Новая страница 1

Системы коллективного приема спутниковых телевизионных программ

Г. Высоцкий
Технический отдел Дженерал Сателайт Урал
www.satpro.ru

Системы коллективного приема спутниковых телевизионных программ.

В последнее время среди наших клиентов заметно возрос интерес к коллективному приему спутникового телевидения. Это обусловлено несколькими объективными причинами. Спутниковое оборудование из категории экзотики переходит в более приземленную категорию бытовой техники. Если спутниковая антенна сродни эфирной, то логично предположить, что ее также можно использовать коллективно. Естественно, стоимость в расчете на одного зрителя (абонента) должна быть меньше, чем стоимость индивидуальной системы. Особенно активизировался интерес к подобным системам с началом цифрового вещания НТВ-Плюс и с расширением его зоны охвата на Восток.

Существует множество технологий коллективного приема спутниковых каналов, каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Выбор той или иной технологии зависит от количества абонентов коллективной сети, и от количества каналов, к которым необходимо обеспечить доступ каждого абонента. Цель настоящей статьи – кратко описать только типовые способы распределения спутниковых каналов.

Особенности конверторов для коллективного приема.

Эти особенности связаны с тем, что спутниковое вещание осуществляется в различных частотных поддиапазонах и с различными направлениями поляризациями излучения. Различные поляризации используются как в С, так и в Ku – диапазоне (вертикальная и горизонтальная линейные или правосторонняя и левосторонняя круговые). Ширина диапазона С составляет всего 500 МГц (3,7 – 4,2 ГГц) и весь С - диапазон переносится в диапазон входных частот стандартного ресивера (950 – 2150 МГц) одним гетеродином с частотой 5,15 ГГц. Ширина полосы частот, занимаемой Ku – диапазоном, более 2 ГГц (10,7 – 12,75 ГГц), это больше ширины полосы входных частот ресивера. Поэтому перенести сигнал всего Ku – диапазона в диапазон входных частот ресивера одним гетеродином невозможно.

Для индивидуального приема сигналов в разных поддиапазонах и с разными поляризациями, как правило, используются переключаемые конверторы. Переключение поляризации осуществляется изменением питающего напряжения конвертора с 13В (вертикальная, правая круговая) до 18В (горизонтальная, левая круговая). Для переключения гетеродинов конверторов используется тоновый сигнал (меандр) 22 кГц с амплитудой 0,6 В, который добавляется к напряжению питания (тона нет – работает нижний гетеродин, F=9750 МГц, прием в поддиапазоне 10,7 – 11,8 ГГц; тон есть – работает верхний гетеродин, F=10600 МГц, прием в поддиапазоне 11,55 – 12,65 ГГц). Такие конверторы известны под названием Universal. Управляющие сигналы 13/18В и 0/22 кГц поступают от ресивера по радиочастотному кабелю.

Использовать переключаемые конверторы для коллективного приема нельзя. Действительно, если конвертор используется коллективно, и два разных абонента выбирают каналы с разной поляризацией и/или из разных поддиапазонов, в системе возникает конфликт. Конвертор будет переключаться в режим, соответствующий приоритетному управляющему сигналу. Режим работы 13В 0 кГц (вертикальная поляризация, нижний поддиапазон) имеет низший приоритет, затем следует режим 13В 22 кГц, затем 18В 0 кГц, и, наконец, режим, соответствующий комбинации 18 В 22 кГц – высший приоритет. Это значит, что, если такой конвертор непосредственно подключен к нескольким ресиверам, и один из абонентов включил канал верхнего поддиапазона с горизонтальной поляризацией, остальные абоненты сети смогут принимать только каналы этой поляризации и этого поддиапазона. Разумеется, это недопустимо.

При коллективном приеме должен быть обеспечен ОДНОВРЕМЕННЫЙ независимый прием сигналов с обеими поляризациями и в обоих поддиапазонах, – разумеется, если на спутнике присутствуют такие сигналы, и если есть необходимость их принимать. Например, для приема сигналов спутника Экспресс-6 (80,0 Е) вышесказанное не актуально – все каналы работают с одной поляризацией – правосторонней круговой. Один конвертор, настроенный на прием этой поляризации, можно подключать к нескольким ресиверам через обычный делитель мощности (сплиттер), конфликта не возникнет. Каналы со спутников ГАЛС, МОСТ-1 (36,0Е) расположены только в верхней части Ku – диапазона, все они обрабатываются одним гетеродином, поэтому в коллективной системе необходимо обеспечить прием двух сигналов – левосторонней и правосторонней круговой поляризации. Самый сложный вариант – прием спутников Hot Bird (13,0E), Intelsat 707/THOR (1,0W), где необходимо одновременно принимать четыре сигнала – обе поляризации и оба поддиапазона.

Для одновременного приема применяются два технических решения:

Используется волноводное устройство – разделитель поляризаций (ортоплексор). Такое устройство имеет круглый волноводный фланец на входе, – к нему крепится облучатель антенны, и два прямоугольных фланца на выходе – на них устанавливаются конверторы для приема горизонтальной и вертикальной поляризации. Такая система несколько громоздка, вносит довольно большие потери и не решает проблему с одновременным приемом в двух поддиапазонах (в Ku – диапазоне). В настоящее время волноводные разделители поляризаций используются в основном для приема в С- диапазоне, например, для приема со спутников Intelsat 703 (57,0E), Asiasat-2 (100,5E).

Рис.1 Ортоплексор для Ku-диапазона внешний вид.
Используются специальные конверторы для коллективного приема с двумя (Twin) или четырьмя (Quadral) выходами. У конверторов Quadral за каждым выходом закреплен один поддиапазон и одна поляризация, управляющие сигналы 13/18В и 0/22 кГц таким конвертором игнорируются. Конверторы Quadral можно без ограничений использовать для коллективного приема любого спутника, работающего в Ku – диапазоне. Конверторы Twin, как правило, представляют собой два конвертора Universal в одном корпусе, каждый из двух выходов может быть независимо переключен на прием любого поддиапазона любой поляризации. Такой конвертор предназначен для коллективного использования антенны двумя абонентами. В принципе, можно использовать его и в более сложных системах коллективного приема, если есть возможность подать на него нужные управляющие сигналы.

Рис.2 Конвертор типа Quadral

Критерии выбора системы коллективного приема

Для правильного выбора того или иного принципа построения системы ее будущему оператору (владельцу) необходимо принять во внимание следующие ее характеристики и возможности:

Максимально возможное количество абонентов.

Максимальное число спутниковых каналов, к которым получает доступ каждый абонент

Возможность частичного или полного использования существующей распределительной сети.

Возможность использования одного и того же оборудования для приема и распределения как спутниковых, так и эфирных каналов.

Возможность коллективного приема цифровых спутниковых каналов

Стоимость системы в расчете на одного абонента

Юридическая правомерность ретрансляции платных каналов (НТВ-Плюс).

Системы с распределением сигнала в диапазонах МВ и ДМВ – CATV (локальные кабельные сети).

Конвертирование FM-AM (Channel Processing)

Это классический принцип распределения спутниковых программ. Основное отличие такой системы от всех других в том, что не только антенна, но и ресиверы используются абонентами коллективно, у абонента не устанавливается никакой аппаратуры, кроме телевизора. В качестве головного оборудования используется спутниковая головная станция. Типичная станция состоит из монтажного кожуха, блока питания, блока широкополосного усилителя и набора канальных линеек (кассет). Каждая канальная кассета представляет собой аналоговый спутниковый ресивер и кабельный модулятор. Сигнал от спутниковой антенны с частотной модуляцией в диапазоне 950 – 2050 МГц принимается ресивером и демодулируется до аудио/видео. Затем кабельный модулятор формирует сигнал в диапазоне МВ или ДМВ (46 – 862 МГц) с амплитудной модуляцией, т. е. в том же формате, который используется в эфирном и кабельном телевидении. Выходные сигналы всех канальных кассет суммируются, усиливаются широкополосным усилителем и подаются в распределительную сеть.

Рис.3 Схема локальной кабельной сети с аналоговой спутниковой головной станцией

Рис.4 Спутниковая головная станция ALCAD ST912 – внешний вид

Теоретически максимальное количество абонентов такой системы не ограничено. Реально оно зависит от характеристик головной станции, распределительного оборудования (кабель, усилители, пассивные элементы) и топологии разводки (трасса прокладки кабелей, расположение телевизоров внутри зданий и т. п.). Например, головная станция WISI TOPLINE способна обслужить от одного подъезда (офиса, гостиницы, учреждения) до микрорайона.

Число спутниковых каналов ограничено количеством каналов станции – на каждый принимаемый канал должна быть установлена отдельная кассета. Практически все спутниковые головные станции предполагают каскадирование, – если емкости одной станции недостаточно, устанавливается две, три и т. д. станций, выходные сигналы их суммируются. Однако, если каналов много, при выборе станции необходимо обратить внимание на качество модуляторов. В недорогих станциях, например, PSM8000 производства Pace Microtechnology (UK) используются упрощенные модуляторы, без подавления нижней боковой полосы спектра АМ. Использовать такие модуляторы для работы на смежных каналах нельзя, каналы должны быть расположены хотя бы через один. Это обстоятельство существенно ограничивает применение подобных головных станций, особенно если предполагается ретрансляция в диапазоне МВ.
Так как спутниковые каналы в сети ничем не отличаются от эфирных, можно использовать существующую распределительную сеть без каких-либо ограничений. Разумеется, если используются каналы диапазона ДМВ, усилители и пассивные устройства сети должны обеспечивать работу в диапазоне 46 – 862 МГц. Этим требованиям не отвечают старые отечественные абонентские ответвители УАР-6 и РАФ-4, рассчитанные только на метровый диапазон (до 230 МГц).
В подобных кабельных сетях, как правило, ретранслируются одновременно и спутниковые, и эфирные каналы. Если сеть небольшая (одно здание, часть здания), сигналы эфирных каналов усиливаются канальными или диапазонными усилителями (split-band amplification), суммируются друг с другом и затем с выходным сигналом спутниковой станции. В крупных кабельных сетях для усиления (и/или конвертирования) эфирных каналов используется отдельное головное оборудование. Это может быть отдельная эфирная головная станция или одна универсальная головная станция с набором спутниковых и эфирных канальных линеек. Например, в монтажный корпус OV-50 станции WISI TOLPINE одновременно могут быть установлены спутниковые линейки OV-53/55 и эфирные линейки OV43/45. Абоненту кабельной сети не нужно никакого оборудования, кроме телевизора. Эфирные и спутниковые каналы присутствуют в абонентской розетке одновременно, и, с точки зрения абонента, ничем не отличаются друг от друга.
Прием цифровых каналов осуществляется подобным же образом: на головной станции канал принимается цифровым ресивером, декодируется до аудио/видео и переносится модулятором в диапазон МВ (ДМВ). Для абонента цифровой канал ничем не отличается от аналогового. Цифровые канальные линейки MPEG2/DVB для головных станций пока довольно дороги. Например, линейка ресивера-декодера WISI OV-96 для станции TOPLINE стоит втрое дороже бытового цифрового терминала. Так как качество приема в MPEG2/DVB определяется не столько параметрами оборудования, сколько самим форматом вещания, допустимо использовать вместо канальной линейки комбинацию “бытовой цифровой ресивер + линейка модулятора”. В качестве последней можно использовать модулятор аналоговой спутниковой линейки. Например, таким образом можно использовать для коллективного приема цифровых каналов аналоговую станцию ST-912 производства ALCAD (Испания). Для приема аналоговых каналов линейка станции используется полностью, для приема цифрового канала используется только модулятор, к которому через штатный декодерный разъем подключается внешний цифровой ресивер (NOKIA DVB9600S или любой другой).

Стоимость головной станции намного выше, чем нескольких бытовых ресиверов по числу каналов станции. Поэтому описанную схему распределения целесообразно использовать в системах с большим количеством абонентов (от нескольких десятков и больше) для распределения небольшого количества каналов (от 4 до 20).

Таблица 1. Системы для коллективного приема каналов спутника Экспресс-6

В таблице приведены стоимости систем коллективного приема 4 каналов спутника Экспресс-6 с использованием антенны диаметром 180 см и головной станции Pace PSM8000. За стоимость индивидуальной приемной установки принята стоимость системы с такой же антенной и дешевым аналоговым ресивером Strong SRT200.


Количество абонентов
5	20	50	200
Стоимость оборудования	1072	1120	1210	1660
Стоимость в расчете на 1 абонента	215	56	24,2	8,3
То же в % от стоимости индивидуальной установки	79 %	17 %	7 %	2 %

Таблица 2. Системы для коллективного приема каналов спутников Hot Bird 1-5.

В таблице 2 приведены стоимости систем коллективного приема 8 аналоговых каналов спутников Hot Bird 1-5 c использованием антенны диаметром 3.1 м и головной станции ALCAD ST-912. За стоимость индивидуальной приемной установки принята стоимость системы с той же антенной и ресивером Strong SRT200.


Количество абонентов
5	20	50	200
Стоимость оборудования	4065	4110	4200	4650
Стоимость в расчете на 1 абонента	813	205.5	84	23.3
То же в % от стоимости индивидуальной установки	46 %	12 %	2 %	1 %

Ретрансляция программ НТВ-Плюс в кабельной сети с декодированием на головной станции является юридически неправомерной и преследуется по закону. Как исключение допускается ретрансляция в гостиничных сетях и ретрансляция каналов зарубежного производства, входящих в этот пакет. В этих случаях требуется заключение договора с НТВ-Плюс.

Трансмодуляция QPSK – QAM

Этот метод используется для коллективного приема цифровых спутниковых программ. В качестве головного оборудования используются трансмодуляторы. В этих устройствах спутниковый цифровой сигнал с квадратурной фазовой манипуляцией (QPSK) демодулируется, затем полученным цифровым потоком модулируется несущая частота в диапазоне МВ или ДМВ. Для модуляции используется многопозиционная квадратурная амплитудная манипуляция (QAM). Таким образом, трансмодулятор преобразует спутниковый цифровой пакет в кабельный цифровой пакет. QAM менее защищена от помех, чем QPSK, но более информативна - одним состоянием несущей передается 4, 8 или 16 бит информации для 16-QAM, 64-QAM и 256-QAM соответственно (QPSK - только 2 бита ). Это свойство QAM позволяет перенести спутниковый цифровой сигнал, занимающий полосу частот 36 МГц, в полосу одного телевизионного канала (8 МГц) без уменьшения объема информации. При трансмодуляции транспортный цифровой поток MPEG2/DVB не демультиплексируется и не декодируется, весь пакет просто преобразуется из спутникового стандарта DVB-S в кабельный DVB-C. Для приема цифровых программ у каждого абонента должен быть установлен ресивер-декодер MPEG-2/DVB с демодулятором QAM. Внешне такой ресивер выглядит точно так же, как спутниковый, только вместо традиционного входного F-коннектора у него установлен коннектор типа IEC – обычный антенный разъем для подключения к абонентскому отводу кабельной сети. Конструктивно трансмодулятор может быть выполнен в виде стандартной линейки для установки в монтажный корпус головной станции. Например, фирма WISI выпускает кассеты трансмодуляторов OV-93/95 для головных станций TOPLINE. Эти кассеты могут быть использованы в одной станции с кассетами аналоговых спутниковых ресиверов и/или модуляторов. Испанские фирмы Televes и Fagor производят головные станции серии, состоящие только из линеек трансмодуляторов.

Рис.5 Схема локальной кабельной сети с использованием на головной станции трансмодуляторов QPSK-QAM.

Рис.6 Станция трансмодуляторов Fagor SDT7000 - внешний вид

Максимальное количество абонентов – теоретически не ограничено.
Максимальное количество принимаемых каналов – зависит от абонентского оборудования. Если у абонента установлен только телевизор, абонент получает доступ только к аналоговым каналам в сети. Для приема цифровых программ абонент должен иметь кабельный ресивер/декодер. И ресивер, и телевизор подключаются к одному абонентскому отводу, аналоговые каналы принимаются непосредственно, цифровые декодируются ресивером и выводятся на телевизор абонента по низкой частоте либо по радиочастоте. Таким образом, оператор сети предоставляет цифровые каналы в качестве дополнительного сервиса. Абонент может либо приобрести (взять в аренду) цифровой ресивер, либо довольствоваться приемом только аналоговых каналов. Здесь под аналоговыми каналами подразумеваются и те цифровые каналы, которые декодированы на головной станции и распространяются в сети в аналоговом виде (с АМ).
Существующая распределительная сеть может использоваться без ограничений.
Цифровые каналы с QAM и аналоговые с AM (эфирные каналы и аналоговые спутниковые каналы, конвертированные на головной станции в АМ) раздаются в сети одновременно без каких либо ограничений.
Стоимость такой системы в пересчете на одного абонента должна быть дифференцирована для абонентов с ограниченными возможностями (только телевизор) и абонентов с полными возможностями (телевизор + кабельный цифровой приемник). Для первых стоимость будет определяться так же, как в случае приема только аналоговых спутниковых программ (см. таблицы 1,2). Для вторых стоимость будет соизмерима со стоимостью индивидуальной приемной установки. Цена кабельного цифрового ресивера (терминала) у производителей примерна такая же, как и спутникового аппарата. Однако спутниковые приемники закупаются российскими дистрибьюторами большими партиями, в то время как на кабельные терминалы спрос в нашей стране практически отсутствует. Разумеется, при закупке небольшой партии каждый терминал обойдется покупателю значительно дороже. Коллективный прием цифровых спутниковых программ с трансмодуляцией на головной станции экономически целесообразен, если для приема необходимы антенны большого диаметра. В этом случае общая стоимость индивидуальной установки определяется в основном стоимостью антенны, и есть прямая выгода использовать ее коллективно.
Коллективный прием цифровых каналов НТВ-Плюс с трансмодуляцией абсолютно легален, так как предполагает наличие ресивера (а значит, и электронной карты) у каждого абонента. Более того, НТВ-Плюс рекомендует для коллективного приема именно такой способ распределения. По непроверенным данным, ЗАО “НТВ-Плюс” предполагает в ближайшее время начать свободную продажу кабельной версии цифровых терминалов XSAT CDTV-300 для таких сетей.

Непосредственное конвертирование спутниковых каналов в диапазон МВ

Этот способ используется для раздачи спутниковых телевизионных каналов в существующих распределительных сетях, рассчитанных только на диапазон МВ (МВ и ДМВ). Суть его состоит в следующем: небольшой участок спектра сигнала с выхода спутникового конвертора без демодуляции переносится понижающим конвертором непосредственно в диапазон МВ или ДМВ. Такой сигнал можно раздавать в любой кабельной сети одновременно с обычными кабельными каналами. Для приема спутниковых программ у абонента должны быть установлены, кроме телевизора, абонентский повышающий конвертор и спутниковый ресивер. Такое оборудование выпускает, например, фирма WISI. Понижающий конвертор OV-90 выполнен конструктивно в виде стандартной линейки для установки в корпус головной станции WISI TOPLINE. Конвертор переносит любой участок шириной 240 МГц из диапазона выходных частот LNB (950 – 2150 МГц) в диапазон Superband (230 – 470 МГц, диапазон кабельных спец. каналов между 12 МВ и 21 ДМВ). Абонентский конвертор OV-91 выполнен в небольшом корпусе для установки на стену. У OV-91 один вход, который подключается к абонентскому отводу кабельной сети и два выхода – для подключения телевизора и спутникового ресивера соответственно. На вход телевизора сигнал из сети поступает без обработки. Конвертор выделяет из входного сигнала сигнал в полосе частот 230 – 470 МГц и конвертирует его в диапазон 1000 – 1240 МГц. Этот сигнал подается на вход обычного спутникового ресивера (не кабельного).

Рис.7 Схема локальной кабельной сети с непосредственным конвертированием спутниковых каналов в диапазон МВ.

Максимальное количество абонентов – теоретически не ограничено
Абоненты системы с непосредственным конвертированием также разделяются на абонентов с ограниченными возможностями (только телевизор) и абонентов с полными возможностями (абонентский конвертор и спутниковый ресивер). Для абонентов с ограниченными возможностями на количество каналов накладываются те же ограничения, которые действуют в вышеописанных системах. Кроме того, сигнал одного конвертора типа V-90 занимает весь диапазон спец. каналов, в котором можно было бы разместить до 30 кабельных программ с АМ. Количество дополнительных каналов для абонентов с полными возможностями тоже ограничено. Во-первых, в системе можно использовать только один повышающий конвертор. Во-вторых, сигнал одной спутниковой программы занимает полосу частот от 27 до 36 МГц, и во всем диапазоне 230 – 470 МГц можно разместить всего 6 – 8 аналоговых спутниковых каналов.
Существующая распределительная сеть может использоваться без ограничений.
Спутниковые каналы с FM в диапазоне 230 – 470 МГц и кабельные каналы с АМ в других диапазонах раздаются в сети одновременно.
Теоретически можно использовать прямое конвертирование как для аналоговых, так и для цифровых каналов. Разумеется, в последнем случае к абонентскому повышающему конвертору должен быть подключен вместо аналогового цифровой спутниковый ресивер. Однако, так как в цифровом спутниковом сигнале информацию несет мгновенная фаза несущей, такой сигнал весьма чувствителен к быстрым случайным изменениям частоты (фазовым шумам) гетеродинов. Так как при непосредственном конвертировании сигнал, кроме гетеродина LNB, обрабатывается еще двумя гетеродинами – понижающего конвертора головной станции и повышающего абонентского конвертора, суммарный уровень фазовых шумов может превысить допустимый уровень. В связи с этим использовать непосредственное конвертирование для раздачи цифровых спутниковых каналов не рекомендуется.
Стоимость в расчете на одного абонента для абонентов с ограниченными возможностями остается такой же, как в двух вышеописанных системах. Для абонента с полными возможностями стоимость соизмерима со стоимостью индивидуальной приемной установки. Поэтому, так же, как и вариант с трансмодуляцией цифровых каналов, данную технологию коллективного приема целесообразно использовать при больших диаметрах приемных антенн.
Распределение каналов НТВ-Плюс в сетях с непосредственным конвертированием абсолютно легально. Для цифровых пакетов НТВ-Плюс необходимо принять во внимание ограничения, описанные выше.

Системы с распределением сигнала в диапазоне спутниковой ПЧ - SMATV (коллективное использование антенны).

Такие системы обладают максимальными возможностями, но стоят довольно дорого, и, кроме того, требуют частичной или полной замены элементов распределительной сети. Как правило, подобные системы создаются для небольшого количества абонентов в пределах одного здания.

Системы без частотного уплотнения (Star Distribution)

Это классический вариант коллективного использования антенны (антенн). Так как диапазон частот эфирного (кабельного) телевидения (40 – 862) МГц не совпадает с диапазоном входных частот спутниковых ресиверов (950 – 2150 МГц), сигналы от спутниковой и эфирной антенн можно раздавать по одному кабелю. Разумеется, все пассивные устройства такой сети должны обеспечивать работу в диапазоне 40 – 2150 МГц.

В простейшем случае, когда производится прием сигналов одного спутника в одном поддиапазоне и одной поляризации (например, Экспресс-6), сигнал с выхода конвертора и с выхода эфирной антенны (антенн) просто складываются диапазонным фильтром (комбайнером TV-SAT).

Рис.8 Система коллективного каналов спутника Экспресс-6 и эфирных каналов

Распределительная сеть выглядит так же, как и для раздачи эфирных или кабельных программ, только все делители мощности (ответвители и разветвители) рассчитаны на работу в диапазоне до 2150 МГц и имеют обход по постоянному току – для того, чтобы обеспечить питание конвертора спутниковой антенны от любого абонентского ресивера. Особенным элементом системы является абонентская розетка. Розетка для такой гибридной сети оборудована двумя выходами – для подключения спутникового ресивера (как правило, F – коннектор) и телевизора (как правило, IEC – коннектор). Внутри корпуса розетки смонтирован диапазонный фильтр, разделяющий сигнал ТВ и спутникового диапазонов. Кроме того, выход для спутникового ресивера имеет обход по постоянному току. Если сеть небольшая (около 10 абонентов), розетки используются также и для деления мощности между абонентами. Например, фирма Televes выпускает набор проходных абонентских розеток #5417 - #5419 и оконечную розетку #5416. В оконечной розетке находится только диапазонный фильтр, а в проходных розетках, кроме того, направленные ответвители с различными значениями ослабления на отвод.

Рис.9 Абонентские розетки для систем коллективного приема фирмы Televes (Испания)

Если необходимо принимать спутниковый сигнал одновременно в двух поляризациях, и/или в двух поддиапазонах, а также с нескольких спутников, для разводки используются переключатели входов – мультисвитчи. Такой переключатель в простейшем случае представляет собой матричный коммутатор на N входов и M абонентских выходов. Число входов – 2, 4 или 8 спутниковых входов (950 – 2150 МГц) плюс 1 вход эфирных (кабельных) каналов (47 – 862 МГц), к ним подключаются выходы спутниковых конверторов и эфирной антенны (антенного усилителя) соответственно. Число выходов, как правило, 2,4,6 или 8, к ним подключаются описанные выше абонентские розетки, а к ним, в свою очередь, телевизоры и спутниковые ресиверы абонента. Сигнал со входа 47 – 862 МГц постоянно присутствует на всех абонентских выходах. Кроме того, каждый абонентский выход подключается электронным ключом к одному из спутниковых входов. Для управления электронными ключами используются сигналы ресивера. Для коммутации двух спутниковых входов достаточно сигнала переключения поляризации 13/18 В.

Рис.10 Мультисвитч 2 SAT + TV х 4 абонента – внешний вид

Для четырех входов дополнительно используется сигнал переключения поддиапазонов 0/22 кГц. У переключателей с 8-ю спутниковыми входами в качестве третьего управляющего сигнала используется манипуляция сигнала 22 кГц по протоколу mini-DiSEqC (Tone Burst). Таким образом, каждый абонентский ресивер работает так, как будто он подключен к индивидуальной антенне с переключаемым конвертором, или к нескольким таким антеннам через переключатель mini-DiSEqC. Для систем с большим количеством абонентов используются каскадируемые переключатели. Такие переключатели имеют N входов, М абонентских отводов и N проходных выходов для подключения следующего переключателя. На каскадируемых мультисвитчах удобно строить коллективные системы в многоэтажных зданиях – на каждом этаже, кроме нижнего, устанавливается проходной переключатель, на нижнем этаже – оконечный. Классический мультисвитч – пассивное устройство, мощность сигнала с каждого входа делится пассивно между всеми отводами сплиттерами (в оконечных мультисвитчах) или направленными ответвителями (в проходных мультисвитчах). Если уровней сигналов на входе системы недостаточно для компенсации затухания в кабелях и потерь на деление мощности, используются активные мультисвитчи. Такие переключатели питаются от сети переменного тока. Обычно активный мультисвитч ставится первым (на верхнем этаже), далее усиленный сигнал распределяется пассивными мультисвитчами. Можно обойтись и только пассивными устройствами, используя внешние усилители спутниковой ПЧ, например, Televes # 5082.

Рис.11 Система коллективного приема каналов спутников Hot Bird 1-5 и эфирных каналов

Максимальное количество абонентов невелико (как правило, не более 2 – 3 десятков). Это обусловлено дороговизной оборудования и большим затуханием сигналов в пассивных устройствах и кабелях.
Максимальное число спутниковых каналов практически не ограничено – каждый абонент получает доступ ко всем каналам всех спутников, на которые наведены коллективные антенны.
Для систем с распределением в диапазоне спутниковой ПЧ элементы существующей эфирной разводки должны быть заменены. В некоторых случаях можно оставить антенный усилитель и абонентские кабели.
Спутниковые и эфирные каналы раздаются в системе одновременно, хотя, в принципе, можно создать две параллельные системы – для распределения спутниковых и эфирных каналов. Такой вариант несколько дешевле, однако, увеличивает количество и суммарную длину абонентских кабелей.
Цифровые и аналоговые спутниковые каналы распределяются в системе абсолютно одинаково. Разумеется, для приема цифровых каналов абонент должен иметь цифровой ресивер.
Так как в системе с распределением на спутниковой ПЧ у каждого абонента устанавливается ресивер, стоимость такой системы в расчете на одного абонента приближается к стоимости индивидуальной установки. Экономически выбор такой системы оправдан, если количество абонентов невелико, если необходимо получить максимальное количество спутниковых каналов и если используются приемные антенны больших диаметров.

Таблица 1. Системы для коллективного приема каналов НТВ-Плюс.

В таблице приведены стоимости систем коллективного приема всех каналов НТВ-Плюс с использованием антенны диаметром 90 см и разводки на мультисвитчах фирмы SPAUN (Германия). За стоимость индивидуальной приемной установки принята стоимость фирменного приемного комплекта НТВ-Плюс с антенной 60 см.


Количество абонентов
4	8	12	16
Стоимость оборудования	2009	3815	5621	7427
Стоимость в расчете на 1 абонента	502,3	476,9	468,4	464,2
То же в % от стоимости индивидуальной установки	117,1 %	111,2 5	109,2 5	108,2 5

Таблица 2. Системы для коллективного приема цифровых каналов спутников Hot Bird 1-5 и НТВ-Плюс.

В таблице 2 приведены стоимости систем коллективного приема цифровых каналов спутников Hot Bird 1-5 c использованием антенны диаметром 3,1 м и каналов НТВ-Плюс с использованием антенны 90 см. Для разводки используются мультисвитчи фирмы SPAUN. За стоимость индивидуальной приемной установки принята стоимость системы с такими же антеннами, штатным ресивером НТВ-Плюс XSAT CDTV 300 и переключателем DiSEqC 2х1.


Количество абонентов
4	8	12	16
Стоимость оборудования	3986	6092	8198	10304
Стоимость в расчете на 1 абонента	996,5	761,5	683,2	644
То же в % от стоимости индивидуальной установки	46,4 %	35,5 %	31,8 %	30 %

Коллективный прием каналов НТВ-Плюс в таких системах абсолютно легален.

Системы с частотным уплотнением двух спутниковых сигналов (Single Wire Distribution)

Такой способ распределения позволяет обойтись без матричных переключателей, что намного упрощает схему разводки. Однако он применим только в некоторых частных случаях, а именно: если требуется распределить всего два спутниковых сигнала (как правило, сигнал двух поляризаций одного спутника), занимающие по ширине не более 500 МГц. Этому условию соответствуют, например, сигналы спутника Мост-1 (36,0Е). Спутник работает с правосторонней и левосторонней круговой поляризацией и частоты всех транспондеров расположены между 12200 и 12500 МГц. Уплотнение происходит следующим образом: сигналы разных поляризаций конвертируются в первую промежуточную частоту разными гетеродинами, в результате сигнал одной поляризации переносится в нижнюю часть диапазона спутниковой ПЧ (950 – 1450 МГц), сигнал другой поляризации – в верхнюю часть (1525 – 2025 МГц). Затем оба сигнала складываются фильтром-диплексером и раздаются по одному кабелю. Как правило, все описанные функциональные узлы конструктивно выполняются прямо в корпусе спутникового конвертора. Типичный пример – конвертор Stacked DBS Ku-LNBF 150305 производства California Amplifier (США). Этот конвертор предназначен для одновременного приема с уплотнением сигналов правой и левой круговой поляризации в диапазоне 12,2 – 12,7 ГГц. Сигналы с правосторонней поляризацией обрабатываются гетеродином с частотой 11250 МГц и конвертируются в диапазон 950 – 1450 МГц, сигналы с левосторонней поляризацией гетеродином с частотой 10675 МГц переносятся в диапазон 1525 – 2025 МГц. Конвертор имеет единственный выход, на котором присутствуют сигналы обеих поляризаций (950 – 2025 МГц). Для работы в системах с уплотнением двух поляризаций California Amplifier выпускает абонентский конвертер DBS Subscriber Unit 150318. Этот прибор разделяет сигналы спутникового и телевизионного диапазонов, причем спутниковый сигнал правой поляризации (950 – 1450 МГц) не обрабатывается, а сигнал левой поляризации (1525 – 2025 МГц) переносится в тот же диапазон 950 – 1450 МГц с помощью местного гетеродина с частотой 575 МГц. Обратное преобразование позволяет, например, производить автоматический поиск каналов MPEG-2/DVB. Если у абонентов установлены ресиверы, которые не поддерживают автоматический поиск (например, ресиверы НТВ-Плюс), в обратном преобразовании нет необходимости. В этом случае можно не использовать абонентские конверторы и подключать ресиверы непосредственно к абонентским розеткам.

Рис.13 Система коллективного приема с уплотнением сигналов двух поляризаций

Максимальное количество абонентов – то же, что и при разводке по ПЧ без уплотнения.
Максимальное число спутниковых каналов ограничено шириной обрабатываемого диапазона спутниковых частот – не более 500 МГц.
Элементы существующей эфирной разводки должны быть заменены элементами, работающими в диапазоне частот 47 – 2050 МГц.
Система предполагает раздачу по одному кабелю спутниковых и эфирных каналов.
Если не используется обратный перенос частот абонентским конвертером, то цифровые спутниковые каналы распределяются без ограничений. Если абонентские конвертеры все же применяются, то сигналы одной из поляризаций обрабатываются дополнительным гетеродином, а это увеличивает фазовые шумы всей системы. Правда, изделия California Amplifier имеют довольно “острое” распределение фазового шума: -90 dBc/Hz@100KHz у спутникового конвертора 150305 и –100 dBc/Hz @ 100 kHz у абонентского устройства 150318, что вполне допустимо для приема каналов MPEG-2/DVB.
Стоимость системы в расчете на одного абонента несколько ниже, чем системы без уплотнения, так как нет необходимости использовать дорогостоящие мультисвитчи. Кроме того, инсталляция систем с уплотнением намного проще – вместо нескольких параллельных кабелей прокладывается всего один. Поэтому во всех случаях, когда описанные выше ограничения по числу каналов допустимы, целесообразно предпочесть такую систему системе без уплотнения.

Системы с поканальным конвертированием спутниковых каналов (IF/IF Processing)

Системы с канальными спутниковыми конверторами (процессорами) сочетают достоинства двух описанных выше систем. С одной стороны, такие системы позволяют принимать коллективно сигналы с нескольких спутников в разных поддиапазонах и с разными поляризациями, с другой стороны – раздавать их по одному кабелю без использования матричных коммутаторов. Сигналы от спутниковых антенн подаются на головную станцию, состоящую из канальных процессоров (конверторов). Каждый канальный конвертор вырезает из выходного сигнала спутникового конвертора (950 – 2150 МГц) сигнал только одного аналогового канала (цифрового пакета) и переносит его на другую несущую частоту в том же диапазоне 950 – 2150 МГц. Выходные сигналы процессоров станции суммируются и подаются в распределительную сеть. С помощью нескольких конверторов из сигналов нескольких спутников, работающих с разными поляризациями и в разных диапазонах, формируется один спутниковый сигнал. Таким образом, оператор как бы создает свой, виртуальный спутник, на котором сконцентрированы все интересующие его каналы. Сигнал одного из спутниковых конверторов, в котором содержится наибольшее количество каналов, интересных оператору, не конвертируется – он используется как базовый. Сигналы с других конверторов переносятся канальными процессорами на “свободные” частоты базового сигнала. Можно использовать и “занятую” частоту, для этого усиление канального процессора увеличивается таким образом, чтобы уровень сигнала на выходе процессора превышал уровень базового сигнала на этой несущей на 15 – 20 дБ.

Рис.14 Станция спутниковых канальных процессоров фирмы Televes – внешний вид

Рис.15 Принцип работы спутниковых канальных процессоров

Сигнал “виртуального” спутника можно распределять либо на спутниковой ПЧ (см. выше “Системы без частотного уплотнения), либо в диапазоне МВ с использованием понижающего конвертора (см. выше “Непосредственное конвертирование спутниковых каналов в диапазон МВ”).

Максимальное количество абонентов такой системы – то же, что и при разводке по ПЧ без уплотнения.
Максимальное число спутниковых каналов существенно ограничено, прежде всего, числом канальных процессоров головной станции. Однако при канальном конвертировании оператор сети получает возможность включить в это число именно те каналы, которые ему наиболее интересны.
Элементы существующей эфирной разводки должны быть заменены элементами, работающими в диапазоне частот 47 – 2050 МГц.
Система предполагает раздачу по одному кабелю спутниковых и эфирных каналов.
Технические характеристики канальных процессоров большинства производителей позволяют распределять описанным методом как аналоговые, так и цифровые спутниковые каналы.
С одной стороны, ресивер у каждого абонента остается, кроме этого, добавляется головное оборудование, что удорожает систему. С другой стороны, намного упрощается распределительная сеть, исключаются мультисвитчи, нет необходимости прокладывать параллельные кабели. Поэтому экономически целесообразно использовать описанную систему для относительно большого количества абонентов (многоэтажный дом, гостиница). В этих случаях дополнительные затраты на канальные процессоры компенсируются экономией на элементах распределительной сети.

Комбинированные системы

Иногда существует необходимость предоставить максимальное количество программ только небольшой группе абонентов, остальным достаточно ограниченного набора каналов. Типичный пример – гостиничные системы коллективного приема. В номерах “люкс” нужно обеспечить прием всех спутниковых каналов, в остальных номерах – только базового пакета. Оптимальным решением в подобных случаях является комбинация системы с распределением по МВ (ДМВ) и системы с распределением по спутниковой ПЧ (с использованием мультисвитчей или спутниковых канальных конверторов). Спутниковые антенны и конверторы используются одновременно обеими параллельными системами. В номерах “люкс” устанавливаются спутниковые ресиверы, в остальных помещениях гостиницы – только телевизоры.