Спутниковое телевидиние

Федеральное агентство по образованию

 

Глазовский инженерно-экономический  институт (филиал)

Государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический  университет»

 

Кафедра «Автоматизированные системы управления»

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по учебной дисциплине «Информационные технологии»

на тему: « Спутниковое телевидение»

 

 

 

 

 

Выполнила студентка

гр. 6211У                   _________________________________________  Р.В.Васильева

( подпись)

 

Проверил

ст. преподаватель __________________________________________ С.Л.Петров

(оценка, подпись)

 

 

 

Глазов, 2011

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Телевидение уже много лет является неотъемлемой частью нашей жизни. Трудно представить какой-либо дом, в котором  отсутствовал бы телевизор. Однако обычное  телевидение ограничивает возможности потребителя.

Спутниковое телевидение впервые появилось в США около 30-ти лет назад и с тех пор уверенно прогрессирует на рынке. Во многих городах России спутниковые антенны стали привычным и обыденным зрелищем.

Спутниковое телевидение обладает целым рядом преимуществ и  достоинств:

• прежде всего, это высококачественное изображение, без помех и неполадок, благодаря используемым технологиям сжатия передаваемого сигнала;
• возможность смотреть спутниковое телевидение где угодно – в городе, на даче или в загородном коттедже;
• высокое качество звука;
• сотни интересных каналов, как платных, так и бесплатных, среди которых каждый может найти себе что-то по вкусу: новостные каналы, зарубежные и русские фильмы, деловые каналы, транслирующие финансовые новости, музыкальные каналы, детские фильмы и мультфильмы, множество спортивных каналов, культурные программы, животный мир, каналы моды с новыми коллекциями ведущих дизайнеров, познавательные передачи, эротические каналы класса «только для взрослых» - это далеко не полный перечень того, что транслируется с помощью спутникового телевидения;
• так как очень многие каналы находятся в открытом вещании, за спутниковое телевидение необходимо платить только раз – при установке и настройке оборудования; - благодаря спутниковому телевидению легко изучать иностранные языки – ведь Вы словно общаетесь с носителями языка;
• если Вы живете в другой стране, то это может быть единственной возможностью смотреть телевидение на своем родном языке;
• не последним преимуществом спутникового телевидения, является отсутствие рекламы.

Целью данной курсовой работы является раскрытие основных компонентов  спутникового телевидения и исследование рынка спутникового телевидения.

 

1. СПУТНИКОВОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ

 

 

Спутниковое телевидение – это  множество каналов, большой выбор  фильмов на любой вкус, детские, новостные, развлекательные, познавательные, спортивные передачи.

Спутниковое телевидение подразделяется на аналоговое и цифровое. На сегодняшний  день аналоговое телевидение не способно в полной мере удовлетворить потребности  современного человека: качество сигнала страдает, количество каналов периодически сокращается, существует проблемы с необходимым оборудованием (его попросту уже не выпускают). Ориентироваться на аналоговое спутниковое телевидение не имеет смысла. Цифровой формат вещания – это несколько тысяч каналов различных тематик на всех языках мира и отличное качество изображения и звука. Телезрители могут видеть в открытом доступе более 650 каналов с различных спутников.

Современные спутники имеют геостационарную  орбиту. Это означает, что угловая скорость движения спутника равна скорости вращения земли по величине и направлению. Это значит, что относительно любой точки на земле, спутник "висит" неподвижно. Высота, на которой висит спутник, равна примерно 36 тысячам километров. Благодаря постоянному положению спутника, для приёма сигнала с него не надо перестраивать антенну. В течение всей своей жизни спутник будет находиться в одном и том же направлении от вас. Число мест на геостационарной орбите, где сегодня обитают спутники телевизионного вещания, ограничено. Сегодня таких мест около четырёхсот. В каждом месте, в каждой точке, могут висеть сразу несколько спутников, даже более десяти. Чтобы спутники не мешали друг другу помехами, их частоты вещания, зоны обслуживания и рабочие каналы выбираются, разбрасываются в определённых диапазонах. Сегодня спутники регулярно выводятся на орбиту и сводятся с неё. Это связано не только с истечением срока службы спутников, который колеблется от пяти до семи лет, но и с моральным старением оборудования, а также с поломками.

Кроме геостационарных спутников, могут использоваться ещё и так  называемые низколетящие спутники. Разница между ними в том, что при применении низколетящих спутников связь организуется по принципу цепочки. Над землёй летают сотни спутников, сообщающихся между собой. При приёме данных с низколетящих спутников не обязательно иметь огромную параболическую антенну. Хватит и такой, что используется в сотовых телефонах, так как спутники излучают сигналы на очень высокой частоте. Преимущества использования низколётных спутников очевидны - в космос можно запустить восемь сотен сателлит, которые не будут мешать друг другу и будут равномерно распределять между собой всю полосу каналов, спутники висят низко, покрывают малую площадь большой мощностью передатчиков, а значит, с них можно принимать сигнал на маленькую антенну. Работать с низколетящими спутниками дороже, и пока что предпочтение отдаётся геостационарным. На каждом спутнике работают десятки передатчиков мощностью сотни ватт. Так как спутник сигналом покрывает достаточно большую площадь земли (пятно диаметром 2000 - 3000 км), то уровень сигнала в разных точках приёма различен и невысок.

Спутник (в  применении к  спутниковому телевидению)  - это  управляемый с  Земли  космический  аппарат,  выполняющий  функции   телевизионного ретранслятора, то есть принимает телевизионный направленный  сигнал с Земли и транслирует его в виде на поверхность неким «пучком».

Для  обеспечения  трансляции  на  каждом спутнике имеется определенное число передатчиков ("транспондер"). Число   транспондеров  у   вновь  запускаемых   спутников постоянно растет. Спутниками,   а   значит   и   транспондерами,   владеют  определенные корпорации (например , EUTELSAT или INTELSAT). Транспондеры  сдаются в аренду  вещательным  компаниям,  чьи  программы  (каналы)  мы с вами и смотрим. Сдача транспондера  в аренду не обязательно  производится на постоянное время.   Существует много  транспондеров, по  которым  днем идет  один  канал,  а  вечером  или ночью другой.

Таким  образом, на спутнике с 10 - 20 транспондерами может идти 20 - 30 каналов.

 

2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРИЕМА СПУТНИКОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ

 

 

При наличии 4000 - 5000 рублей без проблем  можно купить обыкновенное оборудование для просмотра бесплатных каналов. Стандартное оборудование для приема сигнала со спутника состоит из:

1. Спутниковой антенны.
2. Ресивера.
3. Конвертора.

Опишем вкратце, как это всё  работает (рис. - 2.1): спутник (1) излучает сигнал (2), который падает на спутниковую тарелку (3), отражается от неё (4) и попадает в конвертер (5), где сигнал преобразуется к более низкой частоте и уходит по кабелю (6) к ресиверу. Ресивер представляет собой коробочку, похожую внешне на видеоплейер, которая устанавливается непосредственно рядом с телевизором. Кабель используется 75 - омный спутниковый, с низким затуханием высокочастотного сигнала.

Рис. 2.1 - Схема передачи спутникового сигнала

2.1 Спутниковая антенна

Спутниковая "тарелка" в сознании "широких слоев населения" по праву олицетворяет всю спутниковую приемную систему. Конечно, на самом деле любая телевизионная спутниковая система состоит из многих частей, хотя антенна совершенно объективно является, чуть ли не самой важной ее деталью. И уж, по крайней мере, трудно не согласиться, что антенна - самый большой и заметный элемент приемной системы.

Чтобы выбрать спутниковую антенну, необходимо определить: для работы в составе какой приемной спутниковой  системы она предназначается. То есть, выбирая спутниковую антенну (как впрочем, и другие компоненты приемной системы), вам, для начала, нужно ответить себе на несколько вопросов:

• В зоне покрытия, каких спутников вы проживаете, то есть какие спутники вы в принципе можете принимать?
• Какие каналы вас интересуют, и какой, исходя из этого, спутник вы хотите смотреть?
• Имеется ли возможность расположить антенну так, чтобы местные "предметы" не закрывали направление на спутник?
• Хотите ли вы смотреть один или несколько спутников?
• Каковы финансовые средства, которые вы хотите вложить в это «предприятие»?

Спутниковая антенна (само зеркало) предназначена  для фокусировки на облучатель конвертора параллельного пучка радиоволн, излучаемых спутником. Антенна представляет собой часть параболоида вращения, так как именно такая форма обеспечивает прекрасную фокусировку параллельного пучка излучения.

Телевизионные сигналы передаются со спутников, в  диапазонах Ku (~11 ГГц) и С (~4 ГГц), то есть принимаемые сигналы имеют длину волны 27 и 75 мм соответственно. Именно поэтому любое препятствие (плотная облачность, снег, дождь) на пути между вашей антенной и спутником будет ослаблять сигнал и может вообще исключить (если это препятствие -деревья, здания и т. д.) возможность приема программ спутникового телевидения.

Рис. 2. 2 - Азимут и угол места спутника

 

В принципе, можно самому определить видимое направление на спутник (азимут и угол места) (рис.- 2.2), воспользовавшись формулой.

  ,                                                                                                       (1)

   ,                                                        (2)

где a — азимут; 
b — угол места (видимый угол расположения спутника); 
G1 — ваша географическая долгота; 
G2 — долгота расположения интересующего вас спутника на орбите (западная с минусом); 
W — ваша географическая широта.

Теперь осталось только взять компас и убедиться, что в этом направлении  нет закрывающих спутник препятствий (деревьев, соседних домов или, например, заводской трубы). Также надо убедиться, что на месте установки есть открытый выход на юг. Сделать это можно так:

• по компасу;
• по видимости солнца - необходима его видимость с 11:30 до 15:00;
• посмотреть, установлены ли спутниковые антенны на фасаде здания или у соседей.

 

 

2.1.1 Виды антенн

 

1. По размеру.

Для начала разберемся с размерами зеркала. Диаметр антенны зависит от уровня мощности принимаемого со спутника сигнала  (EIRP) в вашей местности (который можно определить по карте покрытия). Таким образом, от вашего географического положения будет зависеть диаметр антенны, необходимый для приема программ с того спутника, на который вы решили настроить свою антенну. У каждого спутника есть своя зона, куда направлено излучение сигналов. Максимальная мощность сигнала всегда сконцентрирована в центральной зоне покрытия, и чем дальше Вы будете находиться от центра, тем слабее будет мощность принимаемого сигнала. В таблице 1 приведены примерные соотношения уровня мощности принимаемого сигнала и необходимый для этого диаметр зеркала.

 

Таблица.1 -. Соотношения уровня мощности сигнала и диаметра зеркала

Уровень мощности (EIRP), dbW	Диаметр антенны, м
53	0.6
48	0.8
45	1.1
42	1.5
40	1.8

 

Примечание. Карта покрытия (footprint) - проекция диаграммы направленности передаваемого на Землю сигнала на географическую карту. Представляет собой замкнутые кривые, которые являются границами по уровню мощности принимаемого сигнала. Значения мощности приводятся в dbW. К сожалению, нередко публикуемые официально карты покрытия являются "ожидаемыми", а не "реально измеренными". Карты покрытия можно найти в журнале «Телеспутник», попросить в фирме занимающейся продажей спутникового оборудования или посмотреть в Интернете (http://www.telesputnik.ru/television/cover.html). Так над территорией России находятся несколько спутников «Экспресс АМ» (53⁰,40⁰,96.5⁰,80⁰ и 140⁰ в.д.), «Ямал 201» (90⁰ в.д. и 49⁰ в.д.),  Eutelsat W4 (36° в.д.).

Рис. 2.3 - Зона обслуживания спутника «Ямал 201». С - диапозон

 

Рис. 2.4 - Зона обслуживания спутника «Экспресс АМ». С - диапозон

 

При этом надо учесть, что зачастую не все каналы со спутника идут одинаково  хорошо. Кроме этого, необходимо выбирать размер антенны с некоторым запасом, чтобы слабое ухудшение сигнала, вызванное, например, атмосферными явлениями, не приводило к сильному ухудшению телевизионной "картинки". Поэтому самый безопасный метод - обратиться в фирму, занимающуюся установкой спутниковых систем в вашем городе, и уточнить, насколько хорошо принимаются в вашем регионе интересующие вас каналы и какой диаметр антенны для этого необходим. Стоимость антенны с увеличением её диаметра растет в геометрической прогрессии по отношению к её диаметру, а именно. За пример возьмем антенну 0,6 м. Её стоимость в среднем 300 - 500 рублей. Тарелка 0,9 м. уже стоит примерно 1000 руб. 1,2 м. уже 2500-3000 руб., 1,85 м. уже 8000 – 9000 руб.

2. По форме.

Антенны по форме бывают прямофокусные (prime focus) и офсетные (offset — внецентровая).

Прямофокусные (рис. - 2.5) представляют собой "классическую" круглую "тарелку".

 

Рис. 2.5 - Прямофокусная антенна (prime focus)

 

Конвертор крепится в центре при  помощи нескольких (обычно двух или  трех) спиц. Конвертер расположен по центру, а не смещен в отличии от офсетной антенны, поэтому прямофокусная антенна смотрит вверх. Как правило, эти антенны всегда больших размеров. При этом конвертор и крепежные спицы затеняют часть отражающей поверхности зеркала, что приводит, естественно, к уменьшению коэффициента использования поверхности антенны. Однако, с ростом диаметра, этот эффект становится все менее значительным. Зимой на зеркало легко намерзают лед и снег, которые очень сильно ухудшают прием.