Развитие цифрового спутникового вещания в Украине началось в 1998-1999 годах, когда первые украинские телеканалы появились на спутнике для доставки своих телепрограмм до аналоговых наземных эфирных сетей. Со временем количество украинских телеканалов, представленных на спутниках, увеличилось в разы, а варианты использования транслируемого сигнала значительно расширились. На сегодняшний день не только крупные медиагруппы в обязательном порядке ведут спутниковое вещание всех своих каналов, но и многие местные и региональные каналы пытаются попасть на спутник. Рано или поздно, но любому телеканалу независимо от размера при планировании либо оптимизации своего присутствия на спутнике приходится столкнуться с понятием BSS (Broadcast Satellite Services) и FSS (Fixed Satellite Services). И тогда перед руководством телеканала встает вопрос, какую из этих спутниковых служб лучше использовать для более качественной реализации целей телекомпании. Но далеко не всегда удается сразу получить объективную полноценную информацию о каждой из них. Данная статья призвана сравнить BSS и FSS, рассказать о преимуществах и недостатках каждой из них, чтобы облегчить и ускорить принятие верного управленческого решения.
BSS и FSS — это спутниковые службы связи, которые изначально разрабатывались для разных целей. Но в процессе их использования они обе стали активно применяться в телепроизводстве и ТВ-вещании. Для каких целей использование BSS и FSS более оптимально, зависит от конкретной задачи, поскольку каждая из них имеет свои достоинства и недостатки. Но прежде чем детально перейти к рассмотрению каждой из них, следует сказать несколько слов о некоторых технических особенностях спутников, используемых для ТВ-вещания.
Функционирование спутников
Практически у всех современных космических аппаратов, предназначенных для работы на геостационарной орбите, полезная нагрузка представляет собой набор от 20 до 80 приемо-передающих транспондеров. Каждый из них осуществляет прием сигнала от наземной передающей станции (up-link), перенос его по частоте в диапазон приема, а также последующее усиление мощности сигнала и передачу его в направлении Земли (down-link). Каждый транспондер имеет ограниченную фиксированную полосу пропускания, которая обычно составляет 36 или 72 МГц, в зависимости от частотного плана конкретного космического аппарата. Усиление мощности сигнала транспондером реализуется в находящемся на спутнике усилительном приборе — лампе бегущей волны (ЛБВ). Она имеет высокий коэффициент усиления (порядка 70 дБ) и выходную мощность порядка 100 Вт. Для каждого транспондера, независимо от его емкости, предусмотрена одна ЛБВ.
Важной характеристикой, существенно влияющей на качество принимаемого потребителем спутникового сигнала, является режим, в котором работает каждый отдельный ретранслятор. Теоретически каждый транспондер может использоваться в двух режимах работы:
1) Линейный режим. В этом режиме через один и тот же транспондер может передаваться несколько отдельных сигналов, каждый на своей несущей частоте. Такой режим, в первую очередь, предназначен для передачи большого числа разнообразных сигналов с различными видами модуляции и относительно небольшими скоростями передачи данных. Его недостатком является то, что для поддержания линейности и отсутствия взаимных помех, выходная мощность транспондера поддерживается на уровне на 3-5 дБ ниже максимально возможной, т.е. результирующая мощность сигнала, передаваемого в направлении Земли, ниже максимальной в 3-7 раз. Учитывая эти особенности, линейный режим в телепроизводстве и ТВ-вещании применяется в основном для профессиональных задач — передачи данных, перегона видео с места события в студию и межстудийного обмена, доставки пакетов телепрограмм до вторичных сетей — кабельных или наземных эфирных.
2) Нелинейный режим. В данном режиме через транспондер возможна передача только одного сигнала. Этот цифровой сигнал занимает всю доступную полосу транспондера, из-за чего отпадает необходимость соблюдения защитных частотных интервалов между соседними сигналами. Таким образом, передаваемый сигнал использует весь энергетический потенциал транспондера, что позволяет получить от него максимум выходной мощности, а также — пропускной способности. Недостатком такого режима можно считать необходимость формирования общего цифрового пакета программ для модуляции им одной несущей и, следовательно, необходимость предварительной доставки всех исходных сигналов в одну точку.
BSS
BSS (Broadcast Satellite Service) — это спутниковая служба, которая разрабатывалась для непосредственного вещания. Для этой цели изначально были оптимизированы все параметры частот, спутников, планы частотной координации и т. д.
В частотном плане под BSS выделен специальный отдельный диапазон частот, вернее, два диапазона: на up-link (как правило, 17,3-18,1 ГГц) и down-link (11,7-12,5 ГГц). В этих границах есть фиксированная разбивка на частотные каналы (сетка частот), которые расписаны в Регламенте Радиосвязи Международного Союза Электросвязи (ITU). В Украине этот диапазон также прописан отдельно в плане пользования радиочастотным ресурсом.
В BSS-диапазоне существуют всего 40 частотных каналов с полосой 36 МГц. Таким образом, в одной орбитальной позиции может существовать до 40 BSS-транспондеров, фиксированных четким планом. Соответственно, если есть такая жесткая разбивка на каналы, то возникает необходимость максимально эффективно эти каналы использовать. Поэтому спутники строятся так, чтобы полностью перекрыть весь этот диапазон.
Основное назначение BSS-службы — максимально качественно донести абонентский сигнал до максимально бюджетной абонентской антенны (антенны минимального размера). Поэтому мощность, которую спутник отдает в направлении Земли, должна быть максимально возможной. Для этих целей в BSS-диапазоне на спутниках, как правило, реализуется автоматическая система регулировки мощности. Прямо на спутнике стоит автоматика, которая поддерживает выходную мощность транспондера максимально возможной (автоматическая регулировка мощности). Ее цель — выдавать максимальную мощность на выходе при изменениях уровня сигнала на входе.
Для достижения максимальной энергетики в сторону Земли лампа бегущей волны должна всегда работать в режиме максимальной мощности, т.е. BSS-транспондер всегда должен работать в нелинейном режиме. А это означает, что возможно усиление только одной несущей на одном транспондере. Т.е. передать два разных пакета программ через один транспондер в BSS нельзя. Точнее, технически возможно, но в этом случае нельзя будет использовать преимущества нелинейного режима, а значит, на выходе получится более слабый сигнал. Таким образом, с одной земной станции на один BSS-транспондер необходимо поднимать весь пакет программ шириной 36 МГц.
Использование BSS-транспондеров идеально для организации непосредственного ТВ-вещания (DTH), а также высоконадежного первичного распределения программ для кабельных операторов и наземных эфирных станций. В принципе, его можно приспособить и для других целей, например — для передачи данных. Но все же, в основном, он ориентирован для ТВ-вещания.
FSS
FSS (Fixed Satellite Service) — это фиксированная спутниковая служба. Она, в первую очередь, предназначена для профессиональных приложений (связь, передача данных и т.д.). Изначально для этой службы задача телевещания не ставилась. Однако со временем ее активно начали использовать для доставки ТВ-сигнала отдельных телеканалов кабельным операторам и телецентрам.
Для up-link чаще всего используется стандартный диапазон частот — 14,0-14,5 ГГц, но в последнее время также стал использоваться расширенный его вариант, включающий отдельные полосы в пределах от 12,75 до 14,5 ГГц (зависит от конкретного спутника). Для down-link — 10,7-12,75 ГГц. Он тоже у каждого спутника свой, без жесткой привязки, как в BSS. Вплоть до того, что спутник может вещать в нескольких диапазонах на приеме, выбранных по каким-то своим соображениям оператора.
FSS дает большую гибкость для спутниковых операторов, чем BSS. Нет фиксированного частотного плана как такового. Каждый спутниковый оператор в FSS-диапазоне формирует частотный план как ему удобно. Т.е. транспондеры могут быть любой ширины — 36 МГц, 54 МГц, 72 МГц. С одной стороны, это дает гибкость, которой нет у BSS, но с другой — влияет на мощность обратного сигнала — чем транспондер шире, тем слабее будет сигнал, так как мощность лампы бегущей волны будет распределена по всей полосе частот транспондера.
В FSS-диапазоне спутники работают только в линейном режиме. Поэтому через один и тот же транспондер можно передавать большое количество несущих с различных земных станций, не привязанных территориально к конкретному месту. Слабым же местом FSS является энергетика.
Гибкость решения
Исторически в Украине первым для вещания начал использоваться FSS, то есть сигнал на спутник каждый канал поднимал самостоятельно. Поднимать же полностью BSS-транспондер емкостью 36 МГц для передачи одного-единственного телеканала емкостью 5-6 Мбит/с было экономически нецелесообразно. И пока в нашей стране количество телеканалов на спутнике не достигло некоторой критической массы, чтобы заполнить BSS-транспондер, все телеканалы работали в FSS и, как правило, в режиме один канал на одну несущую. Тогда каждый канал использовал либо собственную передающую станцию, либо с общего up-link транслировались несколько несущих с одним-двумя телеканалами.
Таким образом, FSS оказался более удобным для начала спутниковой раздачи, так как он более гибкий. BSS же ориентирован на вещание большого количества каналов.
Обычно передающие станции FSS принадлежат самим телеканалам и эксплуатируются ими. Для BSS, напротив, часто услуги земной станции предоставляются спутниковым оператором и, соответственно, имеют более высокое качество обслуживания. К примеру, типичный FSS-телепорт — это фиксированная антенна диаметром от 1,8 до 3,7 м и передатчик мощностью от 20 до 100 Вт, расположенные на крыше здания телеканала. Обслуживанием такого телепорта занимается 1-2 человека на нерегулярной основе. Для BSS-телепорта размеры антенн колеблются от 3,7 до 9 и более метров, используются передатчики мощностью от 400 Вт до нескольких кВт, сами телепорты представляют собой отдельные промышленные объекты, обслуживаемые постоянным высококвалифицированным персоналом.
Затухание входного сигнала
Входной сигнал, который доходит до спутника от передающей антенны, на пути своего распространения испытывает значительное затухание. Рассеивание радиосигнала в пространстве, атмосферные явления — облака, дождь, снег — это все вызывает затухание радиоволн.
Одним из основных минусов линейного режима работы транспондеров является отсутствие возможности сделать автоматическую регулировку усиления при затухании входного сигнала, поскольку транспондер одновременно усиливает сигналы от различных передающих станций, сигнал от которых затухает по-разному. Поэтому для FSS мощность сигнала на приеме линейно зависит от мощности сигнала на передачу. К примеру, если над передающей антенной идет сильный дождь, то каждый пользователь об этом знает, так как у него ухудшился сигнал на приеме. Самый худший случай для FSS — это когда передающая станция и приемные точки находятся рядом (проблема, характерная для региональных телеканалов, раздающихся близлежащим кабельным операторам). Тогда непогода дает двойной эффект: влияет как на передачу, так и на прием.
BSS-транспондеры практически полностью лишены данного недостатка, так как всегда работает в режиме максимальной выходной мощности. Поэтому пока уровень приходящего с Земли сигнала достаточный для того, чтобы отрабатывала система автоматической регулировки мощности (АРМ), то уровень сигнала на передачу стабильно остается максимально возможным. Типичный диапазон регулировки на BSS-спутниках — порядка 10-15 дБ. Это значит, что затухание в этих пределах при подъеме сигнала на спутник на приеме сказываться не будет.
В небольших пределах (1-3 дБ) разницу в энергетике для FSS можно компенсировать за счет более сильной предкоррекции ошибок, но при этом происходит потеря в полезной емкости канала. Т.е. клиенту приходится заказывать более широкий частотный канал.
Также с дождем можно бороться вручную, увеличивая мощность земной станции на передачу (обычно передатчики имеют запас мощности в 2-5 дБ, что соответствует затуханию для среднестатистического не проливного дождя). Таким образом, можно добиться того, что при возрастании затухания в атмосфере до примерно 6 дБ будут стабильно работать и BSS, и FSS. Но в FSS при этом прием становится заметно хуже, а BSS все еще будет обладать достаточным энергетическим запасом, и уровень сигнала на приеме еще долго останется неизменным.
Ради справедливости стоит сказать, что в украинских широтах примерно 3-5 раз в году в случае очень сильной грозы (когда обычно говорят что «вода стоит стеной») сигнал передающей станции может вообще не «пробиться к спутнику». Тогда, естественно, ни о каком АРМ речь уже не идет, и на несколько секунд или минут вещание может прерываться полностью. При этом, чем больше энергетика передающей станции и диапазон АРМ, тем короче будут прерывания. Для FSS-транспондеров длительность таких прерываний в разы больше.
Также стоит сказать, что BSS из-за более высоких частот на передачу несколько более чувствителен к осадкам. Для компенсации этого на передающих станциях прибегают к определенному набору технических средств: например, на передающей BSS-антенне практически всегда есть обдув облучателя от скапливания влаги, система антиобледенения поддерживает зеркало антенны чистым в самый сильный снегопад и т.д. Для FSS же это обычно не практикуется.
Случайные помехи
Помимо осадков, на качество сигнала могут влиять и источники радиопомех на земле, которые антенна передающей станции усиливает и отправляет вместе с сигналом к спутнику.
Так как диапазон 17,3-18,1 ГГц выделен исключительно под фидерные линии BSS-транспондеров вещательной спутниковой службы (в этом диапазоне не имеют права работать другие радиосредства), то BSS гораздо лучше защищен от влияния таких помех.
В типичном же диапазоне для FSS работает достаточно много радиосредств. Начиная от радиорелейных линий и заканчивая радарами ГАИ и радар-детекторами. Помехи от них при попадании в антенну передающей станции «благополучно» появляются на спутнике, создавая помехи уже на приеме сигнала.
Энергетика
Одним из ключевых параметров, которые влияют на способность спутника справиться с задачами ТВ-вещания, является энергетика. Как правило, мощность линейного режима на 3-5 дБ меньше (запас для поддержания линейности и отсутствия взаимных помех), чем при нелинейном режиме при прочих равных условиях. К примеру, если BSS-транспондер выдает 51-52 дБВт на Земле, то FSS-транспондер, сделанный на аналогичной ЛБВ, выдаст 47-48 дБВт. Это значит, что приемная антенна для FSS должна быть существенно больше, чем для BSS. Для профессиональных применений (раздача кабельным операторам, телецентрам и т. д.) это не критично, так как количество приемных тарелок не будет большим. Использование же FSS для крупных DTH-проектов затруднительно — антенны диаметром 1,2 м и более для массового абонента будут дорогими и неудобными в установке.
Еще один минус FSS при его использовании для ТВ-вещания связан с работой на одном транспондере нескольких несущих с разных передающих станций. Все неплохо, пока все пакеты придерживаются номинального уровня мощности. Достаточно одному из них превысить номинальную расчетную мощность (например, из-за прогрева передатчика или из-за забывчивости оператора, не уменьшившего мощность на передачу после сильного дождя), и уровень соседних каналов, которые находятся на одном и том же транспондере и усиливаются одной лампой, начинает падать, так как энергия перераспределяется в пользу нарушителя. Ведь транспондер — это по сути усилитель, и вся его выходная мощность делится пропорционально между всеми несущими.
Преимущества и недостатки
Цена на BSS-вещание определяется количеством приемных антенн, которые смотрят на эту позицию. Т.е. чем более «раскрученный» спутник, тем дороже там цена для вещания. FSS-емкость в этой позиции вроде бы по логике тоже должна быть дороже, но принять телеканал на антенну диаметром 60 см (даже 80 см) можно только при условиях ее идеальной настройки и чистого неба. Поэтому организация FSS-вещания обычно получается дешевле, но качество принимаемого потребителем сигнала — хуже.
Прежде всего, BSS нужен для DTH, т.е. для непосредственного телевизионного вещания конечному зрителю. Попытка же «достучаться» до конечного пользователя через FSS чревата большим количеством проблем с качеством принимаемого сигнала, а то и вовсе его отсутствием у зрителя.
Основным техническим преимуществом FSS для раздачи кабельным операторам является то, что каждый канал может раздаваться непосредственно от места, где он формируется. Это, в первую очередь, актуально для региональных телеканалов. Например, если у какого-то областного телеканала стоит задача просто «раздаться» кабельщикам в пределах области, то, скорее всего, дешевле будет выбрать FSS и организовать передающую станцию на своей территории по сравнению с тем, чтобы доставить сигнал в Киев и включать его в один из BSS-пакетов. Таким образом, FSS-раздача выйдет дешевле, но для конечного зрителя уровень сигнала может быть недостаточным.
С другой стороны, есть определенный смысл идти на BSS. Прежде всего, это эксплуатационные затраты — для FSS нужно строить собственную передающую станцию, обслуживать ее (регулярные расходы на ремонт и обслуживание, заработная плата технического персонала), получить лицензию на частоты и т.д. Доставить же свой телесигнал практически из любой точки Украины на сегодняшний день стоит относительно дешево: благодаря развитию IP-технологий аренда резервного канала может обойтись всего в несколько тысяч гривен в месяц. Для FSS специалист, лицензия на частоты и передающее оборудование обойдутся значительно дороже, а реализация займет существенно больше времени.
Кроме того, если телеканал поднимается на отдельной несущей, то ему необходимо провести определенную работу среди кабельных операторов, чтобы убедить их «потратиться» на дополнительное оборудование для приема этого сигнала. Кроме того, большинство каналов для расширения своей аудитории были бы не против быть доступными и обычным зрителям «бесплатного» спутникового ТВ (по оценкам специалистов, это примерно пятая часть ТВ-домохозяйств Украины). Для FSS, кроме качества сигнала, это еще и дополнительные маркетинговые затраты на популяризацию. Если же телеканал попадает в один из BSS-пакетов, то он обычно есть на приеме у любого украинского кабельного оператора, а также изначально «прошит» в настройках большинства спутниковых тюнеров. Т.е. большинство приемников при включении этот канал автоматически обнаружат. Таким образом, BSS позволит телеканалу как выполнить задачу раздачи по Украине, так и, по желанию, даст возможность быть доступнее конечному зрителю.
Для больших медиагрупп BSS более удобен с точки зрения его изначальной ориентации на пакетирование, надежность и качество получаемого на приемную антенну сигнала (за счет более высокой энергетики), а также качественного технического обслуживания. Кроме того, бонусом от использования BSS будет получение одновременно с раздачей DTH-покрытия.
BSS и FSS — это спутниковые службы связи, которые изначально разрабатывались для разных целей. Но в процессе их использования они обе стали активно применяться в телепроизводстве и ТВ-вещании. Для каких целей использование BSS и FSS более оптимально, зависит от конкретной задачи, поскольку каждая из них имеет свои достоинства и недостатки. Но прежде чем детально перейти к рассмотрению каждой из них, следует сказать несколько слов о некоторых технических особенностях спутников, используемых для ТВ-вещания.
Функционирование спутников
Практически у всех современных космических аппаратов, предназначенных для работы на геостационарной орбите, полезная нагрузка представляет собой набор от 20 до 80 приемо-передающих транспондеров. Каждый из них осуществляет прием сигнала от наземной передающей станции (up-link), перенос его по частоте в диапазон приема, а также последующее усиление мощности сигнала и передачу его в направлении Земли (down-link). Каждый транспондер имеет ограниченную фиксированную полосу пропускания, которая обычно составляет 36 или 72 МГц, в зависимости от частотного плана конкретного космического аппарата. Усиление мощности сигнала транспондером реализуется в находящемся на спутнике усилительном приборе — лампе бегущей волны (ЛБВ). Она имеет высокий коэффициент усиления (порядка 70 дБ) и выходную мощность порядка 100 Вт. Для каждого транспондера, независимо от его емкости, предусмотрена одна ЛБВ.
Важной характеристикой, существенно влияющей на качество принимаемого потребителем спутникового сигнала, является режим, в котором работает каждый отдельный ретранслятор. Теоретически каждый транспондер может использоваться в двух режимах работы:
1) Линейный режим. В этом режиме через один и тот же транспондер может передаваться несколько отдельных сигналов, каждый на своей несущей частоте. Такой режим, в первую очередь, предназначен для передачи большого числа разнообразных сигналов с различными видами модуляции и относительно небольшими скоростями передачи данных. Его недостатком является то, что для поддержания линейности и отсутствия взаимных помех, выходная мощность транспондера поддерживается на уровне на 3-5 дБ ниже максимально возможной, т.е. результирующая мощность сигнала, передаваемого в направлении Земли, ниже максимальной в 3-7 раз. Учитывая эти особенности, линейный режим в телепроизводстве и ТВ-вещании применяется в основном для профессиональных задач — передачи данных, перегона видео с места события в студию и межстудийного обмена, доставки пакетов телепрограмм до вторичных сетей — кабельных или наземных эфирных.
2) Нелинейный режим. В данном режиме через транспондер возможна передача только одного сигнала. Этот цифровой сигнал занимает всю доступную полосу транспондера, из-за чего отпадает необходимость соблюдения защитных частотных интервалов между соседними сигналами. Таким образом, передаваемый сигнал использует весь энергетический потенциал транспондера, что позволяет получить от него максимум выходной мощности, а также — пропускной способности. Недостатком такого режима можно считать необходимость формирования общего цифрового пакета программ для модуляции им одной несущей и, следовательно, необходимость предварительной доставки всех исходных сигналов в одну точку.
BSS
BSS (Broadcast Satellite Service) — это спутниковая служба, которая разрабатывалась для непосредственного вещания. Для этой цели изначально были оптимизированы все параметры частот, спутников, планы частотной координации и т. д.
В частотном плане под BSS выделен специальный отдельный диапазон частот, вернее, два диапазона: на up-link (как правило, 17,3-18,1 ГГц) и down-link (11,7-12,5 ГГц). В этих границах есть фиксированная разбивка на частотные каналы (сетка частот), которые расписаны в Регламенте Радиосвязи Международного Союза Электросвязи (ITU). В Украине этот диапазон также прописан отдельно в плане пользования радиочастотным ресурсом.
В BSS-диапазоне существуют всего 40 частотных каналов с полосой 36 МГц. Таким образом, в одной орбитальной позиции может существовать до 40 BSS-транспондеров, фиксированных четким планом. Соответственно, если есть такая жесткая разбивка на каналы, то возникает необходимость максимально эффективно эти каналы использовать. Поэтому спутники строятся так, чтобы полностью перекрыть весь этот диапазон.
Основное назначение BSS-службы — максимально качественно донести абонентский сигнал до максимально бюджетной абонентской антенны (антенны минимального размера). Поэтому мощность, которую спутник отдает в направлении Земли, должна быть максимально возможной. Для этих целей в BSS-диапазоне на спутниках, как правило, реализуется автоматическая система регулировки мощности. Прямо на спутнике стоит автоматика, которая поддерживает выходную мощность транспондера максимально возможной (автоматическая регулировка мощности). Ее цель — выдавать максимальную мощность на выходе при изменениях уровня сигнала на входе.
Для достижения максимальной энергетики в сторону Земли лампа бегущей волны должна всегда работать в режиме максимальной мощности, т.е. BSS-транспондер всегда должен работать в нелинейном режиме. А это означает, что возможно усиление только одной несущей на одном транспондере. Т.е. передать два разных пакета программ через один транспондер в BSS нельзя. Точнее, технически возможно, но в этом случае нельзя будет использовать преимущества нелинейного режима, а значит, на выходе получится более слабый сигнал. Таким образом, с одной земной станции на один BSS-транспондер необходимо поднимать весь пакет программ шириной 36 МГц.
Использование BSS-транспондеров идеально для организации непосредственного ТВ-вещания (DTH), а также высоконадежного первичного распределения программ для кабельных операторов и наземных эфирных станций. В принципе, его можно приспособить и для других целей, например — для передачи данных. Но все же, в основном, он ориентирован для ТВ-вещания.
FSS
FSS (Fixed Satellite Service) — это фиксированная спутниковая служба. Она, в первую очередь, предназначена для профессиональных приложений (связь, передача данных и т.д.). Изначально для этой службы задача телевещания не ставилась. Однако со временем ее активно начали использовать для доставки ТВ-сигнала отдельных телеканалов кабельным операторам и телецентрам.
Для up-link чаще всего используется стандартный диапазон частот — 14,0-14,5 ГГц, но в последнее время также стал использоваться расширенный его вариант, включающий отдельные полосы в пределах от 12,75 до 14,5 ГГц (зависит от конкретного спутника). Для down-link — 10,7-12,75 ГГц. Он тоже у каждого спутника свой, без жесткой привязки, как в BSS. Вплоть до того, что спутник может вещать в нескольких диапазонах на приеме, выбранных по каким-то своим соображениям оператора.
FSS дает большую гибкость для спутниковых операторов, чем BSS. Нет фиксированного частотного плана как такового. Каждый спутниковый оператор в FSS-диапазоне формирует частотный план как ему удобно. Т.е. транспондеры могут быть любой ширины — 36 МГц, 54 МГц, 72 МГц. С одной стороны, это дает гибкость, которой нет у BSS, но с другой — влияет на мощность обратного сигнала — чем транспондер шире, тем слабее будет сигнал, так как мощность лампы бегущей волны будет распределена по всей полосе частот транспондера.
В FSS-диапазоне спутники работают только в линейном режиме. Поэтому через один и тот же транспондер можно передавать большое количество несущих с различных земных станций, не привязанных территориально к конкретному месту. Слабым же местом FSS является энергетика.
Гибкость решения
Исторически в Украине первым для вещания начал использоваться FSS, то есть сигнал на спутник каждый канал поднимал самостоятельно. Поднимать же полностью BSS-транспондер емкостью 36 МГц для передачи одного-единственного телеканала емкостью 5-6 Мбит/с было экономически нецелесообразно. И пока в нашей стране количество телеканалов на спутнике не достигло некоторой критической массы, чтобы заполнить BSS-транспондер, все телеканалы работали в FSS и, как правило, в режиме один канал на одну несущую. Тогда каждый канал использовал либо собственную передающую станцию, либо с общего up-link транслировались несколько несущих с одним-двумя телеканалами.
Таким образом, FSS оказался более удобным для начала спутниковой раздачи, так как он более гибкий. BSS же ориентирован на вещание большого количества каналов.
Обычно передающие станции FSS принадлежат самим телеканалам и эксплуатируются ими. Для BSS, напротив, часто услуги земной станции предоставляются спутниковым оператором и, соответственно, имеют более высокое качество обслуживания. К примеру, типичный FSS-телепорт — это фиксированная антенна диаметром от 1,8 до 3,7 м и передатчик мощностью от 20 до 100 Вт, расположенные на крыше здания телеканала. Обслуживанием такого телепорта занимается 1-2 человека на нерегулярной основе. Для BSS-телепорта размеры антенн колеблются от 3,7 до 9 и более метров, используются передатчики мощностью от 400 Вт до нескольких кВт, сами телепорты представляют собой отдельные промышленные объекты, обслуживаемые постоянным высококвалифицированным персоналом.
Затухание входного сигнала
Входной сигнал, который доходит до спутника от передающей антенны, на пути своего распространения испытывает значительное затухание. Рассеивание радиосигнала в пространстве, атмосферные явления — облака, дождь, снег — это все вызывает затухание радиоволн.
Одним из основных минусов линейного режима работы транспондеров является отсутствие возможности сделать автоматическую регулировку усиления при затухании входного сигнала, поскольку транспондер одновременно усиливает сигналы от различных передающих станций, сигнал от которых затухает по-разному. Поэтому для FSS мощность сигнала на приеме линейно зависит от мощности сигнала на передачу. К примеру, если над передающей антенной идет сильный дождь, то каждый пользователь об этом знает, так как у него ухудшился сигнал на приеме. Самый худший случай для FSS — это когда передающая станция и приемные точки находятся рядом (проблема, характерная для региональных телеканалов, раздающихся близлежащим кабельным операторам). Тогда непогода дает двойной эффект: влияет как на передачу, так и на прием.
BSS-транспондеры практически полностью лишены данного недостатка, так как всегда работает в режиме максимальной выходной мощности. Поэтому пока уровень приходящего с Земли сигнала достаточный для того, чтобы отрабатывала система автоматической регулировки мощности (АРМ), то уровень сигнала на передачу стабильно остается максимально возможным. Типичный диапазон регулировки на BSS-спутниках — порядка 10-15 дБ. Это значит, что затухание в этих пределах при подъеме сигнала на спутник на приеме сказываться не будет.
В небольших пределах (1-3 дБ) разницу в энергетике для FSS можно компенсировать за счет более сильной предкоррекции ошибок, но при этом происходит потеря в полезной емкости канала. Т.е. клиенту приходится заказывать более широкий частотный канал.
Также с дождем можно бороться вручную, увеличивая мощность земной станции на передачу (обычно передатчики имеют запас мощности в 2-5 дБ, что соответствует затуханию для среднестатистического не проливного дождя). Таким образом, можно добиться того, что при возрастании затухания в атмосфере до примерно 6 дБ будут стабильно работать и BSS, и FSS. Но в FSS при этом прием становится заметно хуже, а BSS все еще будет обладать достаточным энергетическим запасом, и уровень сигнала на приеме еще долго останется неизменным.
Ради справедливости стоит сказать, что в украинских широтах примерно 3-5 раз в году в случае очень сильной грозы (когда обычно говорят что «вода стоит стеной») сигнал передающей станции может вообще не «пробиться к спутнику». Тогда, естественно, ни о каком АРМ речь уже не идет, и на несколько секунд или минут вещание может прерываться полностью. При этом, чем больше энергетика передающей станции и диапазон АРМ, тем короче будут прерывания. Для FSS-транспондеров длительность таких прерываний в разы больше.
Также стоит сказать, что BSS из-за более высоких частот на передачу несколько более чувствителен к осадкам. Для компенсации этого на передающих станциях прибегают к определенному набору технических средств: например, на передающей BSS-антенне практически всегда есть обдув облучателя от скапливания влаги, система антиобледенения поддерживает зеркало антенны чистым в самый сильный снегопад и т.д. Для FSS же это обычно не практикуется.
Случайные помехи
Помимо осадков, на качество сигнала могут влиять и источники радиопомех на земле, которые антенна передающей станции усиливает и отправляет вместе с сигналом к спутнику.
Так как диапазон 17,3-18,1 ГГц выделен исключительно под фидерные линии BSS-транспондеров вещательной спутниковой службы (в этом диапазоне не имеют права работать другие радиосредства), то BSS гораздо лучше защищен от влияния таких помех.
В типичном же диапазоне для FSS работает достаточно много радиосредств. Начиная от радиорелейных линий и заканчивая радарами ГАИ и радар-детекторами. Помехи от них при попадании в антенну передающей станции «благополучно» появляются на спутнике, создавая помехи уже на приеме сигнала.
Энергетика
Одним из ключевых параметров, которые влияют на способность спутника справиться с задачами ТВ-вещания, является энергетика. Как правило, мощность линейного режима на 3-5 дБ меньше (запас для поддержания линейности и отсутствия взаимных помех), чем при нелинейном режиме при прочих равных условиях. К примеру, если BSS-транспондер выдает 51-52 дБВт на Земле, то FSS-транспондер, сделанный на аналогичной ЛБВ, выдаст 47-48 дБВт. Это значит, что приемная антенна для FSS должна быть существенно больше, чем для BSS. Для профессиональных применений (раздача кабельным операторам, телецентрам и т. д.) это не критично, так как количество приемных тарелок не будет большим. Использование же FSS для крупных DTH-проектов затруднительно — антенны диаметром 1,2 м и более для массового абонента будут дорогими и неудобными в установке.
Еще один минус FSS при его использовании для ТВ-вещания связан с работой на одном транспондере нескольких несущих с разных передающих станций. Все неплохо, пока все пакеты придерживаются номинального уровня мощности. Достаточно одному из них превысить номинальную расчетную мощность (например, из-за прогрева передатчика или из-за забывчивости оператора, не уменьшившего мощность на передачу после сильного дождя), и уровень соседних каналов, которые находятся на одном и том же транспондере и усиливаются одной лампой, начинает падать, так как энергия перераспределяется в пользу нарушителя. Ведь транспондер — это по сути усилитель, и вся его выходная мощность делится пропорционально между всеми несущими.
Преимущества и недостатки
Цена на BSS-вещание определяется количеством приемных антенн, которые смотрят на эту позицию. Т.е. чем более «раскрученный» спутник, тем дороже там цена для вещания. FSS-емкость в этой позиции вроде бы по логике тоже должна быть дороже, но принять телеканал на антенну диаметром 60 см (даже 80 см) можно только при условиях ее идеальной настройки и чистого неба. Поэтому организация FSS-вещания обычно получается дешевле, но качество принимаемого потребителем сигнала — хуже.
Прежде всего, BSS нужен для DTH, т.е. для непосредственного телевизионного вещания конечному зрителю. Попытка же «достучаться» до конечного пользователя через FSS чревата большим количеством проблем с качеством принимаемого сигнала, а то и вовсе его отсутствием у зрителя.
Основным техническим преимуществом FSS для раздачи кабельным операторам является то, что каждый канал может раздаваться непосредственно от места, где он формируется. Это, в первую очередь, актуально для региональных телеканалов. Например, если у какого-то областного телеканала стоит задача просто «раздаться» кабельщикам в пределах области, то, скорее всего, дешевле будет выбрать FSS и организовать передающую станцию на своей территории по сравнению с тем, чтобы доставить сигнал в Киев и включать его в один из BSS-пакетов. Таким образом, FSS-раздача выйдет дешевле, но для конечного зрителя уровень сигнала может быть недостаточным.
С другой стороны, есть определенный смысл идти на BSS. Прежде всего, это эксплуатационные затраты — для FSS нужно строить собственную передающую станцию, обслуживать ее (регулярные расходы на ремонт и обслуживание, заработная плата технического персонала), получить лицензию на частоты и т.д. Доставить же свой телесигнал практически из любой точки Украины на сегодняшний день стоит относительно дешево: благодаря развитию IP-технологий аренда резервного канала может обойтись всего в несколько тысяч гривен в месяц. Для FSS специалист, лицензия на частоты и передающее оборудование обойдутся значительно дороже, а реализация займет существенно больше времени.
Кроме того, если телеканал поднимается на отдельной несущей, то ему необходимо провести определенную работу среди кабельных операторов, чтобы убедить их «потратиться» на дополнительное оборудование для приема этого сигнала. Кроме того, большинство каналов для расширения своей аудитории были бы не против быть доступными и обычным зрителям «бесплатного» спутникового ТВ (по оценкам специалистов, это примерно пятая часть ТВ-домохозяйств Украины). Для FSS, кроме качества сигнала, это еще и дополнительные маркетинговые затраты на популяризацию. Если же телеканал попадает в один из BSS-пакетов, то он обычно есть на приеме у любого украинского кабельного оператора, а также изначально «прошит» в настройках большинства спутниковых тюнеров. Т.е. большинство приемников при включении этот канал автоматически обнаружат. Таким образом, BSS позволит телеканалу как выполнить задачу раздачи по Украине, так и, по желанию, даст возможность быть доступнее конечному зрителю.
Для больших медиагрупп BSS более удобен с точки зрения его изначальной ориентации на пакетирование, надежность и качество получаемого на приемную антенну сигнала (за счет более высокой энергетики), а также качественного технического обслуживания. Кроме того, бонусом от использования BSS будет получение одновременно с раздачей DTH-покрытия.
