Когда появилось спутниковое телевидение
Опубликовано: 23.04.2024
Спутниковое ТВ появилось около 30 лет назад в США. И сегодня во всех развитых странах спутниковая антенна на многоэтажных домах и коттеджах – неотъемлемая часть пейзажа. Спутниковое телевидение – это сотни разнообразных по тематике телеканалов в великолепном цифровом качестве.
При сравнении качества изображения и звука очевидны многочисленные преимущества спутникового цифрового ТВ. Сама технология передачи сигнала через спутник позволяет транслировать больше каналов со значительно лучшим качеством. Кроме того, абонент спутникового телевидения не зависит от инфраструктуры: спутниковую антенну можно установить где угодно.
Впервые идею спутниковой связи представил в 1945 году англичанин Артур Кларк. В радиотехническом журнале он опубликовал статью о перспективах ракет для запуска спутников Земли в научных и практических целях.
1957 год – в СССР был осуществлен запуск первого в мире искусственного спутника, сигналы которого принимались на Земле.
1962 год – первый телевизионный спутниковый сигнал передан из Европы на спутник Telstar над Северной Америкой.
1963 – запущен первый геостационарный спутник связи Syncom 2.
1965 – первый мировой коммерческий спутник связи Intelsat I (прозванный Early Bird) был выведен на синхронную орбиту.
1963 – в Советском Союзе создана первая национальная сеть спутникового телевидения «Орбита», которая базировалась на использовании высокоэлептики спутника «Молния» для ретрансляции и передачи сигнала исходящего на наземную станцию.
1972 – запущен первый геостационарный спутник Северной Америки - Anik, транслирующий телевидение.
1974 – запущен первый мировой экспериментальный образовательный и Прямой Транслирующий Спутник ATS-6.
1976 – запущен первый Советский геостационарный спутник «Экран» для трансляции прямого домашнего телевидения.
Впервые применять спутники для передачи телесигналов начали после первых запусков спутников связи. Перспективность его практического применения сразу показалось очевидной.
В 1977 году был принят Международный план спутникового ТВ вещания. В нем были указаны позиции спутников на геостационарной орбите, частотные каналы, зоны обслуживания, уровни сигналов и прочие характеристики. План был рассчитан на то, что с помощью спутникового телевидения будут передаваться пять национальных программ в каждой стране, а о международном вещании тогда речи не шло. Во время принятия этого плана технических средств для его реализации не было. Когда они появились, в большинстве развитых стран была создана наземная передающая сеть, обеспечивающая прием двух-четырех национальных программ. Потребности в дальнейшем развитии этой сети не было, поэтому не было смысла в плане для исключительно национального вещания.
Примерно в это же время начал расти интерес к программам с узкой целевой аудиторией, например детей, домохозяек, любителей животных, музыки или спорта, рассчитанным на аудиторию нескольких стран. Наиболее подходящими для этого оказались именно спутниковые каналы в сочетании с многоканальными наземными кабелями распределительных сетей.
Сначала пытались следить за несанкционированным перехватом информации, которая передавалась по фиксированной спутниковой службе, и это удавалось. Но постепенно ситуация изменилась из-за развития техники. Пришлось для предотвращения перехвата кодировать сигнал, что также использовали для платных каналов.
На сегодняшний день все более популярным становится цифровое спутниковое ТВ. Голландия, Финляндия, Андорра, Швеция, Швейцария, Германия, остров Мэн, Дания, Норвегия, Бельгия, Испания, Латвия, Эстония, Джерси и Гернси, Словения, Люксембург, Израиль, Австрия, Монако, Шотландия, Кипр, Франция, Сербия уже перешли на цифру, отказавшись от аналогового ТВ. Как показывает международный опыт, переход на цифровое телевидение обеспечивает пользователям ряд неоспоримых преимуществ: более высокое качество изображения и звука, широкий формат, достаточная емкость для каналов высокой четкости (HD), возможность передавать больше каналов при тех же затратах, интерактивность.
Как известно, в январе 2012 года в Грузии телекоммуникационная Магтиком и спутниковый оператор SES объявили о запуске первой в Грузии спутниковой DTH платформы (direct-to-home platform\платформа, вещающая исключительно для домашнего просмотра) – Магтисат, которая вещает посредством спутника ASTRA от компании SES. МагтиСат предлагает более 75 телеканалов - как стандартной (SD), так и высокой HD-четкости.
Компания SES является мировым спутниковым оператором, группировка которой насчитывает 50 геостационарных спутников. SES на сегодняшний день транслирует более 6000 теле- и радиоканалов по всему миру, из которых более 1200 – HD каналы. Спутники SES покрывают 258 миллионов домохозяйств по всему миру (включая доставку сигнала в кабельные сети) и обеспечивают работу 43 DTH платформ на всех континентах.
Материал подготовлен спутниковым оператором SES
Что интересно, эфирные американские вещатели на тот момент весьма активно обсуждали начало трансляции в HD. Спутниковые операторы в 1995 году говорили, что для них телевидение высокой четкости — это очень отдаленная перспектива, поскольку требует большого количества дорогой спутниковой емкости. Тем не менее первые HD-каналы на американских спутниковых платформах появились в 2005 году, а как массовая услуга — в 2011-м, раньше, чем в эфирном ТВ.
В затылок DirecTV дышал основной конкурент — EchoStar, планируя начать вещание в 1995 году. Но из-за различных финансовых и юридических неурядиц не смог этого сделать. Одной из основных интриг американского спутникового ТВ 1995 года стало именно возможное появление конкурента быстро набирающему обороты DirecTV. Остальные операторы работали на достаточно узких и локальных рынках, и уже тогда было очевидно, что главных игроков в США останется максимум два.
В Европе непосредственное телевещание развивалось с начала 90-х годов. К 1995 году в точке 13° в.д. работал Eutelsat II-F1, а в точке 19° в.д. — Astra 1C и Astra 1D. С этих спутников работали французские, британские, итальянские и немецкие DTH-платформы: Canal Satellite, BSkyB, TSF, Premiere, Sky Italia. Также с этих орбитальных позиций транслировалось большое количество телеканалов как в открытом, так и в закодированном виде. Общее количество зрителей спутникового ТВ в Европе перевалило за два миллиона. В марте 1995 года в точку 13° в.д. был запущен Eutelsat II-F6, который почти сразу был переименован в Hot Bird 1, и в дальнейшем все спутники Eutelsat в этой позиции носили это название, а сама позиция стала одной из ключевых для европейского непосредственного телевещания. В 1995 году Eutelsat II-F1 и Hot Bird 1 представляли наибольший интерес для телезрителей на территории СНГ. В широком луче транслировалось несколько наиболее популярных европейских программ, принимаемых вплоть до Новосибирска. По сути, с Hot Bird 1 и началось более-менее массовое спутниковое ТВ в европейской части России. Но только в западных областях размеры антенн позволяли говорить о непосредственном приеме в том смысле, в котором его понимали в Европе, то есть о приеме на антенны малых диаметров.
В Санкт-Петербурге для приема телеканалов со спутников Hot Bird 1 требовалась антенна 0,9 м, для приема с Eutelsat II-F1 — 1,1 м. В Москве сигнал со спутников Hot Bird принимается на те же 0,9 м, а для приема телеканалов с Eutelsat II-F1 требовалась уже антенна 1,8 м. В Волгограде на 1,3 метра с удовлетворительным качеством (по тем временам — без помех в виде полос и «снега») принимались программы с обоих спутников. Но подобные условия уже позволили части населения смотреть иностранное телевидение, а некоторым людям — уже делать на этом свой бизнес, становясь установщиками и продавцами аппаратуры. Основные проблемы, которые тогда волновали российских любителей спутникового ТВ: как настроиться, как поймать без помех, как взломать (тогда в России были очень популярны пиратские карточки на эротические телеканалы). Отдельно стоял вопрос, как уберечь, поскольку весь комплект стоил в те времена весьма ощутимых денег. Например, LNB Ku-диапазона для приема программ с Hot Bird в 1995 году в Петербурге стоил от 25 долларов, поэтому их регулярно «откусывали» с антенн, а хозяева ставили на них метки. Один раз даже удалось доказать кражу и довести дело до суда.
Разумеется, довольно много обсуждались и перспективы российских телеканалов и спутников, но на тот момент общий настрой был весьма пессимистичным. К 1995 году российскую спутниковую группировку телевещания и связи составляли спутники «Горизонт» и «Экспресс». По системам «Москва» и «Орбита» на пять вещательных зон распространялись две программы. «Москва Глобальная» обеспечивала прием одной программы за пределами страны. «Экран-М», считавшийся спутником непосредственного телевещания (но индивидуальный прием с него так и не был налажен), охватывал одной программой примерно миллион жителей Сибири и Дальнего Востока. Также через эти спутники транслировалось несколько региональных программ: «Якутия», «Енисей», «Бурятия», «Жарык» («Казахстан»). «Горизонт», созданный к московской Олимпиаде, был уже крайне устаревшим аппаратом. Как правило, из-за недостаточно совершенной системы коррекции орбиты этот спутник, что называется, «болтался», и для наблюдателя с Земли не висел неподвижно, а описывал восьмерку. Поэтому устойчивый прием с «Горизонтов» был невозможен без дорогой системы автоподстройки. Наиболее передовым космическим аппаратом на тот момент был «Экспресс» — он был чуть более мощным, чем «Горизонт», и оборудован более совершенной системой коррекции орбиты. В 1994 году был запущен первый аппарат, предполагалась большая серия и замена всех «Горизонтов» на «Экспрессы». Спутниковая общественность активно обсуждала тот факт, что, может быть, те, кто живут в глуши, наконец-то смогут с приличным качеством принимать хотя бы одну или две телепрограммы на относительно недорогую приемную систему. Но программа замены «Горизонтов» на «Экспрессы» не была реализована, да и «Экспрессам» оказались присущи недостатки и дефекты.
К 1995 году в России появился и первый спутник непосредственного телевещания — «Галс», запущенный в 1994 году. Этот спутник был оборудован тремя транспондерами, работающими в классическом вещательном диапазоне 18/12 ГГц. На тот момент американские и европейские фирмы могли предоставить заказчику космический аппарат с 15 мощными транспондерами для непосредственного приема или с 25 транспондерами для ретрансляционной сети или магистральных каналов. Что касается «Галса», то предполагалось, что прием будет осуществляться на антенны 2,5 метра для дальнейшей ретрансляции, на антенны
1,5 метра для коллективного приема, на антенны 60–90 сантиметров для индивидуального приема. Так что если по пропускной способности «Галс» сильно отставал от европейских и американских космических аппаратов, то по энергетике он вполне позволял развивать непосредственное спутниковое ТВ в России. Но на тот момент на этот спутник не нашлось заказчика: советская государственная программа по развитию спутникового ТВ прекратила свое существование, а коммерческие операторы еще не появились. Все три ретранслятора первого спутника «Галс», запущенного в 1994 году, были арендованы тайваньским оператором по демпинговой цене.
В первой половине 90-х российские коммерческие компании впервые начали продвижение российских спутников связи на мировой рынок, правда на первых порах без особенного успеха. «Галс», как уже говорилось, удалось продать по крайне низкой цене. Аналогично по низким ценам предлагались каналы на спутниках «Горизонт» и «Экспресс», и удалось найти одного заказчика. В 1992 году АО «Информкосмос» и американская компания RimSat заключили контракт на использование уже находящихся на орбите двух спутников «Горизонт», вывод на орбиту еще трех «Горизонтов» и четырех «Экспрессов» для обеспечения связи в азиатско-тихоокеанском регионе. Сумма контракта составляла $150 млн — в такую стоимость на тот момент обходилось изготовление и запуск одного космического аппарата класса Hughes HS-601. В том же 1992 году компания RimSat за небольшую сумму получила лицензию от компании TongaSat на использование принадлежащих королевству Тонго точек на стационарной орбите.
Эта первая попытка российской спутниковой индустрии выйти на мировой рынок закончилась неудачей, поскольку в феврале 1995 года стало известно о финансовых трудностях Rimsat Ltd и компания подала документы на процедуру банкротства. Позднее на судебном разбирательстве стало известно, что американская фирма не перечисляла российской деньги с мая 1994 года. Эта история послужила неплохим уроком и потом не раз приводилась в пример «как не надо делать бизнес». Но в то время она прошла практически незамеченной. Для Америки и Европы в ней не было ничего сверхъестественного, поскольку такие банкротства и суды происходят достаточно регулярно. А наших соотечественников в тот момент в основном волновали другие проблемы. И даже те, кто всерьез интересовались спутниковым телевидением, как правило, свой интерес сосредотачивали на иностранных аппаратах.
Рынок космических аппаратов на тот момент был поделен между несколькими американскими и европейскими компаниями. По итогам 1995 года:
| Всего запущено спутников на ГСО 26 | 11 |
| HS&C | 5 |
| LM | 4 |
| SS/L | 2 |
| НПО ПМ | 1 |
| Aerospatiale | 1 |
| MMS | 1 |
| TRW | 1 |
| ISRO | 1 |
В середине 90-х о себе заявили несколько разработчиков, которые делали спутники в основном по внутренним заказам. Некоторые из них (как, например, НПО «ПМ») впоследствии вышли на мировой рынок.
Лидер — Hughes Space & Commubications — в то время активно раскручивал на рынке свою относительно новую платформу HS-601. Эта платформа весила на орбите около двух тонн, предоставляя заказчику около 30 транспондеров в Ku- или С-диапазоне. Спутник на основе этой платформы стоил от 180 до 250 млн долларов. Верхняя цена предусматривала уже и запуск космического аппарата. Предыдущая модель HS-376, полезная нагрузка которой состояла из 10-12 стандартных транспондеров, была настоящим хитом 80-х и начала 90-х. К 1995 году популярность этой модели упала, но заказчики оставались. Один из последних аппаратов на основе этой платформы, работавший в точке 56° в.д., выведен из эксплуатации только год назад. Европейские спутниковые платформы Spacebus 3000 и Eurostar 2000 обладали схожими характеристиками, но серьезно потеснить американские компании им удалось только через несколько лет, после того как различные европейкие компании объединились в два крупных концерна.
Российские платформы по своим характеристикам, как уже говорилось, серьезно отставали от платформ иностранных разработчиков. Понимая это, ряд российских компаний в то время вели разработки новых коммуникационных платформ. Некоторые из них (например, «Ямал») оправдали возлагавшиеся на них надежды и стали стартовой точкой для крупного российского оператора. Некоторые («Купон» производства НПО им. Лавочкина) реализовались в металле, но из-за технического несовершенства не получили продолжения. Некоторые так и остались на бумаге. Позже, в том же 1995 году, произошло событие, которое в итоге коренным образом изменило путь развития российской спутниковой индустрии: в августе 1995 года НПО «ПМ» подписало с Европейской организацией спутниковой связи Еutelsat контракт на изготовление спутника SESat. Но это история для отдельной публикации.
Подпишитесь на канал «Телеcпутника» в Telegram: перейдите по инвайт-ссылке или в поисковой строке мессенджера введите @telesputnik, затем выберите канал «ТелеСпутник» и нажмите кнопку +Join внизу экрана.
И подписывайтесь на канал «Телеспутника» в «Яндекс.Дзен» .
Однозначно не раньше 1957 года, когда был запущен ПС1 "с бибипкой", которую слушали радиолюбители =)
Немного занавес приоткрылся, когда я увидел это:
Почтовая марка 1984 года. Следовательно год появления 1984-25=1959.
12 августа 1960 года специалистами США был выведен на орбиту высотой 1500 км космический аппарат - "Эхо-1". Его металлизированная оболочка диаметром 30 м выполняла функции пассивного ретранслятора. Видимо с маркой в СССР поспешили.
1962 год опять американцами запущен активный спутник-ретранслятор Telstar. Он мог обеспечить передачу одной телевизионной программы или двустороннюю радиотелефонную связь по 60 каналам.
Спутниковое телевидение не было кем то изобретено, его придумали люди.
Технологии телевидения не были изобретены одним человеком и за один раз. В основе телевидения лежит открытие фотоэффекта в селене, сделанное Уиллоуби Смитом в 1873 году. Изобретение сканирующего диска Паулем Нипковым в 1884 году послужило толчком в развитии механического телевидения, которое пользовалось популярностью вплоть до начала Второй мировой войны[5]. Основанные на диске Нипкова системы практически были реализованы лишь в 1925 году Джоном Бэрдом в Великобритании, Чарльзом Дженкинсом в США, И. А. Адамяном и независимо Л. С. Терменом в СССР[П 1].
Первая в мире передача движущегося изображения была осуществлена в 1923 году американцем Чарльзом Дженкинсом, с использованием для передачи механической развёртки, но передаваемое изображение было силуэтным, то есть не содержало полутонов. Первая пригодная для передачи движущихся полутоновых изображений механическая система была создана 26 января 1926 года шотландским изобретателем Джоном Бэрдом[6], основавшим в 1928 год Baird Television Development Company.
Имелись и другие системы механического телевидения: изобретённый в 1931 году «бегущий луч» Манфреда фон Арденне и английская система механического телевидения Scophony, позволявшая создавать изображения на экране размером почти 3 на 4 метра и с разрешением в 405 строк. Однако ни одна из механических систем не выдержала конкуренции с более дешевыми и надёжными электронными системами телевидения.
10 октября 1906 года изобретатели Макс Дикманн, ученик Карла Фердинанда Брауна, и Г. Глаге зарегистрировали патент на использование трубки Брауна для передачи изображений.[7].
Первый патент на используемые до сегодняшнего дня технологии электронного телевидения получил профессор Петербургского технологического института Борис Розинг, который подал заявку на патентование «Способа электрической передачи изображения» 25 июля 1907 года[5]. Однако ему удалось добиться передачи на расстояние только неподвижного изображения — в опыте 9 мая 1911 года. При этом электронно-лучевая трубка использовалась для воспроизведения изображения, а для передачи применялась механическая развёртка[5].
В 1926 году Кэндзиро Такаянаги впервые в мире при помощи электронно-лучевой трубки продемонстрировал изображение слога катаканы .
Первой в истории передачей движущегося изображения при помощи электронно-лучевой трубки считается передача, осуществленная 26 июля 1928 года в Ташкенте изобретателями Б. П. Грабовским и И. Ф. Белянским. Хотя акт Ташкентского трамвайного треста, на базе которого проводились опыты, свидетельствует, что полученные изображения были грубыми и неясными, именно ташкентский опыт можно считать рождением современного электронного телевидения[8]. Первый в истории телевизионный приёмник, на котором был произведён ташкентский опыт, назывался «телефотом». Заявка на патентование телефота по настоянию профессора Розинга была подана Б. Грабовским, Н. Пискуновым и В. Поповым 9 ноября 1925 года. Согласно воспоминаниям В. Маковеева, по поручению Минсвязи СССР все сохранившиеся документы о телефоте были изучены на предмет установления возможного приоритета советской науки кафедрами телевидения Московского и Ленинградского институтов связи. В итоговом документе констатировалось, что работоспособность «радиотелефота» не доказана ни документами, ни показаниями непосредственных свидетелей[9]. Иного мнения относительно перспектив изобретения Грабовского придерживались в США, и в романе Митчела Уилсона «Брат мой, враг мой», излагающем американскую версию истории создания телевидения, именно «телефот» описан как предтеча современного телевидения.
Настоящим прорывом в чёткости изображения электронного телевидения, что решило в конце концов в его пользу спор с механическим телевидением, стал «иконоскоп», изобретённый в 1923 году Владимиром Зворыкиным (он работал в то время для Radio Corporation of America). Иконоскоп — первая электронная передающая телевизионная трубка, позволившая организовать электронное телевещание. Его изобретение было запатентовано также советским учёным Семёном Катаевым в 1931 году, однако Зворыкин смог создать действующий образец раньше советских учёных — в том же 1931 году[10]. В 1932 году при помощи иконоскопа с передатчика мощностью 2,5 кВт, установленного на Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке, начались первые экспериментальные передачи электронного телевидения с разложением на 240 строк. Сигнал принимался на расстоянии до 100 км на телевизоры, выпущенные к тому моменту компанией RCA на основе кинескопа Зворыкина[10].
Изобретённый в 1931 году электронный «диссектор» Фило Фарнсворта оказался по сравнению с иконоскопом бесперспективным и не получил распространения.
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, является самым обширным и востребованным средством массовой информации в нынешней современной России. Оно обеспечивает общество России информацией, а так же влияет на культурную информационную ситуацию в российском современном обществе.
Телевидение развивает общество, заполняет его досуг, а так же информирует о происшествиях в стране, развлекает, а зачастую обучает. Телевидение главным образом воздействует на духовные ценности общества, на стиль мировосприятия людей, на весь строй мышления, на культуру нашего времени.
Первые телевизионные системы распределения и передачи телевизионных программ строились за счёт связи телецентров с помощью радиорелейных линий и кабелей. Это были сложные, чрезвычайно дорогие и капризные системы. А для самой большой страны мира - СССР это был просто тупиковый путь. Появление спутников Земли дало техническую основу для очень эффективного решения проблемы создания больших и даже глобальных систем связи и вещания.
Более перспективным повсеместным решением задачи регионального вещания было использование частот по плану НТВ-12. Для этих целей была организована разработка трехствольного (с последующим преобразованием в четырех - ствольный и т. д.) ИСЗ типа "ГАЛС" диапазона НТВ-12. Однако в связи с трудностями бюджетного финансирования, а также из-за распада СССР разработка ИСЗ "ГАЛС" была заторможена, и интерес к нему снизился. Однако по мере приобретения новыми государствами самостоятельности необходимость развития национального и межгосударственного ТВ вещания в этих странах начала приобретать существенное значение.
телевидение спутник радиочастотный
Первый советский спутник связи “Молния” был выведен на орбиту в апреле 1965г. Спутник имел высокоэллиптическую орбиту с апогеем 40000 км, перигеем - 500 км, наклонённую по отношению к экваториальной плоскости на угол 64 град. Основное назначение спутников этой серии было в ведении телевизионных передач и осуществлении дальней телефонной и телеграфной связи. Именно с этого спутника началось регулярное и широкое использование спутников для телевизионного вещания. И началось оно 23 апреля впечатляющим экспериментом - передачей телевизионного сигнала из Москвы во Владивосток. В СССР после запуска этого спутника связи в течение двух лет была создана первая в мире спутниковая телевизионная распределительная сеть. К 1967г. были введены в действие 20 наземных станций.
Приёмно-передающие наземные станции системы ”Орбита”, которые работали со спутниками “Молния”, были сложными дорогостоящими сооружениями. Они имели внушительные (10. 12м) размеры параболической антенны с массой зеркала около 6 тонн. И эта антенна должна была отслеживать спутник. Поэтому использовалась сложная опорно-поворотная система. Тем не менее, появление системы “Орбита” стало важным событием и позволило довольно быстро расширить единую сеть Центрального вещания. В США был запущен первый Intelsat. Так две великие космические державы практически одновременно открыли дорогу в космос для систем связи и вещания.
Спутниковые системы связи и вещания развивались очень бурно и достаточно быстро выявились две важные тенденции: переход на геостационарную орбиту и к более высокочастотным диапазонам при резком повышении мощности передатчиков, устанавливаемых на спутниках. Эти изменения преследовали определённую цель - максимально упростить наземные приёмные системы. Именно на этом пути выяснилось, что наземные приёмные станции могут оказаться настолько простыми и в серийном производстве достаточно дешёвыми, чтобы быть доступными для индивидуальных владельцев. Так появились подходы к непосредственному телевещанию.
Позднее появляются более экономичные сети «Экран» (1976) и «Москва» (1979). Идеология систем заключалась в том, чтобы увеличить мощность передатчика на ретрансляторе спутника и одновременно упростить, а, следовательно, и удешевить оборудование приемных наземных станций. Спутники расположены на геостационарной орбите. Высоко висящий ретранслятор может облучать территорию 2-3 часовых поясов, размеры наземных приемных антенн станций «Москва» уменьшились до 2,5 м в диаметре. Существует и перевозимый комплект оборудования приемной станции «Москва», умещающийся в кузове грузового автомобиля.
Достаточно эффективной сетью распределения спутниковых программ для районов Сибири и Крайнего Севера является система «Экран», покрывающая 40% российской территории. Приемные устройства могут быть двух типов: сложные (1 класс) и упрощенные (2 класс). Принятый со спутника сигнал распространяется через кабельные сети или маломощные ретрансляторы. В настоящее время в стране работают 1500 станций данной системы, а в странах СНГ-- 750 приемных установок системы «Экран» и 1000 приемных станций «Москва». Совместное использование систем «Москва и «Экран» позволило транслировать две центральные программы по всей территории страны с учетом пяти временных зон.
Обобщенная схема работы спутникового вещания на коллективные приемные сети выглядит так: готовый видеосигнал из телецентра подается на ретранслятор искусственного спутника Земли, после чего отправляется земным теле- и радиостанциям (для передачи сигнала со спутников используются сантиметровые волны), далее распространяясь по радиорелейным линиям или кабельным сетям. Применение данных технологий снижает затраты телезрителя или радиослушателя, избавляя его от необходимости приобретать дорогостоящее оборудование для непосредственного приема программ со спутников [2].
Пять зон телевещания программ ВГТРК и ОРТ обеспечивает национальная орбитальная группировка из 10 спутников. Идет работа по переводу систем «Орбита», «Москва» и «Экран» с аналогового на цифровой стандарт (MPEG-2/DVB-S), что позволит повысить качество ТВ-изображения и сократить количество спутников до пяти. Вся космическая группировка ФГУП «Космическая связь» на сегодняшний день представлена 14 спутниками.
Разумеется, наиболее перспективным в спутниковом вещании будет прием видеосигнала на индивидуальные антенны, но в этом случае государство переложит свои затраты на каждую семью, а учитывая низкую платежеспособность населения, сейчас сделать это невозможно. По радиорелейным линиям сигналы со спутников транслируются 80% населения России, по кабельным сетям --19%, а индивидуальные «тарелки» имеют только 1% жителей России.
Для того чтобы принимать ТВ-программы со спутника непосредственно на домашний телевизор, необходимо, чтобы сигнал, излучаемый ретранслятором из космоса, полностью соответствовал характеристикам сигнала, воспринимаемым телеприемником. Как уже отмечалось, такая задача была поставлена перед учеными в самом начале космической эры, но так и не была решена из-за нехватки мощности бортовых передатчиков, да и размеры передающих антенн на спутниках в этом случае должны значительно превышать существующие. Поэтому в современных системах используются специальные устройства преобразования сигнала. Для снижения диаметра антенн был необходим прорыв в области малошумящих усилителей, и уже в 1982 г. такая система была создана в Канаде (ANIK), в 1984 г. -- в Японии (BS-2), позднее в Германии, Франции, а в 1996г. в России («НТВ-Плюс»).
А. ЧЕРНИКОВ, радиоинженер.
Индивидуальный прием мировых телеканалов с помощью спутниковой "тарелки" стал почти таким же обыденным делом, как и просмотр "обычного" эфирного телевидения. Но в отличие от него возможности спутникового телевидения практически безграничны. Жители сельской местности, больших и малых городов России, не говоря уж о Москве, имеют возможность смотреть те же программы, что и телезрители Лондона, Амстердама, Рима, Парижа, получая дополнительное удовольствие от идеального качества изображения и звука. Требуется для этого оборудование разумных размеров (спутниковая антенна - "тарелка"), приобретенное за довольно скромную цену.
Языковое сопровождение и тематика каналов многообразны: мировые политические и бизнес-новости, спорт, современное художественное и документальное кино, классика мирового кинематографа, мультфильмы, путешествия, классическая и популярная музыка, сериалы, ток-шоу, ночные программы для взрослых. Кроме того, спутниковое телевидение дает возможность познакомиться с "настоящим" западным телевидением, не просто смотреть фильмы, новости и развлекательные программы, но и расширить свой взгляд на мир, сравнив "наше" и "не наше". Так что же такое - спутниковое телевидение и как оно устроено?
Рассказ о нем придется начать почти "от динозавров". еще в 1945 году известный ученый и фантаст Артур Кларк писал, что искусственный спутник, размещенный на круговой экваториальной орбите, на высоте 36 тыс. км над землей будет иметь период обращения вокруг земли 24 часа, то есть останется неподвижным для наблюдателя, как бы зависнет в одной точке неба. Такая орбита получила название "геостационарная".
Ныне большинство спутников, применяемых для ретрансляции ТВ-сигнала, являются именно геостационарными. Они находятся в специально определенных международными соглашениями орбитальных позициях, которые обозначаются градусами долготы того меридиана, над которым данная позиция находится. Например, спутник (вернее, несколько спутников группировки) Hot Bird находится в позиции 13 град восточной долготы.
Примечание. Ныне на геостационарной орбите существует несколько десятков спутниковых позиций, самих же спутников, естественно, больше. Бывает, что на одной позиции на расстоянии около 100 км друг от друга в космосе находятся 5-6 спутников. В таком случае позиция называется группировкой спутников.
На каждом из них размещено несколько передающих антенн, охватывающих своими лучами различные географические зоны на поверхности Земли. Обычно название зоны определяется странами, расположенными в регионах, на которые ведется вещание того или иного спутника. Например, западноевропейский луч охватывает страны Западной Европы, ближневосточный луч - азиатские страны Ближнего Востока и т. д. Установленные на спутниках передатчики арендуют телевизионные компании многих стран, осуществляя с их помощью глобальную трансляциюсвоих программ.
Основное оборудование спутника - приемно-передающий ретранслятор. Он принимает сигнал, передаваемый с наземных станций, усиливает его и посылает обратно на Землю (рис. 1).
Первоначально спутниковое телевидение, так же как и эфирное, было аналоговым. (Знаменитое НТВ+ тоже начинало как аналоговая система спутникового телевидения.) Аналоговый сигнал, многие годы используемый в телевидении, снимается с телевизионной камеры, где он формируется на светочувствительной матрице, становясь электрическим аналогом изображения. В процессе формирования и записи телевизионных программ, а также при передаче их по линиям связи (в том числе и спутниковым) методами и средствами аналогового телевидения сигнал подвергается искажениям. С увеличением числа этапов обработки, передачи и приема искажения накапливаются и качество изображения, естественно, падает. Дальнейшее же развитие аналоговых методов обработки и передачи сигнала уже не могло обеспечить сколь-нибудь серьезного улучшения качества телевизионного сигнала. Между тем требования к качеству "картинки" постоянно росли и стимулировали поиск новых эффективных методов создания, записи и передачи сигналов телевизионных программ. Ответом на этот запрос стал цифровой метод обработки и передачи сигнала.
Сущность цифрового метода заключается в том, что на одном из начальных этапов обработки аналоговый сигнал преобразуется в цифровой поток - последовательность нулей и единиц. Алгоритмы его преобразования таковы, что при искажении или даже потере части цифрового потока на приемной стороне существует возможность восстановить исходную форму сигнала.
Преимущества этого метода для спутникового телевидения многообразны. Прежде всего, существенно повышается качество передачи телевизионного изображения и сопровождающего его звука. Появляется возможность передачи стереофонического звукового сопровождения на нескольких языках и с субтитрами. Многократно увеличивается количество телевизионных каналов, транслируемых через один спутник. Кроме того, помимо основного сигнала телевизионного изображения и звука становится возможным транслировать дополнительную информацию, например программу передач на неделю вперед.
Рассмотрим теперь, что нужно для приема программ с того или иного спутника. Передача сигналов со спутника происходит в виде микроволнового электромагнитного излучения, частота которого намного выше, чем в сигналах обычного эфирного телевещания в диапазоне МВ/ДМВ (50-250 МГц / 470-850 МГц). Это излучение по всей трассе "спутник - земля" подвергается сильному ослаблению из-за водяных паров атмосферы и других препятствий. На месте приема, чтобы уловить такой ослабленный сигнал, устанавливается антенна с большим коэффициентом усиления. Внешне она представляет собой параболический отражатель (зеркало), который собирает сигнал в фокусе, где установлен конвертор, усиливающий и преобразующий частоту сигнала в приемлемую для передачи далее по кабелю в приемник (спутниковый ресивер). Назначение ресивера - выбор канала для просмотра и преобразования поступившего сигнала в форму, приемлемую для подачи на вход домашнего телевизора.
Таким образом, комплект аппаратуры для приема программ с любого спутника состоит минимум из трех главных элементов: антенны, конвертора и ресивера.
Основными и наиболее используемыми являются антенны с зеркалом в виде параболоида вращения. Они делятся на два основных класса: прямофокусные (фото 1) и офсетные. Примером прямофокусных антенн могут служить всем известные гигантские антенны астрофизических радиотелескопов. В самом центре такой антенны, на ее оси в фокусе, находится конвертор, который вместе с крепежными приспособлениями слегка затеняет полезную поверхность зеркала антенны. Правда, с увеличением общей площади антенны этот эффект становится менее значительным. За счет того, что ось прямофокусной антенны всегда нацелена на спутник, она как бы "смотрит в небо".
Офсетная антенна отличается от прямофокусной тем, что "смотрит вниз": ее фокус находится не на оси антенны, а внизу. Поэтому конвертор не затеняет полезную площадь зеркала. К преимуществам офсетной антенны относится и то, что крепится она почти вертикально. Это исключает скопление в ее "чаше" атмосферных осадков, которые способны очень серьезно влиять на качество приема. В зависимости от географической широты угол наклона офсетной антенны немного меняется.
Изготавливают спутниковые антенны из алюминия или стали. Уровень принимаемого сигнала, а следовательно, и качество и количество каналов зависят от диаметра "тарелки". Так, для нормального просмотра НТВ+ в Москве достаточно диаметра 60 см, для приема каналов со спутника Hot Bird - 90 см. Тот же диаметр годится и для спутника Sirius, но лишь в хорошую погоду. При ухудшении метеоусловий для уверенного приема с Sirius`а требуемый диаметр возрастает до 1,2 м. А для хорошего приема всех каналов со спутника Astra требуется установить антенну диаметром 1,8 м.
В комплект любой спутниковой антенны кроме параболического отражателя (зеркала) входит система подвески и крепления. В соответствии с типом подвески антенны подразделяются на азимутальные (полное техническое название этого типа - азимутально-угломестная, то есть осуществляющая наведение по азимуту и углу места) и полярные. В азимутальном варианте антенну настраивают на какой-либо спутник и жестко ее фиксируют (фото 2).
Полярная подвеска получила свое название из-за того, что ось, вокруг которой в этом случае вращается антенна, направлена на Полярную звезду. Полярная подвеска позволяет при помощи рычага - актюатора с электрическим приводом перенацеливать антенну с одного спутника на другой. Благодаря этому у пользователя появляется возможность принимать телевизионные программы с нескольких спутников. Поворотом антенны в этом случае управляет специальное устройство - позиционер, нацеливающее антенну по командам ресивера.
Существует, однако, возможность просмотра программ с двух спутников и при неподвижной (без актюатора, позиционера и полярной подвески) антенне. Для этого возле первого конвертора закрепляется второй, но не в фокусе антенны, а рядом с ним (фото 3). Антенна "смотрит" на один спутник, но в "поле ее зрения", немного сбоку, попадает и второй спутник. Соответствен но сигнал с него собирается антенной не в фокусе, а также немного сбоку. Туда и устанавливается второй конвертор. Обычно прием сигнала с двух спутников возможен, если их орбитальные позиции различаются не более чем на шесть-семь градусов. Такой конструкцией часто пользуются для приема сигналов со спутников Astra и Eutelsat/Hot Bird. Можно, наконец, принимать сигналы разных спутников и с помощью нескольких антенн, наводя на каждый из них отдельную "тарелку".
Следующий компонент приемной спутниковой системы - конвертор. Конструктивно он состоит из трех частей: самого конвертора, поляризатора и облучателя.
Облучатель предназначен для лучшей фокусировки электромагнитного сигнала на волноводный вход конвертора. Для прямофокусной и офсетной антенн применяются несколько различные конструкции облучателя. Связано это с основной характеристикой параболической антенны: отношением ее фокусного расстояния к диаметру (F/D). У большинства современных прямофокусных спутниковых антенн этот параметр равен примерно 0,3-0,4, а у офсетных антенн он составляет 0,5-0,6. В соответствии с этим облучатели для прямофокусных и офсетных антенн изготовляются с разным "углом раскрыва".
Между облучателем и конвертором монтируется поляризатор. Поскольку телевизионные сигналы от подавляющего большинства спутников имеют вертикальную и горизонтальную поляризацию, приемная система должна отделять одну поляризацию от другой и принимать каждую из них в отдельности. Для решения этой задачи и предназначен поляризатор. По командам ресивера он пропускает сигналы либо вертикальной, либо горизонтальной поляризации, а управление этим процессом осуществляется путем переключения напряжения питания с 13 на 18 В.
Существуют также поляризаторы с плавной перестройкой плоскости поляризации, которые управляются плавным изменением тока. Их устанавливают на антеннах с полярной подвеской при приеме сигналов с нескольких спутников. При этом для каждого спутника приходится подбирать свои плоскости поляризации.
Поляризаторы, управляемые напряжением, обычно изготавливают в виде единого блока с облучателем и конвертором (фото 4), а поляризаторы, управляемые током, - как отдельное устройство.
Наконец, сам конвертор. Он принимает собранную облучателем и отфильтрованную поляризатором электромагнитную энергию на частоте передатчика спутника и преобразует ее в сигнал более низкой частоты, пригодной для дальнейшей обработки в ресивере.
Здесь полезно немного познакомиться с частотными диапазонами, в которых ведется вещание со спутника. Для спутникового телевидения используются два основных диапазона - С-диапазон (3,5-4,2 ГГц) и Ku-диапазон (10,7-12,75 ГГц). Европейские спутники - Eutelsat, Hot Bird, Astra, Thor и другие - вещают преимущественно в Ku-диапазоне. Российские и азиатские спутники обычно ведут вещание в обоих частотных диапазонах. Соответственно для этих диапазонов нужны разные конверторы.
Ku-диапазон условно разбит на три поддиапазона. Первый из них (10,7-11,8 ГГц) носит название FSS. Второй (11,8-12,5 ГГц) называется DBS. Третий поддиапазон (12,5-12,75 ГГц) - Telecom получил свое имя по названию французских спутников, использующих для вещания эти частоты. Соответственно и Ku-конверторы бывают трех типов: одно-, двух- и трехдиапазонные (Full Band, Wide Band, Triple).
Конвертор соединяется с ресивером коаксиальным кабелем. Хотя внешне он схож с телевизионным кабелем для приема эфирных программ, цена его существенно - иногда в несколько раз - выше. Связано это с внутренним устройством коаксиального кабеля: одинарной, а то и двойной фольгированной оплеткой экрана, высококачественным металлом центральной жилы и особым наполнителем - диэлектриком.
Дело в том, что для передачи "спутникового" сигнала кабель должен иметь значительно более высокое качество (с меньшими потерями на частотах вплоть до 2 ГГц), чем для передачи сигнала "эфирного". Более того, чем дальше от антенны расположены ресивер и телевизор, тем лучше и соответственно дороже должен быть кабель. Очень хороший способен передавать сигнал на расстояния до 200 м. При больших же расстояниях или при использовании кабеля недостаточно высокого качества необходима установка усилителя сигнала.
Следующим элементом приемной спутниковой системы является ресивер (фото 5) - блок, который находится между антенной (конвертором) и телевизором. С его помощью выбирается канал, производятся все настройки системы и режима приема изображения и звука.
В мире существует более 50 торговых марок спутниковых ресиверов, и практически любой из них применим для индивидуальной приемной системы спутникового ТV. Между собой, вернее, по своим качественным характеристикам эти многочисленные ресиверы различаются, как и любые другие бытовые устройства. Так, устройства ряда фирм-производителей, характеризующихся словами "brand name", обеспечивают более высокий уровень сервиса, имеют высокие надежность, качество, технический уровень исполнения и инженерных решений. От более простых моделей они конечно же отличаются ценой. Так, хотя любой ресивер позволяет принимать стереозвук, лишь несколько моделей имеют систему воспроизведения "объемного звучания" - Dolby Surround. А некоторые ресиверы способны записывать принимаемые телевизионные программы на внутренний жесткий диск.
(Вообще же выбор ресивера зависит от возможностей системы в целом. В частности, если система предполагает перенастройку с одного спутника на другой, то ресивер должен иметь встроенный позиционер или иметь возможность подключения внешнего блока позиционера. Кроме того, мощность позиционера должна быть достаточной для управления данной моделью актюатора.)
Фактически каждый ресивер может переключать поляризацию конвертора при помощи напряжения, однако далеко не все модели имеют "токовое" управление поляризацией.
Зависит выбор ресивера и от того, какие каналы и с каких спутников предполагается смотреть, точнее, сможет ли выбранная модель принять и декодировать нужные каналы. Чтобы разобраться в этих возможностях ресивера, необходимо сказать несколько слов о кодировании спутниковых телевизионных каналов.
Задумываясь над приобретением и установкой системы спутникового телевидения (и оценивая свои финансовые возможности), будущий зритель в первую очередь решает, что именно он хочет в результате смотреть. Редко кого устраивает прием исключительно "открытых" государственных каналов. Более же интересные, коммерческие, каналы в большинстве своем транслируются с частичным или полным кодированием изображения и (или) звука. Причина простая - деньги. С бесплатными государственными каналами все ясно - они финансируются из бюджета страны. А владельцам частных каналов приходится платить за аренду спутникового передатчика, за авторские права, за лицензию на вещание и за многое другое. Естественно, чтобы окупить расходы и получить от своей деятельности прибыль, они хотят взимать плату за просмотр со зрителей, предварительно предложив им нечто, за что те согласны заплатить. Заинтересовать зрителя есть чем - существуют программы на любой вкус, - но кто же будет добровольно отдавать свои деньги? Метод убеждения здесь бесполезен (пробовали), так что в действие вступает метод принуждения.
Заключается он в том, что на телевизионной студии, где формируются программы, с помощью специального устройства (кодера) высококачественный телевизионный сигнал кодируется - сознательно разрушается по строго определенному алгоритму. Причем методы такого "вандализма" постоянно совершенствуются. Для того чтобы вернуть "испорченному" сигналу первоначальный вид, то есть сделать его доступным для приема, потребителю достаточно приобрести ресивер с декодером и декодирующую карточку, которая служит ключом к раскрытию кода. В отличие от "железа" ее по окончании срока действия необходимо обновлять.
Ныне цифровое спутниковое вещание ведется в нескольких системах кодирования. Это - Seca/Mediaguard, Irdeto, Viaccess, Conax, Nagravision, Videoguard и др. Причем некоторые каналы (но их немного) идут сразу в двух или трех системах кодирования одновременно, что облегчает возможность их просмотра. Соответственно и ресиверы различаются по возможности декодировать ту или иную кодировку. Хотя для расширения их возможностей у большинства ресиверов предусмотрена установка дополнительного модуля декодирования.
Что же касается декодирующих карточек, то они существуют, так сказать, двух категорий: легальные и пиратские. Легальные карточки распространяются компанией, осуществляющей трансляцию телевизионных каналов со спутника. Поскольку западные компании официально не транслируют свои программы на Россию, своими карточками они у нас не торгуют. Так что для приема западных программ отечественные фирмы, поставляющие приемное спутниковое оборудование, обычно продают пиратские карточки - аналоги легальных. Вопрос продолжительности работы такой карточки весьма расплывчат. Дело в том, что алгоритмы кодирования могут меняться, а карточки не всегда способны самостоятельно настраиваться на новый код. В таком случае владелец "серой" карточки обращается в фирму, где она была куплена, и за небольшие деньги "обновляет" свое приобретение. Понятно, что ни о какой четкой гарантии тут говорить не приходится.
Иное дело - приобретение легальной карточки. Для жителя России это возможно только для приема пакета НТВ+. Купив официальный договор и декодирующую карточку, можно за 600-1200 рублей в месяц смотреть более 50 отечественных и зарубежных (с переводом) каналов отличного качества.
Но не следует думать, что все хорошее и интересное можно принимать только за деньги. С того же спутника Hot Bird более сотни каналов транслируются без кодирования. Право, там есть, что посмотреть: музыкальные программы, шоу, новости, фильмы - выбор широк. Кроме того, со спутников с тем же великолепным цифровым качеством транслируются еще и радиопрограммы, которые принимаются теми же антеннами и ресиверами. И здесь выбор у потребителя - слушателя более чем богат.
Огромное преимущество спутникового телевидения - его глобальность: где бы ни находился телезритель, он всегда может настроиться хотя бы на один спутник. И часто этого вполне достаточно, чтобы выбрать несколько телевизионных каналов по душе.
Левченко В. Н. Спутниковое телевидение. - СПб.: ВНV-Санкт-Петербург, 1998.
Сворень Р. С орбиты - в дом // Наука и жизнь, 1989, № 11.
Сворень Р. Спутниковое телевидение: покупай и смотри // Наука и жизнь, 1993, № 12.
Читайте также: