Еще 10 лет назад прием телесигнала со спутника казался если не чудом, то, по крайней мере, очень дорогим удовольствием, сегодня возможность принимать несколько сотен телевизионных программ прекрасного качества, независимо от расстояния до передающего телецентра, стала доступна многим.

Индивидуальный прием мировых телеканалов с помощью спутниковой "тарелки" стал почти таким же обыденным делом, как и просмотр "обычного" эфирного телевидения. Но в отличие от него возможности спутникового телевидения практически безграничны. Жители сельской местности, больших и малых городов России, не говоря уж о Москве, имеют возможность смотреть те же программы, что и телезрители Лондона, Амстердама, Рима, Парижа, получая дополнительное удовольствие от идеального качества изображения и звука. Требуется для этого оборудование разумных размеров (спутниковая антенна - "тарелка"), приобретенное за довольно скромную цену.

Языковое сопровождение и тематика каналов многообразны: мировые политические и бизнес-новости, спорт, современное художественное и документальное кино, классика мирового кинематографа, мультфильмы, путешествия, классическая и популярная музыка, сериалы, ток-шоу, ночные программы для взрослых. Кроме того, спутниковое телевидение дает возможность познакомиться с "настоящим" западным телевидением, не просто смотреть фильмы, новости и развлекательные программы, но и расширить свой взгляд на мир, сравнив "наше" и "не наше". Так что же такое - спутниковое телевидение и как оно устроено?

Рассказ о нем придется начать почти "от динозавров". еще в 1945 году известный ученый и фантаст Артур Кларк писал, что искусственный спутник, размещенный на круговой экваториальной орбите, на высоте 36 тыс. км над землей будет иметь период обращения вокруг земли 24 часа, то есть останется неподвижным для наблюдателя, как бы зависнет в одной точке неба. Такая орбита получила название "геостационарная".

Ныне большинство спутников, применяемых для ретрансляции ТВ-сигнала, являются именно геостационарными. Они находятся в специально определенных международными соглашениями орбитальных позициях, которые обозначаются градусами долготы того меридиана, над которым данная позиция находится. Например, спутник (вернее, несколько спутников группировки) Hot Bird находится в позиции 13 град восточной долготы.

Примечание. Ныне на геостационарной орбите существует несколько десятков спутниковых позиций, самих же спутников, естественно, больше. Бывает, что на одной позиции на расстоянии около 100 км друг от друга в космосе находятся 5-6 спутников. В таком случае позиция называется группировкой спутников.

На каждом из них размещено несколько передающих антенн, охватывающих своими лучами различные географические зоны на поверхности Земли. Обычно название зоны определяется странами, расположенными в регионах, на которые ведется вещание того или иного спутника. Например, западноевропейский луч охватывает страны Западной Европы, ближневосточный луч - азиатские страны Ближнего Востока и т. д. Установленные на спутниках передатчики арендуют телевизионные компании многих стран, осуществляя с их помощью глобальную трансляциюсвоих программ.

Основное оборудование спутника - приемно-передающий ретранслятор. Он принимает сигнал, передаваемый с наземных станций, усиливает его и посылает обратно на Землю (рис. 1).

Первоначально спутниковое телевидение, так же как и эфирное, было аналоговым. (Знаменитое НТВ+ тоже начинало как аналоговая система спутникового телевидения.) Аналоговый сигнал, многие годы используемый в телевидении, снимается с телевизионной камеры, где он формируется на светочувствительной матрице, становясь электрическим аналогом изображения. В процессе формирования и записи телевизионных программ, а также при передаче их по линиям связи (в том числе и спутниковым) методами и средствами аналогового телевидения сигнал подвергается искажениям. С увеличением числа этапов обработки, передачи и приема искажения накапливаются и качество изображения, естественно, падает. Дальнейшее же развитие аналоговых методов обработки и передачи сигнала уже не могло обеспечить сколь-нибудь серьезного улучшения качества телевизионного сигнала. Между тем требования к качеству "картинки" постоянно росли и стимулировали поиск новых эффективных методов создания, записи и передачи сигналов телевизионных программ. Ответом на этот запрос стал цифровой метод обработки и передачи сигнала.

Сущность цифрового метода заключается в том, что на одном из начальных этапов обработки аналоговый сигнал преобразуется в цифровой поток - последовательность нулей и единиц. Алгоритмы его преобразования таковы, что при искажении или даже потере части цифрового потока на приемной стороне существует возможность восстановить исходную форму сигнала.

Преимущества этого метода для спутникового телевидения многообразны. Прежде всего, существенно повышается качество передачи телевизионного изображения и сопровождающего его звука. Появляется возможность передачи стереофонического звукового сопровождения на нескольких языках и с субтитрами. Многократно увеличивается количество телевизионных каналов, транслируемых через один спутник. Кроме того, помимо основного сигнала телевизионного изображения и звука становится возможным транслировать дополнительную информацию, например программу передач на неделю вперед.

Рассмотрим теперь, что нужно для приема программ с того или иного спутника. Передача сигналов со спутника происходит в виде микроволнового электромагнитного излучения, частота которого намного выше, чем в сигналах обычного эфирного телевещания в диапазоне МВ/ДМВ (50-250 МГц / 470-850 МГц). Это излучение по всей трассе "спутник - земля" подвергается сильному ослаблению из-за водяных паров атмосферы и других препятствий. На месте приема, чтобы уловить такой ослабленный сигнал, устанавливается антенна с большим коэффициентом усиления. Внешне она представляет собой параболический отражатель (зеркало), который собирает сигнал в фокусе, где установлен конвертор, усиливающий и преобразующий частоту сигнала в приемлемую для передачи далее по кабелю в приемник (спутниковый ресивер). Назначение ресивера - выбор канала для просмотра и преобразования поступившего сигнала в форму, приемлемую для подачи на вход домашнего телевизора.

Таким образом, комплект аппаратуры для приема программ с любого спутника состоит минимум из трех главных элементов: антенны, конвертора и ресивера.

Основными и наиболее используемыми являются антенны с зеркалом в виде параболоида вращения. Они делятся на два основных класса: прямофокусные (фото 1) и офсетные. Примером прямофокусных антенн могут служить всем известные гигантские антенны астрофизических радиотелескопов. В самом центре такой антенны, на ее оси в фокусе, находится конвертор, который вместе с крепежными приспособлениями слегка затеняет полезную поверхность зеркала антенны. Правда, с увеличением общей площади антенны этот эффект становится менее значительным. За счет того, что ось прямофокусной антенны всегда нацелена на спутник, она как бы "смотрит в небо".

Офсетная антенна отличается от прямофокусной тем, что "смотрит вниз": ее фокус находится не на оси антенны, а внизу. Поэтому конвертор не затеняет полезную площадь зеркала. К преимуществам офсетной антенны относится и то, что крепится она почти вертикально. Это исключает скопление в ее "чаше" атмосферных осадков, которые способны очень серьезно влиять на качество приема. В зависимости от географической широты угол наклона офсетной антенны немного меняется.

Изготавливают спутниковые антенны из алюминия или стали. Уровень принимаемого сигнала, а следовательно, и качество и количество каналов зависят от диаметра "тарелки". Так, для нормального просмотра НТВ+ в Москве достаточно диаметра 60 см, для приема каналов со спутника Hot Bird - 90 см. Тот же диаметр годится и для спутника Sirius, но лишь в хорошую погоду. При ухудшении метеоусловий для уверенного приема с Sirius`а требуемый диаметр возрастает до 1,2 м. А для хорошего приема всех каналов со спутника Astra требуется установить антенну диаметром 1,8 м.

В комплект любой спутниковой антенны кроме параболического отражателя (зеркала) входит система подвески и крепления. В соответствии с типом подвески антенны подразделяются на азимутальные (полное техническое название этого типа - азимутально-угломестная, то есть осуществляющая наведение по азимуту и углу места) и полярные. В азимутальном варианте антенну настраивают на какой-либо спутник и жестко ее фиксируют (фото 2).

Полярная подвеска получила свое название из-за того, что ось, вокруг которой в этом случае вращается антенна, направлена на Полярную звезду. Полярная подвеска позволяет при помощи рычага - актюатора с электрическим приводом перенацеливать антенну с одного спутника на другой. Благодаря этому у пользователя появляется возможность принимать телевизионные программы с нескольких спутников. Поворотом антенны в этом случае управляет специальное устройство - позиционер, нацеливающее антенну по командам ресивера.