (Viaccess, Seca, Irdeto…).

Что же такое система кодирования? Как только появилось цифровое вещание - на него обратили внимание вещатели, желающие делать платную подписку на свои каналы. Так что скоро появились системы кодирования и условного доступа к телеканалам. Систем кодирования в рамках DVB (Digital Video Broadcasting) есть несколько - "Viaccess, Irdeto, Seca, MediaGuard, Conax, Power Vu" и другие, менее распространенные.

Чтобы ресивер умел принимать каналы в данной системе - в нем уже должен стоять соответствующий САМ (Conditional AccessModule, Модуль Условного Доступа). CAM умеет принимать каналы только в своей системе кодирования, то есть Irdeto CAM вам с приемом Viaccesе никак не поможет. САМ уже может быть встроен в приемник, тогда его заменить на другой часто нельзя. Бывают и другие варианты. Например, Nokia 9200 продается без САМ, но с дыркой для вставления карты, а внутрь ресивера можно воткнуть отдельно купленный Irdeto CAM.

Так как систем кодирования много, и у человека может возникнуть желание иметь сразу несколько CAM, то был разработан стандарт "Common Interface". Этот CI представляет из себя шину типа компьютерной, в которую вставляется любой САМ, а уже в самом САМ есть дырка под смарт-карту вещателя. Есть другие модели ресиверов, которые имеют несколько мест под САМ.

Все ресиверы, присутствующие на рынке можно условно разделить на несколько групп. Но сразу стоит отметить, что существуют и исключения. К ним относятся, например, аппараты фирмы Nokia, которые всегда стоят намного дороже своих собратьев.

Конвертор

Конвертор - устройство первичного преобразования и усиления сигнала б. Это относительно недорогой элемент спутникового оборудования.

Для того, чтобы понять полнее что такое конвертор (рис.-2.9) надо вспомнить курс элементарной физики, а именно раздел о распространении электромагнитных волн.

Рисунок 2.9 - Конвертор

Полистав учебник, можно выяснить, что чем меньше длина волны, тем больше ее затухание в кабеле. Спутниковые же телевизионные трансляции передаются на очень коротких, сантиметровых волнах. На сегодняшний день для этой цели используются два диапазона. Ku-диапазон занимает область от 10,7 до 12,75 ГГц, а С - диапазон ограничен полосой 3,5 - 5,25 ГГц. На таких частотах электромагнитная волна, способная преодолеть 36 000 км от спутника до антенны на вашем доме, моментально затухает в кабеле. Поэтому одна из функций конвертера - преобразование спутниковой частоты в более низкую, так называемую промежуточную частоту. По принятому стандарту, спектр промежуточной частоты занимает диапазон 900 - 2150 МГц. Именно такие частоты поступают по кабелю на СВЧ - вход спутникового ресивера.

Для снижения принятого частотного спектра в конвертер встраиваются один или два гетеродина - стабилизированных источника высокой частоты. Снижение входной частоты происходит за счет вычитания из нее частоты гетеродина.

Существует еще одна проблема. Сигнал со спутника принимается с исчезающей малой мощностью, совершенно неприемлемой в трактах приемного оборудования. Поэтому второй, не менее важной, функцией конвертера является усиление принятого сигнала. Правда, конвертер усиливает не только полезный сигнал, но и приходящие с ним шумы. Кроме того, как и любой другой электронный прибор, он сам добавляет некоторый уровень шума. Отметим, что в англоязычной литературе конвертеры обозначаются аббревиатурой LNB (Low Noise Block), подчеркивающей, что низкий уровень шума - неотъемлемая черта любого конвертера.

В приемном тракте между антенной и конвертером существуют еще два звена - облучатель и поляризатор. Они монтируются с конвертером в единую конструкцию и размещаются в фокусе антенны. Облучатель устанавливается для более полного использования поверхности зеркала и реализации максимального коэффициента усиления антенны. Поляризатор предназначен для выбора необходимого вида поляризации.

Конвертеры выпускаются отдельно, со встроенным поляризатором или конструктивно объединенные с поляризатором и облучателем. В первом случае конвертер заканчивается прямоугольным фланцем, во втором - круглым, а в третьем - облучателем.

Что же влияет на выбор самого конвертера?

· Во-первых - диапазон частот, который вы планируете принимать. Большинство европейских спутников ведут вещание в Ku-диапазоне. К ним, в частности, относятся все спутники Astra, Eutelsat и спутники Thor, вещающие на скандинавские страны. В этом же диапазоне ведутся трансляции программ "НТВ-Плюс" со спутника Eutelsat W4. В С-диапазоне частично ведут вещание спутники Intelsat, российские "Экспрессы" и азиатские спутники Panamsat, Asiasat и Turksat.

Основная масса конвертеров работает только с одним диапазоном (С- или Ku-). Выпускаемые С-диапазонные конвертеры в основном предназначены для профессионального приема. Это связано с тем, что в Америке и в Европе, где проектируется большая часть конвертеров, практически все трансляции для индивидуального приема ведутся в Ku-диапазоне. Существуют и С-диапазонные конвертеры для индивидуального приема, например с марками Astrx, California Amplifier, Gardiner.

Для принятия трансляций в обоих диапазонах можно использовать три пути. Первый путь, наиболее хлопотный, - установить на антенне два конвертера, каждый со своим облучателем и поляризатором. При этом облучатель хотя бы одного конвертера окажется не совсем в фокусе антенны, что несколько снизит коэффициент направленного действия антенны. Второй путь - приобрести конструкцию, называемую С/Ku-ротором, включающую в себя облучатели для С и Ku-диапазонов, разделяющие принимаемый поток на две части. С/Ku-роторы выпускаются совмещенными с электромеханическими поляризаторами. Эта конструкция удешевляет систему и упрощает процесс монтажа, но у нее есть серьезные минусы. Один из них - это ощутимые потери мощности сигналов Ku-диапазона; другой - частый выход из строя движущихся частей электромеханического поляризатора, особенно при низких температурах.

Третий путь, наименее трудоемкий, - установить совмещенный конвертер для приема С и Ku-диапазонов. Такие конвертеры еще не получили распространения.

· Во-вторых - полезно обратить внимание на конструкцию конвертора. В идеале конвертеры должны быть герметичными. В противном случае за счет суточного колебания температуры внутри конвертера образуется конденсат, который приводит к ухудшению его параметров и в конечном итоге к выходу из строя. Высокий уровень герметичности достигается у конвертеров, помещенных в запаянный, неразборный корпус. Такие модели выпускает, например, фирма MTI. Минусом такой конструкции является невозможность ремонта конвертера. Справедливости ради следует отметить, что конвертеры указанной фирмы отличают хорошие комплектующие и качественная сборка, так что выходят из строя они достаточно редко.

Некоторые конвертеры изготавливаются в двойном кожухе - внутренний, металлический, кожух закрыт внешним, пластмассовым. Это приводит к тому, что большая часть конденсата выпадает между двумя оболочками и вытекает в предусмотренное для этого сливное отверстие.

Помимо недостаточной герметичности, встречаются и другие варианты конструктивных дефектов, например высокая повреждаемость при действии солнечных лучей или температурных перепадах. От таких подвохов при покупке застраховаться достаточно трудно.

Данные характеристики, существенные при выборе конвертера, могут обрисовать круг возможностей, открывающихся перед потенциальным покупателем, и тем самым подготовить его к предметному разговору с продавцами спутникового оборудования.

Заключение

Спутниковое телевидение - это телевидение XXI века. С ростом развития технологий все развитые страны перешли на использование телевизионных спутников для передачи высококачественного телевизионного сигнала абонентам по всему Земному шару. Развитие спутникового телевидения во всем мире происходит столь быстрыми темпами, что даже специалисты далеко не всегда успевают своевременно отслеживать происходящие изменения, - запускаются новые спутники, "открываются" и "закрываются" каналы.

Таким образом, в результате исследования можно сделать следующие выводы:

· Преимущества цифрового спутникового телевидения очевидны: это и высочайшее качество изображения, стереозвук, огромное количество каналов, прекрасный способ изучения иностранных языков и повышения эрудиции и т.д.

· Спутниковое телевидение - систему передачи телевизионного сигнала от передающего центра к потребителю через искусственный спутник Земли, расположенный на геостационарной околоземной орбите над экватором.

· Стандартная система для приема спутниковых каналов состоит из спутниковой антенны, конвертора, и ресивера (спутникового приемника).

Из всего вышеперечисленного можно делать вывод: современное спутниковое телевидение довольно сложное, но и в то же время перспективная область развития телевещания.

Список использованной литературы

1. Резников М.Р. Радио и телевидение вчера, сегодня, завтра.- М.:Связь,1977.-95с.

2. Шамшин В.А. Телевидение.// Электросвязь.- 1975. - №9.- С.1.

3. Талызин Н.В. Связь, телевидение, радиовещание.// Радио.- 1976.- №3.-С.1-3.

4. Горохов П.К. Б.Л. Розинг - основоположник электронного телевидения.-М.:Наука,1964.- 120с.

Размещено на Allbest.ru