Tartalom a világűrből, egyenesen a nappaliba
1. A műholdas műsorszóró rendszerek kialakulása
Korunk gyorsuló világát mi sem jellemezhetné jobban, mint az információ és kommunikáció szerepének nagymértékű megnövekedése. Mint minden területen, a távközlésben is magas elvárásokat tűztek ki maguk elé a szakemberek. Új frekvenciasávok, átviteli utak, illetve hatékonyabb technológiák alakultak ki. A hirtelen meginduló fejlődés az űrtávközlés területére is nagy hatással volt, aminek köszönhetően lehetőség nyílt a televíziós műsorok műholdról való közvetett vagy közvetlen vételére is, ezzel teret nyitva a műholdas műsorszórás szolgáltatására.
1977-ben a Nemzetközi Távközlési Egyesület (International Telecommunication Union, ITU) genfi székhelyén rendezett rádióigazgatási világértekezlet, a WARC-77 (World Administrative Radio Conference) témája a műholdas műsorszolgáltatás műszaki tervének kidolgozása, megtervezése volt. Ennek eredményeképpen 1988-ra már több mint 40 csatornát sugároztak a geostacionárius pályán keringő műholdak.
A geostacionárius pályán lévő műholdak 35 850 km magasan keringenek, pontosan a Földdel azonos forgási sebességgel. Ennek köszönhetően a Földön telepített adó- és vevőantennák álló helyzetűnek látják a műholdat.
2. A digitális műholdas műsorszórás
A műholdas műsorszórás közvetlen (Direct To Home, DTH) vagy közösségi vétele 1980-ban vált elérhetővé a nézők számára.
A televíziós rendszerek egészen az 1990-es évekig analóg technológiával működtek. Ahogy a technikai fejlődés lehetővé tette a mozgóképek digitális kezelését, valamint a nagy sávszélességet igénylő műsorok digitális tömörítését, megnőtt az igény a rendszer elemeinek digitalizálására. 1993-ban az Európai Műsorsugárzók Uniója (European Broadcasting Union, EBU) fejlesztette ki a Digital Video Broadcasting (DVB) rendszert, amely MPEG-2 (ISO 13818) alapú szabványra épülő kép- és hangtömörítő eljárást alkalmazott.
A geostacionárius pályákon keringő műholdak lineáris átjátszói lehetővé tették a digitális jelekkel történő műsorszórást, mely mérföldkövet jelentett a technika világában. Az 1980-as években egyáltalán nem beszélhetünk digitális jelekről, rendszerekről. Szerencsére a műholdakat úgy tervezték meg, hogy bármilyen jelet, ami a műholdon elhelyezett vevőantenna vételi sávjába (12–18 GHz) érkezik, azt átjátszóin keresztül lineárisan, felerősítve visszaküldi az adó sávjában (10–13 GHz).
3. A műholdas műsorszórás főbb elemei
A műholdas műsorszórás három fő egységből épül fel. Az első egysége a földi adóállomás, ahol is a moduláció történik. Itt ültetik rá az információt tartalmazó jeleket a vivőre. A modulált hasznos információkat fellövik az uplink sávban, ahol a műholdon elhelyezett vevőantenna fogadja ezeket a jeleket, majd felerősíti, és a műholdon elhelyezett adón keresztül a downlink sávban a Földre sugározza őket a felhasználókhoz. A Földre érkező jeleket a földi vevőállomás érzékeli. Ez két fő egységből tevődik össze, egy kül- és egy beltéri egységből. A kültéri egység (parabolaantennára szerelt fejegység) fogadja a hasznos jeleket, amelyeket középfrekvenciás jellé alakít, majd további erősítés után feldolgozhatóvá tesz a beltéri egység (set-top box) számára. A beltéri egység pedig a középfrekvenciás hang- és képjeleken számos műveletet elvégezve a televíziókészülék számára megjeleníthetővé teszi őket.
A műholdas műsorok vétele történhet egyéni, illetve közös antennával. Egyéni vétel esetén minden felhasználónak saját antennája van. Közös vétel esetén, például egy társasházban a közös antenna jelét csillagtopológiával osztják szét.
4. A DVB-S modulátor felépítése, működése
A geostacionárius pályán keringő műholdak erős, zavarokkal teli telekommunikációs közegben helyezkednek el. A műhold és a vevőantenna közti nagy távolságból adódó 205 dB-es szakaszcsillapítás, a műholdadó nemlineáris torzítása, a légkör csillapítása, a vevőállomás jellemzői, valamint a műhold transzponderének kisugárzott teljesítménye nagymértékben befolyásolják a jelek minőségét, jel/zaj viszonyát.
A digitális műholdas műsorszórásnál a jó zavartűrő moduláció megválasztásán kívül hibajavító eljárásokkal is ellátják a hasznos információkat, amelyek biztosítják a jelek épségben való megérkezését a felhasználók vevőantennáiba. Ezért a továbbítandó hasznos adatokat az átviteli csatornának megfelelő hibavédelemmel kell ellátni. A jelek hibajavító kódokkal való ellátása és maga a moduláció is a feladóállomáson történik. Ezek egysége képezi a DVB-S (Digital Video Broadcasting – Satellite) modulátort.
A legfontosabb jellemzője a műholdas műsorszóró rendszernek, hogy a DVB-S modulátor és a vevőoldalon elhelyezett beltéri egység szinkronban állnak egymással. Ez azt jelenti, hogy a vevő mindig tudja, mi történik az adóoldalon. Itt gondolok a különböző hibajavító fokozatokra, amelyek nagy védelmet nyújtanak a jeleknek az átviteli utakon. Ezek mind az adatfolyamot befolyásolják, változtatják meg. Szimmetrikus rendszer révén az adatfolyamban történő változásokat mind látja a beltéri egység, és képes visszaállítani az eredeti adatfolyamot.
A jelek ráültetése a vivőre a modulátorral történik, majd ezt követi egy kétlépcsős felkeverés (Upconverter) a 12–18 GHz-es sávba. Innen már csak a jel teljesítményét kell biztosítani, ami a HPA (High Power Amplifer) nagy teljesítményű végfokkal történik. A fejlődést követően a vevőoldalon alkalmazott fejegységblokkba már két funkció van beleintegrálva. A fejegység elsőként egy erősítést végez, majd lekeveri a 10–13 GHz-es jeleket középfrekvenciás sávba (1–2 GHz).
A vevőoldalról nézve a hibajavító fokozatokon végighaladva hozzáférünk az alapsávi interfészen lévő MPEG-2 adatfolyamhoz. Az MPEG-dekódoló pedig feldolgozhatóvá teszi a műsorokat a tv számára.
5. A műhold adóantennájának lábnyoma a Földön
A műhold lábnyoma függ a műhold antennájának karakterisztikájától, a műhold hatásos teljesítményétől (EIRP), valamint a műhold által használt pályatípustól. Továbbá figyelembe kell venni azt is, hogy az ellátott térségben milyen vételi lehetőségekkel, eszközökkel (parabolaantenna, fejegység) lehetséges a megfelelő minőségű műsorok vétele.
Műholdas műsorelosztás
Moder István
Földfelszíni és műholdas műsorszórás
A műsorszórás célja hírek, közérdekű (kulturális, közéleti, gazdasági, tudományos stb.) információk eljuttatása a felhasználókhoz globálisan vagy egy adott országba. A kezdeti időkben vezetékes, majd később vezeték nélküli technológiai megoldások születtek.
A műsorszórás a Nemzeti Média- és Hírközlési Hatóság meghatározása szerint: „Műsorszórás: földfelszíni vagy műholdas rendszerrel végzett egyirányú − megfelelő vevőkészülékkel rendelkező, elvileg korlátlan számú felhasználónak szánt − rádiótávközlési eljárás hangok, képek vagy egyéb természetű jelek továbbítására.”
A műsorszolgáltató által előállított jeleket (médiatartalom) a műsorszétosztó szervezetek − a tartalom megváltoztatása nélkül − továbbítják kábeles vagy vezeték nélküli távközlési rendszereken a műsorszóró adókhoz, illetve műsorelosztást végző szolgáltatókhoz. A műsorelosztó szolgáltatás lehet vezetékes vagy vezeték nélküli. A végponti felhasználói készüléken a jogosultságnak megfelelően érhetők el a műsorelosztó által biztosított tartalmak.
Történelmileg a rádiós és televíziós műsorszórás élesen elkülönült egymástól. Ez a kor technikai, technológiai fejlettségi szintjének volt köszönhető. Ma a hang, kép és adat átvitele közös platformon is megvalósítható.
A vezeték nélküli műsorszóró rendszerek két alapvető, földfelszíni és műholdas kategóriába sorolhatók. Mindkét esetben lényeges kérdés a megfelelő minőségi vételhez tartozó besugárzott terület mérete, a műsorok száma, a rendelkezésre álló frekvenciaspektrum elhelyezkedése, a vevőkészülékek technológiai szintje és ára.
Földfelszíni műsorszórás: A földfelszíni rendszerben az ellátandó terület nagyságának megfelelő számú, nagy teljesítményű adóberendezés van telepítve.
Magyarországon: Középhullámon elegendő egyetlen adóberendezés az ország „lefedéséhez” (solti adó 540 KHz frekvencián). Az URH-tartományban (87,5–108 MHz) a terjedési viszonyoknak megfelelően az országban kb. 300 FM műsorszóró rádióadó üzemel, ebből kb. 120 közszolgálati. Az Antenna Hungária a hazai földfelszíni tv-adások sugárzásához kb. 70 adót működtet.
A televízió- és rádióműsorok műholdakon keresztül való átvitelének célja kezdetben a nagy távolságok áthidalása volt. Ezek a műholdas csatornák távbeszélő jelek átvitelére is alkalmasak voltak. Igazi áttörést a geostacionárius műholdak elterjedése jelentett. A műsortartalmak időbeli késleltetése, a föld−műhold−föld útvonalon kb. 0,25 másodperc, ami nem zavaró az egyirányú átvitel miatt. A műholdas átviteli lánc alapvető eszközei: feladóállomás, műhold, földi vevőberendezés.
A műholdas jelátvitelnél a nagy adó-vevő távolságok miatt a műhold és a földi vevő között jelentős csillapítással kell számolni, ezért a vett jeleknek megfelelő szinten ki kell emelkednie a vevőberendezés termikus zajából és az idegen szolgáltatók okozta zavaró jelek teljesítményéből.
Technológiai ismeretek
Az alábbi ábrán láthatók az összeköttetés kialakításánál figyelembe veendő legfontosabb paraméterek:
Magyarországon: Hazánk területén több műsorszóró műhold jelei is vehetőek. A képen az AMOS–3 Európára irányuló nyalábjának besugárzástérképe:
A feladási szakaszhoz teljesen hasonló módon kell figyelembe venni a földi vevőbe érkező hasznos jelet befolyásoló paramétereket.
A teljes átviteli szakaszt úgy kell méretezni, hogy az eredő jel/zaj viszony a kívánt értékű legyen az ellátandó területre vonatkozó időjárási viszonyok (különösen az erős csillapítást okozó eső) figyelembevételével.
Egy műhold 10-20 transzpondercsatornát tartalmazhat, melyek csoportokba szervezve, más-más geográfiai terület lefedéséhez szükséges sugárnyalábhoz vannak rendelve (lásd az ábrát):
A műsortartalmak régen analóg jelek formájában készültek és kerültek a műholdas feladóállomás modulátorának bemenetére (egy csatornán 1 tv és 1–4 kísérő hang vagy rádióműsor). Napjainkban már digitális technológiát használnak. A kép- és hangtömörítő eljárások lehetővé teszik 20-25 tv-műsor és a kiegészítő adatok átvitelét egyetlen 36 MHz-es transzpondercsatornán. A digitálisan tömörített multimédiás tartalmat ún. MPEG Transport Stream segítségével juttatják el a műholdas feladóállomásig. A feladó, a közvetlen műholdas műsorszórásra vonatkozó DVB-S, DVB-S2 jelkezelési eljárások után minden egyes Transport Streamet egy-egy rádiófrekvenciás csatornán sugároz le. A műsor vétele egy földi vevőberendezéssel valósul meg, amely egy kültéri parabolaantennából és az adott műsorok vételére jogosított beltéri egységből áll.
Magyarországon: A műholdas műsorelosztó szolgáltatók közül többnek saját feladóállomása van, de külföldi műholdtulajdonosoktól bérlik a transzpondercsatornákat. Jelenleg hazánkban kb. 700 ezren használják a műholdas szolgáltatást. A legfontosabb szolgáltatók: Antenna Hungária, Vodafone-UPC, Magyar Telekom, DIGI Csoport (http://nmhh.hu/cikk/205121/Televizios_gyorsjelentes).
A műholdas szolgáltatás előnye, hogy a ritkán lakott területeken is gyorsan telepíthető. Hátránya egyes technológiákhoz képest, hogy nem interaktív. Ezért a műsorelosztók szívesebben választják a vezetékes DVB-C vagy IPTV platformokat, amennyiben az adott területen az ehhez szükséges infrastruktúra kiépítése gazdaságos. Hasonló helyzet a DVB-T földfelszíni műsorterjesztéssel és az 5G mobilhálózatok fejlesztésével.
A fentiekkel együtt az elkövetkezendő években lesz még létjogosultsága a műholdas műsortovábbításnak.
