1. Lecture 7 Lecture content:
Polatforms for transmitting and receiving TV signals via satellite
Standards for transmitting TV signals of various formats over satellites.
DVBS-T and DVBS-T2 standards.
Satellite frequency range.
Land - satellite landing model.
Satellite dish.
LNB converters.
Satellite receivers.
The European Commission support for the production of this publication does not constitute an endorsement of the contents which reflects the views only of
the authors, and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

2. DVB-S i DVB-S2
Analogna tv od na satelitu Eutelsat I-F4 - RTS
DVB-S je za SD u Evropi usvojen 1994.
U Japanu za HDTV od u SAD od 1998.
DVB-S je za HD u Evropi usvojen 1. janura godine.
Od u Evropi počinje ekspanzija HDTV kanala
DVB-S2 ima veći kapacitet, oko 30% bolje performanse od DVB-S – koristi MPEG-4 AVC (H.264)
HDTV sa MPEG 4 se emituje sa istim protokom koji je bio potreban za SDTV sa MPEG2
Danas imaju: Engleska 109, Italija 78, Nemačka 90, Ujedinjeni Arapski Emirati 57 HD kanala (podaci za 2013.god.)
Digitalni servisi su se u početku koristili kao feedovi za napajanje zemaljskih predajnika ili za distribuciju do kablovskih stanica.

3. Satelitska difuzija
Za prenos i prijem televizijskih signala sa satelita koriste se četiri frekvencijska opsega (banda): S, C, Ku i Ka. S (2,50 – 2,70), C (3,70 – 4,20), Ku (10,70 – 12,75), Ka (17,7 – 21,2) GHz
Širina kanala: MHz
Sateliti novije generacije imaju širinu propusnog opsega (band-width) transpondera 36 MHz ili 72 MHz.
Signal koji se šalje prema satelitu sa zemaljske stanice naziva se uzlazni signal ap-link (up-link), a signal koji se prima sa satelita naziva se silazni signal daun-link (down-link) i oni se razlikuju po frekvenciji.
Za kompresiju SD i HD signala koristi se MPEG 4 (H264), a za kompresiju UHDTV HEVC (H265)
U transponderu satelita primljeni signal najpre se pojačava, onda konvertuje u opseg silazne učestanosti (10,7 do 12,75) GHz.
koriste se metode modulacije koje dopuštaju uštedu na snazi, na račun proširenja frekvencijskog opsega.
U analognoj TV: frekfencijska modulacija, u digitalnoj: 4QAM, 16QAM, 64QAM, PSK, APSK ... Za UHDTV HEVC (H265)
Obično satelit ima do 32 transpondera, svaki širine kanala MHz. Postoji vise od 3000 sat. kanala
Na prijamnoj strani parabolična antena (45-90 cm) prima signal sa satelita, i pomoću LNB ga pojačava, filtrira i spušta signal na nižu frekvenciju koji se koaksijalnim kablom vodi dalje prema satelitskom prijamniku.

4. Satelitski frekvencijski opseg
Ku band je funkcionalno podeljen na tri podopsega učestanosti:
FSS (Fixed Satellite Service) 10, ,70GHz (FSS), kasnije je uveden još jedan podopseg od 10, ,95 GHz.
DBS (Direct Broadcast Service) od 11,70 GHz - 12,50 GHz
Telecom, Bussinessband, od 12,50 GHz - 12,75GHz
Broadcast Service od 10,7 – 12,75
Ku band, ima niz prednosti nad C bandom koje se ogledaju u:
manje dimenzije satelitske opreme, λ= c/f
antene u C bandu su mnogo veće.

5. Satelitska difuzija Podela satelita:
Sateliti male snage – interkontinentalni telefonski saobraćaj, dotur TV signala kablovskim TV kompanijama, snaga predajnika 25W - za prijem signala potrebne su antene od oko 3m
Sateliti srednje snage – za radiodifuziju, ASTRA, EUTELSAT, HOT BIRD…snaga predajnika od oko 50-60W - za prijem signala dovoljna veličina antene od oko cm, zavisno od lokacije
Sateliti velike snage – snaga predajnika od oko 100W - za prijem signala potrebne su antene od oko 30cm.
Signala koji se prostire do 5 km kroz kišu i frekvenciju od 10 GHz, slabi usled jake kiše do 15 dB.

6. Zona pokrivanja satelita
Satelit se kreće u ekvatorijalnoj ravni po kružnoj putanji koja je od površine Zemlje udaljena km.
Ugaona brzina zemlje oko svoje ose i ugaona brzina obrtanja satelita oko Zemlje međusobno su jednake.
Zbog toga se satelit uvek nalazi iznad jedne tačke na zemlji, odnosno posmatrano sa zemlje satelit se ne kreće - sateliti ovog tipa se nazivaju geostacionarni sateliti
Uz pomoć tri satelita direktno iznad Ekvatora moguće je elektromagnetnim talasom pokriti celu površinu Zemlje. Svaki takav satelit pokriva oko (36) 40% Zemljine površine.

7. Zona pokrivanja satelita
Tri geostacionarna satelita pokrivaju celu zemljinu kuglu
Svaki satelit ne pokriva svojim signalom jednako celu površinu zemlje već samo jedan uži snop.
Površina pokrivenog područja je oblika kruga ili elipse, a veličina zavisi od snage satelita.
Najači signal je u sredini snopa. Idući prema ivičnim delovima jačina signala opada, da bi se na ivicama toliko smanjila da se ne može primati bez korišćenja višemetarskih satelitskih antena (baterijska lampa)

8. Model ostvarivanja veze zemlja-satelit
Signali koji se šalju sa zemaljske stanice prema satelitu (uzlazni signal - ››uplink‹‹) imaju različitu učestanost od signala koji se šalju sa satelita prema prijemnoj anteni, (daunlink, down) da bi se izbegla mogućnost interferencije
Učestanost uzlaznih signala je u opsegu od (14 -19)GHz, dok je učestanost silaznih signala različita i zavisi od opsega u kome satelit emituje program ( )GHz
Oznake 14/11 GHz i 14/12 GHz, prvi broj označava opseg uzlazne učestanosti, a drugi opseg silazne učestanosti.

9. Model ostvarivanja veze zemlja-satelit
Predajna antena A1 je nekoliko puta većeg prečnika (nekoliko metara i više) od prijemne antene A2.Zbog toga da bi izračena energija EMT sa antene A1 bila koncentrisana u vrlo uzak snop na transpoderu satelita
Uzlazni signal može biti dodatno oslabljen signalima drugih zemaljskih stanica ka susednim satelitima, dok silazni signal može biti oslabljen signalima koji dolaze sa drugih satelita koji su u blizini.

10. Model ostvarivanja veze zemlja-satelit
Signal se moduliše na noseći talas čija je frekvencija u delu predviđenom za uplink, i kao takav se emituje usmerenom antenom prema satelitu
Na satelitskom transponderu ovaj signal se transponuje u jedan kanal sa frekvencijom za downlink i kao takav se reemituje sa usmerenom antenom prema Zemlji
Da bi se ovaj signal na Zemlji mogao primiti i detektovati, potrebno je da prijemna satelitska antena bude usmerena na ovaj satelit i da je satelitski prijemnik podešen na frekvenciju datog transpordera.
Dolaskom digitalne tehnologije, broj slobodnih frekvencija na jednom transporderu se znatno povećao, a sa tim u vezi i cena korišćenja frekvencije je znatno niža pa je i broj televizijskih i radio kanala znatno povećan

11. Satelitska difuzija
Frekvencijski prijemni opseg za Ku band: GHz u Evropi, C band 3,7 - 4,2 GHz - u Americi
Prednosti satelitske difuzije:
velika zona pokrivanja teritorije,
nepotrebna izgradnja mreže predajnika i repetitora,
mogućnosti prenosa većeg broja kanala istim satelitom,
međusobno povezivanju udaljenih TV studija,
mogućnošću međunarodnih prenosa i razmene programa,
Satelitski programi predstavljaju osnovni izvor za distribuciju u kablovskim sistemima.
Na prijamnoj strani parabolična antena (45-90 cm) prima signal sa satelita i pomoću LNB ga pojačava, filtrira i spušta signal na nižu frekvenciju koji se koaksijalnim kablom vodi dalje prema satelitskom prijamniku.

12. Model ostvarivanja veze zemlja-satelit
U transponderu satelita primljeni signal se najpre pojačava, a onda translira u opseg silazne učestanosti (10,7÷12,75)GHz.
Transponder predstavlja predajni sklop određenog kanala na satelitu. U analognoj tehnici za svaki emitovani program potreban je jedan transponder, dok se kod digitalne tehnologije na jedan transponder može da smestiti do desetak programa.
Obično satelit ima do 32 transpondera.
Postoji vise od 3000 sat. Kanala.
Potrebno je da snaga transpodera bude što manja zbog napajanja, to se za prenos koriste one metode modulacije koje dopuštaju uštedu na snazi na račun proširenja frekvencijskog opsega.
U analognoj to je: frekvencijska modulacija MAC signala
U digitalnoj: QPSK modulacija digitalnog signala

13. Model ostvarivanja veze satelit-zemlja
GHz
950
2150 MHz
TV kanal
AM modulacija
7 ÷ 8 MHz
PAL-SECAM-NTSC
Satellitski kanali
FM modulacija
27 ÷ 36 MHz
PAL-SECAM-NTSC
QPSK (DVB -S)
SATELITSKI
RESIVER
Positive
Sat TV programmes to be received directl by the TV set
No need of sat domestic receiver
All TV outlets can receive the TV programmes
No need of distribution Network revision
EasyTV channel change.
Negative
Limited no. of sat TV channels
As many sat units as programmes
Base band, video&audio not available
PPV channels cannot be watched
No radio channels
Community agreement 13

14. DVB-S
DVB-S - se zasniva na QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) modulaciji (impulsna kodna modulacija u kombinaciji s digitalnom faznom modulacijom)
Kod QPSK- modulacijske tehnike, signalu nosiocu se moduliše faza, a amplituda nosioca ostaje nepromenjena.
Unutar propusnog opsega jednog analognog satelitskog kanala, može se preneti 4 i više digitalna kanala do 14 – zavisi od vrste kodiranja i stepena kompresije.
Jako je efektna po snazi, što je važno u satelitskim komunikacijama.
Širina digitalnih sat. kanala: 2-7MHz, MPEG2 ili MPEG4.

15. Emitovanje HDTV- a preko satelita DVB S i DVBS 2
U Evropi 1100 HD kanala. Engleska 109, Nemačka 90, Italija 78, Ujedinjeni Arapski Emirati 57 HD kanala

16. Paraboloidna antena Ofset-antena
Satelitska difuzija
Zadatak satelitske antene jeste da skuplja signale emitovane sa satelita i da ih reflektuje i fokusira u jednu tačku, odnosno u fokus ili žarište antene.
U fokusu parabole smešten je niskošumni konvertor LNC, LNB ili SNF, na koji dolazi visokofrekvencijski signal sa satelita, opsega od 10,7 GHz do 12,75 GHz.
LNB konvertor treba da skupi sve signale koje reflektuje antena, da ih pojača (oko 50 dB, tj puta) i prebaci u drugo frekvencijsko područje (niže), koje je pogodno da se taj signal prenese koaksijalnim kablom do satelitskog prijemnika. Faktor šuma kod LNB konvertora treba da je što manji i iznosi oko 0,2 dB.
Frekvencijski opseg današnjih STB prijemnika je od 950 do MHz.
Paraboloidna antena Ofset-antena
Univerzalni dupli (twin) četvoropolni (quattro)

17. Satelitske antene
Konvertor (LNB, LNC, SNF) se sastoji iz malošumnog pojačivača i pretvarača učestanosti.
Prijemni satelitski signal se pojačava za oko 50 dB a osnovna učestanost satelitskog signala se pretvara u učestanost signala u osegu od 950 do 2150 MHz

18. Emitovanje i prijem signala sa LNB konvertora
LNB je element koji se postavlja ispred antene na nosaču LNB-a.
Njegova uloga je da signale koje skuplja satelitska antena pojača, spusti na nižu frekvenciju koje su pogodne za prenos putem koaksijalnog kabla, te da ih prosledi prijemniku.
LNB u sebi ima lokalni oscilator koji ima zadatak da primljene signale prilagodi frekvencijskom opsegu prijemnika.

19. LNB - konvertori Referenca 7475 7476 7477 7478 7494
Ulazni frekv. opseg (MHz)
Broj izlaza 1 4 2
Pojačanje (dB) 55
Faktor šuma (dB)
0.7
Lokalni oscilator (GHz)
9.75 / 10.6
Napajanje (Vdc)
Potrošnja max (mA)
150
320
300
Izlazni frkv. opseg (MHz)
Radna temperatura

20. LNB - konvertori

21. LNB napajanje i H i V polarzacija
Napajanje LNB konektora vrši se iz prijemnika preko k. kabala
kroz k. kabl se šalje napajanje LNB konvertora i dodatni upravljački signali za biranje polarizacije
= 950MHz, – 10.6 = 2150MHz
Low band ( )GHz, High band ( )GHz
12V/350mA – low band, V pol.
17V/200mA – low band, H pol.
12V/ 22KHz / 350mA, high band, V pol.
17V /22KHz / 200mA, high band, H pol.

22. Obična(standardna) i ofset antena
dvodimenzionalni prikaz obične antene (fokusna tačka u centru tanjira)
ofset antena (fokusna tačka na ivici tanjira)

23. Karakteristike satelitske antene
pojačanje, efikasnost, usmerenost, prijemni ugao i šum.
Pojačanje satelitske antene G je parametar koji pokazuje stepen fokusiranja reflektovanog signala u žižu. G(dB) = 10 log [ η (πD/λ)2]
G - pojačanje antene,
η - efikasnost antene,
D - prečnik antene i
λ - talasna dužina satelitskog signala
Uobičajena dobit antene iznosi oko dB, što znači da se signal na prijemu pojačava od do puta.

24. Karakteristike satelitske antene
Prečnik D(m)
Pojačanje G(dB)
efikasnost 65%,
učestanost 12GHz
0.8
38.1
1.0
40.1
1.2
41.6
1.5
43.6
1.8
45.2
2.0
46.1
Efikasnost antene pokazuje koji deo primljene energije satelitskog signala je zaista reflektovan i fokusiran u prijemni levak. Idealna antena treba da ima efikasnost 100%, ali su vrednosti koje se sreću u praksi u opsegu od 45%, za vrlo lošu antenu, do 70% za odličnu antenu sa paraboličnim reflektorom.

25. Karakteristike satelitske antene
Referenca
7535 Fe 9306 Al
7536 Fe 9310 Al
7363 Al 7534 Fe
7572 Fe
7575 Fe
Veći prečnik (mm)
600
800
1000
1100
1300
Opseg (GHz)
Dobitak na 11GHz (dB)
36.0
39.0
41.0
42.5 43
Offset ugao (°)
26.5
26.6
Debljina (mm)
1.5
2.5
Elevacioni ugao (°)
30-80

26. Karakteristike satelitske antene
Šum satelitske antene pokazuje koliku količinu šuma koji se generiše u okolini može da detektuje parabolični reflektor. Najveci deo šuma se dektuje preko bočnih latica antene.
Prijemni ugao određuje kolika oblast (velika ili mala) iz svemirskog prostora može da bude detektovana sa antene na LNB. Greška od 1 stepena proizvodi promašaj od oko 750km. Rastojanje od satelita je blizu km.
α = 70 λ/D
α - prijemni ugao, u stepenima
λ - talasna dužina, data u metrima i
D - prečnik paraboličnog reflektora, dat u metrima

27. DiSEqC protokol
Kod starijih prijemnika, signal od 22kHz je u analognom obliku, a kod novijih je u digitalnom obliku i naziva se DiSEqC (digitalno upravljanje satelitskom opremom).
Pomoću signala od 22kHz, moguće je menjati H i V polarizaciju kod analognih prijemnika.
Signal od 22kHz koristi se kao noseći signal za DiSEqC upravljačke signale u složenijim prijemnim sistemima.
DiSEqC protokol sadrži 256 naredbi pomoću kojih je moguće menjati:
komande za upravljanje motorizovanim antenama,
izbor različitih satelita,
izbor konvertora kod sistema s jednim zajedničkim reflektorom,
automatsko skretanje antenskog sistema prilikom promene željenog satelita itd.

28. Analogni satelitski prijemnik
LNB (Low Noise Block), konvertor treba da pojača VF ulazni signal iz Ku-banda (10.7 – 12.75)GHz i da ga prebaci u drugo, niže, frekvencijsko područje (950 do 1950 ili 2050 ili 2150)MHz.
Tjuner prima frekvencijsko područje od 950 do 1950MHz (starija generacija prijemnika), odnosno 950 do 2050 ili 2150MHz (novija generacija prijemnika).
U njemu se signal pojačava, a zatim se vrši promena njegove učestanosti, i pretvaranje na drugu međufrekvenciju od 479,5MHz.
Pojačan MF signal dolazi na frekvencijski demodulator tako da se dobije u osnovnom opsegu (Baseband).
Jedan deo signala se vodi na izlazne priključke kao audio/video izlaz i SCART ili ČINČ. Drugi deo A/V signala se vodi u RF modulator kao RF OUT.On može da se vidi na TV prijemniku na jednom od kanala.

29. Analogni satelitski prijemnik

30. Digitalni satelitski predajnik DVB – S

31. Digitalni satelitski prijemnik
Iz LNB konvertora prima signale od 950 do 2150MHz.
LNB konvertor se k.k.vezuje na F konektor.
Posle tjunera dolazi u A/D konvertor u njemu se analogni signal prevodi u digitalni, a zatim se vrši njegova demodulacija u QPSK demodulatoru.
Demodulisani digitalni signal se dalje vodi na demultiplekser i MPEG 2 dekoder, iza kojih se dobijaju digitalni video i audio signali.
Digitalni signali se u odgovarajućim kolima za D/A konverziju pretvaraju u analogne.

32. Digitalni satelitski prijemnik

33. Digitalni satelitski prijemnik- blok šema

34. 1.LNB IN - za spajanje kabla sa satelitskom antenom
2.LNB OUT - za spajanje drugog satelitskog prijemnika
3.TV I VCR SCART - za spajanje na TV prijemnik i video uređaja
4.AUDIO OUTPUT - audio stereo izlazi za spajanje na HI – FI
5.VIDEO OUTPUT - video činč izlaz
6.0/12 V OUTPUT - za upravljanje naponskom sklopkom
7.RS 232 PORT - za spajanje na računar
8.RF MODULATOR - za spajanje na TV prijemnik i zemaljsku antenu

35. Emitovanje HDTV- a preko satelita DVB S i DVBS 2
U Evropi 2010 bilo 100HDTV kanala, 2013 je 1100 HD kanala. Engleska 109, Nemačka 90, Italija 78, Ujedinjeni Arapski Emirati 57 HD kanala
U SAD HDTV se emituje satelitski + zemaljski, a u Evropi uglavnom satelitski,

36. HDTV kanali po načinu distribucije u ex republikama
Najpopularniji način distribucije HDTV kanala je DVB-C, osim Slovenije gde je IPTV najpopularniji. Posle DVB-C najzastupljeniji način distribucije HDTV je IPTV, dok je DVB-T najmanje popularan.
Srbija – RTS HD, Sport Klub HD, Sport Klub+HD, Sport Klub Prime HD, Sport Klub Premium HD, Arena Sport 1, 2, 3, 4 HD, FeelMax HD

37. HDTV kanali u ex republikama - struktura
U svim zemljama, osim Slovenije, najzastupljeniji su sportski kanali, a zatim ih prate dokumentarni, muzički i kanali kolažnog tipa.
U Sloveniji najzastupljeniji su HDTV kanali kolažnog tipa, a zatim slede dokumentarni i sportski.