Спутниковые сети звукового и телевизионного вещания

В последние два десятилетия телевидение, в том числе и спутниковое, актив­но ориентируется на цифровые способы передачи, поскольку они дают более вы­сокое качество изображения и одновременно обеспечивают экономический эф­фект для пользователей, а также дополнительные прибыли для операторов спутниковых и кабельных вещательных сетей.

Рассмотрим распределение ТВ-программ между индивидуальными пользова­телями (рисунок 13.11). Сеть спутникового непосредственного телевещания (СНТВ) включает в себя совокупность приемопередающих станций, обеспечи­вающих трансляцию через один или несколько широковещательных ИСЗ ТВ про­грамм большому числу приемных станций, а также прием программного мате­риала от других приемнопередающих станций с целью обмена программами между станциями и приема репортажных материалов от подвижных станций спутниковой службы новостей (SNG – Satellite News Gathering). Источниками информации для приемопередающих станций являются студии ТВ вещания, пе­редающие телевизионный сигнал в аналоговой форме, а в случае необходимости использования телекоммуникационных каналов – в сжатой цифровой форме со скоростью 20…30 Мбит/с. Спутниковая служба новостей обеспечивает распреде­ление программных материалов между студиями и, возможно, головными стан­циями кабельных сетей. Мобильность и оперативность репортажной съемки пре­допределяет необходимость передачи с относительно небольшой скоростью (высоким коэффициентом сжатия) и достигается ценой снижения качества изображения. Распределение программ между приемны­ми станциями осуществляется со скоростью 1,5…8 Мбит/с на один транслируе­мый канал.

Рисунок 13.11 - Сеть спутникового телевещания.

Рассмотрим типовую станцию индивидуального приема СНТВ (рисунок 13.12). Приемник строится по схеме с двойным преобразованием частоты. Принятые ан­тенной сигналы различных каналов в диапазоне 10,7…12,75 ГГц поступают в ус­танавливаемый на антенне наружный блок, состоящий из блока выбора поляри­зации и малошумящего СВЧ конвертера. Далее входной сигнал усиливается и преобразуется в сигнал 1-ой промежуточной частоты, пригодный для передачи по радиочастотному кабелю длиной несколько десятков метров к перестраивае­мому приемнику (внутренний блок). В приемнике осуществляется повторное преобразование частоты во 2-ю промежуточную, на которой осуществляется ос­новное усиление и частотная селекция сигнала выбранного канала. Затем сигнал разделяется на сигналы изображения и звукового сопровождения, каждый из которых в соответствующем канале подвергается обработке в одинаковой последо­вательности: демодуляция, декодирование помехоустойчивого кода, декодирова­ние сжатого цифрового сигнала. В результате формируются аналоговые сигналы изображения и звука на видеочастоте, которые преобразуются в стандартный для наземного телевещания ТВ-радиосигнал одного из каналов дециметровых длин волн, что дает возможность использовать обычные телевизионные приемники, не имеющие отдельных видеочастотных входов. Перестройка приемника осуще­ствляется изменением частоты второго гетеродина при помощи блока управле­ния, формирующего соответствующие управляющие сигналы. Блок управления обеспечивает также выбор поляризации принимаемых сигналов и перенацелива­ние приемного луча на нужный ретранслятор.

Для приема засекреченных (шифрованных) программ в приемники встраиваются дешифраторы, обеспе­чивающие с использованием введенного в них ключа к коду восстановление ис­каженного на передающей стороне ТВ-сигнала. Программируемые блоки управ­ления обеспечивают целый ряд сервисных функций, увеличивающих простоту и оперативность перестройки приемника – автоматический поиск за­несенных в его память программ с выбором вида поляризации, нужного ретранс­лятора и частотного канала с наглядным отображением всей необходимой ин­формации на экране телевизора. В памяти могут одновременно храниться данные для приема нескольких сотен телевизионных каналов. Массовое произ­водство индивидуальных приемников цифровых сигналов СНТВ организовано в США, Европе и Японии. Типичный диаметр приемной антенны составляет приблизительно 45 см, наружные блоки производятся в виде моно­литных СВЧ интегральных схем, которые стали самым массовым изделием за всю историю производства подобных схем.

В городах с многоэтажной застройкой типична ситуация, когда трудно Очевидно, что для привлечения более широкого круга пользователей нуж­ны малогабаритные приемные антенны, размеры которых позволяли бы монти­ровать их в непосредственной близости от владельца, например, на внешней поверхности стены дома. Первый шаг на пути расширения рынка услуг спутни­кового телевидения сделала компания Hughes (США), изготовившая и обеспе­чившая запуск в 1993 году спутника непосредственного вещания DBS-1. Этот ретранслятор имеет на борту 16 приемнопередатчиков. Начальная цена индивидуальной приемной станции составляла около 700 долларов, а затем сни­зилась более чем в 2 раза благодаря, в частности, субсидиям в проект провайдеров услуг. Затем пропускная способность спутниковой СНТВ была увеличена путем расширения космического сегмента (в ту же точку стояния на геостационарной орбите были запущены два ретранслятора DBS-2 и DBS-3) до 300 ТВ-каналов, а услуга получила название DirecTV и дополнительно при­влекла к концу 90-х годов еще более 3 миллионов пользователей. За­пуск вещательных ИСЗ в одну точку стояния практикуется и при построении других орбитальных группировок спутников непосредственного вещания, по­скольку отпадает необходимость перенацеливания приемных лучей пользова­тельских станций и упрощается организация фидерных линий.

Рисунок 13.12 - Структурная схема станции индивидуального приема СНТВ.

Конечно, внедрение в США спутниковой сети цифрового ТВ вещания Ки- диапазона не означает автоматическую ликвидацию ранее созданной масштаб­ной распределительной сети диапазона 6/4 ГГц, просто эта сеть достигла своего насыщения и прекратила дальнейшее развитие, но вещательные спутники С- диапазона играли и будут продолжать играть важную роль в национальной ин­формационной инфраструктуре США. Тем не менее, большая пропускная спо­собность спутниковых СНТВ (возможность выбора между несколькими сотнями ТВ-каналов по сравнению с не более чем сотней в кабельных сетях) и наличии в США около 20 млн. потенциальных пользователей, не охваченных кабельными ТВ-сетями, внушает производителям оборудования и провайдерам услуг непо­средственного ТВ определенный оптимизм.

В Европе наблюдался более ярко выраженный по сравнению с США интерес к системам индивидуального приема спутникового ТВ, что объясняется меньшей разветвленностью сетей кабельного телевидения. Число пользователей услуг платного непосредственного спутникового ТВ в Европе к началу 21-го века оце­нивалась в 25 миллионов.

СНТВ способны в ближайшем будущем захватить огромный рынок, особенно там, где кабельные сети недостаточно развиты или вовсе отсутствуют, где есть потребность в СНТВ и возможность оплачивать за предоставление данной услу­ги.

Возможности и перспективы широкого распространения спутниковых СНТВ определяются следующими основными факторами:

§ разработкой и внедрением эффективных алгоритмов сжатия цифрового ТВ сигнала, позволяющих получить приемлемое качество цветного изображения при скорости передачи всего 1,5…2 Мбит/с. Это позволяет обеспечить од­новременную трансляцию через один мощный приемопередатчик Ки- диа­пазона до 15 телевизионных программ на приемные «тарелки» диаметром не более полуметра;

§ разработкой и производством мощных и достаточно широкополосных ЛБВ диапазона Ки с выходной мощностью 100 Вт и более; разработкой и производством эффективных и долговечных батарей солнеч­ных элементов, позволяющих обеспечить энергопитание мощных много­ствольных ретрансляторов;

§ запуск всего одного спутника непосредственного вещания позволяет транс­лировать более 200 цифровых ТВ-каналов, что позволяет спутниковым СНТВ успешно конкурировать с кабельными сетями и даже превосходить их по пропускной способности;

§ рост благосостояния стандартов жизни населения, особенно в Азиатско-Тихоокеанском регионе, в сочетании с недостаточно развитой структурой кабельных сетей обещают непрерывный рост числа клиентов и доходы операторов спутниковых СНТВ порядка 20 млрд. долларов в год, что позволит окупить затраты на разработку, развертывание и эксплуата­цию этих сетей.

Новым направлением в области спутникового ТВ-вещания является трансляция телевизионных каналов для подвижных средств (поезда, яхты, воздушные и реч­ные суда, грузовики дальних перевозок и т.д.).

Перспективным направлением считается и непосредственное спутниковое цифровое радиовещание (DAB – Digital Audio Broadcasting) для фиксированных и подвижных пользователей, обеспечивающее трансляцию новостей, музыки и прочих программ, справочно-информационных данных.

Дата добавления: 2014-01-07