Спутниковое телевидение — это услуга, которая доставляет телевизионные программы зрителям, ретранслируя их со спутника связи, вращающегося вокруг Земли, непосредственно в местонахождение зрителя. [1] Сигналы принимаются через наружную параболическую антенну, обычно называемую спутниковой тарелкой , и малошумящий блочный понижающий преобразователь .
Спутниковый ресивер декодирует нужную телевизионную программу для просмотра на телевизоре . Ресиверы могут быть внешними приставками или встроенным телевизионным тюнером . Спутниковое телевидение предоставляет широкий спектр каналов и услуг. Обычно это единственное телевидение, доступное во многих отдаленных географических районах без наземного телевидения или кабельного телевидения . Для двух типов требуются разные ресиверы. Некоторые передачи и каналы не зашифрованы и, следовательно, являются бесплатными , в то время как многие другие каналы передаются с шифрованием. Бесплатные для просмотра каналы зашифрованы, но не взимаются платы, в то время как платное телевидение требует от зрителя подписки и ежемесячной платы за получение программ. [2]
Современные сигналы систем ретранслируются со спутника связи на частотах X-диапазона (8–12 ГГц) или Ku - диапазона (12–18 ГГц), для которых требуется только небольшая тарелка диаметром менее метра. [3] Первые спутниковые телевизионные системы были устаревшим типом, известным как телевизионные приемники . Эти системы принимали более слабые аналоговые сигналы, передаваемые в C-диапазоне (4–8 ГГц) со спутников типа FSS , для чего требовалось использование больших тарелок диаметром 2–3 метра. Следовательно, эти системы получили прозвище «системы с большой тарелкой», они были более дорогими и менее популярными. [4] Ранние системы использовали аналоговые сигналы , но современные используют цифровые сигналы , которые позволяют передавать современный стандарт телевидения высокой четкости из -за значительно улучшенной спектральной эффективности цифрового вещания. По состоянию на 2022 год Star One D2 из Бразилии является единственным оставшимся спутниковым вещателем в аналоговых сигналах. [5] [6]
Спутники, используемые для вещания телевидения, обычно находятся на геостационарной орбите в 36 000 км (22 000 миль) над земным экватором . Преимущество этой орбиты в том, что период обращения спутника равен скорости вращения Земли, поэтому спутник появляется в фиксированном положении на небе. Таким образом, спутниковая антенна, которая принимает сигнал, может быть постоянно направлена на местоположение спутника и не должна отслеживать движущийся спутник. Несколько систем вместо этого используют высокоэллиптическую орбиту с наклонением +/-63,4 градуса и периодом обращения около двенадцати часов, известную как орбита Молния .
Спутниковое телевидение, как и другие виды связи, передаваемые через спутник, начинается с передающей антенны, расположенной на объекте восходящей линии связи . [7] Спутниковые антенны восходящей линии связи очень большие, диаметром от 9 до 12 метров (от 30 до 40 футов). [7] Увеличенный диаметр обеспечивает более точное наведение и увеличивает мощность сигнала на спутнике. [7] Антенна восходящей линии связи направлена на определенный спутник, а восходящие сигналы передаются в определенном диапазоне частот, чтобы их мог принять один из транспондеров, настроенных на этот диапазон частот на борту этого спутника. [8] Транспондер повторно передает сигналы обратно на Землю на другой частоте (процесс, известный как трансляция, используемый для предотвращения помех с восходящим сигналом), как правило, в диапазоне 10,7–12,7 ГГц, но некоторые все еще передают в C-диапазоне (4–8 ГГц), Ku - диапазоне (12–18 ГГц) или в обоих. [7] Участок пути сигнала от спутника до принимающей земной станции называется нисходящей линией связи. [9]
Типичный спутник имеет до 32 транспондеров K u -диапазона или 24 транспондеров C-диапазона , или больше для гибридных спутников K u / C. Типичные транспондеры имеют полосу пропускания от 27 до 50 МГц. Каждый геостационарный спутник C-диапазона должен быть разнесен на 2° долготы от следующего спутника, чтобы избежать помех; для K u разнесение может быть 1°. Это означает, что существует верхний предел 360/2 = 180 геостационарных спутников C-диапазона или 360/1 = 360 геостационарных спутников K u -диапазона . Передача C-диапазона подвержена наземным помехам, в то время как передача K u -диапазона подвержена влиянию дождя (поскольку вода является отличным поглотителем микроволн на этой конкретной частоте). На последнюю еще больше влияют ледяные кристаллы в грозовых облаках. Иногда может произойти отключение солнца , когда солнце выстраивается прямо за геостационарным спутником, на который направлена приемная антенна. [10]
Сигнал спутника нисходящей линии связи, довольно слабый после прохождения большого расстояния (см. потери на пути ), собирается параболической приемной тарелкой, которая отражает слабый сигнал в фокусную точку тарелки. [11] На кронштейнах в фокусной точке тарелки установлено устройство, называемое облучателем или коллектором. [12] Облучатель представляет собой секцию волновода с расширяющимся передним концом, который собирает сигналы в фокусной точке или вблизи нее и проводит их к зонду или датчику, подключенному к малошумящему блоку понижающего преобразователя (LNB). [13] LNB усиливает сигналы и преобразует их в более низкий блок промежуточных частот (ПЧ), обычно в L-диапазоне . [13]
Первоначальные системы спутникового телевидения C-диапазона использовали малошумящий усилитель (LNA), подключенный к облучателю в фокусной точке антенны. [14] Усиленный сигнал, все еще на более высоких микроволновых частотах, должен был подаваться через очень дорогой газонаполненный жесткий коаксиальный кабель с низкими потерями и сопротивлением 50 Ом с относительно сложными N-разъемами на внутренний приемник или, в других конструкциях, на понижающий преобразователь (смеситель и генератор, настраиваемый по напряжению, с некоторой схемой фильтра) для понижения частоты до промежуточной частоты. [14] Выбор канала обычно контролировался генератором, настраиваемым по напряжению, при этом напряжение настройки подавалось по отдельному кабелю на головную станцию, но эта конструкция развивалась. [14]
Конструкции преобразователей на основе микрополосковых схем для любительских радиочастот были адаптированы для диапазона C 4 ГГц . [15] Центральной в этих конструкциях была концепция блочного преобразования с понижением частоты диапазона частот до более низкой, более легко управляемой промежуточной частоты. [15]
Преимущества использования LNB заключаются в том, что для подключения внутреннего приемника к спутниковой телевизионной антенне и LNB можно использовать более дешевый кабель, а технология обработки сигнала в L-диапазоне и UHF была намного дешевле, чем технология обработки сигнала в C-диапазоне . [16] Переход к более дешевой технологии от жестких и N-разъемов ранних систем C-диапазона к более дешевому и простому кабелю 75 Ом и F-разъемам позволил ранним спутниковым телевизионным приемникам использовать то, что на самом деле было модифицированными телевизионными тюнерами UHF , которые выбирали канал спутникового телевидения для преобразования на более низкую промежуточную частоту с центром в 70 МГц, где он демодулировался. [16] Этот переход позволил спутниковой телевизионной DTH- индустрии перейти от в основном любительской, где было построено лишь небольшое количество систем стоимостью в тысячи долларов США, к гораздо более коммерческой отрасли массового производства. [16]
В Соединенных Штатах поставщики услуг используют промежуточные диапазоны частот 950–2150 МГц для передачи сигнала от LNBF на антенне к приемнику. Это позволяет передавать сигналы UHF по тому же участку коаксиального провода в одно и то же время. В некоторых приложениях ( DirecTV AU9-S и AT-9) используются диапазоны нижнего B-диапазона [ неоднозначно ] и 2250–3000 МГц. Более новые LNBF, используемые DirecTV, называемые SWM (Single Wire Multiswitch), используются для реализации распределения по одному кабелю и используют более широкий диапазон частот 2–2150 МГц. [ необходима цитата ]
Спутниковый ресивер или приставка демодулируют и преобразуют сигналы в нужную форму (выходы для телевидения, аудио, данных и т. д.). [17] Часто приемник включает в себя возможность выборочного декодирования или дешифрования принятого сигнала для предоставления премиум-услуг некоторым абонентам; тогда приемник называется интегрированным приемником/декодером или IRD. [18] Для подключения приемника к LNBF или LNB используется кабель с малыми потерями (например, RG-6 , RG-11 и т. д.). [13] RG-59 не рекомендуется для этого применения, поскольку он технически не предназначен для передачи частот выше 950 МГц, но может работать в некоторых обстоятельствах, в зависимости от качества коаксиального провода, уровней сигнала, длины кабеля и т. д. [13]
Практическая проблема, связанная с домашним спутниковым приемом, заключается в том, что LNB в основном может работать только с одним приемником. [19] Это происходит потому, что LNB транслирует две разные круговые поляризации (правую и левую) и, в случае K-диапазона, две разные полосы частот (нижнюю и верхнюю) в один и тот же диапазон частот на кабеле. [ 19] В зависимости от того, какую частоту и поляризацию использует транспондер, спутниковый приемник должен переключить LNB в один из четырех разных режимов, чтобы принять определенный «канал». [19] Это обрабатывается приемником с помощью протокола DiSEqC для управления режимом LNB. [19] Если к одной антенне необходимо подключить несколько спутниковых приемников, необходимо использовать так называемый мультисвитч в сочетании со специальным типом LNB. [19] Существуют также LNB с уже интегрированным мультисвитчем. [19] Эта проблема становится еще более сложной, когда несколько приемников должны использовать несколько антенн (или несколько LNB, установленных на одной антенне), направленных на разные спутники. [19]
Распространенным решением для потребителей, желающих получить доступ к нескольким спутникам, является развертывание одной тарелки с одним LNB и вращение тарелки с помощью электродвигателя. Ось вращения должна быть установлена в направлении север-юг и, в зависимости от географического положения тарелки, иметь определенный вертикальный наклон. Правильно настройте моторизованную тарелку, когда она повернута, она будет охватывать все возможные положения для спутников, выстроенных вдоль геостационарной орбиты прямо над экватором. Затем тарелка сможет принимать любой геостационарный спутник, который виден в определенном месте, т. е. который находится над горизонтом. Протокол DiSEqC был расширен, чтобы охватить команды для управления роторами тарелки. [ необходима цитата ]
В спутниковой системе есть пять основных компонентов: источник программирования, центр вещания, спутник, спутниковая антенна и приемник . Спутники «прямого вещания», используемые для передачи сигналов спутникового телевидения, обычно находятся на геостационарной орбите на высоте 37 000 км (23 000 миль) над экватором Земли . [20] Причина использования этой орбиты заключается в том, что спутник вращается вокруг Земли с той же скоростью, что и Земля, поэтому спутник появляется в фиксированной точке на небе. Таким образом, спутниковые антенны могут быть постоянно нацелены на эту точку и не нуждаются в системе слежения, чтобы поворачиваться, чтобы следовать за движущимся спутником. Несколько систем спутникового телевидения используют спутники на орбите «Молния» , высокоэллиптической орбите с наклоном +/-63,4 градуса и орбитальным периодом около двенадцати часов.
Спутниковое телевидение, как и другие виды связи, передаваемые через спутник, начинается с передающей антенны, расположенной на объекте восходящей линии связи . [20] Объекты восходящей линии связи передают сигнал на спутник с помощью узкого луча микроволн , как правило, в диапазоне частот C-диапазона из-за его устойчивости к затуханию из-за дождя . [20] Антенны восходящей спутниковой связи очень большие, часто до 9-12 метров (30-40 футов) в диаметре [20], чтобы обеспечить точное наведение и повышенную силу сигнала на спутнике, для повышения надежности. [20] Антенна восходящей линии связи направлена на определенный спутник, и переданные сигналы передаются в определенном диапазоне частот, чтобы быть принятыми одним из транспондеров , настроенных на этот диапазон частот на борту этого спутника. [20] Затем транспондер преобразует сигналы в диапазон Ku , процесс, известный как «трансляция», и передает их обратно на Землю для приема домашними спутниковыми станциями. [20]
Снижаемый спутниковый сигнал, ослабевающий после прохождения большого расстояния (см. потери на пути ), собирается с помощью параболической приемной тарелки на крыше (« спутниковая тарелка »), которая отражает слабый сигнал в фокусную точку тарелки. [21] На кронштейнах в фокусной точке тарелки установлен рупорный облучатель [21] , который передает сигналы через волновод в устройство, называемое малошумящим блочным преобразователем (LNB) или малошумящим преобразователем (LNC), прикрепленное к рупору. [21] LNB усиливает слабые сигналы, фильтрует блок частот, в котором передаются сигналы спутникового телевидения, и преобразует блок частот в более низкий частотный диапазон в диапазоне L-диапазона . [21] Затем сигнал передается по коаксиальному кабелю в дом на приемник спутникового телевидения, телевизионную приставку рядом с телевизором.
Причина использования LNB для преобразования частоты на антенне заключается в том, что сигнал может быть передан в дом с помощью дешевого коаксиального кабеля . Для передачи сигнала в дом на его исходной микроволновой частоте диапазона Ku потребовался бы дорогой волновод , металлическая труба для передачи радиоволн. [16] Кабель, соединяющий приемник с LNB, имеет тип с низкими потерями RG-6 , четырехслойный экран RG-6 или RG-11. [22] RG-59 не рекомендуется для этого применения, поскольку он технически не предназначен для передачи частот выше 950 МГц, но будет работать во многих обстоятельствах, в зависимости от качества коаксиального провода. [22] Переход к более доступной технологии от кабеля с сопротивлением 50 Ом и N-разъемов ранних систем C-диапазона к более дешевой технологии 75 Ом и F-разъемам позволил ранним спутниковым телевизионным приемникам использовать то, что на самом деле было модифицированными телевизионными тюнерами UHF , которые выбирали канал спутникового телевидения для преобразования с понижением частоты на другую более низкую промежуточную частоту с центром в 70 МГц, где он демодулировался. [16]
LNB может работать только с одним приемником. [19] Это связано с тем, что LNB отображает две различные круговые поляризации — правую и левую — и в случае Ku -диапазона две различные полосы приема — нижнюю и верхнюю — в одну и ту же полосу частот на кабеле, и является практической проблемой для домашнего спутникового приема. [19] В зависимости от того, на какой частоте транспондер передает и какую поляризацию он использует, спутниковый приемник должен переключить LNB в один из четырех различных режимов, чтобы принять определенную желаемую программу на определенном транспондере. [19] Приемник использует протокол DiSEqC для управления режимом LNB, который этим управляет. [19] Если несколько спутниковых приемников должны быть подключены к одной антенне , необходимо использовать так называемый мультисвитч в сочетании со специальным типом LNB. [19] Существуют также LNB с уже интегрированным мультисвитчем. [19] Эта проблема становится еще более сложной, когда несколько приемников используют несколько антенн или несколько LNB, установленных на одной антенне, направлены на разные спутники. [19]
Приставка выбирает нужный пользователю канал, отфильтровывая этот канал из нескольких каналов, полученных со спутника, преобразует сигнал в более низкую промежуточную частоту , расшифровывает зашифрованный сигнал , демодулирует радиосигнал и отправляет полученный видеосигнал на телевизор по кабелю. [22] Для расшифровки сигнала спутниковая компания должна «активировать» приставку-приемник. Если клиент не оплачивает ежемесячный счет, приставка «деактивируется» сигналом от компании, и система не будет работать, пока компания не активирует ее повторно. Некоторые приемники способны расшифровывать полученный сигнал самостоятельно. Такие приемники называются интегрированными приемниками/декодерами или IRD. [22]
Аналоговое телевидение, которое распространялось через спутник, обычно передавалось зашифрованным или не зашифрованным в стандартах телевизионного вещания NTSC , PAL или SECAM . Аналоговый сигнал модулируется по частоте и преобразуется из сигнала FM в то, что называется базовой полосой . Эта базовая полоса включает видеосигнал и аудиоподнесущую(ие). Аудиоподнесущая далее демодулируется для получения необработанного аудиосигнала.
Более поздние сигналы были оцифрованными телевизионными сигналами или мультиплексом сигналов, как правило, QPSK . В целом, цифровое телевидение, включая то, что передается через спутники, основано на открытых стандартах, таких как MPEG и DVB-S / DVB-S2 или ISDB-S . [ необходима цитата ]
Методы шифрования/скремблирования условного доступа включают NDS , BISS , Conax , Digicipher , Irdeto, Cryptoworks , DG Crypt, Beta digital, SECA Mediaguard, Logiways, Nagravision , PowerVu , Viaccess , Videocipher и VideoGuard . Многие системы условного доступа были скомпрометированы.
Событие, называемое отключением солнца, происходит, когда солнце выстраивается прямо за спутником в поле зрения принимающей спутниковой антенны. [23] Это происходит примерно в течение 10-минутного периода ежедневно около полудня, дважды в год в течение двухнедельного периода весной и осенью около равноденствия . В течение этого периода солнце находится в пределах главного лепестка диаграммы направленности антенны, поэтому сильный микроволновый шум, излучаемый солнцем на тех же частотах, которые используются транспондерами спутника, заглушает прием. [23]
Direct-to-home (DTH) может относиться либо к самим спутникам связи, которые предоставляют услуги, либо к фактическим телевизионным услугам. Большинство клиентов спутникового телевидения на развитых телевизионных рынках получают свои программы через провайдера спутникового вещания (DBS). [24] Сигналы передаются с использованием диапазона K u (от 12 до 18 ГГц) и являются полностью цифровыми, что означает высокое качество изображения и стереозвука. [3]
Программирование спутниковых телевизионных каналов поступает из нескольких источников и может включать прямые трансляции из студии. [25] Вещательный центр собирает и упаковывает программы в каналы для передачи и, при необходимости, шифрует каналы. Затем сигнал отправляется на восходящий канал [26] , откуда он передается на спутник. В некоторых вещательных центрах студии, администрация и восходящий канал являются частью одного и того же кампуса. [27] Затем спутник транслирует и транслирует каналы. [28]
Большинство систем используют стандарт DVB-S для передачи. [24] В платных телевизионных сервисах поток данных зашифрован и требует фирменного приемного оборудования. Хотя базовая технология приема похожа, технология платного телевидения является фирменной, часто состоящей из модуля условного доступа и смарт-карты . Эта мера гарантирует провайдерам спутникового телевидения, что только авторизованные, платные подписчики имеют доступ к платному телевизионному контенту, но в то же время может разрешить просмотр бесплатных каналов даже людям со стандартным оборудованием, доступным на рынке.
Некоторые страны предоставляют услуги спутникового телевидения, которые можно получать бесплатно, без абонентской платы. Это называется спутниковым телевидением free-to-air . Германия, вероятно, является лидером в области бесплатного вещания с приблизительно 250 цифровыми каналами (включая 83 канала HDTV и различные региональные каналы), транслируемыми со спутниковой группировки Astra 19.2°E . [29] Они не рекламируются как услуги DBS, но принимаются примерно в 18 миллионах домов, а также в любом доме, использующем коммерческую систему DBS Sky Deutschland . Все немецкие аналоговые спутниковые вещания прекратились 30 апреля 2012 года. [30] [31]
В Великобритании имеется около 160 цифровых каналов (включая региональные вариации каналов BBC , каналы ITV , Channel 4 и Channel 5 ), которые транслируются без шифрования со спутниковой группировки Astra 28.2°E и принимаются любым приемником DVB-S (для некоторых услуг телевидения высокой четкости требуется приемник DVB-S2 ). Большинство этих каналов включены в Sky EPG , и все большее число включено в Freesat EPG.
Индийская национальная вещательная компания Doordarshan продвигает бесплатный пакет DBS под названием " DD Free Dish ", который предоставляется в качестве заполнения для наземной сети передачи страны. Он транслируется с GSAT-15 в позиции 93,5°E и содержит около 80 каналов FTA.
Первоначально канал был запущен в качестве транзитного звена для службы цифрового наземного телевидения , однако сейчас большое количество французских каналов транслируется бесплатно на спутниках в диапазоне 5° з. д., а недавно было объявлено, что они официально заполняют сеть DTT.
В Северной Америке (США, Канада и Мексика ) на Galaxy 19 доступно более 80 FTA цифровых каналов (большинство из которых этнические или религиозные). Другие FTA спутники включают AMC-4 , AMC-6 , Galaxy 18 и Satmex 5. Компания GloryStar продвигает FTA религиозных вещателей на Galaxy 19 .
С 2010-х годов число потребителей спутникового телевидения сократилось из-за тенденции отказа от кабельного телевидения , когда люди переходят на потоковое интернет- телевидение и бесплатное эфирное телевидение . [32]
Термин «только прием телевидения» или TVRO возник в ранние дни приема спутникового телевидения, чтобы отличить его от коммерческих операций спутникового телевидения по восходящей и нисходящей линии связи (передача и прием). Это был основной метод передачи спутникового телевидения до того, как индустрия спутникового телевидения изменилась с запуском более мощных спутников DBS в начале 1990-х годов, которые передавали свои сигналы на частотах диапазона Ku . [4] [33] Спутниковые телевизионные каналы в то время предназначались для использования сетями кабельного телевидения, а не для приема домашними зрителями. [34] Ранние системы спутниковых телевизионных приемников в основном конструировались любителями и инженерами. Эти ранние системы TVRO работали в основном на частотах диапазона C , и требуемые антенны были большими; обычно более 3 метров (10 футов) в диаметре. [35] Следовательно, TVRO часто называют «большой тарелкой» или «Большой уродливой тарелкой» (BUD) спутникового телевидения.
Системы TVRO были разработаны для приема аналоговых и цифровых спутниковых каналов как телевидения, так и аудио с транспондеров C-диапазона и K u -диапазона на спутниках типа FSS . [36] [37] Системы K u -диапазона с более высокой частотой, как правило, напоминают системы DBS и могут использовать меньшую антенну-тарелку из-за более высокой мощности передачи и большего усиления антенны. Системы TVRO, как правило, используют большие, а не меньшие спутниковые антенны-тарелки, поскольку более вероятно, что владелец системы TVRO будет иметь установку только C-диапазона , а не только K u -диапазона . Дополнительные приемные коробки позволяют принимать различные типы цифрового спутникового сигнала, такие как DVB/MPEG-2 и 4DTV .
Узкая ширина луча обычной параболической спутниковой антенны означает, что она может принимать сигналы только с одного спутника за раз. [38] Simulsat или Vertex-RSI TORUS — это квазипараболическая спутниковая антенна наземной станции, способная принимать спутниковые передачи с 35 или более спутников C- и Ku - диапазона одновременно. [39]
В 1945 году британский писатель -фантаст Артур Кларк предложил всемирную систему связи, которая будет функционировать посредством трех спутников, равномерно расположенных на околоземной орбите. [40] [41] Это было опубликовано в октябрьском номере журнала Wireless World за 1945 год и принесло ему медаль Стюарта Баллантайна от Института Франклина в 1963 году. [42] [43]
Первая ретрансляционная спутниковая связь была осуществлена на заре космической эры, после того как первый ретранслятор был проведен Pioneer 1 , а первая радиотрансляция была осуществлена SCORE в конце 1958 года, после того как в начале года Спутник I стал первым спутником в истории.
Первые сигналы общественного спутникового телевидения из Европы в Северную Америку были переданы через спутник Telstar через Атлантический океан 23 июля 1962 года, хотя тестовая трансляция состоялась почти за две недели до этого, 11 июля. [45] Сигналы были приняты и переданы в странах Северной Америки и Европы, и их посмотрели более 100 миллионов человек. [45] Запущенный в 1962 году спутник Relay 1 стал первым спутником, передающим телевизионные сигналы из США в Японию. [46] Первый геосинхронный спутник связи Syncom 2 был запущен 26 июля 1963 года . [47] Последующий первый геостационарный Syncom 3 , вращающийся около международной линии перемены дат , использовался для трансляции Олимпийских игр 1964 года из Токио в США . [48] [49]
Первый в мире коммерческий спутник связи, названный Intelsat I и прозванный «Ранняя пташка», был выведен на геостационарную орбиту 6 апреля 1965 года. [50] Первая национальная сеть телевизионных спутников, названная «Орбита » , была создана Советским Союзом в октябре 1967 года и была основана на принципе использования высокоэллиптического спутника «Молния» для ретрансляции и доставки телевизионных сигналов на наземные станции связи . [51]
Первым отечественным спутником, осуществлявшим телевизионные передачи, был канадский геостационарный Anik 1 , запущенный 9 ноября 1972 года. [54]
ATS-6 , первый в мире экспериментальный образовательный и прямой вещательный спутник (DBS), был запущен 30 мая 1974 года. [55] Он передавал на частоте 860 МГц с использованием широкополосной модуляции FM и имел два звуковых канала. Передачи были сосредоточены на индийском субконтиненте, но экспериментаторы смогли принять сигнал в Западной Европе, используя самодельное оборудование, которое опиралось на уже используемые методы проектирования телевидения UHF. [56]
Первый из серии советских геостационарных спутников для прямой трансляции телевидения, «Экран -1», был запущен 26 октября 1976 года. [57] Он использовал частоту нисходящей линии связи 714 МГц УВЧ, чтобы передачи можно было принимать с помощью существующей технологии УВЧ-телевидения, а не микроволновой технологии. [58]
Индустрия спутникового телевидения развилась в США из индустрии кабельного телевидения , поскольку спутники связи использовались для распространения телевизионных программ на удаленные головные станции кабельного телевидения . Home Box Office (HBO), Turner Broadcasting System (TBS) и Christian Broadcasting Network (CBN, позже The Family Channel ) были среди первых, кто использовал спутниковое телевидение для доставки программ. Тейлор Ховард из Сан-Андреаса , Калифорния , стал первым человеком, который принимал спутниковые сигналы C-диапазона с помощью своей самодельной системы в 1976 году. [59]
В США PBS , некоммерческая общественная вещательная служба, начала распространять свои телевизионные программы через спутник в 1978 году. [60]
В 1979 году советские инженеры разработали систему вещания и доставки телевизионных сигналов через спутники «Москва » . Позднее в том же году они запустили спутники связи «Горизонт» . Эти спутники использовали геостационарные орбиты . [61] Они были оснащены мощными бортовыми транспондерами, поэтому размер приемных параболических антенн станций нисходящей линии связи был уменьшен до 4 и 2,5 метров. [61] 18 октября 1979 года Федеральная комиссия по связи (FCC) начала разрешать людям иметь домашние спутниковые наземные станции без федеральной государственной лицензии. [62] На обложке рождественского каталога Neiman-Marcus 1979 года были изображены первые домашние спутниковые телевизионные станции, продававшиеся по цене 36 500 долларов. [63] Диаметр антенн составлял почти 20 футов (6,1 м) [64] , и они управлялись дистанционно. [65] Вскоре после этого цена снизилась вдвое, но каналов стало всего восемь. [66] Общество частных и коммерческих наземных станций (SPACE), организация, представляющая потребителей и владельцев систем спутникового телевидения, было создано в 1980 году. [67]
Ранние спутниковые телевизионные системы не были очень популярны из-за своей дороговизны и большого размера антенны. [68] Спутниковые телевизионные антенны систем в конце 1970-х и начале 1980-х годов имели диаметр от 10 до 16 футов (от 3,0 до 4,9 м), [69] изготовленные из стекловолокна или цельного алюминия или стали , [70] и в Соединенных Штатах стоили более 5000 долларов, иногда до 10 000 долларов. [71] Программы, отправляемые с наземных станций, ретранслировались с восемнадцати спутников на геостационарной орбите , расположенной на высоте 22 300 миль (35 900 км) над Землей. [72] [73]
К 1980 году спутниковое телевидение было хорошо известно в США и Европе. 26 апреля 1982 года был запущен первый спутниковый канал в Великобритании, Satellite Television Ltd. (позже Sky One ). [74] Его сигналы передавались с орбитальных испытательных спутников ESA . [ 74] В период с 1981 по 1985 год объемы продаж систем TVRO росли по мере падения цен. Достижения в технологии приемников и использование технологии арсенида галлия FET позволили использовать меньшие антенны. Пятьсот тысяч систем, некоторые из которых стоили всего 2000 долларов, были проданы в США в 1984 году. [71] [75] Антенны, направленные на один спутник, были еще дешевле. [76] Люди в районах, где не было местных вещательных станций или кабельного телевидения, могли получать качественный прием без ежемесячной платы. [71] [73] Большие тарелки были предметом большого ужаса, так как многие люди считали их бельмом на глазу , и в США большинство кондоминиумов, кварталов и других ассоциаций домовладельцев строго ограничивали их использование, за исключением районов, где такие ограничения были незаконными. [4] Эти ограничения были изменены в 1986 году, когда Федеральная комиссия по связи постановила, что все они незаконны. [68] Муниципалитет мог потребовать от владельца недвижимости переместить тарелку, если она нарушала другие ограничения зонирования, такие как требование отступа, но не мог запретить их использование. [68] Необходимость этих ограничений постепенно снижалась по мере того, как тарелки становились меньше. [68]
Первоначально все каналы транслировались в открытом виде (ITC), поскольку оборудование, необходимое для приема программ, было слишком дорогим для потребителей. С ростом числа систем TVRO провайдерам программ и вещателям пришлось шифровать свой сигнал и разрабатывать системы подписки.
В октябре 1984 года Конгресс США принял Закон о политике в области кабельной связи 1984 года , который давал тем, кто использовал системы TVRO, право бесплатно принимать сигналы, если они не были закодированы, и требовал от тех, кто делал это, предоставлять свои сигналы за разумную плату. [73] [77] Поскольку кабельные каналы могли помешать приему большими антеннами, у других компаний появился стимул предложить конкуренцию. [78] В январе 1986 года HBO начала использовать устаревшую систему VideoCipher II для шифрования своих каналов . [69] Другие каналы использовали менее надежные системы телевизионного шифрования . Зашифровка HBO вызвала большой протест со стороны владельцев систем с большими антеннами, большинство из которых в то время не имели других вариантов приема таких каналов, утверждая, что четкие сигналы с кабельных каналов будет трудно принимать. [79] В конце концов HBO разрешила владельцам антенн подписываться на их сервис напрямую за 12,95 долларов в месяц, что было равно или выше, чем платили абоненты кабельного телевидения, и требовала покупки дескремблера за 395 долларов. [79] Это привело к атаке на транспондер HBO Galaxy 1 Джоном Р. Макдугаллом в апреле 1986 года. [79] Один за другим все коммерческие каналы последовали примеру HBO и начали кодировать свои каналы. [80] Ассоциация спутникового вещания и связи (SBCA) была основана 2 декабря 1986 года в результате слияния SPACE и Ассоциации спутникового прямого вещания (DBSA). [75]
Videocipher II использовал аналоговое скремблирование на своем видеосигнале и шифрование на основе Data Encryption Standard на своем аудиосигнале. VideoCipher II был побежден, и появился черный рынок для устройств-дескремблеров, которые изначально продавались как «тестовые» устройства. [80]
К 1987 году было закодировано девять каналов, но 99 других были доступны в бесплатном эфире. [77] Хотя изначально HBO взимала ежемесячную плату в размере 19,95 долларов США, вскоре стало возможным раскодировать все каналы за 200 долларов США в год. [77] Продажи спутниковых антенн упали с 600 000 в 1985 году до 350 000 в 1986 году, но платные телевизионные службы рассматривали антенны как нечто положительное, поскольку некоторые люди никогда не получат кабельное обслуживание, и в результате отрасль начала восстанавливаться. [77] Закодирование также привело к развитию событий с оплатой за просмотр . [77] 1 ноября 1988 года NBC начала закодировать свой сигнал C-диапазона , но оставила свой сигнал диапазона K u незакодированным, чтобы филиалы не теряли зрителей, которые не могли видеть их рекламу. [81] Большинство из двух миллионов пользователей спутниковых антенн в Соединенных Штатах по-прежнему использовали C-диапазон . [81] ABC и CBS рассматривали возможность сговора, хотя CBS не хотела этого делать из-за большого количества людей, неспособных принимать местные сетевые филиалы . [81] Пиратство на спутниковых телевизионных сетях в США привело к принятию Закона о защите прав потребителей кабельного телевидения и конкуренции 1992 года . Этот закон позволял любому, кто был пойман на краже сигнала, быть оштрафован на сумму до 50 000 долларов и приговорен к тюремному заключению сроком до двух лет. [82] Повторный правонарушитель может быть оштрафован на сумму до 100 000 долларов и приговорен к тюремному заключению сроком до пяти лет. [82]
Спутниковое телевидение также развивалось в Европе , но изначально оно использовало маломощные спутники связи и требовало антенны размером более 1,7 метра. Однако 11 декабря 1988 года Люксембург запустил Astra 1A , первый спутник, обеспечивающий спутниковое покрытие средней мощности в Западной Европе. [83] Это был один из первых спутников средней мощности, передающий сигналы в диапазоне Ku и позволяющий принимать с помощью небольших антенн (90 см). [83] Запуск Astra обогнал победителя конкурса на получение государственной лицензии на спутниковое вещание в Великобритании British Satellite Broadcasting .
Коммерческое спутниковое вещание существует в Японии с 1992 года под руководством NHK , которая оказывает влияние на разработку правил и имеет доступ к государственному финансированию исследований. Их выход на рынок был защищен Министерством почт и телекоммуникаций (MPT), что привело к появлению канала WOWOW , который зашифрован и к которому можно получить доступ с антенн NHK с помощью декодера. [84]
В США в начале 1990-х годов четыре крупных кабельных компании запустили PrimeStar — компанию прямого вещания с использованием спутников средней мощности. Относительно сильные передачи позволили использовать меньшие (90 см) антенны. Ее популярность пошла на спад с запуском в 1994 году спутниковых телевизионных систем Hughes DirecTV и Dish Network .
Цифровое спутниковое вещание началось в 1994 году в США через DirecTV с использованием формата DSS . Оно было запущено (со стандартом DVB-S ) в Южной Африке , на Ближнем Востоке , в Северной Африке и Азиатско-Тихоокеанском регионе в 1994 и 1995 годах, а также в 1996 и 1997 годах в европейских странах, включая Францию, Германию, Испанию, Португалию, Италию и Нидерланды, а также в Японии, Северной Америке и Латинской Америке. Цифровое вещание DVB-S в Великобритании и Ирландии началось в 1998 году. Япония начала вещание со стандартом ISDB-S в 2000 году.
4 марта 1996 года EchoStar представила Digital Sky Highway (Dish Network) с использованием спутника EchoStar 1. [85] EchoStar запустила второй спутник в сентябре 1996 года, чтобы увеличить количество каналов, доступных в Dish Network, до 170. [85] Эти системы обеспечивали лучшее изображение и стереозвук на 150–200 видео- и аудиоканалах и позволяли использовать небольшие антенны. Это значительно снизило популярность систем TVRO. В середине 1990-х годов каналы начали переводить свои трансляции на цифровую телевизионную передачу с использованием системы условного доступа DigiCipher . [86]
Помимо шифрования, широкая доступность в США услуг DBS, таких как PrimeStar и DirecTV, снижала популярность систем TVRO с начала 1990-х годов. Сигналы со спутников DBS (работающих в более позднем диапазоне Ku ) имеют более высокую частоту и мощность (благодаря усовершенствованиям солнечных панелей и энергоэффективности современных спутников) и поэтому требуют гораздо меньших антенн, чем в диапазоне C , а используемые сейчас методы цифровой модуляции требуют меньшей силы сигнала на приемнике, чем методы аналоговой модуляции. [87] Каждый спутник также может нести до 32 транспондеров в диапазоне Ku , но только 24 в диапазоне C , и несколько цифровых подканалов могут быть мультиплексированы (MCPC) или передаваться отдельно ( SCPC ) на одном транспондере. [88] Достижения в области шумоподавления благодаря улучшенной микроволновой технологии и полупроводниковым материалам также оказали влияние. [88] Однако одним из последствий использования более высоких частот для услуг DBS является затухание сигнала из-за дождя , когда зрители теряют сигнал во время сильного ливня. Сигналы спутникового телевидения C-диапазона менее подвержены затуханию сигнала из-за дождя. [89]
Возвращаясь к старым (но проверенным) технологиям спутниковой связи, нынешние провайдеры спутниковой связи на базе DBS в США (Dish Network и DirecTV) теперь используют дополнительную емкость на транспондерах диапазона K u существующих спутников класса FSS, в дополнение к емкости на их собственных существующих флотах спутников DBS на орбите. Это было сделано для того, чтобы обеспечить большую емкость каналов для их систем, как того требует растущее число каналов высокой четкости и одновременных локальных станций. Прием каналов, передаваемых на соответствующих транспондерах спутника FSS диапазона K u, был достигнут как DirecTV, так и Dish Network, выдавшими своим абонентам антенны в два раза большего диаметра (36 дюймов), чем предыдущие 18-дюймовые (и 20-дюймовые для Dish Network "Dish500") антенны, которые изначально использовались службами, оснащенными 2 круговыми поляризованными LNBF (для приема 2 собственных спутников DBS провайдера, по 1 на LNBF) и 1 стандартным линейно-поляризованным LNB для приема каналов со спутника типа FSS. Эти новые гибридные антенны DBS/FSS, продаваемые DirecTV и Dish Network как модели "SlimLine" и " SuperDish " соответственно, в настоящее время являются текущим стандартом для обоих провайдеров, при этом их оригинальные 18"/20-дюймовые одинарные или двойные антенны LNBF либо устарели, либо используются только для пакетов программ, отдельных каналов или услуг, транслируемых только через DBS провайдеров. спутники.
29 ноября 1999 года президент США Билл Клинтон подписал Закон об улучшении условий для просмотра спутникового телевидения (SHVIA). [90] Закон впервые позволил американцам принимать сигналы местного вещания через системы спутникового вещания. [90]
В Регламенте радиосвязи Международного союза электросвязи (МСЭ) 1963 года «служба спутникового вещания» определена как «космическая служба, в которой сигналы, передаваемые или ретранслируемые космическими станциями или передаваемые путем отражения от объектов на орбите вокруг Земли , предназначены для непосредственного приема широкой публикой». [91]
В 1970-х годах некоторые государства стали беспокоиться о том, что внешнее вещание может изменить культурную или политическую идентичность государства, что привело к предложению о Новом мировом порядке информации и коммуникации (NWICO). Однако спутниковое вещание не может быть ограничено на уровне каждого штата из-за ограничений технологии. Примерно в то время, когда был опубликован отчет Макбрайда , спутниковое вещание обсуждалось в Комитете ООН по мирному использованию космического пространства (COPUOS), где большинство членов поддержали ограничения предварительного согласия на вещание на их территориях, но некоторые утверждали, что это нарушит свободу информации . Стороны не смогли достичь консенсуса по этому вопросу и в 1982 году представили Генеральной Ассамблее ООН резолюцию ГА ООН 37/92 («Принципы DBS») , которая была принята большинством голосов, однако большинство государств, способных осуществлять DBS, проголосовали против нее. Резолюция «Принципы DBS» в целом считается неэффективной. [92]