ИСТОРИЯ СПУТНИКОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ
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. Спутниковое телевидение давно перестало быть предметом роскоши - сегодня почти на каждом доме можно увидеть спутниковую тарелку. Причин неуклонного роста популярности спутникового телевидения много. Основная состоит в том, что оборудование для просмотра ТВ-программ со спутника стало более чем доступным по цене. Другая причина - цифровое телевидение, транслируемое со спутника, по качеству существенно лучше эфирного ТВ. Спутниковое телевидение дает возможность получить доступ к огромному количеству различных каналов. Спутниковое телевидение - это, в первую очередь, цифровое качество изображения, вне зависимости от того, как далеко вы находитесь от источника трансляции. Спутниковое телевидение дает дополнительные каналы, а не заменяет эфирные. Жизнь современного человека немыслима без телевидения. Выполняя сразу множество функций, от информационной до развлекательной, телевизор стал неотъемлемой частью человеческой жизни. Начало спутникового телевидения знаменуется 23 апреля 1965 года, выводом первого спутника связи
под названием «Молния»
с телевизионной трансляцией из Владивостока в Москву. Это был спутник, вещающий в аналоговом формате. С точки экономического и технического решения спутниковое вещание было настолько удачно, а его социальное значение так велико, что практическое применение 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 сигнал соответствовал параметрам наземной передающей сети, для чего нужно было бы решить ряд технических и правовых проблем. Однако расчеты показали, что для реализации перечисленных выше условий непосредственного вещания 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 нельзя, хотя со временем они безусловно станут возможными. Еще более серьезной оказалась проблема совместного использования частотного спектра с 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 телевизионного вещания создает в соседних государствах значительный уровень сигнала, представляющего собой помеху. В Европе, например, выделенных для телевизионного вещания в метровом и дециметровом диапазонах каналов оказалось бы недостаточно для обеспечения в каждой стране даже одно- или двухпрограммного 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
телевизионного вещания
специальной полосы частот в диапазоне 12 ГГц. В 1977 г. Был разработан и принят Международный план спутникового
телевизионного вещания
в этом диапазоне, в котором определены позиции искусственного спутника земли 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 небыло. По техническим
параметрам
(диапазон частот, метод модуляции, уровень сигнала и др.) план не обеспечивает возможность НТВ (непосредственное телевизионное вещание). В радиовещательной спутниковой службе была принята следующая терминология :
- "индивидуальный прием" - прием излучений радиовещательного спутника на простые приемные установки с домовой или коллективной антенной, обычно небольших размеров;
- "коллективный прием" - прием излучения радиовещательного спутника на более сложные устройства, имеющие большие антенны, чем при индивидуальном приеме, и предназначенные для использования группой пользователей сосредоточенных в одном населенном пункте с небольшим числом телевизоров или кабельной распределенной сетью, обслуживающей ограниченную зону.
Естественно, такое деление условно, поскольку тип (сложность) используемого приемного устройства, а значит и качество принимаемого изображения, определяются стоимостью спутниковой станции, приобретаемой потребителем. На момент принятия плана HTВ-12 технических возможностей для его реализации еще не было. Когда же они появились, в большинстве развитых стран была создана наземная передающая сеть, обеспечивающая повсеместно прием двух-четырех национальных программ. Особой потребности в дальнейшем развитии этой сети не ощущалось, в связи с чем наблюдалась пассивность стран по внедрению плана НТВ-12 только для национального вещания. В то же время возрос интерес к тематическим программам для детей, домохозяек, любителей кино, музыки, новостей, спорта и др. Такие программы как правило, рассчитаны на прием населения нескольких стран одновременно. В техническом и экономическом отношениях наиболее подходящими для этого оказались спутниковые каналы в сочетании с многоканальными наземными кабельными распределительными сетями. Подобное решение обеспечивает как массовость приема большого числа программ, так и их "межгосударственность", а поскольку план HTB-12 предусматривает возможность организации трансляции сигналов
телевизионных
программ только в пределах национальных границ государств, для их международного распределения начали использоваться системы фиксированной спутниковой службы (ФСС). Из выделенных регламентом радиосвязи для систем ФСС диапазонов практическое применение для передачи
телевизионное вещание
сигналов получили полосы 4 и 11-12 ГГц. По своему статусу ФСС первоначально определялась как система связи между определенными фиксированными пунктами. Согласно международному праву, не разрешался несанкционированный перехват и распространение информации, передаваемой по каналам ФСС, выявленный же перехват должен был пресекаться. На первых этапах развития ФСС данное требование легко выполнялось, поскольку земные станции представляли собой сложные и громоздкие устройства с антенной, достигавшей десятков метров в диаметре, которые легко обнаруживались и контролировались. Однако по мере развития техники ситуация изменилась. Земные станции ФСС, предназначенные только для приема сигналов, упростились, их габариты уменьшились, что существенно затруднило выявление таковых. При необходимости же предотвратить несанкционированный прием стали использовать кодирование (scrambling) телевизионного сигнала, а для безыскаженного воспроизведения изображения на приеме - соответствующий декодер. Кодирование обеспечивает как защиту авторских прав, так и организацию платного (коммерческого) телевидения. Все это привело к широкому использованию систем ФСС для передачи телевизионных программ на большую сеть простых земных приемных станций. Были изменены международные правовые положения по использованию ФСС и введены два новых термина:
- "косвенное распределение" - использование ФСС для ретрансляции вещательных программ из одного или более пунктов на разные земные станции для дальнейшего распределения по наземным радиовещательным станциям, включая передачу необходимых служебных сигналов;
- "непосредственное распределение" - использование ФСС для ретрансляции вещательных программ из одного или более пунктов непосредственно наземным радиовещательным станциям без промежуточных этапов распределения, включая передачу необходимых служебных сигналов. Трактуя терминологию ФСС и НТВ, не следует смешивать понятия "непосредственного распределения" и "коллективного приема". В то же время, нет четкого технического различия между системами ФСС и НТВ в плане их использования для передачи телевизионных сигналов. Применение той или иной системы определяется решаемой задачей с учетом необходимых для ее реализации капитальных затрат. Системы ФСС, предназначенные только для приема сигналов телевизионного вещания, получили название TVRO (Television Receiver Only). В последние годы они получили большое распространение, существенно опережая системы НТВ. Параметры канала передачи в диапазоне ФСС, как правило, идентичны с принятыми в плане НТВ, что позволяет унифицировать многие схемные и конструктивные решения земных приемных станций, работающих в системах ФСС и НТВ даже в различных диапазонах частот. Последнее замечание относится к части оборудования, начиная с усилителя промежуточной частоты. Существенно же различаются только антенны и аппаратура СВЧ (входные цепи, малошумящие усилители и первый преобразователь частоты), которые обычно называют конвертором или входным устройством. Для диапазонов 4 и 12 ГГц конверторы пока не унифицированы. Внутри же диапазона 11-12 ГГц различаются входные устройства, МШУ и преобразователи частоты, обычно устанавливаемые непосредственно на антенне. Однако постепенно происходит и их унификация. На первом этапе развития аппаратуры спутникового приема ее широкополосность достигалась путем использования сменных входных блоков при работе на разных участках диапазона 10,7... 12,75 ГГц. Но поскольку приемная антенна с размещенными на ней входными устройствами обычно устанавливается вне помещения, такал конструкция не всегда удобна, так как не позволяет оперативно менять блоки. Для повышения оперативности на антенне устанавливается несколько дистанционно переключаемых входных устройств. В последнее время были разработаны более широкополосные входные устройства для работы во всем диапазоне ФСС и НТВ (10.7...12,75 ГГц). Излучаемый с искусственного спутника земли сигнал может иметь различную поляризацию (линейную вертикальную и горизонтальную, круговую право- и левостороннюю), что учитывается в конструкции входных блоков. Кроме того, в случае необходимости работы с несколькими ИСЗ, применяют устройство дистанционного перенацеливания антенны земной станции на различные спутники. Современные приемные устройства спутникового телевидения выпускают с учетом возможности его оперативной перестройки по частоте. Разработаны также приемники, реализующие программированную перестройку не только по частоте, но и по ориентации на ИСЗ. Для обеспечения телевизионного вещанием районов Сибири и Дальнего Востока в СССР был разработан
искусственный спутник земли
диапазона 700 МГц с параметрами, близкими к НТВ. Передатчик на спутнике должен был иметь мощность 1,5 кВт с амплитудной модуляцией. Частотная совместимость с наземной сетью достигалась удалением зоны вещания от сопредельных стран. Обеспечению совместимости способствовала также неразвитость земной передающей сети дециметрового диапазона СССР. Позже параметры были изменены - мощность передатчика снизили до 200 Вт и стали использовать частотную модуляцию. При этом обеспечивалась простота конструкции земных приемных станций, устанавливаемых, в основном, вместе с ретрансляторами малой мощности. Такой спутник, получивший название "Экран", был введен в эксплуатацию в 1976 г. 1980 г. запустили многоствольный
искусственный спутник земли
"Горизонт", имеющий специальный мощный (40 Вт) передатчик диапазона 4 ГГц для передачи телевизионных сигналов на относительно простые земные приемные станции системы "Москва", устанавливаемые вместе с ретрансляторами различной мощности. На спутнике "Горизонт" имеется также один ствол диапазона 11 ГГц (ФСС), применяемый для передачи телевизионных программ. Использование систем "Экран" и "Москва" позволило организовать распределение двух телевизионных программ, формируемых в Москве по всей территории СССР с учетом временного сдвига для вещания в удобное для зрителей время. По данным "Всемирного радиотелевизионного справочника" выпуска 1993 г., видно, что в конце 1992 г. в мире для приема телевизионных программ на относительно простые земные станции использовалось 79 искусственных спутникв, на которых имелось 1029 лучей, направленных в различные регионы и имеющих разную зону покрытия. Только 58 лучей из них по техническим параметрам (частоты, зоны покрытия и уровни сигнала) соответствовуют международному плану НТВ-12, остальные же были согласованы на координационной основе в диапазонах ФСС. Из 1029 лучей 849 используются для регулярной передачи программ, а 180 применяются "по требованию". Из 819 передаваемых регулярно программ 175 кодируются для предотвращения несанкционированного приема и обеспечения их коммерческого распределения. Частотами плана HTВ-12 больше всего пользуются Япония (21 луч) и Австралия (14 лучей). В Европе в диапазоне НТВ-12 работают Франция, ФРГ, Италия, Испания и Скандинавские страны. В большинстве случаев в Европе передают сигналы повышенного качества по системе МАС (Multiplex analog component). В этой системе путем раздельной передачи сигналов яркости и цветности исключаются перекрестные искажения между ними и ограничение спектра яркостного сигнала, однако требуется более широкая полоса видеоканала. 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 искусственные спутники земли передается более 100 телевизионных программ.
|
