همه چیز درباره تلویزیون های ماهواره ای

همه چیز درباره تلویزیون های ماهواره ای   هنگامی که برای اولین بار تلویزیون های ماهواره ای با رویکرد تجاری و بازرگانی وارد عرصه ارائه خدمات شدند، هنوز آنتن های بشقابی خانگی بسیار کم تعداد، بزرگ و گران قیمت بودند. اما امروزه یافتن پشت بام ساختمان هایی که فاقد این بشقاب ها باشند، کار دشواری به نظر می رسد. به علاوه دیگر این آنتن ها به بزرگی قدیم نیستند و بسیار کوچکتر شده اند. شرکت های تلویزیون ماهواره ای بزرگ، این روزها اوقات فراغت بسیاری از مردم جهان را با برنامه هایی همچون، فیلم، موسیقی، ورزش، اخبار و حوادث، پر می کنند. پخش برنامه های تلویزیونی ماهواره ای تقرباً مشابه پخش همگانی تلویزیونی است. پخش همگانی تلویزیونی، سرویسی است که به صورت مستقیم و بدون نیاز به سیم و کابل، برنامه های تلویزیونی را به دستگاه گیرنده بیننده می رساند.  در هر دو روش پخش همگانی و پخش ماهواره ای، ایستگاه های فرستنده برای ارسال برنامه ها از  سیگنال های رادیویی استفاده می کنند. ایستگاه های پخش همگانی از آنتن های قدرتمند و پر توان برای ارسال امواج رادیویی به نواحی تحت پوشش استفاده می کنند و در طرف دیگر بیننده گان قادرند تا بوسیله یک آنتن کوچک امواج و برنامه ها را دریافت کنند. اصلی ترین محدودیت در پخش همگانی تلویزیونی را می توان محدودیت در برد یا فضای تحت پوشش ایستگاه عنوان کرد، چراکه امواج منتشر شده از آنتن در یک خط تقرباً مستقیم ارسال می گردند و گیرنده گان برای دریافت امواج می بایست مستقیم در معرض انتشار این امواج قرار گیرند. البته در این میان موانع کوچکی همچون درختان یا ساختمان های مجاور مشکلی ایجاد نخواهند کرد، اما مانع بزرگی همچون انحناء کره زمین قادر است تا امواج رادیویی را در معرض انعکاس و انحراف قرار دهد. بدین سان، اگر تمام سطح کره زمین را صاف و مسطح در نظر بگیریم، در این حالت امواج تلویزیونی تا هزاران کیلومتر دورتر از منبع انتشار (ایستگاه) نیز قابل دریافت خواهند بود. اما کره زمین دارای سطحی کروی و انحناء می باشد که موجب ایجاد شکست در مسیر خط مستقیم انتقال سیگنال ها می گردد.از مشکلات دیگر پخش همگانی تلویزیونی کیفیت پایین و اختلال در دریافت تصاویر است که برای حل این مشکل، گیرنده باید فاصله کمتری (تا حد ممکن) با ایستگاه فرستنده تلویزیونی داشته باشد و همچنین میان این فاصله موانع کمتری نیز وجود داشته باشد.   راه حل های تلویزیون ماهواره ای:    تلویزیون های ماهواره ای مشکلات ناشی از محدودیت در برد و تحریف امواج را به واسطه انتشار امواج از طریق ماهواره های قرار گرفته در مدار زمین، تا حدود زیادی کاهش می دهند. سیستم های ماهواره ای و به خصوص ماهواره های تلویزیونی، جهت ارسال و دریافت سیگنال های رادیویی از آنتن های مخصوص که بشقابهای ماهواره (DISH) نامیده می شوند استفاده می کنند. ماهواره های تلویزیونی همگی در محدوده مدار زمین قرار گرفته اند، این ماهواره ها با سرعتی برابر 11 هزار کیلومتر در ساعت به سمت فضا پرتاب شده و در فاصله تقریبی 37.500 کیلومتری از زمین قرار خواهند گرفت. در چنین سرعت و ارتفاعی ماهواره ها می توانند هر 24 ساعت یا شبانه روز، یک بار به دور کره زمین بگردند.نسل های قدیمی سیستم های پخش تلویزیونی ماهواره ای، بر روی باند (C) که شامل گستره فرکانس رادیویی از 3.4 گیگا هرتز تا 7 گیگا هرتز بود، برنامه پخش می کردند. همچنین در انتشار دیجیتال ماهواره ای، برنامه ها هم اکنون بر روی باندی به نام (KU) با گستره 12 الی 14 گیگا هرتز پخش می شوند. اجزاء مختلف سیستم پخش ماهواره ای در روش پخش ماهواره ای موسوم به "مستقیم به خانه" (DTH)، سیستم دارای 5 جزء مهم و اصلی می باشد که عبارتند ازمنابع تامین برنامه، مرکز انتشار و پخش زمینی، ماهواره ها، آنتن های بشقابی و گیرنده گان. منابع تامین برنامه:به زبان ساده شامل برنامه هایی است که هر کانال تلویزیونی جهت پخش تهیه می کند مرکز انتشار زمینی:که یکی از اجزاء کلیدی سیستم است، محلی است که سیگنال ها و برنامه های مختلف را از کانال های تلویزیونی دریافت نموده و از آنجا به سمت ماهواره های فضایی ارسال می نماید ماهواره ها:ماهواره ها سیگنال هایی را که از طرف ایستگاه انتشار زمینی ارسال می شود دریافت نموده و آنها را دوباره به سمت زمین (با پوششی بسیار وسع)، باز می گردانند و منعکس می کنند آنتن های بشقابی:این آنتن ها، سیگنال های ارسال شده از طرف ماهواره ها را دریافت نموده و به سمت دستگاه گیرنده بیننده خانگی، هدایت می کنند. دستگاه های گیرنده:گیرنده ها، پس از دریافت سیگناهای آنتن، آنها را مرزگشایی نموده و با طی مراحل آشکار سازی تصویر، سیگنال ها را برای پخش به دستگاه تلویزیون منتقل می کنند.  اغلب ایستگاه های تلویزیونی محلی، خودشان مستقیماً برنامه ها را برای ماهواره ارسال نمی کنند بلکه از روش دیگری بهره می گیرند، بطوریکه برنامه های تولید شده مختلف را بوسیله تجهیزات ارتباطی گوناگون ابتدا برای مرکز انتشار اصلی ارسال می نمایند. این تجهیزات می توانند از قبیل فیبر های نوری ویا آنتن های ارسال و دریافت رادیویی(بدون سیم) باشند. مرکز انتشار نیز پس از دریافت برنامه ها، کیفیت آنها را با لا برده، تبدیل به سیگنال های دیجیتالی می نماید که در این مرحله حجم اطلاعات ارسالی برای هر کانال به میزانی در حدود 270 مگابایت در ثانیه می رسد. اما این حجم از اطلاعات برای ارسال و دریافت از طریق ماهواره ها زیاد به نظر می رسد، در مرحله بعد آنها به کمک روشهایی فشرده سازی شده و کم حجم خواهند شد.   فرآیند فشرده سازی تصاویر: یکی از اصلی ترین روشهای فشرده سازی حجم اطلاعات تصویری، (MPEG-2) است. این روش همان روشی است که جهت ظبط فیلم بر روی دی وی دی ها نیز به کار می رود. به کمک این استاندارد می توان حجم 270 مگابایت اولیه را تا حدود 5 الی 10 مگابایت بر ثانیه کاهش داد. مرحله فشرده سازی دیجیتال اطلاعات، یکی از کلیدی ترین و حیاتی ترین مراحل پخش تصاویر تلویزیونی ماهواره ای است. برای مثال اگر بخواهیم بدون انجام مرحله فشرده سازی، تصاویر را از طریقماهواره پخش کنیم، ممکن است نتوانیم بیش از 30 کانال را هم زمان بر روی یک ماهواره منتشر کنیم، اما به کمک فشرده سازی قادریم تا هم زمان چیزی در حدود 200 کانال را بر روی همان ماهواره منتشر و پخش کنیم. اما سیگنال های فشرده شده (MPEG-2) براحتی قابل نمایش نخواهند بود و در واقع در مرحله فشرده سازی به نوعی دارای کدبندی و رمزگذاری شده اند. از این رو وظیفه گیرنده ماهواره ای، این است که سیگنال های دریافتی را رمزگشایی نموده و قابل پخش کند.   رمز گشایی تصاویر: معمولاً گیرنده ها برای انجام این کار هر فریم از تصاویر را جداگانه مورد تجزیه و تحلیل قرار داده و آن را رمزگشایی می کنند. هر فریم از سه روش ممکن است رمزگشایی شود که به شرح زیر است: 1- intraframeاین روش که حداقل فشردگی را دارا می باشد، شامل تمامی اطلاعات مربوط به یک تصویر در یک فریم است. 2- predicated-frameاین روش برای گیرنده تعیین میکند تا چگونه اطلاعات جدید و تصاویر قبلی را ترکیب و تعیین نموده و فریم های بعدی را به کمک ترکیب جدید نمایش دهد. در حقیقت در این روش تنها اطلاعاتی شامل تغییرات در وضعیت تصاویر قبلی، منتقل می شوند نه تمامی اطلاعات تصویر. بنابر این، دستگاه گیرنده با اعمال اطلاعات مربوط به تغییرات تصویر بر روی تصاویر گذشته، تصاویر جدید را تولید و پخش می نماید. 3- bidirectional-frameاین روش نیز ترکیبی از دو روش پیش گفته را شامل می شود. لازم به ذکر است که نرخ یا میزان فشرده سازی اطلاعات بستگی به نوع برنامه ها دارد. مثلاً در هنگام پخش اخبار(وقتی تصویر گوینده را در حال خواندن خبر نشان میدهد) حجم اطلاعات فشرده شده کم تر از مواقع دیگر است، چراکه در این حالت، تصویر حداقل تغییرات را خواهد داشت و دارای بیشترین پایداری می باشد. در مقابل در برنامه های دیگری مانند یک فیلم اکشن یا کلیپ موسیقی، هر فریم یا تصویر نسبت به فریم قبلی تغییرات زیادی خواهد داشت، بنابر این نیاز به روشMPEG-2 برای رمزگشایی خواهد بود.   آنتن بشقابی: یک بشقاب ماهواره ای نوعی بخصوص از آنتن است که برای متمرکز نمودن سیگنال های دریافتی از طرف ماهواره طراحی شده است. یک آنتن بشقابی استاندارد متشکل از یک قطعه فلزی سهمی شکل و چند پایه نگهدارنده است. ذکر این نکته مهم است که یک آنتن بشقابی دریافت کننده، قادر به ارسال اطلاعات نمی باشد و تنها آنها را می گیرد. هنگامیکه بک بشقاب ماهواره ای روبروی جهت ارسال سیگنال ها از طرف ماهواره واقع می شود، سیگنال ها را پس از برخورد با سطح منحنی شکل خود به سمت مرکز یا کانون سهمی متمرکز نموده و منعکس می کند، درست همانند یک آینه مقعر که نور را به سمت نقطه معینی، متمرکز می کند.در حالت آرمانی که هیچ مانعی میان مسیر ماهواره تا آنتن گیرنده وجود ندارد، آنتن های بشقابی سیگنال ها را با بهترین و بیشترین وضوح دریافت می کنند. در حالتی که نیاز به دریافت سیگنال های دو یا چند ماهواره بوسیله یک بشقاب داریم، می بایست آن ماهواره ها در فضا نسبت به یکدیگر نزدیک باشند. در نقطه کانونی یا محل تمرکز سیگنال های منعکس شده از آنتن، همواره به یک قطعه مبدل کاهنده نویز نیاز می باشد که به آن (ال ان بی)Low Noise Blockdown converter نیز گفته می شود. این وسیله، سیگنال های اصلی را تقویت کرده و سیگنال های رادیویی اضافی را که حامل اطلاعات و تصاویر نمی باشند (امواج رادیویی متفرقه و مزاحم) ر ا از آن جدا می نماید، سپس آنها را به سمت گیرنده ماهواره ای هدایت می کند. گیرنده ها receiver  آخرین بخش از سیتم پخش تلویزیون ماهواره ای، گیرنده می باشد. این بخش انجام 4 وظیفه اساسی را بر عهده دارد1 - رمزگشایی و آشکارسازی سیگنال های دریافتی2- دریافت سیگنال ها با فرمت (MPEG-2) و تبدیل آنها به فرمت آنالوگ برای استفاده و پخش در تلویزیون های معمولی3- تشخیص و استخراج سیگنال های مربوط به یک کانال خاص، از میان گستره وسیع سیگنال های دریافتی کانال های مختلف، بطوریکه در هر لحظه که شما کانال را تعویض می کنید، سیگنال های مربوطه نیز به سرعت تعویض می شوند. بر این اساس شما قادر خواهید بود تا در هر لحظه فقط یک کانال رادیویی یا تلویزیونی را بشنوید یا ببینید نه بیشتر.4- دریافت اطلاعات کمکی مختلف از قبیل ساعات پخش برنامه ها، لیست برنامه های روزانه و هفتگی، و یا تله تکست ماهواره ای گیرنده ها علاوه بر موارد یاد شده، بر حسب تولید کننده، امکانات مختلفی را در اختیار کاربران قرار می دهند، از جمله امکان ظبط برنامه ها بر روی حافظه سخت خود و امکان پخش مجدد یا انتقال آنها بر روی رایانه. همچنین امکان فعال نمودن قفل های مختلف دسترسی و یا فیلتر کردن برخی از کانال ها بر حسب محدودیت های سنی و انتخاب سطوح دسترسی متفاوت