Спутниковая радиосвязь

А. В. Лисин, Н. Н. Несвит

Прошло всего лишь одно столетие существования радиосвязи, и приходится только поражаться, сколь глубоко проникло радио во все сферы жизни человечества. Оно кардинальным образом изменило условия существования общества, стимулируя появление все новых прогрессивных технологий. Одно из замечательных направлений использования радио – построение эффективных средств телекоммуникации для информатизации мирового сообщества.

С юбилеем радио практически совпадает 30-летие спутниковой радиосвязи – одной из составляющих глобальной системы для обеспечения коммуникационных, информационных и вычислительных услуг в интересах населения, предприятий, коммерческих структур, подвижных объектов. Определилась актуальность проблем развития систем, позволяющих организовать непосредственный (прямой) доступ абонента к спутниковым каналам. Это системы деловой связи, когда портативные станции размещаются непосредственно у абонента и не требуют наземных соединительных линий; системы связи с подвижными транспортными средствами различного назначения; системы непосредственного телерадиовещания. Настало время, когда не только каждый объект, а даже отдельный человек может иметь удобный терминал для ведения деловой и личной связи, для доступа к информационным ресурсам, накопленным человечеством. Мир вступает в эпоху глобальной связи.

В статье, авторы которой академик Международной Академии информатизации, лауреат Государственной премии Генеральный директор АО "Московский НИИ радиосвязи" А. В. Лисин и академик Международной Академии информатизации, лауреат Ленинской премии ученый секретарь МНИИРС Н. Н. Несвит, дан обзор истории развития систем спутниковой связи, анализ их построения, очерчены перспективы совершенствования спутниковой связи.

23 апреля 1965 г. был запущен на орбиту первый отечественный спутник связи "Молния-1", который ознаменовал становление в нашей стране спутниковой радиосвязи. Спутник с активным ретранслятором, мощность излучения которого составила 40 Вт в дециметровом диапазоне волн, был запущен на высокую эллиптическую орбиту. Почти одновременно в США был запущен на геостационарную орбиту первый спутник коммерческой связи Intelsat-I.

Таким образом была реализована заманчивая идея резкого увеличения дальности радиосвязи благодаря размещению ретранслятора высокого над поверхностью Земли, что позволило обеспечить одновременную радиовидимость спутника для радиостанций, расположенных в различных точках на обширной территории, и их непосредственную связь между собой через ретранслятор. Уже в 1967 г. была введена в действие отечественная система "Орбита" с 20 земными станциями для сверхдальних передач телевидения. Впервые прямые передачи Центрального телевидения о праздновании 50-летия Октября смогли увидеть более 20 млн. телезрителей в отдаленных районах нашей страны.

Несомненные преимущества систем спутниковой связи (СС) – большая пропускная способность, глобальность действия и высокое качество связи – обусловили интенсивное развитие СС. В настоящее время имеется более 30 крупных спутниковых систем, располагающих собственными спутниками, и более 100 спутников находятся в эксплуатации. Конфигурация систем СС существенно зависит от типа ИСЗ, вида связи и параметров земных станций. Для построения систем СС используются в основном три разновидности ИСЗ – на высокой эллиптической орбите (ВЭО), геостационарной орбите (ГСО) и низковысотной орбите (НВО). С точки зрения радиосвязи каждый тип ИСЗ имеет свои достоинства и недостатки.

В нашей стране широкое применение нашла ВЭО, на которой работают спутники типа "Молния" с периодом обращения 12 ч, наклонением 63°, высотой апогея над северным полушарием 40 тыс. км. Движение ИСЗ в области апогея замедляется, при этом длительность радиовидимости составляет 6...8 ч. Четыре спутника образуют космическую систему, гарантирующую круглосуточную связь одновременно по двум стволам через ретрансляторы этих спутников, находящихся на основной и сопряженной орбитах. Зона обслуживания достаточно велика и охватывает большую часть северного полушария. В качестве недостатка ВЭО следует отметить, что земные станции должны осуществлять слежение антенн за медленно дрейфующим спутником и их переориентирование с заходящего на восходящий ИСЗ.

Уникальной орбитой является ГСО, т. е. круговая орбита с периодом обращения ИСЗ 24 ч., лежащая в плоскости экватора. Орбита синхронна с вращением Земли, поэтому спутник оказывается неподвижным относительно земной поверхности на высоте 35875 км. Достоинства ГСО для целей связи очевидны: зона обслуживания составляет около одной трети земной поверхности, трех спутников достаточно для почти глобальной связи, антенны земных станций практически не требуют систем слежения. Однако в северных широтах спутник виден под малыми углами к горизонту и вовсе не виден в приполярных областях. "Низколеты" запускаются на круговые орбиты, плоскость которых наклонена к плоскости экватора (полярные или квазиполярные орбиты) с высотой порядка 200...2000 км над поверхностью Земли. ИСЗ, двигаясь по такой орбите, совершает с учетом вращения Земли последовательный обзор всей поверхности и обеспечивает сравнительно небольшую зону радиовидимости в подспутниковой области. Поэтому длительность сеанса связи от восхода ИСЗ до его захода составляет несколько десятков минут, что затрудняет применение подобных спутников в системах непрерывной связи.

В зависимости от назначения системы СС и типа земных станций регламентом МСЭ различаются следующие службы радиосвязи:

• фиксированная спутниковая служба для связи между станциями, расположенными в определенных фиксированных пунктах, а также для распределения телевизионных программ;
• подвижная спутниковая служба для связи между подвижными станциями, размещаемыми на транспортных средствах (самолетах, морских судах, автомобилях и др.);
• радиовещательная спутниковая служба для непосредственного приема радио и телевизионных программ на терминалы, находящиеся у населения.

Не затрагивая системы военной спутниковой связи, которые достаточно широко развиты как за рубежом, так и в нашей стране, ниже представим обзор развития этих служб.

Фиксированная спутниковая служба (ФСС). На начальном этапе она развивалась в направлении создания систем магистральной связи – телемостов, соединяющих регионы и страны и имеющих выход информации на наземные линии связи и телевизионных программ на местные телецентры. Для увеличения пропускной способности спутников создавались крупные земные станции с диаметром зеркала антенн порядка 12–30 м.

В нашей стране к 1980 г. были введены в действие космические группировки спутников связи на ВЭО "Молния-3" (диапазон частот 4/6 ГГц) и на ГСО "Радуга" (диапазон 4/6 ГГц) и "Горизонт" (диапазоны 4/6 и 11/14 ГГц). На их основе была реализована национальная система спутниковой связи и вещания, включающая земные станции "Орбита" с антеннами диаметром 12 м, а также ряд станций с антеннами диаметром 4–7 м.

Эта система обеспечивает организацию: магистральных, зоновых и ведомственных каналов связи, предназначенных для передачи телефонных и телеграфных сигналов, а также передачи данных; многопрограммного (по две программы ЦТ в каждую из 5 зон) зонового телевизионного и радиовещания. Кроме того, осуществляется передача телевизионного вещания "Москва" на сравнительно малые приемные станции с диаметром антенны 2,5 м. Эти спутники также задействованы в международной космической системе связи "Интерспутник".

Примером зарубежной международной спутниковой связи является глобальная система Intelsat, услугами которой пользуются 117 стран. Она оснащена геостационарными спутниками с ретрансляторами в диапазонах 4/6 и 11/14 ГГц и земными станциями с диаметром антенн 9–30 м. Этой системе принадлежит 60% международного телефонного трафика и почти весь обмен телевизионными программами.

В последние 10–15 лет проводилось интенсивное наращивание технических средств созданных систем СС, совершенствование конструкций и технологий их производства, а также разработка новых систем различного назначения. Прогрессировали в своем развитии и ракетоносители, которые позволяют осуществить запуски спутников малой, средней и большой массы.

Малые ИСЗ (несколько сотен килограмм) могут быть запущены как с традиционных стационарных, так и с экономичных мобильных пусковых установок. Спутники средней массы (1,5...4,5 т), а это вес основных спутников, находящихся в эксплуатации, запускаются ракетоносителями "Протон", Arian и др. Ракетоноситель типа "Энергия" способен произвести запуск спутника на ГСО весом 18 т с энергетической установкой более 10 кВт.

Таким образом, с технической точки зрения практически нет ограничений для запуска требуемых конструкций спутников. Имеются лишь экономические соображения, которые обусловили в последние годы в нашей стране поиски альтернативных концепций построения космических комплексов.

Хотя в конкурсе по проектированию систем спутниковой связи и вещания приняли участие практически все ведущие отечественные НИИ и предприятия промышленности средств связи, радиоэлектроники и ракетно-космической техники, однако новые проекты пока не получили должной реализации из-за отсутствия финансирования. Дело в том, что капитальные затраты только на создание космической группировки из пяти ИСЗ, например, типа Intelsat-VII, составляет более 1 млрд. долл. Такие затраты для России пока запредельны. Поэтому отечественная спутниковая связь в последние годы создается фрагментарно, по мере возможности.

На смену спутникам "Радуга" и "Горизонт" разработаны спутники нового поколения "Радуга-1" и "Экспресс", первые образцы которых выведены на ГСО соответственно в 1989 и 1994 гг. Применение новых технических решений позволило увеличить срок службы спутников до 5...7 лет, а точность удержания их на орбите повысить до 0,1–0,2°, что дает возможность земным станциям работать без устройств наведения.

Энергетические характеристики спутников можно показать на примере ИСЗ "Экспресс", который имеет 12 стволов в диапазоне частот 4/6 и 11/14 ГГц с ЭИИМ 26...44 дБВт и перенацеливаемые бортовые антенны с усилением до 27 дБ. Высокая мощность излучения позволяет организовать до 9600 телефонных каналов. С помощью спутника "Экспресс" увеличивается объем передаваемой по магистральным каналам информации, кроме того, в некоторых стволах ретранслятора можно организовать каналы для ведомственных сетей связи (на базе земных станций с антеннами диаметром 2,5...4 м).

За рубежом системы ФСС развивались в последнее десятилетие в направлении создания ряда национальных и региональных систем СС. В настоящее время функционирует около 50 таких систем. Среди них Eutelsat, обслуживающая 28 государств Европы, Telecom (Франция), Insat (Индия), Aussat (Австралия) и др.

В последнее время благодаря прогрессу в волоконно-оптической технологии служба кабельной связи становится конкурентом ФСС, особенно в широкополосной магистральной связи. Так, например, в 1995 г. намечен ввод трансатлантических кабелей ТАТ-12 и ТАТ-13, по каждому из которых можно передавать информацию со скоростью 5 Гбит/с (что практически соответствует передаче объема 500 тыс. телефонных каналов или 500 программ телевидения). При этом в значительной степени разгружается диапазон радиочастот, задействованный для спутников связи. Скорее всего оптоволоконная и спутниковая радиосвязь будут дополнять друг друга, чем конкурировать.

Становится актуальным создание спутниковых систем деловой связи с весьма малыми абонентскими станциями. За рубежом подобные станции имеют наименование VSAT и оснащаются антеннами диаметром 1,2–2,4 м и усилителями, мощностью 2...5 Вт, выполненными по твердотельной технологии. Благодаря их портативности, они могут размещаться непосредственно у абонента, кроме того, не требуют наземных коммутируемых линий связи.

Сдерживающий фактор развития подобных систем – необходимость высокоэнергетических спутниковых каналов, т. е. создание спутника с большой ЭИИМ передающего тракта и высокой чувствительностью (добротностью) приемного, поскольку портативность земных станций достигается за счет усложнения спутника. Кардинальным решением этой проблемы является организация так называемой зоновой связи посредством ретранслятора с многолучевой антенной (МЛА).

В отличие от метода интегрального обслуживания, когда вся часть поверхности Земли освещается одной общей антенной, при зональном обслуживании эта область разбивается на парциальные зоны, каждая из которых облучается своим лучом. Энергетические преимущества зоновой связи обусловлены тем, что мощность излучения ретранслятора направляется лишь в данную зону, где расположена абонентская станция. Если число зон N, то коэффициент усиления бортовой антенны (передающей и приемной) при соответствующем сокращении ширины луча также увеличится в N раз. Это потенциально повышает энергетику радиолиний "ИСЗ-Земля" и "Земля-ИСЗ" также в N раз.

Кроме того, МЛА позволяет более эффективно использовать рабочий диапазон частот путем многократного его повторения в различных лучах. Внедрение принципа зонального обслуживания требует спутника нового поколения, содержащего многолучевую приемо-передающую антенну, многоствольный ретранслятор с числом стволов практически равным числу лучей в антенне, а также аппаратуру обработки принимаемых сигналов с коммутацией каналов для связи абонента одной парциальной зоны с другой.

Следует отметить, что построение МЛА связано с установкой антенного зеркала сравнительно большого диаметра, который обратно пропорционален ширине луча. Так, для формирования МЛА с шириной луча 1° требуется диаметр зеркала 5 м в диапазоне 4 ГГц и 14 м в диапазоне 1,5 ГГц. Тем не менее, применение зонального обслуживания позволяет значительно повысить эффективность связи. Поэтому системы деловой связи на основе спутников с МЛА несомненно будут реализовываться в ближайшие годы. Многие специалисты полагают, что степень современности систем спутниковой связи будет определяться наличием многолучевых антенн.

Подвижная спутниковая служба (ПСС). В силу международного характера работы транспорта для его управления создаются международные системы глобальной спутниковой связи, например система морской спутниковой связи Inmarsat, которая введена в действие в 1982 г. Функционально она содержит геостационарные спутники связи, расположенные над Атлантическим, Индийским и Тихим океанами; береговые станции, установленные на различных континентах, и разветвленную сеть судовых станций различных типов (стандартов).

Станция "Стандарт-А" (самая мощная в этом стандарте) осуществляет надежную телефонно-телекодовую связь. Основные параметры станции:

• диапазон частот – 1,5/1,6 ГГц
• диаметр антенны – 1,2 м
• мощность передатчика – 25 Вт
• ЭИИМ – 37 дБВт
• добротность приемного тракта – -4 дБ/К.

Система Inmarsat обеспечивает глобальную связь (за исключением приполярных районов) морских судов с береговыми центрами, имеющими выход на наземную сеть общего пользования. Работа береговых и судовых радиостанций производится в автоматическом режиме, практически без участия оператора, посредством взаимодействия береговых и судовых ЭВМ.

Наша страна принимает активное участие в создании системы Inmarsat. Был разработан комплекс спутниковой связи "Волна" в составе двух берговых станций (в Одессе и Находке) и сети судовых станций "Волна-C". Кроме того, были организованы каналы с помощью отечественных спутников "Горизонт" и земных центров Минсвязи "Азимут" для работы станций "Волна-C" с абонентами на территории нашей страны.

Первая отечественная судовая станция "Волна-C" (Стандарт-А) для работы в системе "Инмарсат"

Система Inmarsat показала высокую эффективность работы, в настоящее время ею пользуются около 15 тыс. судов, предусматривается предоставление новых услуг связи.

На смену спутникам первого поколения в начале 90-х гг. были запущены спутники Inmarsat-2 с увеличенной пропускной способностью (250 телефонных каналов, ЭИИМ 39 дБВт). В июле 1990 г. организация Inmarsat заключила контракт на разработку спутника следующего поколения, пропускная способность которого еще возрастет в 20 раз. Новый ретранслятор обеспечит одновременную работу спутниковой станции на антенны с глобальным лучом и с пятью парциальными лучами, направляемыми в зоны большого трафика.

С вводом спутников Inmarsat-2 и соответственного увеличения пропускной способности появляется возможность организации каналов телекодовой связи посредством портативных земных станций "Стандарт-C" с изотропной (ненаправленной) антенной. Подобная станция может быть размещена на малых судах, автомобилях и на других транспортных средствах. Основные данные станции приведены в таблице.

Организация Inmarsat уделяет также внимание решению еще одной проблемы – созданию системы авиационной спутниковой связи. На первом этапе ее развития выбраны параметры самолетных станций "Стандарт-АЭРО" для ведения телекодовой и цифровой телефонной связи (в таблице приведены основные параметры самолетных станций "Крыло-C" и "Астероид-АЭРО", разработанные Московским НИИ радиосвязи).

Таблица

Большой интерес представляет спутниковая связь в арктических широтах, поскольку эффективные трассы полетов проходят через Северный полюс, где геостационарный ИСЗ не охватывает зону их обслуживания. Поэтому в нашей стране начата разработка (по программе "Марафон") спутника типа "Маяк" (в диапазоне 1,5/1,6 ГГц) для запуска на высокую эллиптическую орбиту. Он представляет также интерес для морской и автомобильной связи, поскольку в северных широтах спутник будет виден под большими углами к горизонту, что значительно уменьшает радиозатенение радиолиний местными возвышенностями и строениями.

Для подвижной спутниковой службы сохраняется тенденция к увеличению энергетических характеристик спутниковых каналов в целях обеспечения портативности абонентских станций. Для этого необходимы спутники с многолучевыми антеннами, что, например, предусматривается в проекте глобальной системы спутниковой связи "Глобис" (головной разработчик НПО "Энергия") – многолучевая антенна имеет ширину парциального луча в 1°. Реализация подобного проекта позволит создать телефонные каналы для самолетов, оснащенных радиостанцией с ненаправленной антенной.

Успехи в космических технологиях последних лет, а также достижения в микроэлектронике, в сжатии спектра речевых сигналов и разработке лазерных линий межспутниковой связи вызвали большой интерес к использованию легких низколетящих ИСЗ для ПСС.

Интерес к ним обусловлен тем, что запуск легкого ИСЗ на низкую орбиту может быть осуществлен в срок до 48 ч с нестационарных пусковых установок (без дорогостоящего обслуживающего персонала) с помощью недорогих ракетных носителей. Ожидается, что основными потребителями легких ИСЗ станут страны, которым в короткие сроки необходимо развернуть недорогую систему ПСС, обеспечивающую связь с портативными абонентскими станциями, имеющими ненаправленные антенны, а также системы связи с подвижными объектами. Исследования NASA показали, что в США серьезными работами по легким спутникам занимается 36 фирм, университетов и других организаций. Ожидается, что до 2000 г. будет запущено около 3000 таких ИСЗ.

Различают два типа систем. В наиболее простых из них (типа "Электронная почта") пакеты цифровой информации передаются через ИСЗ-ретранслятор непосредственно или с задержкой на время доставки информации по трассе полета.

Другой тип систем обеспечивает непрерывную телефонную и телекодовую связь. Они имеют ряд особенностей: зоны радиовидимости отдельных космических аппаратов (КА) необходимо объединять в единое информационное пространство, в силу чего каналы между абонентами становятся интегральными и могут включать в себя несколько звеньев с бортовыми и наземными ретрансляторами; конфигурация и протяженность интегральных каналов (маршрутов связи) изменяются во времени из-за быстрого перемещения КА по орбитам; при изменении маршрута связи или смене лучей (если на КА установлены многолучевые антенны) в системе могут возникать перерывы связи и др.

Центральной проблемой при построении системы телефонной связи на основе низколетов является обеспечение непрерывности связи между удаленными абонентами. Из-за особенности радиовидимости низколетов и малых зон обслуживания, приходится применять большое число ИСЗ (несколько десятков) и ретрансляционных линий между ними, что значительно усложняет систему и организацию связи.

Технико-экономические расчеты показывают, что преимущества систем на базе низколетов по сравнению с системами на геостационарных спутниках наиболее ярко проявляются при создании глобальных систем связи с малогабаритными абонентскими станциями, имеющими изотропные антенны.

Разработан ряд проектов систем телефонной связи на основе "низколетов", в частности, системы Indium и Globalstar в США, "Коскон", "Паллада", "Сигнал" в России.

Интересен технически смелый проект глобальной системы Indium (фирма Motorola). В нем реализован ряд сложнейших технических решений – космическая система состоит из многих синхронно движущихся ИСЗ, межспутниковых линий передачи, многолучевых антенн; обработка сигналов происходит на борту, карманная абонентская радиостанция с персональным вызовом (Пейджинг) обеспечивает телефонную связь и передачу данных. >

Система базируется на 66 легких (масса 689 кг) ИСЗ, равномерно размещенных на шести полярных орбитах (по 11 ИСЗ на каждой орбите) высотой 780 км, плоскости которых разнесены на 30°, но совпадают по фазе движения. Каждый ИСЗ связан с четырьмя соседними межспутниковыми линиями (в направлении вперед-назад и вправо-влево). Ретранслятор работает на многолучевую антенну с числом узких лучей 48, что позволяет организовать в системе 2100 активных лучей одновременно, т. е. создать ячеистую (сотовую) зону обслуживания на всей поверхности Земли.

Наземный комплекс Iridium включает Центр управления системой и около 20 земных станций сопряжения, на которые возлагаются функции взаимодействия сети с наземными сетями общего пользования, а также вызова абонентов, предоставления им доступа к сети, ведения регистрации абонентов и их местонахождения. Сеть построена по принципу коммутации пакетов, причем она осуществляется как на спутниках (маршрутизация пакетов по данным заголовка), так и на земных станциях сопряжения.

В системе принят многостанционный доступ с частотно-временным разделением каналов FDMA/TDMA, для межспутниковых линий и станций сопряжения предусматривается диапазон частот 19...29 ГГц, для абонентских линий "Земля -ИСЗ" и "ИСЗ – Земля" – использование двух полос в диапазоне частот 1610...1626,5 МГц.

Система Iridium сможет охватить связью до 1,5 млн. абонентов. Расчетная плата составляет 3 доллара за минуту. Планируется произвести запуск первых ИСЗ в 1996 г. и ввод системы в действие в 1998 г. В создании системы участвует ряд зарубежных крупных фирм и среди них отечественная – Государственный космический научно-производственный центр имени Хруничева, который является ответственным за вывод на орбиту 21 спутника, что может быть проделано посредством запуска трех ракет типа "Протон".

Проект системы Globalstar основан на более простых технических решениях. Он включает 48 ИСЗ на восьми орбитах высотой 1414 км и наклонением 52°. Межспутниковая связь не применяется, поэтому ИСЗ более просты и имеют вес 390 кг. Бортовая антенна формирует 16 лучей. Многостанционный доступ на спутник основан на кодовом разделении каналов CDMA. Радиосвязь между абонентами, находящимися в зонах обслуживания различных спутников, осуществляется с помощью сети ретрансляторов, находящихся на земных шлюзовых станциях. Последние соединены с сетями связи общего пользования. Для работы абонентских станций планируется задействовать для линии "Земля – ИСЗ" участок диапазона частот в полосе 1610...1626,5 МГц, а линии "ИСЗ – Земля" – 2483...2500 МГц.

Однако упрощение системы привело к потере важного ее качества – глобальности связи (исключаются полярные области и океанские районы, не имеющие шлюзовых станций).

Проекты систем "Коскон" и "Паллада" (разработчик МНИИРС) ориентированы на еще более экономичное построение. Относительно высокие орбиты ИСЗ (1640 км) и симметричная структура космической группировки позволит уменьшить число ИСЗ в системе до минимальных значений – 24.

При региональном обслуживании (стран СНГ) связь между зонами радиовидимости отдельных ИСЗ осуществляется с помощью девяти наземных ретрансляторов, т. е. исключается межспутниковая связь, что существенно упрощает построение ИСЗ. В зависимости от выбранного диапазона частот портативные абонентские станции оснащаются ненаправленными или направленными антеннами.

Несомненно, интерес к системам на основе низколетящих спутников вызван актуальностью персональной связи, реализация которой – задача предстоящего десятилетия.

Радиовещательная спутниковая служба (РСС). В нашей стране ее началу послужил запуск в 1976 г. спутника "Экран" с мощностью передатчика порядка 200 Вт в диапазоне частот 714 МГц. Большая мощность передатчика позволила применить портативные приемные станции с простыми антеннами в виде синфазных решеток типа "волновой канал". Телевизионное вещание с помощью спутника "Экран" и системы ТВ "Москва" послужили прообразом непосредственного телевизионного вещания НТВ-12, актуальность которого проявилась в последние годы.

В РСС также утверждается принцип персонализации связи, т. е. программы принимаются непосредственно на индивидуальные бытовые приемники.

Изучение данной проблемы показало, что непосредственный прием телевидения (НТВ) энергетически затруднен и может быть осуществлен с помощью специальной приемной приставки к телевизору, включающей небольшую параболическую антенну (диаметром 0,6...1,5 м) с малошумящим усилителем. При этом спутник должен иметь достаточно высокую мощность излучения (порядка 50...60 дБВт).

Международный союз электросвязи в 1977 и 1983 гг. утвердил международный план спутникового ТВ вещания в диапазоне 12 ГГц (НТВ-12). В планах зафиксированы: позиции ИСЗ на геостационарной орбите, номера частотных каналов, ЭИИМ бортового передатчика, параметры бортовой передающей антенны (ширина основного луча и вид поляризации).

Позиции ИСЗ разнесены на 4° – 6°, диапазон разбит на 32–40 частотных каналов с полосой 27 МГц, ЭИИМ в канале ограничено величиной порядка 67 дБВт.

Для спутников б. СССР выделены пять позиций на геостационарной орбите: 23°, 44°, 74°, 110° и 140° в. д. Общее число выделенных каналов (частот-лучей) равно 70.

Следует отметить, что из-за исторически сложившегося развития технических средств, для непосредственного телевидения применяется также диапазон 11 ГГц, выделенный для фиксированной службы.

В период 1987–1989 гг. в интересах НТВ-12 был выведен ряд европейских спутников: TV-SAT-1, TV-SAT-2, TDF-1, TDF-2, TELE-X и др. Высокая ЭИИМ достигается применением передатчиков мощностью 100–200 Вт и остронаправленных антенн.

В зоне основного луча прием НТВ-12 обеспечивается посредством терминалов с малыми антеннами. По мере удаления от этой зоны диаметр антенны должен быть соответственно увеличен. Например, для приема программ от спутников TV-SAT и TDF в Москве необходимо иметь антенны диаметром 1,5–2,5 м. В 1992 г. в мире для приема НТВ-12 использовалось уже 79 ИСЗ, на которых имелось более 1000 частото-лучей, направленных в различные регионы.

В России для НТВ-12 в январе 1994 г. запущен первый коммерческий спутник "Галс". Он выведен на орбиту в плановую точку 44° и имеет три канала, ЭИИМ 55–56 дБВт, ширина диаграммы направленности бортовых антенн составляет 1,2x0,9°и 2,5x1,25°.

На основе приемного терминала НТВ-12 в принципе возможна также организация высококачественной передачи радиовещательных программ с прослушиванием на бытовые УКВ радиоприемники. Для этой цели один из каналов спутника НТВ-12 должен быть задействован для передачи многопрограммного радиовещания. Терминал одновременно принимает ТВ и РВ программы с понижением промежуточной частоты РВ в диапазоне порядка 100 МГц, на котором работают УКВ-ЧМ приемники. При этом в принципе возможна передача РВ программ и звукового сопровождения ТВ программ на многих национальных языках.

Следует отметить, что для широкого внедрения НТВ необходимы многопрограммные спутники с числом программ, равным нескольким десяткам с тем, чтобы с приобретением сравнительно дорогого приемного терминала зритель смог бы резко увеличить свой телевизионный выбор. В этой связи актуальными являются работы по цифровому сжатию телевизионных изображений для передачи по спутниковым каналам связи за счет устранения избыточности (например, работы, проводимые в НИИ Радио). При этом в одном частотном стволе ретранслятора можно будет передать до 6–10 телевизионных программ.

В связи с актуальностью развития многопрограммного ТВ вещания в России в Федеральную Программу развития спутниковой связи и вещания включены работы по созданию серии спутников "Галс". Постановлением Правительства РФ № 1282 от 11 декабря 1993 г. предписывается реализация этой серии в сжатые сроки. В перспективе предусматривается разработка модифицированного спутника "Галс-Р" с увеличенным числом стволов до 6...12. В этом плане Минсвязи России направило в Международный союз электросвязи заявку на новые орбитальные и частотные присвоения, которые предусматривают выделение для России по 16 частотных ТВ каналов на каждой из пяти позиций установки спутников.

Таким образом, в России начало второго столетия радио ознаменуется интенсивными работами по развитию НТВ.

Статья опубликована в журнале "Электросвязь" №1, 1995 г., стр. 20.
Перепечатывается с разрешения редакции.