Автор Тема: Что такое спутниковое телевидение  (Прочитано 2237 раз)

Онлайн Atlon

  • Админ
  • Герой
  • *****
  • Сообщений: 5357
  • Карма: +45/-0
    • Просмотр профиля
    • Сканер
Re: Что такое спутниковое телевидение
« Ответ #25 : 14 Октябрь 2016, 21:08:45 »
Использование Ка-диапазона в спутниковых телекоммуникационных сетях. Часть 3
>6. Варианты построения национальной
 сети доступа Украины
Из действующих КА Украину покрывают полностью 6 КА, частично – еще 4 КА. Краткие сведения о этих спутниках приведены в таблице 12.
Таблица 12 — КА диапазона Ка с покрытием Украины
 
Из планируемых операторами ССС к запуску 11 КА возможно будут покрывать Украину.
Исходя из опубликованных карт зон покрытия, упомянутых в таблице 11 спутников, можно сделать вывод, что спутники Amos 4, Astra 1L, Astra 4A пользователям Украины интереса для телекоммуникационных приложений не представляют. В зону их покрытия попадает менее 50 % территории Украины. Если она и включает территорию Киева и прилегающих окрестностей, то с очень малым уровнем ЭИИМ, менее 45 дБВт.
Можно рассматривать возможность использования КА Astra 3B, но при этом следует учитывать, что спутник не обслуживает восток страны и уровень ЭИИМ в центре также не значителен.
Таким образом, в качестве кандидатов для основы сети доступа Украины можно рассматривать только 6 КА.
Отметим, что спутники Eutelsat KaSat 9A и Inmarsat 5F1 ориентированы на предоставление пользователям сетевых телекоммуникационных услуг, а не каналов для их дальнейшего использования пользователями в качестве операторов. Так что любому оператору выступать в качестве заказчика канальных услуг Eutelsat KaSat 9A весьма проблематично. Правда, учитывая географию распределения шлюзов (рис. 12), оператор может предложить использовать свою ЗС в качестве шлюза сети Eutelsat KaSat 9A.
Параметры планируемых к запуску КА, которые могут представлять интерес для пользователей, расположенных на территории Украины, приведены в таблице 13. Данные не полные, в процессе разработки спутника могут измениться. Единственным пока КА, который может представлять интерес в будущем является Amos 6. К нему могут добавится КА HellasSat 3, HellasSat 4. На данный момент по ним есть только информация, что в зону покрытия их лучей диапазона Ка попадает Восточная Европа. Сведения об уровне ЭИИМ, создаваемой этими КА на территории Украины, в открытой печати не найдены.
Таблица 13 -  Разрабатываемые КА диапазона Ка с покрытием Украины
 
Однако при любом из вариантов сеть, построенную на основе использования КА, приведенных в таблицах 12 и 13, нельзя будет считать национальной, поскольку управление сетью будет осуществляться центрами, расположенными вне пределов страны, за исключением, может быть сети в рамках Eutelsat KaSat 9A, при условии создания ШЗС на территории Украины. При этом надо принимать во внимание, что ШЗС должна быть оборудована антенной с диаметром рефлектора более 7 м.
Основой сети должен быть национальный спутник. Об использовании ожидаемого к запуску на позицию 48,0° в. д. в этом году КА Лыбидь речи быть не может, поскольку он не имеет нагрузки в диапазоне Ка. Необходим новый спутник.
Формально за Украиной осталось право использовать позицию 38,2° в. д. выделенной ей на плановой основе, но для его реализации необходимо подать дополнительную заявку на ресурс в диапазоне Ка и ее скоординировать, если на это согласится Администрация связи Франции.
С учетом приведенной выше позиции (38,2° в. д.), используя результаты расчетов, проведенных в разделе 3 пример организации сотового покрытия Украины отображен на рисунке 31. Оценка производилась в предположении, что соты формируются бортовой антенной с диаметром зеркала 3 м.
Рисунок 31 – Гипотетическое покрытие Украины сетью диапазона Ка
 
Конфигурация покрытия не оптимизирована, но даже при такой расстановке сот выделенную в диапазоне Ка полосу можно использовать четырежды. Зоны, использующие одну и ту же полосу, отмечены на рис.31 цифрами 1 – 4.
 
>7. Заключение
Рост объемов традиционных и нетрадиционных телекоммуникационных услуг, внедрение и дальнейшее развитие современных инфотелекоммуникационных технологий, увеличивающиеся требования к качеству услуг требуют использования широкополосных каналов, способных пропускать и обрабатывать высокоскоростные информационные потоки.
Оперативное предоставление информационных услуг вне зависимости от времени и места расположения их потребителя возможно только при использовании спутниковых каналов, обеспечивающих как высокие скорости передачи, так и приемлемое качество.
Обеспечение возрастающих потребностей пользователей в полосе частот каналов путем создания новых спутниковых сетей в диапазонах С и Ku практически невозможно из-за значительных трудностей их координации. Интенсивное внедрение диапазона Ка за несколько последних лет назад и пока что менее проблематичное решение вопросов координации сетей обуславливают повышенный интерес к использованию диапазона Ка для организации каналов доступа к информации.
Спутниковые системы связи, работающие в диапазоне Ка способны предоставить больший частотный ресурс.
Распределенная Регламентом радиосвязи диапазону Ка полоса в более чем в 4 раза шире чем, например, в диапазоне С.
За последнее десятилетие рост совокупного частотного ресурса спутниковых систем связи (в 2,8 раза) в основном обеспечивался введением новых емкостей в диапазоне Ka – более чем в 8 раз.
Из действующих на геостационарной орбите 345 связных спутников, нагрузку в диапазоне Ка имеют 70 аппаратов. Еще 47 спутников со стволами в диапазоне Ка планируется к запуску в ближайшие три года. Из общего объема частотного ресурса порядка 670 ГГц около 190 ГГц или 28 % приходится на диапазон Ка. В 2014 г. ресурс диапазона Ка превысил по объемам ресурс диапазона С.
Прирост частотного ресурса в диапазоне Ка в основном обеспечивался за счет организации сотовой структуры спутниковых сетей (от 10 до 700 сот), которая позволила многократно использовать выделенную сети полосу частот.
Платой за увеличение частотного ресурса при переходе в диапазон Ка является ухудшение энергетики линии, связанное со значительным уровнем затухания сигнала в канале, особенно в условиях осадков. Организация канала с надежностью 99,99 % если и возможна, то требует значительных энергетических затрат. Для обеспечения качественной связи шлюзовые станции действующих сетей оборудованы антеннами с большим коэффициентом усиления (диаметр рефлектора от 7 м до 13 м) и мощными передатчиками (до 500 Вт).
Более половины частотного ресурса (60,4 %) сосредоточено на позициях ГСО используемых для предоставления услуг в Северной Америке. Доля, приходящая на рынки Европы и прилегающих стран Африки, Ближнего Востока почти в два раза меньше (32,1%) и пока она незначительна для пользователей в оставшейся части Азии и Австралии (7,5 %).
По видам услуг для трансляции программ вещания диапазон Ка освоен пока что слабо Из 38,6 тысяч телевизионных вещательных каналов на долю диапазона Ка приходится только 640 каналов или 1,7 % и те в основном организованы (92 %) для пользователей США и частично Канады. На европейский регион приходится чуть более 50 каналов вещания в диапазоне Ка.
Основным видом услуг, при предоставлении которых наиболее полно используются преимущества диапазона и сотовая структура, является организация каналов доступа. Перечень и краткая характеристика действующих, строящихся и проектируемых спутниковых сетей доступа диапазона Ка приведен в таблице 14.
 Таблица 14 – Спутниковые сети доступа диапазона Ка

Онлайн Atlon

  • Админ
  • Герой
  • *****
  • Сообщений: 5357
  • Карма: +45/-0
    • Просмотр профиля
    • Сканер
Re: Что такое спутниковое телевидение
« Ответ #26 : 10 Ноябрь 2016, 08:09:06 »
Почему орбитальные спутники такие нестабильные?

Может показаться, что спутники на орбите Земли — это самое простое, привычное и родное, что есть в этом мире. В конце концов, Луна висит на небе уже более четырех миллиардов лет и в ее движениях нет ничего сверхъестественного. Но если мы сами запускаем спутники на орбиту Земли, они держатся там всего несколько или десятки лет, а после повторно входят в атмосферу и либо сгорают, либо падают в океан и на землю.

Более того, если взглянуть на естественные спутники на других планетах, все они держатся значительно дольше, чем антропогенные спутники, которые вращаются вокруг Земли. Международная космическая станция (МКС), например, обращается вокруг Земли каждые 90 минут, в то время как нашей Луне нужно порядка месяца на это. Даже спутники, которые находятся близко к своим планетами — вроде Ио у Юпитера, приливные силы которого согревают мир и разрывают его вулканическими катастрофами, — стабильно держатся на своих орбитах.


Ио, как ожидается, останется на орбите Юпитера на весь оставшийся срок жизни Солнечной системы, а вот МКС, если не принимать никаких мер, будет на своей орбите меньше 20 лет. Та же участь справедлива практически для всех спутников, присутствующих на низкой околоземной орбите: ко времени, когда нагрянет следующее столетие, почти все нынешние спутники войдут в атмосферу Земли и сгорят. Самые крупные (вроде МКС со своей 431 тонной веса) упадут в виде крупных обломков на сушу и в воду.

Почему так происходит? Почему этим спутникам плевать на законы Эйнштейна, Ньютона и Кеплера и почему они не хотят соблюдать стабильную орбиту постоянно? Оказывается, есть ряд факторов, вызывающих эту орбитальную суматоху.




Атмосферное сопротивление

Это, пожалуй, самый важный эффект, который также является причиной того, почему спутники на низкой околоземной орбите нестабильны. Другие спутники — вроде геостационарных спутников — тоже сходят с орбиты, но не так быстро. Мы привыкли считать «космосом» все, что находится выше 100 километров: выше линии Кармана. Но любое определение границы космоса, где начинается космос и заканчивается атмосфера планеты, будет притянутым за уши. В реальности частицы атмосферы простираются далеко и высоко, просто плотность их становится все меньше и меньше. В конечном счете плотность падает — ниже микрограмма на кубический сантиметр, потом нанограмма, потом пикограмма — и тогда мы все с большей уверенностью можем называть это космосом. Но атомы атмосферы могут присутствовать и на расстоянии тысяч километров, и когда спутники сталкиваются с этими атомами, они теряют импульс и замедляются. Поэтому спутники на низкой околоземной орбиты нестабильны




Частицы солнечного ветра

Солнце постоянно испускает поток высокоэнергетических частиц, по большей части протонов, но есть также электроны и ядра гелия, которые сталкиваются со всем, что встретят. Эти столкновения, в свою очередь, изменяют импульс спутников, с которыми сталкиваются, и постепенно их замедляют. По прошествии достаточного времени, начинают нарушаться и орбиты. И хотя это не основная причина схода с орбиты спутников на НОО, для спутников подальше это имеет более важное значение, поскольку они приближаются, а вместе с этим растет и атмосферное сопротивление.




Несовершенное гравитационное поле Земли

Если бы у Земли не было атмосферы, как у Меркурия или Луны, смогли бы наши спутники оставаться на орбите всегда? Нет, даже если бы мы убрали солнечный ветер. Это потому, что Земля — как и все планеты — не является точечной массой, а скорее структурой с непостоянным гравитационным полем. Это поле и изменения по мере того, как спутники вращаются вокруг планеты, выливаются в воздействие приливных сил на них. И чем ближе спутник к Земле, тем больше воздействие этих сил.




Гравитационное влияние остальной части Солнечной системы

Очевидно, Земля не является полностью изолированной системой, в которой единственная гравитационная сила, которая влияет на спутники, рождается на самой Земле. Нет, Луна, Солнце и все остальные планеты, кометы, астероиды и другое вносят вклад в виде гравитационных сил, которые расталкивают орбиты. Даже если бы Земля была бы идеальной точкой — скажем, сжалась бы в невращающуюся черную дыру — без атмосферы, а спутники на 100% были бы защищены от солнечного ветра, эти спутники постепенно начали бы падать по спирали в центр Земли. Они оставались бы на орбите дольше, чем существовало бы само Солнце, но и эта система не была бы идеально стабильной; орбиты спутников в конечном счете нарушались бы.




Релятивистские эффекты

Законы Ньютона — и кеплеровых орбит — это не единственное, что определяет движение небесных тел. Та же сила, которая заставляет орбиту Меркурия прецессировать на лишние 43» в век, приводит к тому, что орбиты нарушаются за счет гравитационных волн. Скорость этого нарушения невероятно мала для слабых гравитационных полей (вроде тех, что мы нашли в Солнечной системе) и для больших расстояний: потребуется 10^150 лет, чтобы Земля по спирали спустилась к Солнцу, а степень нарушения орбит околоземных спутников в сотни тысяч раз меньше этого. Но эта сила присутствует и является неизбежным следствием общей теории относительности, эффективно проявляясь на более близких спутниках планеты.


Все это не просто влияет на созданные нами спутники, но и на естественные спутники, которые мы находим на орбите других миров. Ближайшая к Марсу луна Фобос, например, обречена быть разорванной приливными силами и по спирали спуститься в атмосферу Красной планеты. Несмотря на наличие атмосферы, которая составляет всего 1/140 земной, атмосфера Марса большая и диффузная, и, кроме того, Марс не имеет защиты от солнечного ветра (в отличие от Земли с ее магнитным полем). Поэтому через десятки миллионов лет Фобос всё. Может показаться, что это случится не скоро, но это ведь меньше 1% от того времени, которое Солнечная система уже существует.

Но ближайшим спутником Юпитера не является Ио: это Метис, по мифологии первая жена Зевса. Ближе Ио есть четыре небольших спутника, из которых Метис ближе всего — всего в 0,8 радиуса Юпитера от атмосферы планеты. В случае с Юпитером за нарушение орбит отвечают не атмосферные силы и не солнечный ветер; с орбитальной полуосью в 128 000 километров, Метис испытывает внушительные приливные силы, которые несут ответственность за нисхождение по спирали этой луны к Юпитеру.

В качестве примера того, что бывает, когда преобладают мощные приливные силы, можно отметить комету Шумейкера — Леви 9 и ее столкновение с Юпитером в 1994 году, после того как она была полностью разорвана приливными силами. Такова судьба всех спутников, которые по спирали идут к своему родному миру.

Сочетание всех этих факторов делает любой спутник фундаментально нестабильным. Учитывая достаточное время и отсутствие других стабилизирующих эффектов, нарушаться будут абсолютно все орбиты. В конце концов, все орбиты нестабильны, но некоторые — нестабильнее других.



Онлайн Atlon

  • Админ
  • Герой
  • *****
  • Сообщений: 5357
  • Карма: +45/-0
    • Просмотр профиля
    • Сканер
Re: Что такое спутниковое телевидение
« Ответ #27 : 19 Декабрь 2016, 19:03:16 »
КРУГОВАЯ ИЛИ ЛИНЕЙНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ

Электромагнитная волна состоит из электрической и магнитной составляющих. Они всегда возникают одновременно. Вектор электрического поля перпендикулярен вектору поля магнитного, и оба они перпен-дикулярны направлению рас-пространения волны. На рис.1 электромагнитная волна рас-пространяется вверх.

Рис-1 линейная и круговая поляризации.

Если между электриче-ским и магнитным векторами не существует сдвига фазы, то это линейная поляризация. Вертикальной или горизонтальной она называется в зависимости от ориентации электрического вектора по отношению к плоскости экватора. Если сдвиг составляет ±90°, то речь идет о круговой поляризации. Сдвиг на 90° (позитивный или негативный) означает, что когда электрическое поле достигает максимума, магнитное равно нулю, или наоборот. Это продемонстрировано на рис.1.
В теории, если сдвиг фазы имеет иные значения (не 0/180° и не ±90°), то это эллиптическая поляризация. В зависимости от знака перед 90°, поляризация будет либо правой круговой, либо левой круговой.
Исходя из вышеизложенного, намного проще выпустить качественный конвертер для линейной поляризации, нежели для круговой. Именно поэтому большинство конвертеров Ku-диапазона выпускаются для линейных поляризаций.Одним из известных недостатков линейной поляризации можно назвать необходимость точной подстройки угла крепле-ния конвертера в зависимости от Вашего географического местоположения. В случае с круговой поляризацией никакой точной настройки не требуется – просто устанавливаете такой конвертер в фокус Вашей антенны и все.

Менее известна, но гораздо более значима чувствительность сигналов с линейной поляризацией к ротации Фарадея, вызываемой магнитным полем Земли. Ротация электромагнитных векторов никак не затрагивает сигналы с круговой поляризацией. Однако, эффект Фарадея значительно уменьшается с ростом частоты, и поэтому в отличие от C-диапазона, в Ku-диапазоне практически незаметен. Именно поэтому использование линейной поляризации в C-диапазоне можно назвать рискованным.
Значимость данного фактора возрастает многократно при необходимости обеспечить сигналом территории, находящиеся вблизи магнитных полюсов Земли. Вещатели выбирают сами, какую территорию они хотят покрыть своим сигналом. Если на искомой территории высока вероятность атмосферных осадков (дождя, снега), либо же она располагается в высоких широтах (то есть, сигналу предстоит более длинный путь сквозь облака), их выбор скорее всего падет на C-диапазон.
Как Вы наверняка уже знаете, C-диапазон менее чувствителен к осадкам, в отличие от Ku-диапазона. А поскольку, наоборот, C-диапазон более чувствителен к эффекту Фарадея, круговая поляризация представляется лучшим вариантом. Однако, в средних широтах и при стремлении максимально уменьшить размер антенны (например, в Европейских сто-лицах), очевидным выбором становится Ku-диапазон. В данном случае эффект Фарадея уже не играет такой роли, а следова-тельно линейная поляризация позволит обеспечить конечных потребителей максимально качественными конвертерами.

Именно вышеперечисленными факторами в большинстве случаев и объясняется выбор той или иной поляризации. Поскольку главной целью всегда является обеспечение максимальной устойчивости приема.

Онлайн Atlon

  • Админ
  • Герой
  • *****
  • Сообщений: 5357
  • Карма: +45/-0
    • Просмотр профиля
    • Сканер
Re: Что такое спутниковое телевидение
« Ответ #28 : 08 Январь 2017, 09:35:55 »
Основы основ спутникового приема

У многих людей нет четкого представления как передаётся сигнал от теле- радиокомпании до конечного абонента спутникого ТВ, поэтому я решил написать маленький, легкий топик для понимания физики процесса приема спутниковых сигналов. Итак, поехали:

1. Земля имеет форму шара, чуть сжатого с полюсов.

2. Земля вертится вокруг своей оси.

3. Вокруг Земли на разной высоте и орбитах летают спутники.

4. Любая точка на поверхности Земли имеет свои координаты: широту и долготу.

5. Широты севернее экватора называются северными, южнее экватора — южными.

6. Широта изменяется от 0 до 90 градусов (0 на экваторе, 90 на полюсе).

7. Долгота бывает восточная и западная. Считается от города Гринвич.

8. Восточнее Гринвича — восточная долгота, западнее Гринвича — западная долгота.

9. Широта и долгота измеряются в градусах, минутах и секундах. 1 градус=60 минут. 1 минута=60 секунд. Либо в градусах с десятичными долями, например, 3.6 градуса вост. долготы.

10. Спутники, которые висят над экватором и вращаются синхронно с Землёй, называются геостационарными.

11. Теле- и радиопередачи обычно осуществляются с геостационарных спутников.

12. Поскольку относительно земли геостационарный спутник неподвижен, то чтобы ловить с него сигнал, достаточно один раз навести на него антенну, и не нужно её потом крутить, потому что спутник никуда не уходит (по крайней мере, пока он в рабочем состоянии).

13. Поскольку нужные нам спутники относительно земли висят неподвижно и расположены над экватором, то для точного указания их позиции достаточно указать долготу точки, над которой висит спутник. Например, Хотбёрд (13Е), Сириус (5,8Е), Амос (4W)

14. Каждый спутник принадлежит какой-то крупной компании и сдаётся в аренду ТВ-компаниям целиком или частично.

15. ТВ-компания имеет большую передающую антенну-тарелку, с которой и отправляет сигнал на спутник. Спутник этот сигнал принимает и передаёт обратно на Землю.

16. На каждом спутнике есть несколько передатчиков (транспондеров). Каждый транспондер передаёт сигнал на определённой частоте, поляризации. Если сигнал цифровой, то нужно знать его символьную скорость и положение байта проверки ошибок (FEC).

17. Каждый транспондер можеть «светить», то есть передавать сигнал на определённую часть поверхности Земли. Представьте себе фонарик, висящий на потолке и светящий на пол. В центре «светового пятна» сигнал будет сильным, а дальше к краям он слабее.

18. На спутниках разные транспондеры могут светить в разные места. Поэтому даже если геометрически спутник висит выше горизонта и его можно увидеть в телескоп, часть транспондеров может светить не нам, а, например, на другие континенты.

19. Для ловли сигнала со спутника нужно иметь параболическую антенну. Антенна состоит из «тазика»-зеркала, конвертора, держателя и кронштейна.

20. Радиосигнал со спутника «светит» в «тазик», отражается от поверхности зеркала и фокусируется в некоторой точке перед зеркалом. В этой точке должен быть конвертор.