Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Мая 2013 в 18:49, курсовая работа
Телевидение уже много лет является неотъемлемой частью нашей жизни. Трудно представить какой-либо дом, в котором отсутствовал бы телевизор. Однако обычное телевидение ограничивает возможности потребителя.
Спутниковое телевидение впервые появилось в США около 30-ти лет назад и с тех пор уверенно прогрессирует на рынке. Во многих городах России спутниковые антенны стали привычным и обыденным зрелищем.
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 ИСЗ передается более 100 ТВ программ.
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 наземным телевидением, обеспечивает покрытие качественным телевизионным сигналом больших территорий, труднодоступных для ретрансляции обычным способом.
Для приема сигнала спутникового телевидения
требуется специальное
Спутниковое телевидение – это множество каналов, большой выбор фильмов на любой вкус, детские, новостные, развлекательные, познавательные, спортивные передачи.
Спутниковое телевидение подразделяется на аналоговое и цифровое. На сегодняшний день аналоговое телевидение не способно в полной мере удовлетворить потребности современного человека: качество сигнала страдает, количество каналов периодически сокращается, существует проблемы с необходимым оборудованием (его попросту уже не выпускают). Ориентироваться на аналоговое спутниковое телевидение не имеет смысла. Цифровой формат вещания – это несколько тысяч каналов различных тематик на всех языках мира и отличное качество изображения и звука. Телезрители могут видеть в открытом доступе более 650 каналов с различных спутников.
Современные спутники имеют геостационарную орбиту. Это означает, что угловая скорость движения спутника равна скорости вращения земли по величине и направлению. Это значит, что относительно любой точки на земле, спутник "висит" неподвижно. Высота, на которой висит спутник, равна примерно 36 тысячам километров. Благодаря постоянному положению спутника, для приёма сигнала с него не надо перестраивать антенну. В течение всей своей жизни спутник будет находиться в одном и том же направлении от вас. Число мест на геостационарной орбите, где сегодня обитают спутники телевизионного вещания, ограничено. Сегодня таких мест около четырёхсот. В каждом месте, в каждой точке, могут висеть сразу несколько спутников, даже более десяти. Чтобы спутники не мешали друг другу помехами, их частоты вещания, зоны обслуживания и рабочие каналы выбираются, разбрасываются в определённых диапазонах. Сегодня спутники регулярно выводятся на орбиту и сводятся с неё. Это связано не только с истечением срока службы спутников, который колеблется от пяти до семи лет, но и с моральным старением оборудования, а также с поломками. Кроме геостационарных спутников, могут использоваться ещё и так называемые низколетящие спутники. Разница между ними в том, что при применении низколетящих спутников связь организуется по принципу цепочки. Над землёй летают сотни спутников, сообщающихся между собой. При приёме данных с низколетящих спутников не обязательно иметь огромную параболическую антенну. Хватит и такой, что используется в сотовых телефонах, так как спутники излучают сигналы на очень высокой частоте. Преимущества использования низколётных спутников очевидны - в космос можно запустить восемь сотен сателлит, которые не будут мешать друг другу и будут равномерно распределять между собой всю полосу каналов, спутники висят низко, покрывают малую площадь большой мощностью передатчиков, а значит, с них можно принимать сигнал на маленькую антенну. Работать с низколетящими спутниками дороже, и пока что предпочтение отдаётся геостационарным. На каждом спутнике работают десятки передатчиков мощностью сотни ватт. Так как спутник сигналом покрывает достаточно большую площадь земли (пятно диаметром 2000 - 3000 км), то уровень сигнала в разных точках приёма различен и невысок.Спутник (в применении к спутниковому телевидению) - это управляемый с Земли космический аппарат, выполняющий функции телевизионного ретранслятора, то есть принимает телевизионный направленный сигнал с Земли и транслирует его в виде на поверхность неким «пучком».
Для обеспечения трансляции на каждом спутнике имеется определенное число передатчиков ("транспондер"). Число транспондеров у вновь запускаемых спутников постоянно растет. Спутниками, а значит и транспондерами, владеют определенные корпорации (например , EUTELSAT или INTELSAT). Транспондеры сдаются в аренду вещательным компаниям, чьи программы (каналы) мы с вами и смотрим. Сдача транспондера в аренду не обязательно производится на постоянное время. Существует много транспондеров, по которым днем идет один канал, а вечером или ночью другой. Таким образом, на спутнике с 10 - 20 транспондерами может идти 20 - 30 каналов.
3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРИЕМА СПУТНИКОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ
Стандартное оборудование для приема сигнала со спутника состоит из:
Опишем вкратце, как это всё работает (рис. - 2): спутник (1) излучает сигнал (2), который падает на спутниковую тарелку (3), отражается от неё (4) и попадает в конвертер (5), где сигнал преобразуется к более низкой частоте и уходит по кабелю (6) к ресиверу. Ресивер представляет собой коробочку, похожую внешне на видеоплейер, которая устанавливается непосредственно рядом с телевизором. Кабель используется 75 - омный спутниковый, с низким затуханием высокочастотного сигнала.
Рис. 2 - Схема передачи спутникового сигнала
Спутниковая "тарелка" в сознании "широких слоев населения" по праву олицетворяет всю спутниковую приемную систему. Конечно, на самом деле любая телевизионная спутниковая система состоит из многих частей, хотя антенна совершенно объективно является, чуть ли не самой важной ее деталью. И уж, по крайней мере, трудно не согласиться, что антенна - самый большой и заметный элемент приемной системы.
Спутниковая антенна (само зеркало) предназначена для фокусировки на облучатель конвертора параллельного пучка радиоволн, излучаемых спутником. Антенна представляет собой часть параболоида вращения, так как именно такая форма обеспечивает прекрасную фокусировку параллельного пучка излучения.
Телевизионные сигналы передаются со спутников, в диапазонах Ku (~11 ГГц) и С (~4 ГГц), то есть принимаемые сигналы имеют длину волны 27 и 75 мм соответственно. Именно поэтому любое препятствие (плотная облачность, снег, дождь) на пути между вашей антенной и спутником будет ослаблять сигнал и может вообще исключить (если это препятствие -деревья, здания и т. д.) возможность приема программ спутникового телевидения.
Рис. 3 - Азимут и угол места спутника
В принципе, можно самому определить видимое направление на спутник (азимут и угол места) (рис.- 3), воспользовавшись формулой.
,
,
где a — азимут;
b — угол места (видимый угол расположения
спутника);
G1 — ваша географическая долгота;
G2 — долгота расположения интересующего
вас спутника на орбите (западная с минусом);
W — ваша географическая широта.
Теперь осталось только взять компас и убедиться, что в этом направлении нет закрывающих спутник препятствий (деревьев, соседних домов или, например, заводской трубы). Также надо убедиться, что на месте установки есть открытый выход на юг. Сделать это можно так:
1. По размеру.
Для начала разберемся с размерами зеркала. Диаметр антенны зависит от уровня мощности принимаемого со спутника сигнала (EIRP) в вашей местности (который можно определить по карте покрытия). Таким образом, от вашего географического положения будет зависеть диаметр антенны, необходимый для приема программ с того спутника, на который вы решили настроить свою антенну. У каждого спутника есть своя зона, куда направлено излучение сигналов. Максимальная мощность сигнала всегда сконцентрирована в центральной зоне покрытия, и чем дальше Вы будете находиться от центра, тем слабее будет мощность принимаемого сигнала. В таблице 1 приведены примерные соотношения уровня мощности принимаемого сигнала и необходимый для этого диаметр зеркала.
Таблица.1 -. Соотношения уровня мощности сигнала и диаметра зеркала
Уровень мощности (EIRP), dbW |
Диаметр антенны, м |
53 |
0.6 |
48 |
0.8 |
45 |
1.1 |
42 |
1.5 |
40 |
1.8 |
Примечание. Карта покрытия (footprint) - проекция диаграммы
направленности передаваемого на Землю
сигнала на географическую карту. Представляет
собой замкнутые кривые, которые являются
границами по уровню мощности принимаемого
сигнала. Значения мощности приводятся
в dbW. К сожалению, нередко публикуемые
официально карты покрытия являются "ожидаемыми",
а не "реально измеренными". Карты
покрытия можно найти в журнале «Телеспутник»,
попросить в фирме занимающейся продажей
спутникового оборудования или посмотреть
в Интернете (http://www.telesputnik.ru/
При этом надо учесть, что зачастую не все каналы со спутника идут одинаково хорошо. Кроме этого, необходимо выбирать размер антенны с некоторым запасом, чтобы слабое ухудшение сигнала, вызванное, например, атмосферными явлениями, не приводило к сильному ухудшению телевизионной "картинки".
2. По форме.
Антенны по форме бывают прямофокусные (prime focus) и офсетные (offset — внецентровая).
Прямофокусные (рис. - 4) представляют собой "классическую" круглую "тарелку".
Рис. 4 - Прямофокусная антенна (prime focus)
Конвертор крепится в центре при помощи нескольких (обычно двух или трех) спиц. Конвертер расположен по центру, а не смещен в отличии от офсетной антенны, поэтому прямофокусная антенна смотрит вверх. Как правило, эти антенны всегда больших размеров. При этом конвертор и крепежные спицы затеняют часть отражающей поверхности зеркала, что приводит, естественно, к уменьшению коэффициента использования поверхности антенны. Однако, с ростом диаметра, этот эффект становится все менее значительным. Зимой на зеркало легко намерзают лед и снег, которые очень сильно ухудшают прием.
Офсетные (рис. – 5) антенны можно очень легко отличить, так как их фокус (место, где размещают конвертор) смещен от центра зеркала вниз.
Рис. 5 - Офсетная антенна (offset focus)
Поэтому офсетные антенны всегда смотрят немного к низу, т.к. центр у них смещен. Офсетные антенны крепятся почти вертикально, на них не налипает снег и не скапливается вода, конвертор и элементы крепления не затеняют антенну.
Кроме размера и формы зеркала, очень важным параметром является тип подвески антенны. Подвеска бывает азимутальной и полярной.
Азимутальная — как правило, фиксированная подвеска, антенна при этом настраивается на единственный спутник и жестко фиксируется на кронштейне крепления, который прибит к чему-нибудь. Простая и дешевая подвеска.
Полярная — это вращающаяся подвеска. Она выполнена так чтобы можно было вращать антенну по средствам установленного на неё движка - актюатора. Полярный подвес сложен в установке и имеет высокую цену, чем антенна на азимутальном подвесе, но обеспечивает возможность приема нескольких спутников, находящихся в разных орбитальных позициях, вращением антенны только вокруг одной вертикальной оси.
Актюатор. Крепится на антенну с полярной подвеской. Из себя напоминает некий домкрат. В двух словах это небольшая коробочка, из которой вылазит палочка. Вылазя на определенную длину она толкает или наоборот задвигает антенну. Таким образом, обеспечивает антенне поворот влево и вправо. При установке антенны положение актуатора фиксируется на нужной отметке и при управлении с позиционера он уже знает, на какой отметке тот или иной спутник.
Позиционер - устройство,
которое руководит работой
Чаще всего офсетные антенны имеют фиксированную азимутальную подвеску, а прямофокусные - полярную.
Наиболее популярным материалом для изготовления спутниковых антенн является алюминий, он легче стали и не подвержен коррозии, но он мягок, и при неаккуратном обращении (это особенно касается зеркал большого диаметра 1,2 м.) алюминиевые антенны легко деформируются, что весьма пагубно влияет на их характеристики. При покупке антенны обязательно обратите внимание на наличие дефектов и искажений поверхности антенны. Мятые зеркала работают значительно хуже нормальных.
Стальные антенны прочнее, дешевле (правда, ненамного), но тяжелее и подвержены коррозии, которая снижает их отражающие свойства. Поэтому при покупке стального зеркала стоит обратить внимание на качество окраски.
Пластиковые зеркала легкие, но к ним легко прилипает снег. С течением времени такие антенны подвержены сильным деформациям под действием окружающей среды (резкие перепады температур, ультрафиолет).
Сетчатые антенны (рис. - 6) устойчивы к ветровым нагрузкам и часто незаменимы при монтаже на большой высоте и в ветреных районах.
Рис. 6 - Сетчатая антенна
К тому же они
значительно меньше портят "пейзаж",
особенно в исторических
.
Ресивер это самое
главное в спутниковом
Рис. 2.8 - Ресивер
Как только появилось цифровое вещание - на него обратили внимание вещатели, желающие делать платную подписку на свои каналы. Так что скоро появились системы кодирования и условного доступа к телеканалам. Систем кодирования в рамках DVB (Digital Video Broadcasting) есть несколько - «Viaccess, Irdeto, Seca, MediaGuard, Conax, Power Vu» и другие, менее распространенные.
Чтобы ресивер умел принимать каналы в данной системе - в нем уже должен стоять соответствующий САМ (Conditional Access Module, Модуль Условного Доступа). CAM умеет принимать каналы только в своей системе кодирования, то есть Irdeto CAM вам с приемом Viaccesе никак не поможет. САМ уже может быть встроен в приемник, тогда его заменить на другой часто нельзя. Бывают и другие варианты. Например, Nokia 9200 продается без САМ, но с дыркой для вставления карты, а внутрь ресивера можно воткнуть отдельно купленный Irdeto CAM.Так как систем кодирования много, и у человека может возникнуть желание иметь сразу несколько CAM, то был разработан стандарт "Common Interface". Этот CI представляет из себя шину типа компьютерной, в которую вставляется любой САМ, а уже в самом САМ есть дырка под смарт-карту вещателя. Есть другие модели ресиверов, которые имеют несколько мест под САМ.