DBS Директно предаване от спътник

Услуги с директно предаване от спътник (DBS - Direct-broadcast satellite)

Спътниците осигуряват предаване до всяка точка на света, тъй като антените могат да бъдат конструирани да покриват големи области от земята. Идеята за използване на спътници за директно предаване до приемния пункт (direct-to-home) е актуална много години наред. Подробно разглеждане на DBS в Европа, САЩ и други държави се прави от Притчард и Огета през 1990 г. Същата година Рейнхард определя три категории на DBS системите в САЩ които са дадени в таблица 13.1.

Честотната лента, използвана за DBS телевизия се изменя от регион до регион по света, но за конкретния случай, концентриран основно върху анализ на Downlink, за типичната честота е приета 12 GHz. Типичната честота за Uplink е 14 GHz и принадлежи на Ku-обхвата, даден в първа глава. Спътниците, работещи на тези честоти се обозначават: 14/12 GHz. Както бе споменато в глава 1, честотният C-обхватът се обозначава като 6/4 GHz. Не е изключено да се срещнат дву-бандови (дву-лентови) спътници, работещи и в двете честотни ленти едновременно.

Има редица причини за използването на по-високочестотния обхват Ku-band за DBS услуги. Най-основната причина е по-големият брой честоти, на които може да се работи. Също така Ku-обхватът не е използван от наземните СВЧ-системи, поради това не възниква проблема със влияния и смущения, за разлика от C-обхвата. Антените за Ku-обхвата са със сравнително малки размери. Обикновено те са с параболични рефлектори или огледални. Огледалните антени за Ku-обхвата са с диаметър около 60 cm, в сравнение със C-обхвата, където диаметърът достига 3 m. По-малките размери на антената на приемника са в резултат от по-високата EIRP (ефективна изотропна излъчена мощност) на DBS-спътниците, работещи в Ku-обхвата. Приеманата мощност е независима от честотата за дадена EIRP, следователно намаляването на размерите на приемната антена води до намаляване на приетата мощност, а всички останали параметри се запазват.

Табл. 13.1. Характеристики на трите категории DBS системи в САЩ

Висока мощностСредновисока мощностНиска мощност
Честотен обхватKuKuC
Разпределение на Downlink честотите, GHz12.2 - 12.711.7 - 12.23.7 - 4.2
Разпределение на Uplink честотите, GHz17.3 - 17.814 - 14.55.925 - 6.425
Услуги*BSSFSSFSS
Първоначално планирано използванеDBSТочка до точкаТочка до точка
Разрешено допълнително изпозванеТочка до точкаDBSDBS
Влияние на земятаНеНеДа
Взаимно разположение на спътниците, 0922-3
Взаимното разположение е регламентирано от **ITUFCCFCC
Влияние на съседни спътнициНеДаДа
Диапазон на EIRP на спътниците, dBW51 - 6040 - 4833 - 37

*BSS - Broadcasting satellite service; FSS - fixed satellite service
**ITU - International Telecommunications Union; FCC - Federal Communication Commission

Съществува едно предимство на антените вследствие за по-високи честоти. От израза (5.30) се вижда, че ширината на диаграмата на насочено действие (ДНД) на антената в градуси, при ниво -3 dB се дава чрез:
(13.1)

Огледално-параболична антена с радиус 3 m, приемаща на 4 GHz има ширина на диаграмата 1.750. При 12 GHz, т.е. 3 пъти по-голяма честота, размерите на антената може да се намалят 3 пъти (диаметърът става 1 m), при товасе запазва. На практика ДНД трябва да бъде достатъчно тясна, така че да не се допускат интерференции (смущения) от съседните спътници. Оказва се, че антена с диаметър 60 cm е напълно достатъчна за нуждите на DBS-услугите.

Друг фактор, който трябва да бъде обсъден е неидеалността (дефектите) на повърхността на антената, получена в процеса на производството. Неидеалната повърхност води до намаляване на усилването поради разсейване на вълните. Това може да се опише като функция на средноквадратичното отклонение на повърхнината, отнесено към идеална параболична повърхнина. Това е производствен толеранс, който несъмнено влияе повече на по-малките антени. Намаляването на усилването се дава чрез:
(13.2),

къдетое средноквадратичен толеранс със същата размерност както . Например при 12 GHz ( ) и , усилването се намалява 0.7 пъти, т.е. около 1.5 dB:
(13.3)

През 1983 г. на Регионална административна радио конференция са приети наредбите за DBS, между които е и изискването за използване на кръгова поляризация. В САЩ това се прилага само при високо мощностен DBS.


Табл. 13.2. Кратко сравнение на DBS системите в САЩ

ПараметърВисока мощностСредно висока мощностНиска мощност
Downlink честотна лента, GHz12.2 - 12.711.7 - 12.23.7 - 4.2
Покритие на спътника*F и HF и HF
Мощност на транспондерите, W100 - 26015 - 455 - 10
EIRP на транспондерите, dBW51 - 5840 - 4833 - 37
Поляризация**RHC и LHCH и VH и V
Брой на транспондерите на спътник8 - 1610 - 1624
Ширина на честотната лента на транспондерите, MHz2443 - 7236
Диаметър на приемната антена (потребителската), m0.3 - 0.81 - 1.62.5 - 4.8
Шумова температура на приемника, K100 - 200100 - 20035 - 80

*F - full CONUS (contiguous United States); H - half CONUS
**RHC - дясно-кръгова поляризация; LHC - ляво-кръгова поляризация.

В САЩ се използват различни методи на криптиране за някои канали. Методите за криптиране включват видео-шифър и BMAC система (Scientific Atlanta's BMAC), но повечето канали се предават, използвайки стандарта с честотна модулация NTSC 525-реда.

Съкращението MAC (Multiplexed Analog Components) представлява система за модулация, представена за първи път в Европа, елиминираща някои форми на смущения, присъстващи в конвенционалните системи за модулация (PAL, SECAM, NTSC). Тези смущения произтичат от интерференцията на яркостния с цветовия сигнал (вж. 8.5). В основната MAC-система яркостният и цветовият сигнали са мултиплексирани по време, през времето на хоризонтално сканиране. Разработени са различни варианти на MAC-системата, въпреки че EBU (European Broadcasting Union) препоръчва използване на C-MAC за европейската DBS телевизия. Основните характеристики на различните MAC-системи са дадени в табл. 13.3.


Табл. 13.3. Основни характеристики на MAC-системите

C-MACD2-MACB-MAC (625)B-MAC (525)
редове/ кадрова честота625 / 25625 / 25625 / 25525 / 29.97
Редова честота, Hz15,62515,62515,62515,625
Времеви нарастъци за ред1296129613651365
Активни редове574574574483
Относително удължаване4:34:34:34:3
Яркостна компресия3:23:23:23:2
Цветова компресия3:13:13:13:1
Звук / данниQPSK / BPSKДуобинаренчетвъртичен/двоиченчетвъртичен/двоичен
Скорост, Mb/s3.081.541.591.6
МултиплексиранеОтделна носеща честотаПакетно мултиплексиране в основна лентаОсновна лентаОсновна лента
Основа лента, MHz5.65.654.2
Ширина на честотната лента, MHz27272724
ПриложениеСкандинавияТелевизионен спътник TDF-1, ЕвропаАвстралияСАЩ/Канада

Това разглеждане се отнася главно до техническите аспекти на DBS.

Директното спътниково предаване може да се използва също така и за други услуги освен телевизия. Например за пренос на адио програми, пренасяне на данни. Областта на спътниковите услуги се развива активно в много страни, като за в бъдеще тази област ще е неизменно свързана с други области като телевизия с висока разделителна способност.



Коментари: