Распределительные телевизионные сети «Экран» и «Москва»

Колее экономичными оказались сети «Экран» (1976) и «Москва» (1979). Идеология систем заключалась в том, чтобы увеличить мощность передатчика на ретрансляторе спутника и одновременно упростить, а следовательно, и удешевить оборудование приемных наземных станций. Спутники расположены на геостационарной орбите. Высоко висящий ретранслятор может облучать территорию 2-3 часовых посов, размеры наземных приемных антенн станций «Москва» уменьшились до 2,5 м в диаметре. Существует и перевозимый комплект оборудования приемной станции «Москва», умещающийся в кузове грузового автомобиля.

Достаточно эффективной сетью распределения спутниковых программ для районов Сибири и Крайнего Севера является система «Экран», покрывающая 40% российской территории. Приемные устройства могут быть двух типов: сложные (1 класс) и упрощенные (2 класс). Принятый со спутника сигнал распространяется через кабельные сети или маломощные ретрансляторы. В настоящее время в стране работают 1500 станций данной системы, а в странах СНГ — 750 приемных установок системы «Экран» и 1000 приемных станций «Москва». Совместное использование систем «Москва и «Экран» позволило транслировать две центральные программы по всей территории страны с учетом пяти временных зон.

Обобщенная схема работы спутникового вещания на коллективные приемные сети выглядит так: готовый видеосигнал из телецентра подается на ретранслятор искусственного спутника Земли, после чего отправляется земным теле- и радиостанциям (для передачи сигнала со спутников используются сантиметровые волны), далее распространяясь по радиорелейным линиям или кабельным сетям. Применение данных технологий снижает затраты телезрителя или радиослушателя, избавляя его от необходимости приобретать дорогостоящее оборудование для непосредственного приема программ со спутников.

Пять зон телевещания программ ВГТРК и ОРТ обеспечивает национальная орбитальная группировка из 10 спутников. Идет работа по переводу систем «Орбита», «Москва» и «Экран» с аналогового на цифровой стандарт (MPEG-2/DVB-S.), что позволит повысить качество ТВ-изображения и сократить количество спутников до пяти Вся космическая группировка ФГУП «Космическая связь» на сегодняшний день представлена 14 спутниками.

Разумеется, наиболее перспективным в спутниковом вещании будет прием видеосигнала на индивидуальные антенны, но в этом случае государство переложит свои затраты на каждую семью, а учитывая низкую платежеспособность населения, сейчас сделать это невозможно. По радиорелейным линиям сигналы со спутников транслируются 80% населения России, по кабельным сетям — 19%, а индивидуальные «тарелки» имеют только 1% жителей России.

Системы индивидуального приёма спутникового ТВ

Для того чтобы принимать ТВ-программы со спутника непосредственно на домашний телевизор, необходимо, чтобы сигнал, излучаемый ретранслятором из космоса, полностью соответствовал характеристикам сигнала, воспринимаемым телеприемником. Как уже отмечалось, такая задача была поставлена перед учеными в самом начале космической эры, но так и не была решена из-за нехватки мощности бортовых передатчиков, да и размеры передающих антенн на спутниках в этом случае должны значительно превышать существующие. Поэтому в современных системах используются специальные устройства преобразования сигнала. Для снижения диаметра антенн был необходим прорыв в области малошумящих усилителей, и уже в 1982 г. такая система была создана в Канаде (ANIK), в 1984 г. — в Японии (BS-2), позднее в Германии, Франции, в 1996 г. в России («НТВ-Плюс»). Спутники «Галс-1» и «Галс-2», используемые для вещания НТВ+, были выведены на геостационарную орбиту в 1994 и 1995 гг.

Спутники бывают низкой (20 Вт), средней (45 Вт) и высокой мощности (более 100 Вт), для индивидуального приема используются последние. Сигнал со спутника достигает поверхности Земли чрезвычайно ослабленным, и, если его не усилить, он будет подавлен различными шумами, поэтому его улавливают при помощи параболической антенны (в виде тарелки). Такая форма антенны выбрана потому, что сигнал, отражаясь от любого участка изогнутой поверхности, может концентрироваться в одной (фокальной) точке (по такому же принципу свет концентрируется в автомобильной фаре), где он попадает на конвертор и преобразуется до необходимых частот. Далее сигнал по кабелю передается спутниковому приемнику — ресиверу (или тюнеру), где хранятся настройки каналов.

Чем больше диаметр антенны, тем больше сигналов с различных спутников можно уловить. Сейчас в основном используются антенны со смещенным центром — офсетные, где конвертор не перекрывает полезную площадь принимающей поверхности. Согласно международному праву перехват спутниковых программ в коммерческих целях запрещен, но уменьшение размеров приемных антенн с нескольких метров до десятков сантиметров сделало невозможным тотальный контроль. В результате телекомпании были вынуждены прибегнуть к шифровке сигналов.

В Российской Федерации действуют множество фирм, предоставляющих услуги в области наземного приема индивидуальных спутниковых программ. Первой на отечественный рынок вышла телекомпания «Космос-ТВ», учрежденная в 1991 г. Главным центром радиовещания и телевидения (ГЦРТ) и американским предприятием Metromedia International Telecommunications, Inc. Предложение компании не только приобретать дорогостоящее приемное оборудование, но и арендовать его способствовало популярности компании среди иностранцев, временно проживающих в Москве. Компания также предлагает услуги приема сигналов на коллективные домовые антенны с дальнейшей разводкой сигналов по кабелям до конечного потребителя. «Космос-ТВ» предоставляет возможность просмотра информационных, познавательных, развлекательных, детских, спортивных и др. программ, ее услугами на сегодняшний день пользуются 15 российских каналов.

С конца 1996 г. начала вещание российская компания «НТВ-Плюс», учрежденная финансовой группой «Мост». К концу года количество абонентов составляло только 17 тыс. человек, а транслировалось всего четыре канала. С 1997 г. передачи стали кодироваться. Цель создания российских спутниковых каналов была оправдана, и к концу 2003 г. компания имела 260 тыс. абонентов и предлагала 40 цифровых каналов. Размеры приемной антенны небольшие — 60—90 см в диаметре.

В настоящее время в России можно получать некоторые российские и мировые спутниковые каналы бесплатно, не прибегая к услугам вещательных фирм. Для этого достаточно купить приемное оборудование и установить его на стене или балконе дома. Например, выбрав «тарелку» диаметром 90 см, можно направить ее на спутник «HotBird» и бесплатно получать более 300 цифровых каналов.

Многие специалисты предрекают будущее в ТВ-вещании низкоорбитальным спутникам связи, находящимся на орбите до 1000 км, благодаря чему можно получать на Земле сильный сигнал. В системах передачи данных могут использоваться комплексы низкоорбитальных спутников, в которых с каждой абонентской системой взаимодействует цепочка летящих один за другим спутников, образуя что-то наподобие интернет-паутины.

Кабельное ТВ

Передача видеосигнала по кабельным сетям является наиболее перспективным способом распространения информации. В качестве основной магистрали применяются оптоволоконные кабели, а для доставки информации до конечного потребителя («последняя миля») используется витая медная пара или коаксиальный кабель.

Первая в мире экспериментальная кабельная сеть была внедрена в Москве в 1939 г., она обслуживала два дома на Петровском бульваре по 30 абонентов в каждом. У конечного пользователя в квартире располагался четырехламповый телевизор упрощенной конструкции Александровского радиозавода. В дальнейшем с расширением каналов вещания данную разработку сочли неперспективной.

Первую примитивную кабельную сеть в США в 1948 г. соорудил владелец магазина бытовой техники Джон Уолсон в небольшом городке Маханой-сити (шт. Пенсильвания), расположенном в гористой местности. Качество приема видеосигнала на антенны телевизионных приемников из-за перепада высот было недостаточным. Тогда Дж. Уолсон укрепил высокую мачту на ближайшей горке и поставил на ней антенну, электрический кабель от которой подключил на вход телевизора. Изображение заметно улучшилось. После этого он присоединил кабелем к наружной антенне собственный дом и дом соседа. Через год, объединив свои усилия с компанией Jerrold Electronics Corp., расположенной на другом конце города, за абонентскую плату три доллара в месяц они стали протаскивать кабель всем желающим.

В начале 50-х гг. проблемы с получением ТВ-лицензии на эфирное вещание1 привели к быстрому росту небольших кабельных сетей по всей Америке. К 70-м гг. пропускная способность кабеля значительно возросла, и компании, разместив комплексы антенн на высотных зданиях, стали ретранслировать эфирные каналы, а к середине 70-х гг. еще и спутниковые. Собственные программы кабельных каналов поначалу были примитивными. Однако 1 июня 1980 г. начала вещание глобальная кабельная сеть CNN, основанная американским бизнесменом Робертом Эдвардом Тернером (род в 1938 г.), с высококачественными программами собственного производства. В течение пяти лет канал стал настолько популярным, что стал транслироваться через спутники по всему миру.

В Западной Европе большинство жителей получают телевизионный сигнал по кабелю, телецентры доставляют по нему эфирные, спутниковые и местные каналы собственного производства.

В СССР передача видеосигнала по кабелям в основном применялась для обеспечения условий нормального приема программ в зонах «радиотеней», существующих в городах вследствие их застройки близко стоящими домами разной высоты. Впервые магистрали оптоволоконной связи в России были проложены в 90-х гг. XX в. между Ленинградом и Минском, Ленинградом и Волховстроем: они предназначались для передачи больших массивов данных, так как цифровой сигнал в виде модулированных световых импульсов в них практически не затухает. По оптоволокну возможна многоканальная передача теле- и радиосигнала, телефонных разговоров, интернета и т.д., но основное назначение — предоставление абонентам за плату большого количества телевизионных каналов. Поскольку стоимость оптико-волоконного кабеля высока, распределение программ по конечным потребителям производится по дешевому коаксиальному кабелю. Новые дома в больших городах строятся с учетом закладки кабеля в каждую квартиру. Особую перспективу могут представлять обратные каналы связи и видео по запросу.

Упрощенная структура кабельной сети:

1. комплект профессиональных эфирных и спутниковых антенн большого диаметра;

2. головная станция или аппаратная преобразования сигналов;

3. усилители сигналов;

4. сумматоры (для объединения эфирных, спутниковых и иных видеосигналов).

На один оптический приемник могут быть подключены несколько тысяч абонентов, которые смогут смотреть как аналоговые, так и цифровые каналы. Для компенсации затухания сигнала в коаксиальном кабеле применяются магистральные и домовые усилители. Для конечной разводки кабеля по потребителям используют различные модификации разветвителей. В настоящее время в России возникло большое количество кабельных линий, поэтому стоит задача укрупнения разрозненных мелких сетей с одновременным увеличением числа телевизионных каналов. Основная проблема на этом пути — обеспечить техническую совместимость сетей без глобальной реконструкции, создать единую систему на основе разрозненных модулей. Современное кабельное ТВ сочетает в себе возможности через спутниковые антенны и систему наземных ретрансляторов доставлять телезрителям через распределительную сеть высококачественный видеосигнал с большим количеством тематических каналов. Таким образом, происходит гармонизация существующих технологий.

В условиях большого государства обеспечить качественное телевещание как в густонаселенных центральных, так и в малонаселенных дальних районах возможно при условии оптимального сочетания различных каналов связи. Среди современных тенденций развития ТВ-вещания можно выделить:

— рост коллективных и индивидуальных систем спутникового ТВ;

— развитие кабельных оптико-коаксиальных сетей;

— внедрение в условиях городской застройки сотового телевидения.