ИСКАТЬ:
Главная  >  Общество   >  Средства массовой информации


СПУТНИКОВОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ

11 октября 2007, 699

Появление спутников Земли дало техническую основу для очень эффективного решения проблемы создания больших и даже глобальных систем связи и вещания.


Первые телевизионные системы распределения и передачи телевизионных программ строились за счет связи телецентров с помощью радио-релейных 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.
Первый советский спутник связи "Молния" был выведен на орбиту в апреле 1965 г. Спутник имел высокоэллиптическую орбиту с апогеем 40000 км, перигеем - 500 км, наклоненную по отношению к экваториальной плоскости на угол около 64 градуса. 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 в течение двух лет после запуска этого спутника связи в течении двух лет была создана первая в мире спутниковая телевизионная распределительная сеть. К 1967 г. были введены в действие 20 наземных станций.
Приемно-передающие наземные станции системы "Орбита", которые работали со спутниками "Молния", были сложными дорогостоящими сооружениями. Они имели внушительные (10 ... 12 м) размеры параболическую антенну с массой зеркала около 6 т. И эта антенна должны 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. Позднее были созданы более простые и массовые системы распределения телевизионных программ "Экран" и "Москва".
Двумя неделями раньше первой "Молнии" в США был запущен первый Intelsat. Так две великие космические державы практически одновременно открыли дорогу в космос для систем связи и вещания. Уже в те далекие годы стало ясно, что произошел коренной перелом в связном хозяйстве, которому предстоит существенно изменить ситуацию и повлиять на деятельность и жизнь людей на всей планете.
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 определенную цель - максимально упростить наземные приемные системы. Именно на этом пути выяснилось, что наземные приемные станции могут оказаться настолько простыми и в серийном производстве достаточно дешевыми, чтобы быть доступными для индивидуальных владельцев. Так появились подходы к непосредственному телевещанию.
Число мест стояния спутников на геостационарной орбите и радиочастотных каналов относится к ограниченным ресурсам, которыми располагает человечество и в соответствии с международными соглашениями являются его собственностью. Органом, регулирующим эти проблемы, включая распределение частот, является Всемирная административная конференция по радио (ВАКР). Ну, а вся текущая работа ведется через Международный электротехнический союз (МСЭ).
В частности, для ввода той или иной космической системы связи и вещания следует зарегистрировать ее в МСЭ за 6 ... 2 года (и не позднее!) до ввода в эксплуатацию. В этот процесс входит предварительная публикация данных о планируемой системе. Затем необходимо скоординировать эти планы с намерениями других сторон и зарегистрировать частотные присвоения. Процесс координации начинается с переписки, а завершается переговорами с участием делегаций от администраций заинтересованных сторон. Словом, эта достаточно сложная работа, проводимая в рамках процедур и правил МСЭ, гарантирует соблюдение интересов всех стран и, главное, достаточно справедливый порядок.
Проведение международно-правовой защиты радиоэлектронных средств, включая спутниковые, осуществляется на основе процедур Регламента радиосвязи. Регламент был принят ВАКР в 1979 г. в Женеве. С тех пор он неоднократно частично пересматривался и дополнялся последующими конференциями с целью приведения его в соответствие с новыми техническими и технологическими возможностями. Однако основные "правила игры", определяемые этим документом, остаются неизменными.
После того, как решение, например о выделении точек стояния на геостационарной орбите и частотных присвоениях, принято, соответствующие ресурсы поступают в распоряжение государств, получивших их. Право распоряжения передается национальным администрациям связи - в России такой администрацией является Государственный Комитет по связи и информатизации. Последние передают соответствующие ресурсы во владение отдельным организациям. Следует подчеркнуть, что распоряжаться, передавать по договору иным организация или осуществлять иные действия, кроме использования они не могут.
Такова узаконенная международная практика. Она, естественно, принята на добровольных началах всеми государствами мира и не подкреплена какими-либо силовыми структурами. Однако желающих стать отступниками нет - ведь все сильные, впрочем и слабые мира сего, одинаково заинтересованы, чтобы достигнутые договоренности соблюдались полностью и точно!
Переход к непосредственному спутниковому вещанию первоначально с коллективным, а затем и с индивидуальным приемом стал важным этапом развития вещания, причем не только телевизионного, но и звукового. Технической основой развития вещательных служб непосредственного спутникового вещания (НТВ) стал разработанный МСЭ и принятый ВАКР в 1977 г. частотный план. Этот план предусматривал деление всего мира на три телевизионные регионы: Район 1, Район 2, Район 3.
В Район 1 попали страны, где используется стандарт телевизионного разложения 625/50 и цветное вещание ведется по системам PAL и SECAM. В этот Район входят территории Европы, бывшего СССР и большей части Азии, а также Африка. В Район 2 вошли те территории Северной и Южной Америки, Гренландии, где также вещание ведется по системам PAL и SECAM. И, наконец, Район 3 - вся зона телевизионного вещания по системе NTSC. На этой конференции было принято и решение о выделении радиоканалов для НТВ.
За небольшими исключениями страны получили по 5 радиоканалов. Каждая из республик бывшего СССР также получила по 5 каналов, к ним были добавлены еще 2 - премия России за исключительную многонациональность. Ширина полосы частот радиоканалов для НТВ составила 27 МГЦ для Районов 1 и 2. Для Района 3 она уже - 24 МГц. Частотный план предусматривал использование для спутникового вещания частотной модуляции радионесущей. Позже было разрешено и применение других видов модуляции, если соответствующие сигналы размещаются в интервалах стандартных каналов и не нарушают норм электромагнитной совместимости. Это уточнение было сделано в преддверии цифровых вещательных каналов.
ВАКР в 1979 г. продолжила уточнение частотных диапазонов для спутниковых систем связи и вещания, разработала общие принципы, правила и протоколы наведения должного порядка в этом деле. Напомним один из этих принципов. Для направлений "низ - верх" и "верх - низ" выделены фиксированные полосы частот - и только они могут применяться, причем в строго оговоренных рамках.
Спутниковые системы телевизионного вещания получили семь диапазонов частот.

Диапазоны частот спутникового телевизионного вещания:
Диапазоны - Полосы частот, ГГц
L - 0,39 ... 155; 1,61 ... 1,71
S - 1,93 ... 2,70
C - 3,40 ...5,25; 5,725 ... 7,075
X - 7,25 ... 8,40;
Ku - 10,70 ... 12,57; 12,70 ... 14,80
Ka - 15,40 ... 27,50; 27,00 ... 50,20
K - 84,00 ... 86,00

Надо отметить предусмотрительность авторов документа, заглянувших далеко вперед. Если первая часть миллиметрового диапазона Ka уже стала объектом экспериментов и скоро, вероятно, начнет осваиваться для целей вещания, то вторая полоса этого диапазона и весь K даже сейчас - дело будущего. Диапазоны L и S отведены для коллективных спутниковых телевизионных систем. В диапазоне L, в частности, работает российская система распределения программ "Экран". Во многих отношениях - это достаточно удобный диапазон. Однако в него попадают каналы дециметрового диапазона наземного эфирного телевизионного вещания и радио-релейной связи, например, Китая. Поэтому страны, где действуют, к примеру, мощные дециметровые радиопередатчики, предпочитают не использовать L диапазон.
Для непосредственного спутникового вещания выделены частотные интервалы в C и Ku диапазонах. Число возможных телевизионных каналов, учитывая 27 МГц, выделенных на один канал, не так уж велико. Так в интервале частот 11,7 ... 12,57 ГГц диапазона Ku, отведенных для НТВ, можно разместить всего 40 каналов. Вот и возникает сложная задача распределения этих каналов между почти тремя сотнями государств.
Геостационарная орбита определяется с помощью очень простого математического соотношения: угловая скорость перемещения спутника равна угловой скорости вращения Земли. При всей простоте это соотношение выполняется для единственной траектории, которая "висит" на расстоянии немногим менее 36 тыс. км над экватором нашего Земного шара. На геостационарной орбите спутник неподвижен для наблюдателя, находящегося на Земле. В этом главное преимущество геостационарной орбиты. Поэтому неподвижными являются и антенны, нацеленные на эти спутники.

В мире нет ничего абсолютно совершенного, геостационарная орбита - не исключение. Чем выше широта места, тем хуже геостационарный спутник обслуживает расположенных там абонентов. Приполярные области - это, в сущности, зоны молчания. Для России существенно еще одно обстоятельство. Вывод спутников на геостационарную орбиту по затратам энергии ракетоносителей и по множеству других причин наиболее эффективен при запусках с экватора. Наш космодром "Плесецкий", и даже более южный "Байконур", в этом отношении расположены очень неудачно и во многом проигрывают космодромам США, Франции.
В первые годы освоения геостационарной орбиты системы вывода, позиционирования и ориентации спутников могли гарантировать угловую точность размещения не выше одного градуса. Поэтому общечеловеческий ресурс точек стояния спутников на геостационарной орбите не мог превышать в то время 300 или около того точек! Теперь ресурс точек стояния заметно выше, примерно в полтора - два раза, но сама ограниченность позиций на геостационарной орбите осталась без изменений.
На геостационарной орбите определено на сегодня 425 точек стояния спутников. Угловые расстояния между этими точками различны и лежат в довольно широком интервале 0,1 ...7 град. В каждой точке может находиться несколько спутников - даже более 10! Взаимные помехи между спутниками, находящимися в одной точке стояния, исключаются частотным разносом их рабочих каналов и различием зон обслуживания.
Российская группировка спутников довольно обветшала - и это при том, что, например, "Горизонты" имеют относительно малый ресурс работы, не превышающий пяти лет. Более того, у них достаточно грубо работает система позиционирования. По этой причине суточные "гуляния" этих спутников превышают угловой градус, из-за чего, в частности, затруднен прием: антенна должна иметь систему автоматического слежения. В то же время, к примеру, спутники Hot Bird, известного международного оператора Eutelsat, на порядок устойчивее - их суточные угловые перемещения не превышают 0,1 град. К слову, один из лучей этих спутников покрывает Восточную Европу.

Надо сказать, что новые поколения российских спутников несколько лучше и есть надежды, что их рабочий ресурс окажется не менее 7 лет, хотя разработчики рассчитывают на те 10 лет, которые отмечают нижнюю границу живучести спутников наших конкурентов. А вот спутники на базе платформы "Ямал-100", разработанные РАО "Газком" и НКК "Энергия", изначально рассчитаны не менее, чем на десять лет безотказной работы. В конце этого года состоится запуск первых двух спутников серии "Ямал-100". Такой эффект достигнут, благодаря применению комплектующих, пожалуй, самой авторитетной фирмы- производителя спутников Space Systems/Loral. Современному уровню требований будет отвечать и система позиционирования этих спутников. Впрочем и спутники "Галс", арендуемые НТВ-плюс, - достаточно мало (примерно на порядок меньше) "ерзают" на орбите, чтобы их сигналы могли бы надежно приниматься неподвижной антенной. Ниже приведены некоторые технические параметры этого спутника.

Технические параметры спутника "Галс"
Масса – 2500 кг
Точность стояния на орбите по долготе и широте - 0,2 градуса
Рабочий ресурс – 5-7 лет
Число транспондеров - 3
Диапазон частот вещания - 11,804 ... 12,284 ГГц
Общая мощность - 2,4 кВт

В настоящее время для передачи телевизионных сигналов используется около 1300 каналов, работающих на 100 с небольшим спутниках. Очень высока активность по выведению на орбиту новых спутников, как с целью замены отработавших ресурс, так и для создания новых каналов. По данным вестника МСЭ в этой организации рассматривается, по состоянию на начало этого года, около 1300 заявок из 50 стран мира. Более всего заявок - 370 поступило из США, из России около 200. Это самые крупные заявители. Более 100 заявок принадлежат Франции, и несколько менее 100 - Англии.
Многие спутники совмещают разные "специальности", обеспечивая телефонную и другие виды связи, распределение вещательных сигналов с использованием межспутниковых каналов и передачи на соответствующие наземные приемные станции и осуществляют непосредственное вещание. В принципе, такой спутник - многоканальная система. Сигналы с передающих наземных станций (линия "низ - верх") поступают на приемные устройства, обрабатываются, усиливаются и переизлучаются. Частоты каналов, идущих с Земли на спутник и со спутника на Землю, различны.
На каждом спутнике работает несколько стволов - до 16 и даже более. Мощность передатчиков составляет 100 ... 300 Вт. Причем эта мощность размывается по пятну диаметром в 2000 ... 3000 км, поэтому уровень сигнала в точках приема невысок - всего несколько десятков пиковатт.

Читайте также:



©  Фонд "Русская Цивилизация", 2004