Бесплатная техническая библиотека

Цифровое спутниковое телевидение. История изобретения и производства

Справочник / История техники, технологии, предметов вокруг нас

 Комментарии к статье

Спутниковое телевидение - система передачи телевизионного сигнала от передающего центра к потребителю, использующая в качестве ретранслятора искусственные спутники Земли, расположенные в космосе на геостационарной (ранее и на других видах орбит) околоземной орбите над экватором, и оснащенные приемопередающим оборудованием. По сравнению с эфирным наземным телевидением, обеспечивает покрытие качественным телевизионным сигналом больших территорий, труднодоступных для ретрансляции обычным способом.

Для приема сигнала спутникового телевидения требуется специальное оборудование. Стандартный комплект состоит из спутниковой антенны, кронштейна (крепление антенны к стене или крыше), конвертера, кабеля и спутникового ресивера (спутникового приемника), последний может быть встроен в телевизор или исполнен в виде компьютерной платы. Для просмотра спутниковых телеканалов с помощью ресивера используется телевизор или монитор компьютера (через специальную встроенную DVB-S-карту).

Спутниковая антенна

Передача информации на большие расстояния была и остается одним из самых важных с практической точки зрения применений искусственных спутников Земли. На первом специализированном связном американском спутнике в 1963 году был передатчик мощностью всего в 5 ватт и ненаправленная передающая антенна. Оттого на Земле сигналы спутника удавалось принимать только специальной антенной размером около тридцати метров. Чтобы выделять слабый сигнал на фоне шумов, на входе наземного приемника пришлось установить сложный и дорогой квантовый усилитель, охлаждаемый жидким гелием.

Космическая техника развивалась, и в 1970-х годах стало возможным выводить спутники связи на так называемую геостационарную орбиту, когда спутник как бы подвешен постоянно над одной точкой земной поверхности. Выросла мощность передатчика, а бортовые антенны заменили направленными, способными формировать узкий луч электромагнитной энергии, "освещающий" сравнительно небольшую часть земной поверхности. То есть мощность излучения не разбрасывалась во все стороны, а направлялась в основном адресату.

В качестве параметра, который характеризовал бы не только передатчик, но и антенну, ввели так называемую эквивалентную излучаемую мощность - произведение мощности бортового передатчика и коэффициента усиления передающей антенны (имеется в виду эффект усиления, связанный с тем, что энергия концентрируется и излучается лишь в определенном направлении). Значение эквивалентной мощности достигло сотен, а затем и тысяч ватт. В результате наземные антенны удалось уменьшить в два-три раза, а для усилителя более не требовалось охлаждения жидким гелием. И все же о непосредственном приеме сигнала на домашний телевизор в этот период можно было только мечтать - стоимость приемной станции составляла около миллиона советских рублей.

Первая в мире распределительная телесистема "Орбита" начала действовать в СССР в 1967 году. Затем аналогичные системы появились в США, Канаде, Индонезии, Индии и в других странах. В 1977 году группа европейских стран организовала консорциум "Евтелсат" для обмена телепрограммами в сети "Евровидения". Основой сети стали три ведущих и один резервный спутник "Евтелсат-1", которые использовались и для передачи коммерческих ТВ-программ в диапазоне 11 ГГц. Еще несколько программ в этом диапазоне транслировались через спутники международной системы "Интелсат" и коммерческий спутник "Астра".

Сегодня многие телезрители обзаводятся собственными приемными системами, позволяющими принимать программы распределительных систем. В 1983 году, когда начались первые передачи через спутник "Евтелсат-1", Для этого требовалась приемная антенна диаметром не менее трех метров и оборудование стоимостью 20000 долларов.

Понадобились годы труда ученых и инженеров, чтобы сделать реальностью "тарелку" диаметром в 60 сантиметров, которую можно установить на балконе где-нибудь в Ижевске или Омске и принимать прямо со спутников десятки программ из разных стран.

Попробуем проследить, как телевизионные программы приходят к зрителю транзитом через спутник на примере "НТВ-плюс". Эта система непосредственного спутникового вещания (СНВ) в России действует и постоянно развивается с середины 1990-х годов.

С февраля 1999 года в этой сети начал работу спутник "Бонум-1", специально подготовленный для цифровой передачи. Современное оборудование цифровой компрессии и цифровой передачи позволяет передать через один ствол (транспондер) спутника вместо одной аналоговой программы до шести цифровых телевизионных, а при статистическом уплотнении - до 8-10 и даже 10-12. Но стоимость оборудования спутника и приемной установки значительно возрастает. В то время, когда создавалась первая сеть непосредственного спутникового вещания, цена цифрового тюнера превышала на мировом рынке тысячу американских долларов, цена же аналогового - в двадцать раз меньше. Это предопределяло выбор аналогового способа. Однако к 1999 году стоимость цифрового тюнера на мировом рынке опустилась примерно до 200 долларов. Это позволило полностью перейти на цифровое вещание. Так, с 1 ноября 1999 года "НТВ-Плюс" перешло на цифровое вещание.

Преимущества цифрового вещания несомненны. Во-первых, это - снижение затрат на спутник (в расчете на одну программу) в 6-10 раз; улучшение пороговых свойств приемника; повышение реального качества изображения и звука. Во-вторых, это - предоставление потребителю дополнительных услуг, таких как воспроизведение программы передач на экране телевизора, удобный выбор каналов, возможность введения пароля и возрастного ограничения телезрителей, звуковое сопровождение на нескольких языках, передача данных, изменение программного обеспечения приемников по эфиру и т д.

Можно выбрать и вид приема: индивидуальный или коллективный. Если ограничиться только коллективным приемом, то можно уменьшить мощность спутника, поскольку приемная антенна имеет больший размер. Вместе с тем при этом будет потеряна часть потенциальной аудитории. Ведь даже в Европе, при широком развитии кабельных сетей, число индивидуальных спутниковых абонентов составляет почти пятьдесят процентов. Что говорить о России, где практически отсутствует опыт функционирования платных кабельных сетей и договорных отношений между вещателем и владельцем кабельной сети. Поэтому выбор в пользу индивидуального приема становится очевидным, что, впрочем, не исключает коллективного приема.

Массовый характер сети спутникового вещания и необходимость передачи сигналов "открытия" по эфиру заставляет применять сложные системы закрытия. Это необходимая защита от многочисленных "хакеров". Сейчас в "НТВ-Плюс" используется цифровая система закрытия фирмы "France Telecom" (Франция). Фактов ее "пиратского" раскрытия пока не обнаружено, а если это произойдет, меры противодействия предусмотрены.

Выбор основных энергетических параметров системы "НТВ-Плюс" был обусловлен многолетним опытом создания спутников в России и других странах, а также имеющимся на рынке массовым приемным оборудованием, целесообразным размером антенн приемной установки. Для системы "НТВ-Плюс" стали использовать спутник с ЭИИМ 50-48 дБВт. При современных малошумящих усилителях и тюнерах с улучшенными пороговыми свойствами сигнал можно принимать с антеннами диаметром 45-60 сантиметров. При зоне покрытия, соответствующей европейской части России, достаточна мощность ствола на спутнике в 80-100 Вт.

Существенное значение при создании системы имел выбор полосы частот. На международной конференции в Женеве в 1977 году приняли план распределения частотных каналов и позиций спутников на геостационарной орбите. Для западного полушария аналогичный план был принят в 1983 году. Каждая страна восточного полушария получила не менее пяти частотных каналов шириной 27 МГц. В соответствии с планом каждый спутник должен обслуживать одну или несколько территорий, соответствующих границам одной страны. Советский Союз получил 70 частотных каналов на пяти орбитальных позициях.

Другие системы, работающие в диапазоне 12 ГГц, по праву можно назвать "непосредственным спутниковым телевещанием", поскольку на прием не требуется получать разрешение передающей стороны, а цена приемной установки сегодня не больше цены высококачественного телевизора.

Еще в Советском Союзе планировалось создание спутниковой системы в диапазоне 12 ГГц, в частности спутников, рассчитанных на передачу одновременно четырех ТВ-программ в одном широком луче (территории Казахстана, Украины), двух лучах среднего размера (Белоруссия, Узбекистан и другие республики Средней Азии) и одном узком луче (Прибалтика, Закавказье). Мощность бортовых передатчиков предполагалась такой, чтобы для индивидуального приема подходили антенны диаметром 1,1 метра, а для коллективного приема, где влияние оказывают взаимные помехи, - 1,5 метра.

Для размещения спутника "Бонум-1" Государственной комиссией по радиочастотам было выдано разрешение на использование одной из российских позиций в диапазоне СНВ.

"Спутник - самый важный элемент системы, - пишет в журнале "Радио" Л. Кантор. - В системе СНВ используется спутник типа HS376, изготовленный американской компанией Hughes (кстати, их изготовлено уже более 50). Спутник высоконадежен, рассчитан на срок службы 12 лет. Конструкция его необычна. Он имеет форму цилиндра, по всей поверхности которого расположены элементы солнечной батареи. Вращение всего наружного "стакана" способствует стабилизации положения оси спутника в пространстве. Внутренняя часть спутника, на которой расположена приемно-передающая антенна, остается неподвижной (т е. как бы вращается относительно наружного "стакана" в обратную сторону).

Спутник управляется со станции, расположенной под Москвой. Как показывает опыт, эксплуатационные его параметры поддерживаются с высокой точностью: погрешность сохранения позиции на орбите и наведения антенны существенно меньше заданной величины ±0,1 градуса. Для этого регулярно проводятся сеансы коррекции с помощью установленных четырех корректирующих двигателей и необходимого запаса топлива.

Наведение антенны спутника осуществляется либо по сигналу маяка, совмещенному с сигналами телеуправления, либо по диску Земли. Луч передающей антенны имеет специальную форму, соответствующую необходимой зоне обслуживания. Предусмотрена также возможность переключения передатчиков на второй облучатель, позволяющий сформировать зону восточнее основной. Полезная нагрузка спутника - восемь рабочих стволов с гибким резервом (из трех передатчиков), создающих в указанной зоне ЭИИМ не менее 50 дБВт. Все стволы работают круглосуточно, в том числе в периоды, когда спутник оказывается в тени Земли и его аппаратура питается от аккумуляторных батарей".

Автор: Мусский С.А.

 Рекомендуем интересные статьи раздела История техники, технологии, предметов вокруг нас:

▪ Микромеханика

▪ Телевидение

▪ Реактивный двигатель

Смотрите другие статьи раздела История техники, технологии, предметов вокруг нас.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Климат влияет на длительность беременности 07.11.2025

Беременность традиционно воспринимается как естественный биологический процесс с предсказуемыми сроками, однако современные исследования все чаще доказывают, что на ее продолжительность влияют факторы, выходящие далеко за пределы медицины. Среди них особое место занимают климат и окружающая среда - именно эту взаимосвязь впервые подробно изучили ученые из Университета Кертина в Австралии. Их работа раскрывает, что экстремальные погодные условия способны не только вызывать преждевременные роды, но и, напротив, удлинять срок беременности. Команда исследователей проанализировала данные почти 400 тысяч новорожденных, появившихся на свет в Западной Австралии. Результаты оказались неожиданными: климатические колебания заметно влияли на организм будущих матерей, особенно у тех, кто рожал после 41-й недели беременности. По словам доктора Сильвестра Додзи Ньядана из Школы народного здоровья Университета Кертина, проблема перенашивания долгое время оставалась в тени, хотя ее последствия могут ...>>

Роботизированное кресло Toyota Walk Me 07.11.2025

Современные технологии все чаще пересекаются с медициной, эргономикой и социальной сферой. Компании стремятся не просто создавать машины, а делать устройства, которые расширяют возможности человека. Именно к этому направлению принадлежит новейшая разработка корпорации Toyota - роботизированное кресло Walk Me, впервые показанное на выставке Japan Mobility Show 2025. Оно демонстрирует, как инженерная мысль и забота о людях с ограниченной подвижностью могут соединяться в одном компактном устройстве. Внешне Walk Me напоминает нечто среднее между креслом и небольшим роботом. В отличие от привычных инвалидных колясок или тележек, новинка лишена колес - вместо них движение обеспечивают четыре механические ноги. Такая система позволяет креслу буквально "идти" по поверхности, адаптируясь к рельефу и уверенно преодолевая гравий, бордюры или даже лестницы. Создатели вдохновлялись природой - в частности, движениями коз и крабов, известных своей устойчивостью и ловкостью на пересеченной местн ...>>

Отцу полезно брать отпуск по уходу за ребенком 06.11.2025

Роль отцов в воспитании детей перестала восприниматься как второстепенная. Современные исследования все чаще доказывают, что участие папы в уходе за младенцем оказывает не только эмоциональное, но и долговременное развитие на психику и успехи ребенка. Новая работа ученых из Национального университета Сингапура добавила весомые аргументы в пользу того, что отцам стоит брать отпуск по уходу за ребенком - хотя бы на две недели. Исследование показало, что дети, чьи отцы проводили с ними больше времени в первые недели жизни, реже сталкиваются с трудностями в поведении и обучении. Такие дети проявляют лучшие результаты в тестах на математические и речевые способности и демонстрируют более устойчивое эмоциональное состояние. Ученые отмечают, что именно продолжительный отпуск дает мужчинам возможность установить прочную эмоциональную связь с ребенком и активнее участвовать в жизни семьи. Профессор Вэй-Джун Джин Ян, соавтор исследования, подчеркивает, что в большинстве азиатских стран дек ...>>

Случайная новость из Архива Отладочная плата ESP32-DevKitC-V 31.07.2019 Новая отладочная плата ESP32-DevKitC-V собрана на основе одного из самых популярных WiFi-модулей Espressif ESP32-WROVER-B и позволяет в самые короткие сроки запустить приложение с поддержкой беспроводных стандартов WiFi 802.11b/g/n и Bluetooth Classic/BLE. Ресурсов встроенного в модуль чипа ESP32-D0WD хватит для решения даже очень сложных задач - на борту имеется два 32-битных ядра, 4 Мбайт SPI FLASH-памяти, 8 Mбайт PSRAM и большое количество интерфейсов - UART, SPI, I2C, ADC, DAC, GPIO, PWM, I2S и другие. Для батарейных устройств можно задействовать встроенный сопроцессор, который имеет пониженное энергопотребление. ESP32-DevKitC-V предоставляет разработчику полный доступ ко всем выводам модуля через стандартные штыревые разъемы с шагом 2,54 мм. Для взаимодействия с ПК и загрузки пользовательских программ предусмотрен разъем микро-USB. Модуль питается от USB или источника внешнего напряжения 3,3 или 5 В. При питании от 5 В используется установленный на плату линейный стабилизатор. Для взаимодействия с пользователем на плате установлены кнопки сброса и перехода в режим загрузки через последовательный порт. Благодаря невысокой стоимости, малому размеру и встроенной антенне плата ESP32-DevKitC-V может использоваться как законченный модуль при производстве мелкосерийной продукции. Особенности отладочной платы ESP32-DevKitC-V: Модуль ESP32-WROVER-B (чип ESP32-D0WD) 4 Мбайт SPI Flash и 8 Мбайт SPI PSRAM PCB-антенна Micro-USB-интерфейс и мост USB/UART Встроенный стабилизатор 3,3 В Кнопки "Сброс" и "Загрузка" Индикатор питания Power On LED Стандартные штыревые разъемы 2,54 мм.

Другие интересные новости:

▪ Графеновый аэрогель легче воздуха

▪ Названа новая высота Эвереста

▪ Неувязающие сапоги

▪ Электрический кроссовер Lexus RZ 450e

▪ Новый рекорд квантовой телепортации

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Истории из жизни радиолюбителей. Подборка статей

▪ статья Знать назубок. Крылатое выражение

▪ статья Как простая веревочка помогала пилотам союзников наладить контакт с первобытными племенами? Подробный ответ

▪ статья Каменная валериана. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Кварцевые термопреобразователи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья О питании маломощной бытовой аппаратуры. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025