Спутниковое ТВ вещание (СТВ) является сегодня одним из самых экономичных и надежных способов передачи ТВ сигналов высокого качества в любую точку обширной территории нашей страны. К преимуществам СТВ относятся; возможность приема сигнала практически неограниченным числом приемных установок, высокая надежность ИСЗ связного типа, независимость затрат на приемную установку от расстояния между источником ТВ сигнала и абонентом (в пределах зоны обслуживания), незначительное влияние атмосферы и географических особенностей местности на устойчивость приема.

Эти преимущества обусловили развитие во многих странах мира работ по созданию СТВ. Некоторые системы рассчитаны на прием ТВ сигналов непосредственно на простые индивидуальные или коллективные приемные установки с малой антенной и согласно классификации Регламента радиосвязи относятся к радиовещательной спутниковой службе (РСС). Это так называемые спутники непосредственного ТВ вещания (НТВ).

В то же время многими странами широко используются системы подачи и распределения ТВ программ через ИСЗ малой и средней мощности в диапазонах частот 4 или 11 ГГц (соответственно диапазоны С и Ки), относящиеся к фиксированной спутниковой службе (ФСС или FSS). Первоначально эти системы обеспечивали прием ТВ сигналов на головные станции кабельных сетей или эфирные ретрансляторы для последующего распределения абонентам. В последние годы благодаря техническому прогрессу стал возможен прием сигналов со спутников ФСС на сравнительно недорогую приемную антенну типа VSAT (Very Small Aperture Terminal), вполне доступную корпоративным пользователям. Аббревиатура VSAT переводится как терминал с антенной очень малого размера. Корпоративные сети VSAT объединяют географически удаленных пользователей в единую цифровую двустороннюю сеть связи. При современных энергетических показателях бортовых комплексов геостационарных ИСЗ терминалы VSAT могут быть оснащены параболическими антеннами диаметром 0,50,6 м (Ка диапазон, область частот от 15,4 до 50,2 ГГц) и 11,5 м (Кu диапазон), а также твердотельными усилителями мощности 5 Вт. Поэтому, понятию "НТВ" приходит более широкое понятие "непосредственный прием", не связанное с конкретными службами и диапазонами частот.

В настоящее время программы ТВ вещания составляют более 70% трафика спутниковых систем в мире, а в отдельных системах достигают 100%. К наиболее крупным коммерческим международным системам спутниковой связи относятся Intelsat, Eutelsat, Intersputnik, Arabsat, Asiasat. Среди них бесспорным лидером является международная система Intelsat, орбитальная группировка которой насчитывает более 25 спутников.

На территории России распределение двух общенациональных программ (ОРТ и ВГТРК) ведется по зоновому принципу с использованием массовых распределительных систем "Экран" и "Москва", базирующихся на геостационарных спутниках.

Система "Экран", использующая одноименный спутник работает в диапазоне частот 0,714 ГГц (L диапазон). В диапазоне 0,714 ГГц спутниковое вещание сосуществует с наземным ТВ вещанием, в связи с чем плотность потока мощности на территории других государств ограничена Регламентом радиосвязи на уровне – 129 дБВт/м². На территории нашей страны оказалось возможным высвободить необходимое число каналов наземного ТВ вещания в дециметровом диапазоне (5254 ТВ каналы) для спутникового вещания. При этом удалось получить простые и достаточно дешевые приемные устройства. Система "Экран" обеспечивает зону обслуживания более 9млн. км² и охватывает районы Сибири, Крайнего Севера, частично Дальнего Востока.

Для расширения зоны обслуживания без опасности создания помех наземным службам в 1979 году была введена в эксплуатацию спутниковая система "Москва", работающая в диапазонах частот 6/4 ГГц (С диапазон). В данной системе повышенная до 40 Вт мощность бортового передатчика в сочетании с узконаправленной бортовой передающей антенной обеспечивает максимально допустимое значение эквивалентной изотропно-излучаемой мощности (ЭИИМ). Особенностью системы "Москва" является то, что для электромагнитной совместимости ее с существующими наземными и спутниковыми средствами было использовано искусственное рассеяние мощности путем дисперсии несущей. Несущая дополнительно отклоняется с частотой 2,5 Гц и девиацией ± 4 МГц. Это позволило соблюсти установленные МСЭ нормы на допустимую спектральную мощность потока (-152 дБВт/м² в полосе 4 кГц) при высокой интегральной плотности потока мощности у поверхности Земли - 120 дБВт/м². В зону, обслуживаемую одним ИСЗ, входят два-три часовых пояса, т.е. ее размер выбран с учетом принятых принципов организации многозонового ТВ и звукового вещания в стране. Приемная параболическая антенна земной станции имеет диаметр зеркала 2,5 м с шириной диаграммы направленности ± 1°. В качестве входного устройства стало возможным применять неохлаждаемый параметрический усилитель с температурой шума 100° К. Таким образом, создана распределительная ТВ система с приемом на сравнительно простые земные станции в диапазоне 4 ГГц, не требующие постоянного квалифицированного обслуживания. В комплект приемной станции "Москва" входит ТВ ретранслятор мощностью 1,10 или 100 Вт или устройство для работы на СКТВ. "Москва" является системой прямого распределения ТВ программ.

С 1988 года работает ТВ система "Москва - Глобальная", которая позволяет принимать программы отечественного телевидения практически во всех странах мира.

Первоначально в системе "Москва" использовались геостационарные ИСЗ "Горизонт", имеющие всего 8 стволов. В последние годы стали запускаться многоствольные связные ИСЗ нового типа "Экспресс", имеющие различные модификации: "Экспресс-А" (17 стволов), "Экспресс-К-1" (52 ствола), "Экспресс-К-2, (К-3)" (54 ствола). Готовятся к запуску многофункциональные связные ИСЗ нового типа - "Ямал-200" (44 ствола), "Ямал-300" (48 стволов), имеющие более высокую энерговооруженность. Другими важнейшими отличиями новых ИСЗ типа "Экспресс" и "Ямал" являются более высокая точность удержания на орбите (по долготе) до ± 0,1° и значительно больший срок службы, достигающий 15 лет.

1, 2 - радиоканалы соответственно с правосторонней и левосторонней круговой поляризацией сигналов

Рисунок 10.9. Схема распределения радиоканалов в диапазоне частот 11,7 - 12,5 ГГц для системы НТВ

В диапазоне частот 11,712,5 ГГц, выделенном для НТВ, стандартные радиоканалы планируются с полосой частот 27 МГц и разносом между средними частотами, равным 19,18 МГц, при условии частичного частотного перекрытия соседних каналов (рисунок 10.9). Для обеспечения электромагнитной совместимости при использовании радиоканалов с частично перекрывающимися полосами частот в системе многопрограммного НТВ предусмотрено применение прямой (правосторонняя) и обратной (левосторонняя) круговой поляризации в соседних радиоканалах, снижающей уровень взаимных помех на 1020 дБ. Практически спутниковое вещание в аналоговом виде на одну зону на поверхности Земли может осуществляться только по 46 радиоканалам, разнесенным друг от друга на полосу частот, равную ширине четырех радиоканалов.

Первой в России системой спутникового НТВ является система "НТВ Плюс", зона обслуживания которой охватывает европейскую часть России и Урал. Технической основой системы являются два отечественных связных ИСЗ типа "Галс", размещенных в точке 36° восточной долготы. Последняя модификация спутников данной серии - "Галс-Р16" со сроком службы 10 лет имеет 16 стволов и точность удержания на орбите (по долготе) ± 0,1 °. Подачу сигналов на ИСЗ осуществляет передающая станция в Останкино, включающая две антенны диаметром 9,2 м, каждая из которых работает со своим ИСЗ, и набор радиотехнического и измерительного оборудования для многоствольной трансляции. В общей сложности на двух ИСЗ типа "Галс" функционируют четыре высокочастотных ствола. Прием в основной части зоны обслуживания ведется на антенну диаметром 0,6 м.

1 - передающая станция 1; 2 - передающая станция 2; 3 -ТВ студия; 4 – передающая станция 3

Рисунок 10.10. Схема организации ТВ вещания в системе "НТВ Плюс"

С 1997 года в этой же точке 36° восточной долготы начал функционировать еще один спутник - европейский TDF-2, предоставленный в аренду международным консорциумом Eutelsat. Он позволяет передавать на ту же территорию (рисунок 10.10) дополнительно две ТВ программы в аналоговом виде. Для подачи программ на TDF и управления спутником построен новый телепорт в Екатеринбурге. Из Москвы в Екатеринбург ТВ программы передаются по спутниковой линии в цифровом формате MPEG-2.

Передаваемые в системе ТВ программы - пять оригинальных программ телекомпании "НТВ Плюс". На дополнительных поднесущих передаются несколько стереофонических звуковых программ других вещательных компаний.

По планам развития сети вещания "НТВ Плюс" предполагается запуск двух новых ИСЗ. Восьмиствольный ИСЗ диапазона 12 ГГц под условным названием "МОСТ" изготавливается американской компанией Hughes Aircraft. Расчетная ЭИИМ на границе обслуживания данного спутника составляет 50 дБВт. Для управления спутником и подачи программ на него в Москве предусматривается строительство нового передающего центра с комплексом оборудования для передачи как аналоговых, так и цифровых сигналов. Часть оборудования на новом спутнике предназначена для цифрового вещания. При сохранении и развитии аналоговой сети планируется начать параллельную передачу нескольких цифровых пакетов в формате MPEG-2 с общим числом платных программ до 24 ... 30.

Второй спутник - отечественный ИСЗ нового поколения "Галс-Р16" предполагается запустить в ближайшие годы. Его стволы будут использоваться для трансляции ТВ программ в аналоговом и цифровом виде.

Зона обслуживания сети "НТВ Плюс" будет расширяться на восток. Для этого один из спутников будет выведен в точку 56° восточной долготы, что обеспечит покрытие обширных пространств Сибири до Байкала ТВ вещанием с возможностью непосредственного приема сигналов с ИСЗ на параболические антенны малых размеров.