Спутниковая связь (СС) — один из видов радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников земли в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными.

В зависимости от назначения системы СС и типа земных станций различаются следующие службы:

 

Рисунок 1 Виды орбит ИСЗ

 Уникальной орбитой является геостационарная орбита - круговая орбита с периодом обращения ИСЗ 24 часа, лежащая в плоскости экватора, с высотой 35875 км от поверхности Земли. Орбита синхронна с вращением Земли, поэтому спутник оказывается неподвижным относительно земной поверхности. Достоинства ГСО: зона обслуживания составляет около трети земной поверхности, трех спутников достаточно для почти глобальной связи, антенны земных станций практически не требуют систем слежения. Однако в северных широтах спутник виден под малыми углами к горизонту и вовсе не виден в приполярных областях. Преимуществом ИСЗ находящихся на эллиптической орбите является большой размер зоны обслуживания при охвате большей части северного полушария. Недостатком является необходимость слежения антенн за медленно дрейфующим спутником и их переориентирования.Чтобы предотвратить возможность столкновений спутников и обеспечить постоянство их положения на ГО, задействованы специальные системы контроля и управления орбитальными группировками. Требуемое положение спутников поддерживается с помощью корректирующих двигателей, включаемых по командам с наземных комплексов управления.

Спутниковое вещание происходит, примерно, по такой схеме: на земле формируется источник сигнала, он может быть видеосигналом, аудио, может быть сигналом каких-либо данных, например, интернет. Далее этот сигнал передается на конкретный спутник. Спутник находится в космосе на геостационарной орбите, как правило, над экватором, т.е. в любое время года, дня или ночи он находится, грубо говоря, в одной точке. (На самом деле он двигается в отведенном ему пространстве и корректирует свое положение, если немного сходит со своей орбиты). Далее, получив сигнал, пришедший с земли, спутник выполняет роль ретранслятора, т.е. он начинает этот же самый сигнал вещать в определенном направлении (т.е. в направлении земли), на определенной частоте. Делает он это с помощью передатчиков, называемых транспондерами. Этот сигнал принимается спутниковыми антеннами, расположенными на земле и, обрабатываясь специальными приемниками, попадает к нам в телевизоры, компьютеры и т.д.Спутниковое вещание представляет собой однонаправленную передачу телевизионных и звуковых программ, а также мультимедийных приложений, включая данные Интернет, от передающих земных станций (ЗС) к приёмному оборудованию через бортовые ретрансляторы спутника. В отличие от наземного вещания с помощью спутника могут покрываться значительные территории Земли с неограниченным числом приемных станций, расположенных как на суше, так и на море.Доставка информационных данных по спутниковым каналам осуществляется как группам пользователей в форме потокового вещания (режим Multicast), так и одиночным пользователям в форме адресной доставки цифровых пакетов фиксированного объёма в определённое время (режим Unicast).Земные станции спутниковых систем вещания обычно вынесены за пределы городов и связаны с центрами формирования ТВ-программ и мультимедийной информации волоконно-оптическими, коаксиальными или радиорелейными линиями связи. Структурная схема системы спутникового вещания приведена на рисунке 2. Число передающих ЗС в комплексе подачи программ на спутник может быть различным и определяться числом стран, участвующих в вещании через конкретный искусственный спутник Земли (ИСЗ). В целях контроля за качеством передач на каждой ЗС осуществляется прием сигналов, транслируемых через спутник. Для наполнения цифровых пакетов информацией, передаваемой на несущих f₁…f_n, на ЗС дополнительно осуществляется прием данных Интернет, программ с других ИСЗ, а также формирование собственных программ на теле радиостудии.

Спутниковые  системы  телевизионного  вещания  получили  семь  диапазонов

частот,  приведённых  в  таблице

  

Таблица 1 Диапазоны   частот  спутникового  вещания

  Передача мультимедийных данных (каталоги, видеоматериалы, программные продукты, титры, финансовые и спортивные новости и др.) строится на использовании открытого стандарта MPEG-2(Moving Picture Experts Group )/DVB-S(Digital Video Broadcasting). В спутниковом телевидении используются как традиционные аналоговые системы цветного телевидения PAL, SECAM и NTSC, так и разработанные в последнее время цифро-аналоговые и цифровые стандарты с улучшенным качеством изображения и звука, такие как MAC, PALplus, MPEG, DVB-S и DVB-S2.Наиболее часто используемые в настоящее время стандарты цифрового вещания: DVB и его модификации, семейство MPEG

DVB-S2 - новый стандарт спутникового вещания.Стандарт DVB-S2 разработан в 2003 г., является спецификацией второго после DVB-S поколения стандарта спутникового вещания.

Система DVB-S2 удовлетворяет требованиям различных спутниковых вещательных приложений:

  MPEG-2 — название группы стандартов цифрового кодирования видео и аудио сигналов, организации транспортных потоков видео и аудио информации, передачи сопутствующей информации.MPEG-2 part 1 определяет синтаксис транспортных потоков, а part 2 — структуру компрессированного изображения (элементарный поток MPEG-2). Стандарт MPEG-2 намеренно не определяет способы компрессии изображения (звука), он лишь указывает, как должно быть оформлено сжатое изображение (звук). 

 Спутниковое телевизионное вещание, служащее для доставки программ телевидения индивидуальным и коллективным абонентам (стационарным и подвижным), эффективно для создания региональных систем распределительного телевидения и вполне способно конкурировать с современными кабельными и эфирными средствами. Доля спутникового телевидения в общем объеме услуг, предоставляемых спутниковыми системами связи, составляет не менее 35%. Хотя история спутникового телевидения насчитывает уже более трех десятилетий, начало этапа его наиболее интенсивного развития пришлось на середину 1990 годов, когда успехи, достигнутые в области цифровой обработки видеоданных и конструирования бортового и наземного оборудования для спутниковых систем связи, позволили сделать эту отрасль телевидения коммерчески привлекательной и доступной массовому потребителю. Широкое внедрение цифровых технологий, с которыми связана «вторая молодость» спутникового телевидения, продолжает оставаться главным фактором, определяющим дальнейшие пути его развития. С приходом цифрового вещания в 90х годах аналоговое практически прекратило свое существование, в основном по экономическим причинам. Используя технологию сжатия сигналов  MPEG2, вместо одного аналогового сигнала со спутника можно передавать 5-7 цифровых с лучшим, чем в аналоге, качестве. На каналах, вещаемых в цифровом вещании нет мушек и других прелестей аналогового сигнала, знакомых нам по эфирному телевидению (все каналы, которые мы принимаем на обычную комнатную антенну идут в аналоге).На сегодняшний день, на самых популярных спутниках осталось менее полусотни аналоговых каналов, причем количество их постоянно сокращается.   Одно из последних достижений в области телевидения – телевидение высокой четкости перешло в стадию практической реализации благодаря достижениям в области компрессии информации. В результате спутниковые системы вещания смогли обеспечить необходимую пропускную способность каналов для передачи программ в формате HDTV с приемлемыми качеством и стоимостью. В США телевидение высокой четкости приобрело статус национального стандарта в 1996 г., а в ближайшие годы США планируют полностью перейти на телевещание в цифровом формате. В России в этом направлении делаются только первые шаги – организуются зоны экспериментального абонентского вещания, в которых просмотр пока немногочисленных HDTV-программ возможен в тестовом режиме. 

Далее приведен пример зоны покрытия спутников ГПКС - Российский государственный спутниковый оператор ФГУП «Космическая связь»

 

Рисунок 3 Зона покрытия спутников ГПКС 

ФГУП «Космическая связь» (англ. Russian Satellite Communications Company (RSCC)) — российская государственная компания — национальный оператор спутниковой связи. Предоставляет услуги по всему миру.Обладает самой крупной орбитальной группировкой геостационарных спутников связи и вещания в России и разветвлённой наземной инфраструктурой телепортов и волоконно-оптических линий связи. Услуги компании включают телерадиовещание, телефонную связь, высокоскоростную передачу данных и доступ в интернет, видеоконференцсвязь, создание корпоративных сетей. 

Недостатки спутниковой связи

Преимущества спутниковой связи 

Используемые материалы: