MINISTERUL EDUCAŢIEI AL REPUBLICII MOLDOVA

UNIVERSITATEA TEHNICĂ A MOLDOVEI

FACULTATEA RADIOELECTRONICĂ ŞI

TELECOMUNICAŢII

Catedra Radiocomunicatii

REFERAT

La disciplina: “Comunicaţii mobile”

La Tema: Comunicatii TV prin Satelit

A efectuat

st. gr. TLC-074

Popescu Elena

A verificat

conf. univ. dr.

Avram Ion

CHIŞINĂU

2010

Primul semnal de televiziune prin satelit a fost transmis in anul 1962 din

Europa catre America de Nord prin satelitul TELSTAR.

Primul satelit geostationar de comunicatii, SYNCOM 2, a fost lansat in

1963. Primul satelit comercial de comunicatii prin satelit, denumit INTELSAT I

(poreclit Early Bird), a fost lansat pe o orbita sincrona la data de 6 aprilie 1965.

Prima retea nationala de televiziune prin satelit, denumit ORBITA, a fost

creata in URSS in 1967, si a fost bazata pe principiul de a folosi satelitul

MOLNYA pentru retransmisie si furnizarea de semnal TV catre statii de sol care

emiteau apoi programul tv in eter.

Primul satelit nord-american pentru semnal de televiziune a fost ANIK 1,

satelit canadian geostationar, lansat in 1972.

ATS-6, primul experiment de invatamant in lume cu transmisie directa prin

satelit, a fost lansat in 1974.

Primul satelit geostationar capabil sa transmita semnal de televiziune Direct-To-

Home, s-a numit EKRAN si a fost lansat in 1976 in fosta Uniune Sovietica.

EVOLUTIA COMUNICATIILOR PRIN SATELIT

Generatia I:

- de la mijlocul anilor ’60 pana la mijlocul anilor ‘70

- satelitii erau de dimensiuni mici si puterea pe care o transmiteau spre Pamant

era redusa. Dimensiunile antenelor statiilor terestre trebuiau sa fie foarte mari (in

jur de 30 m diametrul) pentru a obtine castiguri suficient de bune; antene trebuiau

fixate pe sol.

-primul satelit INTELSAT (cunoscut sub numele “Early Bird” si lansat in 1965)

cantarea 40 de kilograme pe o orbita geostationara.

Generatia II:

- anii ’80

- dimensiunile satelitilor si ale antenelor cu care acestia erau echipati au crescut,

ceea ce le-a permis sa lucreze cu puteri mai mari. Diametrele antenelor statiilor de

sol s-au micsorat, ajungand la valori de ordinal metrilor.

VSAT (very small aperture terminals).

Satelitii de la INTELSAT-VII cantaresc 1500 de kilograme pe orbita, iar diametrul

antenei terestre este mai mic de 2 metri. Aceste antene erau, totusi, prea mari

pentru a putea fi instalate pe mobile cum sunt avioanele sau automobilele.

In 1982 The International Maritime Satellite Organization (INMARSAT) a

demarat o serie de servicii de comunicatii prin satelit in domeniul marinei

comerciale in oceanele Atlantic, Pacific si Indian. Ulterior aceste servicii au fost

extinse si in domeniul aviatiei si al transporturilor terestre.

Generatia III:

In secolul 21: sistemele personale de comunicatii prin satelit: fiecare individ

acceseaza direct satelitul pentru a stabili un canal de comunicatie cu ajutorul unui

terminal de mana.Utilizarea benzilor de frecvente foarte inalte (banda Ka -

30/20GHz, 47/44GHz si unde milimetrice).

In cazul comunicatiilor personale prin satelit, terminalele ‘handheld’ opereaza cu

puteri de emisie mici, iar antenele lor au castiguri reduse

Satelitii utilizati pentru semnale de televiziune sunt lansati pe o orbita

geostationara ecuatoriala, la inaltimea de 37000 km.

Televiziunea prin satelit, ca si alte comunicatii prin satelit, incepe cu un

semnal (uplink) emis de la sol prin o antena de dimensiuni mari in diametru.

Cresterea in diametru determina o crestere a nivelului si calitatii semnalui

receptionat de satelit. Antena de la sol este indreptata spre un anumit satelit iar

semnalele sunt transmise intr-un anumit interval de frecvente, in asa fel incat sa fie

primite de catre unul din transpondere de la bordul satelitului, acordat in acest

interval de frecventa.

Transponderul de pe satelit efectueaza retransmitere (downlink) de semnale tv

inapoi pe pamant, dar la o alta banda de frecventa, proces cunoscut sub numele de

translatie, folosit pentru a se evita interferentele cu legatura uplink, de obicei in C-

Band (4.8 GHz) sau Ku-Band ( 12.18 GHz), sau ambele.

Receptorul de satelit este un receptor capabil a receptiona semnalele transmise

liber sau codat, in diverse standarde si sa le converteasca in semnalul de iesire dorit

(date, audio, video, televiziune, etc.).

Comparaţie intre tehnologiile de telecomunicaţii

In prezent, practic “toată lumea” vrea si trebuie să comunice cu “toată lumea”. Ca

urmare, sistemele de telecomunicaţii, cu rare excepţii, indiferent de tip, sunt

structurate in reţele. Modul in care un sistem, o reţea de telecomunicaţii, asigură

legăturile intre diversi utilizatori se numeste conectivitate. Formele primare de

conectivitate sunt: 1) punct cu punct; 2) punct cu multipunct; 3) multipunct cu

punct; 4) multipunct cu multipunct. Evident, legăturile trebuie să fie bidirecţionale.

Pentru detaliere se va considera sistemul de comunicaţii spaţiale.

1. Conectivitatea punct cu punct, asigură legătura intre două puncte fixe ;a fost

primul sistem utilizat in CS si in prezent nu se mai foloseste.

2. Conectivitatea punct cu multipunct, tip radiodifuziune permite transmisii

unidirecţionale, dintr-o singură staţie la numeroase altele care pot numai să

recepţioneze .

Sistemele de televiziune prin satelit sunt un exemplu tipic.

3. Conectivitatea multipunct cu punct permite conectarea bidirecţională din mai

multe staţii la o singură staţie principală. De la satelit se transmite către numerosi

utilizatori in sistem de radiodifuziune; de la staţii se transmite spre satelit printr-o

tehnică de acces multiplu De obicei procedeul asigură conectarea multor staţii de

capacitate mică la o staţie de mare capacitate.

4. Conectivitatea multipunct cu multipunct este realizată atunci cand mai multe

staţii folosesc in comun resursele satelitului, atat pentru transmisii cat si pentru

recepţii (această tehnică se numeste acces multiplu)

In prezent se folosesc pe scară largă mai multe tehnologii pentru reţele de

telecomunicaţii:

1) prin perechi de cable torsadate (telefonie);

2)prin cablu coaxial si fibră optică;

3) prin reţeleradio locale;

4) prin radiorelee;

5) prin sateliţi.

Aceste tehnologii sunt mai mult complementare decat concurente, fiecare

satisfăcand, cu avantaje mai mari, necesităţi specifice. Primele patru tehnologii

sunt avantajoase pentru comunicaţii locale si regionale, cu conectivitate punct cu

punct (se pot realiza si conectivităţi multipunct cu multipunct dar numai prin

“interconectarea” punctelor, prin comutare). Sistemele de CS prin insăsi natura lor,

acoperă arii imense si asigură orice tip de conectivitate fără comutare – din acest

punct de vedere, avantajul este formidabil. In schimb, sistemele cu cablu coaxial si

fibră optică pot asigura viteze de transmisie mult mai mari iar sistemele cu cabluri

torsadate există deja. Sistemele de RR sunt ieftine si de asemena, de multă vreme

in funcţie. Reţelele radio locale sunt ieftine si mai usor adaptabile necesităţilor

locale.

Intr-un fel, sistemele RR si CS sunt asemănătoare, folosind aceleasi principii de

transmisie, cam aceleasi benzi de frecvenţă si in consecinţă echipamente construite

pe aceleasi principii. Deosebirile majore provin din modul de lucru (punct cu punct

in RR, multipunct cu multipunct in CS) si distanţele parcurse de unde intre staţii.

Semnalele de televiziune(video,sunet,teletext,etc)specific transmisiei prin

intermediul satelitilor artificiali ai pamintului ,parcurg peste 70000 km,,pe

traseul:studioul tv ,statia de emisie-receptie terestra,traseul ascendant,satelit,traseul

descendent,receptorul de semnalul tv transmise prin satelit si in final

televizorul.Inainte de a fi emis in spatiu de catre statia de emisie terestra,semnalul

tv provenit din studioul tv moduleaza in frecventa o “purtatoare”de frecventa

foarte inalta,de ordinal gigahertilor.Aceasta purtatoare transporta semnalul tv pe

traseul ascendant.

Pentru a avea in permanenta controlul asupra parametrilor specifici satelitului

(pozitia de orbita,puterea emisa,etc),intre satelit si statia de emisie terestra se

asigura si o legatura bidirectionala de telecontrol,telemetrie si telecomanda.

Satelitul receptioneaza semnalele tv transmise de la sol ,pe traseul ascendant,apoi

le transmite catre sol,sub forma de fascicol,astfel incit undele electromagnetice sa

fie concentrate pe o anumita suprafata a pamintului.

Semnificatia termenului “comunicatii mobile satelitare”

sunt sisteme de radiocomunicatii concepute pentru:

• vehicule terestre

• avioane

• nave

• terminale portabile

Constau, in esenta, din

• unul sau mai multi sateliti,

• una sau mai multe statii de sol fixe (gateway Earth station)

• statii mobile

• deservesc fie intreaga suprafata a Pamantului (globale), fie anumite zone

geografice (zonale).

Cele mai cunoscute sisteme satelitare

Statia Spatiala Internationala (International Space Station)

GPS - Global Positioning System

Sateliti sincroni cum ar fi:Luna

Clasificarea orbitelor

Circulare sau eliptice

– Circulara cu centru in centrul pamantului

– Elliptica cu un centru de focalizarea in centrul pamantului

Orbita in jurul pamantului in diferite plane

- Orbita ecuatoriala

- Orbita polara

- Orbite inclinate

Altitudinea satelitilor

– Orbita geostationara (GEO)

– Orbita la inaltime medie (MEO)

– Orbita la inaltime mica (LEO)

GEO – Geostationary Earth Orbit

- orbita geostationara - orbita unui satelit sincron care se roteste pe o orbita

circular in sensul de rotatie al Pamantului in planul ecuatorial al acestuia la

altitudinea de 35800 km; folosesc banda Ka

- perioada de revolutie a unui satelit geostationar este de 24 ore iar viteza sa de 3,7

km/s;

- satelitii aflati pe orbite geostationare trebuie sa fie foarte mari pentru a putea

receptiona puteri foarte scazute si a emite cu puteri mari;

-din cauza distantei foarte mare intre sol si satelit apar intarzieri importante ale

semnalului (270ms) care pot fi extrem de suparatoare in cazul transmisiunilor in

timp real (convorbiri telefonice).

-nu pot acoperi zonele polare ( peste 80 grade latitudine)

-Nu prezinta comutatie intre sateliti

Figura1 Structura orbitei geostationar(GEO)

• LEO - Low Earth Orbit

- grup de sateliti cu orbite circulare de altitudini joase (500 km – 1500 km)

- Frecventa de 800MHz, benzile L,S

- opereaza pe orbite multiple

- intarziere de 5- 15ms

- durata mai mica de viata (5ani fata de 15 pentru GEO)

- vizibil pana la 20 minute

-- exemplu: Iridium

Figura 2 Structura Orbitei la inaltime mica

MEO - Medium Earth Orbit (ICO – Intermediate Circular Orbit).

ı grup de sateliti cu orbite circulare de altitudini medii (5000 km – 12000 km

altitudine); perioada orbitala: 6 ore

ı In cazul acestor sisteme atenuarile de propagare si intarzierea semnalului au

valori mici

-Intarzieri de zeci ms (50ms)

-- vizibil cateva ore

-- exemplu: GPS

HEO - Highly Inclined Elliptical Orbit.

ı satelitii se gasesc pe orbite eliptice in jurul Pamantului, orbite care prezinta un

apogeu si un perigeu.

ı dezavantajul acestor sisteme consta in faptul ca atunci cand satelitul se afla in

apropierea apogeului distanta Pamant- satelit este foarte mare (40000 km).

Tipuri de conexiuni:

Figura 3 Configuratia comunicatiei prin satelit

Proceduri de reglementare folosite in implementarea sistemelor de

comunicatii mobile prin intermediul satelitilor

Implementarea unui sistem de comunicatii mobile prin satelit, care opereaza cu

sateliti de tip LEO, MEO sau GEO, necesita trimiterea catre ITU-R (International

Telecommunication Union- Radiocommunication Department) cu cel putin cinci

ani inainte de introducerea sistemului, a unor informatii cu privire la:

-banda de frecventa ce urmeaza a fi folosita;

-tipul de modulatie al semnalului;

-tipurile de antene, sateliti si statii terestre folosite.

In cadrul unor comitete internationale se stabilesc toate detaliile si se trimit apoi

catre aprobare, autorizare si inregistrare a sistemului la Registrul international

MIFR(Master International Freqency Register).

Se adopta reglementari internationale foarte stricte asupra acestor sisteme:

- evita interferentele cu statiile serviciilor mobile

- limitarea nivelului la granitele statale

Reglementarile sunt necesare datorita alocarii unor subdomenii in cadrul acelorasi

benzi atat pentru serviciile mobile cat si pentru cele fixe:

Servicii mobile civile: 1530MHZ-1544MHZ; 1555MHZ-1559MHZ;

1626.5MHZ-1645,5MHZ; 1656,5MHZ-1660,5MHZ

Servicii mobile maritime: 1533MHZ-1544MHZ; 1634,5MHZ-1645,5MHZ

Comunicatii fixe prin sateliti: 1550MHZ-1555MHZ; 1610MHZ- 1660,5MHZ

Radioastronomie: 1610,6MHZ-1613,5MHZ

Receptorul TV-Satelit

Receptorul TV-Satelit are rolul de a selecta canalul TV –satelit dorit a fi

vizionat,likru care spune :

-selectarea polaritatii video(pozitiva sau negativa)

-dupa relizarea indicatiilor mentionate ,imaginea trebuie sa apara pe televizor;

-acordarea pe frecventa purtatoare de sunet si stabilitatea largimii benzii de sunet

(ingusta sau larga)

Receptorul TV-satelit asigura la iesire:

-semnale video si sunet separate,pentru a fi aplicate monitoarelor TV

-o purtatoare fixa de radiofrecventa.Aceasta purtatoare este modulate in

amplitudine de semnalele video si sunet ,pentru a putea fi aplicata direct la intrarea

de antenna a unui televizor standart;

-semnalul din banda de baza (0….8MHz).Acesta se foloseste numai cind

semnalele sunt codate si se aplica ca semnal de intrare in decodare,de la a caror

iesire semnalul decodat se aplica televizorului.

Calitatea imaginei afisate pe ecranul televizorului ,cit si calitatea sunetului sint

cu atit mai bune cu cit raporturile semnal/zgomot ale semnalelor video ,respective

sunet sint mai mari.

Caracteristicile tehnice ale unui receptor TV-satelit standart sunt:

1 Caracteristici de radiofrecventa:

-frecventa de intrare:0.95…1.75MHz

-impendanta de intrare:50Ω

-banda de receptie pe canal:26…36MHz

-coeficientul de zgomot propriu:8dB

-coeficientul de unda stationara:<2dB

2 Caracteristici in videofrecventa:

-nivelul video de iesire

-banda:80Hz…5MHz

3 Caracteristici in audiofrecventa:

-nivelul audio la iesire:-10…+10dBm;600Ω

-gama de frecventa a purtatoarelor de sunet:5…9MHz

-banda audio:500Hz…15KHz

4 Caracteristicile benzii de baza:

-banda de baza:50Hz…9MHz

5 Alimentarea :

-Puterea consumata=30w

-sursa pentru LNB:+15…+24V

Cautarea/taxarea abonatului, ajustarea pozitiei satelitului:

Prin GPS (Global Positioning System) se realizeaza o pozitionare exacta a oricarui

abonat si astfel se rezolva problema cautarii si taxariiabonatilor.

-Satelitul isi poate ajusta pozitia, tot prin GPS, automat sau prin comenzi venite de

la o statie terestra care controleaza intreg sistemul

Metode de acces

• Frequency division multiple access (FDMA)

• Time division multiple access (TDMA)

• Code division multiple access (CDMA)

Forme de FDMA

Fixed-assignment multiple access (FAMA)

Asignarea benzilor este distribuita in maniera fixa intre statii.Conexiunea logica

are valori preasignate.Cererea poate varia.Utilizare neoptima

Demand-assignment multiple access (DAMA)

Asignarea capacitatii de transmisie este schimbata in functie de

cerintele fiecarei statii.

Legaturile intre sateliti si intre sateliti si statia de control de la sol respectiv cu

statiile poarta, sunt realizate in banda Ka.

- Se lucreaza cu viteze mari putandu-se asigura transmisiunile asociate initierii

apelurilor, transferului si controlului comunicatiei.

- Exista mai multe statii poarta pentru conectarea la reteaua publica: acestea

folosesc antene parabolic cu castig mare pentru a urmari satelitii.

- Terminalele de abonat sunt terminale de mana sau terminale de pager de

buzunar.

- Fiecare satelit poate asigura 100 de cai telefonice

- Prelucrarea apelurilor are la baza standardul GSM

Avantajele utilizarii transmisiilor satelitare

Sistem dual: Utilizatorii serviciilor conventionale terestre mobile vor putea

comuta pe serviciul de satelit cand se afla in afara ariei de acoperire a retelei

clasice.

a)Legatura prin intermediul satelitului poate furniza rute pentru apeluri

blocate in reteaua terestra datorita unor posible umbriri de catre diverse structuri

geografice.

b)Utilizatorii vor putea sa emita si sa receptioneze apeluri ori pe calea

celulelor terestre ori, in absenta acestora, direct prin satelit.

Sistem global multifunctional: Interfete intre toate sistemele terestre mobile

existente: GSM, AMPS, NMT, DCS, IS-95.

In afara comunicatiilor vocale se realizeaza comunicatii de date, paging, fax prin

implementarea unor porturi de date externe si buffere interne de memorie.

Sistem global care sa cuprinda si accesul la Internet, videoconferinte si

multimedia.

Concluzii: Satelitii de telecomunicatii, dupa cum spune si numele, au fost creati

pentru a face posibila realizarea unor canale de telecomunicatii. Satelitii de

telecomunicatii activi sunt echipati cu aparatura electronica de receptie si emisie,

efectuand anumite modificari semnalului primit. Satelitii de telecomunicatii pasivi

retransmit semnalele primite in urma reflexiei acestora de suprafata lor.. Unul din

avantajele majore este acoperirea globala pe care o au majoritatea satelitilor.

Satelitii de telecomunicatii sunt intrebuintati in aproape toate domeniile

comunicatiilor: televiziune, radio, telefonie, transmisii de date, videoconferinte,

invatamant la distanta, internet.In prezent, sistemele de CS folosesc staţii

intermediare active si sistemele de CS utilizează numai sateliţi activi, cu lucru in

timp real.