Satelliittitelevisio

Ensimmäinen satelliittitelevisiosignaali lähetettiin Telstar-satelliitilta Pohjois-Amerikkaan vuonna 1962. Ensimmäinen maan liikkeisiin mukautettu satelliitti, Syncom 2, laukaistiin 1963. Ensimmäinen kaupalliseen käyttöön tarkoitettu satelliitti, Early Bird laukaistiin vuonna 1965. Siitä alkoi todellinen satelliittien aikakausi, jonka jälkeen niitä lähetettiin parin vuoden välein lisää taivaalle tarpeiden kasvaessa ja muiden maiden tullessa mukaan kuvioihin. Neuvostoliitto laukaisi ensimmäisen televisiosatelliittinsa vuonna 1967. The Beatlesin kappale ”All You Need Is Love” sai ensi-iltansa vuonna 1967 BBC:n Our World -lähetyksessä, jota katsoi 360 miljoonaa ihmistä ympäri maailmaa. Se oli maailman ensimmäinen satelliittitelevisiolähetys.

Ensimmäiset kotikäyttäjien lautasantennit olivat erittäin suuria, halkaisijaltaan 350-400 senttimetriä. Useimmat lautaset olivat siihen aikaan motorisoituja, eli ne pystyivät vastaanottamaan signaalin vastaan useammalta satelliitilta mahdollistaen näin suuremman kanavamäärän katsomisen. Alun perin kaikki signaalit lähetettiin salakirjoittamattomana, eli sopivalla vastaanottimella käyttäjät pystyivät katsomaan kaikkia kanavia, joita satelliiteilta lähetettiin.

Vuonna 1986 TV-kanava HBO alkoi salakirjoittaa signaalinsa ja toimi näin edeltäjänä nykymuotoisille televisiojärjestelmille.

Tavallinen satelliittitelevisiosignaali tarvitsee toimiakseen 4 MHz kaistaa, äänen kanssa yhteenlaskettu tarve kohoaa 6 MHz asti. Kuva vie siis 4 MHz, ääni 2 MHz. Videosignaalin kanssa käytetään amplitudimodulointia, äänisignaalin kanssa käytössä on taajuusmodulointi.

Suuret lautasantennit vastaanottavat sekä koodattuja että koodaamattomia signaaleja, joita satelliitit maata kohti lähettävät. Lautasantennin tulee olla suunnattuna jotain tiettyä satelliittia kohti. On olemassa myös motorisoituja lautasantenneja, jotka kääntyvät aina haluttua satelliittia kohti, tämä mahdollistaa suuremman kanavavalikoiman.

Lautasantenni lähettää vastaanottamansa signaalin vastaanottimelle (nykyään yleisesti digiboksille), joka purkaa datan (decoding) niin, että se voidaan näyttää tavallisessa analogitv:ssä.

Uudet pienet lautasantennijärjestelmät ovat digitaalisia, televisio-ohjelmat koodataan MPEG-2 –muotoon. Vastaanottaessaan signaalin/datan digiboksi purkaa MPEG-2 –koodauksen ja avaa mahdollisen salakirjoituksen (TV-kortin avulla, jos kanava on maksullinen) tavalliseksi analogisignaaliksi ja lähettää sen edelleen televisioon.

Koska satelliitit ovat pitkän matkan päässä avaruudessa, ”line of sightilla” on huomattavan paljon potentiaalisia asiakkaita. TV-satelliitit ovat geostationaarisella radalla, eli ne pysyvät paikallaan suhteessa maan liikkeisiin. Satelliitit liikkuvat oikeasti 11 052 km/h, mutta maasta käsin katsottuna ne näyttävät pysyvän paikallaan, sillä ko. nopeudella ne kiertävät pallon 24 tunnissa. Tästä aiheutuu se, että satelliittivastaanotin täytyy suunnata vain kerran, jonka jälkeen signaali on aina käytössä ja yhtä terävänä kuin ensimmäisen suuntauksen jälkeen.

Nykyään on käytössä Direct Broadcast Satellite, DBS. DBS:llä käsitetään yleensä joko kaupallisia tai ilmaisia analogi- ja digitv-kanavia. ”DBS-palvelu” sisältää useita eri kanavia samassa paketissa, tieto lähetetään yhdeltä satelliitilta tiettyyn maahan. Näin jokainen maa voi itse päättää rahastetaanko kanavista vai jaetaanko ne ilmaiseksi. Saksa on nykyään selkeä ykkönen ilmaiskanavien jakelijana, tarjoten noin 40 analogista ja 100 digitaalista kanavaa ilmaiseksi SES Astra 1 – satelliitilta.

Ensimmäiset satelliittijärjestelmät käyttivät C-band-radiotaajuutta, joka toimi 3,4–7 GHz:n taajuuksilla. Nykyaikaiset digisatelliitit lähettävät K_u-taajuusalueella, 12–14 GHz. K_u on IEEE:n nimitys kyseiselle taajuusalueelle. K_u-taajuuksilla lähetetään vain Euroopassa.

DTH:n pääkomponentit:

• Source eli alkuperäinen ohjelmanlähde tuottaa itse materiaalin (TV-ohjelman, elokuvan, dokumentin jne.). Lähetyskeskus ostaa lähetysoikeudet oman satelliittiverkostonsa kautta.
• Lähetyskeskus (broadcast center) on kaiken toiminnan keskus. Siellä palveluntarjoaja (esimerkiksi MTV3, Nelonen) ottaa vastaan eri signaalit useilta eri ohjelmanvalmistajilta ja lähettää ne edelleen satelliiteille.
• Satelliitit vastaanottavat signaalin ja lähettävät ne edelleen maahan.
• Katsojan lautasantenni ottaa signaalin vastaan satelliitilta tai useilta eri satelliiteilta (samoilla alueilla avaruudessa) ja lähettää signaalin vastaanottajan vastaanottimelle (esimerkiksi digiboksi).
• Vastaanotin prosessoi signaalin oikeaan muotoon, jotta standardi-TV osaa näyttää sen.

Video pakataan nykyään yleisesti MPEG-2-formaattiin, ja palveluntarjoaja salakirjoittaa sen (jos käytössä on maksullinen kanava) estääkseen katselijoita näkemästä signaalia ilmaiseksi. Salausmekanismi sekoittaa digitaalisen datan niin, että se voidaan purkaa ainoastaan mikäli vastaanottajalla on oikeanlainen algoritmi koodauksen purkamiseksi (digiboksien TV-kortit purkavat juuri tämän koodauksen).

Kun digitaalinen signaali on pakattu ja salakirjoitettu, broadcast center (lähetyskeskus) lähettää sen suoraan yhdelle satelliiteistaan. Satelliitti vastaanottaa datan, vahvistaa signaalin ja käyttää toista lautasantennia lähettääkseen datan takaisin maahan.

Lautasantenni poikkeaa hieman ns. perinteisestä antennista, se on suunniteltu fokusoimaan/keskittämään säde tiettyyn kohteeseen. Standardinmukainen lautasantenni koostuu paraabelinmuotoisesta pinnasta ja keskelläolevasta syöttötorvesta. Joissain järjestelmissä antennin pitää vastaanottaa signaalia kahdelta tai useammalta satelliitilta samaa aikaa. Satelliittien pitää tällöin olla niin lähellä toisiaan, että yksittäinen syöttötorvi voi vastaanottaa molemmat signaalit samalla suuntauksella. Tämä heikentää signaalin laatua, sillä tällöin lautasta ei ole suunnattu täysin kumpaankaan satelliittiin. Uusissa satelliittiantenneissa on enemmän syöttötorvia useamman satelliittisignaalin vastaanottamiseksi.

Syöttöputken tärkeimpiin tehtäviin kuuluu “low noise block downconverter”, LNB. Se vahvistaa kimmonneen radiosignaalin ja suodattaa kohinan pois. Satelliittilautanen poimii luonnollisesti paljon turhia radioaaltoja, LNB:n tehtävänä on yksinkertaisesti siis suodattaa turha melu pois ja lähettää vastaanottimelle ainoastaan se signaali, joka sinne alun perin haluttiinkin lähettää.

Vastaanottimella on neljä päätehtävää:

• Se purkaa koodauksen salakirjoitetusta signaalista. Jotta se voidaan tehdä, vastaanotin tarvitsee tv-kortin (useimmissa digibokseissa on korttipaikka). Palveluntarjoaja kommunikoi tv-kortin kanssa satelliittisignaalin avulla. Haitatakseen laittomia TV-kortteja voi palveluntarjoaja lähettää tietynlaisia häiriösignaaleja, joihin useimmat TV-kortit kompastuvat. Tätä kutsutaan elektronisiksi vastatoimiksi (electronic counter measures, ECM).
• Se vastaanottaa digitaalisen MPEG-2-signaalin ja konvertoi sen analogiseen muotoon (jos kyseessä on analoginen SDTV). USA:ssa signaali konvertoidaan NTSC-formaattiin, Euroopassa PAL-formaattiin. Jotkin vastaanottimet pystyvät jo näyttämään lähetettyä HDTV-kuvaa.
• Se erittelee yksittäiset kanavat isosta signaalista. Kun vaihdat kanavaa vastaanottimessasi, se lähettää vain kyseisen signaalin.
• Se pitää lukua maksullisista pay-per-view-ohjelmista ja ottaa ajoittain yhteyttä palveluntarjoajan tietokoneeseen, jotta laskutustiedot saadaan kohdistettua.

Vastaanottimelle on toki muitakin tehtäviä; se esimerkiksi vastaanottaa TV-ohjelmatiedot ja esittää ne esimerkiksi EPG:n välityksellä. Vastaanottimissa voi olla ”parental-lock”, joissakin on digital video recorder eli digitaalinen tallennin (DVR) eli järjestelmä, jolla voi pysäyttää televisiokuvan tai tallentaa sen kiintolevyyn tai muuhun muistivälineeseen.

• Maksutelevisio
• Digitelevisio
• Teräväpiirtotelevisio

• How Stuff Works: Satellite (englanniksi)
• How Stuff Works: Satellite-TV (englanniksi)