В рубрику "Обзоры, прогнозы, мнения" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Под услугами вещания сегодня подразумевается трансляция цифровых радио- и ТВ-программ, а также передача данных в интересах различных сервисных служб, то есть мультимедийное вещание (табл. 1). Цифровой поток, подаваемый на спутник, формируется, как правило, на земле путем мультиплексирования различных каналов вещания.
Одним из ключевых требований при реализации спутниковых систем вещания для подвижных абонентов является обеспечение максимально большого рабочего угла места для абонентов и достижение предельно высокой энергетики радиолинии "КА -абонент" с целью применения абонентских приемников с малогабаритными антеннами, практически всена-правленными в верхней полусфере. Достижение максимально большого угла места связано с выбором орбитального построения космического сегмента системы, в зависимости от географического расположения рабочей зоны (табл. 2). Реализованные системы используют геостационарные орбиты и орбиты типа "Тундра".
В настоящее время действует несколько спутниковых систем вещания для подвижных абонентов, рабочие зоны которых формируются в регионах с максимально высокой плотностью населения и, как правило, с максимальным количеством автовладельцев. Именно насыщенность региона авомобильным транспортом послужила основой совершенствования систем подвижного вещания. Этот фактор остается одним из главных стимулов их развития, но в перспективе подобные системы претендуют на более широкий круг пользователей.
Ключевой проблемой остается согласование - координация рабочего диапазона частот и конкретных полос радиочастот в пределах согласованного диапазона. Это вопрос не столько технический, сколько организационный. Усугубляется он следующим: для подобных систем наиболее удобны L- и S-диапазоны, частотный ресурс которых ограничен. Отметим, в этих диапазонах системы создавались уже более 50 лет, в том числе и военного назначения. Наибольшее развитие подобные системы получили в Северной Америке. Концепция систем непосредственного подвижного спутникового вещания поясняется на рис. 1.
На рис. 2 представлен статистический рост числа абонентов систем ХМ и Sinus, действующих на территории США и Канады. По оценкам аналитиков США, рост числа абонентов подвижного вещания в указанный период даже превышает рост пользователей сети Интернет. В начале работы системы имели нарекания в силу недостаточности энергетического запаса.
В последующем на спутниках ЭИИМ был увеличен примерно на порядок. В 2009 г. на территории США и Канады насчитывается 18 млн пользователей. Системы непосредственного подвижного спутникового вещания действуют не только в США и Канаде. В табл. 3 представлен перечень таких систем и краткие технические параметры их космического сегмента.
Системы подвижного вещания предусматривают работу абонентов в различной обстановке. В том числе в условиях плотной застройки, лесистой или горной местности. Вопросам изучения необходимых энергетических запасов посвящено множество работ и экспериментальных исследований.
В условиях плотной застройки могут наблюдаться очень высокие значения замираний за счет интерференции сигналов или блокировки распространения сигналов (до 20-30 дБ). Задача в этом случае решается только путем установки наземных ретрансляторов. На рис. За и 36 представлена иллюстрация ослабления сигнала в S-диапазоне в разных условиях движения абонента.
В подобных системах, с учетом названных факторов, в абонентской радиолинии предполагаются значительные энергетические запасы, не менее 10-12 дБ при условии рабочих углов места более 40°. Однако большие значения блокирования сигнала от спутника парируются только созданием сети ретрансляционных станций.
Для доставки сигналов вещания на наземные ретрансляторы выгодно применять технологии VSAT. Этим достигается возможность не только доставки контента, но и также управления и контроля всей совокупностью ретранслятором из единого центра. Кроме того, в этом случае расширяется потенциал системы в части ее интерактивности. Практически все системы спутникового подвижного вещания реализуются с использованием наземных ретрансляторов.
Энергетические параметры ретрансляторов определяются исходя из местных условий распространения сигнала. На территории США используется более 1500 ретрансляторов, как правило с ЭИИМ не более 33 дБВт. На рис. 4 иллюстрируется размещение ретрансляторов в районе Вашингтона.
Абонентские приемники имеют широкий ассортимент: от приемников в автомобиле до приемников, совмещенных с сотовым телефоном. Ценовой диапазон лежит в пределах $50-200. Абонентская плата составляет $10-12. В табл. 4 представлены краткие типовые радиотехнические параметры абонентских приемников.
Среди основных проблем технического характера следует выделить две:
• обеспечение энергетики радиолинии в направлении абонентов на уровне выше 60 дБВт;
• обеспечение работы абонентов при углах места более 40°.
Первая может быть преодолена исключительно за счет применения многолучевой антенны, так как наращивание мощности передатчиков на борту более 1000 Вт на ствол малоэффективно.
Вторая проблема устраняется выбором орбиты. В данном случае единственным вариантом становится применение орбит типа "Тундра".
Однако указанные решения в совокупности порождают новую проблему -задачу физической реализации. Действительно, применяя орбиту "Тундра", нужно использовать 3 спутника для непрерывного круглосуточного вещания. При движении спутников лучи многолучевой антенны должны трансформироваться, включаться и выключаться. И чем уже луч, тем большее число таких лучей необходимо для формирования рабочей зоны на территории РФ. Например, потребуется не менее 37 лучей с шириной диаграммы направленности 2,1°, из которых не менее половины всегда активны. При этом каждый луч должен иметь передатчик мощностью 50-600 Вт.
Кроме технических вопросов потребуют решения и организационно-технические, среди которых наиболее болезненны:
Добавим, что создание такой системы исключительно для России сопряжено еще и с экономическими проблемами. Стоимость системы приближается к $1 млрд. Окупаемость же при низкой плотности населения - достаточно сомнительна. Для реализации идеи потребовалось бы в короткие сроки сформировать абонентский сегмент в десяток миллионов абонентов, а учитывая низкую платежеспособность населения, решение подобной задачи становится еще более маловероятным. Единственной возможностью создать систему непосредственного подвижного спутникового вещания на территории нашего государства представляется в виде участия России в международной кооперации с другими странами.
___________________________
Обзор подготовлен научным консультантом редакции Анпилоговым В.Р.
Опубликовано: Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2010
Посещений: 7592
В рубрику "Обзоры, прогнозы, мнения" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
