26.12.2010
Следящая система для приема данных с «болтающегося» Экспресс-АМ1.

Работа выполнена для нашего старого клиента - кабельного оператора «Сигма-КТВ» в Новом Уренгое, ЯНАО. «Сигма» - крупный оператор, имеет более 22 тысяч абонентов и предоставляет услуги аналогового и цифрового (DVB-C) кабельного телевидения, а также доступ в Интернет по сети КТВ (по технологии DOCSIS).

Поскольку на Севере ЯНАО с каналами связи все пока не так хорошо, как хотелось бы, часть внешнего канала в Интернет у «Сигмы» организована через спутник от нашего партнера - германского оператора InSat GmbH. До недавнего времени InSat использовал для передачи данных технологию Frame Relay поверх DVB, и работал через спутник Ямал-202 в точке 49,0Е. Однако для оптимизации бизнеса в самое ближайшее время планируется переход на более эффективную технологию - DVB-S2 и на другой спутник - Экспресс-АМ1 в точке 40,0Е. Спутник аварийный, почти полгода назад на нем произошла поломка системы стабилизации, и теперь он медленно отклоняется от расчетной геостационарной орбиты, выписывая в небе «восьмерку» все большего размаха. Как ретранслятор, спутник остается полностью работоспособным, однако для работы с ним нужна поворотная антенна и электронная система, которая автоматически отслеживала бы суточные перемещения спутника. Телевизионные каналы и операторы сетей VSAT спешат покинуть АМ1, пока он не «раскачался» достаточно сильно.

Зато к таким спутникам проявляют живой интерес магистральные операторы. Стоимость аренды емкостей на «болтающихся» спутниках по сравнению с геостационарными меньше в разы. Клиентских станций у магистральщиков - единицы, и, как правило, это довольно громоздкие и дорогие сооружения, с большими антеннами, мощными передатчиками и сложной электроникой. Дооборудование такой ЗС следящей системой увеличит ее стоимость незначительно. Зато трафика такие станции потребляют много, поэтому даже небольшое снижение стоимости услуги приводит к существенной экономии.

Клиенты InSat-а - региональные ISP, в основном в РФ и СНГ. С одной стороны, это не частные пользователи, они покупают достаточно «толстые» каналы и готовы приобретать серьезное оборудование. С другой стороны, они привыкли считать каждый рубль: это не государственные структуры, не газовики и не нефтяники, деньги им не выделяются, а зарабатываются нелегким трудом. Кроме того, «болтающийся» спутник живет не долго, полтора, максимум - два года. Окупить за такой срок настоящую «профессиональную» систему автосопровождения трудно, а продать ее потом - нереально.

Нашей задачей было разработать и опробовать «бюджетную» следящую систему, в которой дорогое специфическое оборудование использовалось бы по минимуму. Система, установленная в Новом Уренгое - это пилотный проект, на котором будут отрабатываться технические решения для других клиентов InSat-а.

Функциональная схема следящей системы

В качестве «сердца» системы мы совместно с InSat решили использовать хорошо опробованный и относительно недорогой американский следящий контроллер RC2000C фирмы Research Concepts Inc. В конце 90-х годов контроллеры Research Concepts широко использовались региональными телекомпаниями-ретрансляторами СТС, Ren-TV, ТВ-6 Москва, НТВ, НВС и других сетей, работающих через старые российские спутники серии «Горизонт». Контроллер обеспечивает управление двумя приводами постоянного тока с рабочим напряжением 24…42 В, током до 4А и импульсными датчиками перемещения. Этим характеристикам соответствуют обычные актюаторы - телескопические приводы для спутниковых антенн.

Опорно-поворотное устройство нашего изготовления

Чтобы не покупать новую антенну, решено было использовать существующую офсетную СУПРАЛ СТВ-2,4 диаметром 2,4 м (это минимальный расчетный диаметр для приема сервиса InSat с АМ-1). Однако, «штатное» опорно-поворотное устройство (ОПУ) антенны предполагает однократную настройку и жесткую фиксацию положения антенны, с помощью стопорных болтов и контргаек, установить на него моторы невозможно. Поэтому нами было разработано и изготовлено новое ОПУ, которое обеспечивает поворот антенны двумя стандартными актюаторами в двух плоскостях - по азимуту и углу места. На месте нашу конструкцию пришлось слегка доработать.

Антенна СТВ-2,4 на азимутально-угломестном ОПУ с актюаторами

Информацию о силе сигнала с антенны контроллер, по-идее, должен получать от приемника сигнала маяка (beacon receiver). Это экзотическое и весьма дорогое устройство, поэтому, как правило, в качестве такового использовался «боевой» ресивер (приемник телевизионного, либо звукового сигнала или данных) со специальным выходом напряжения автоматической регулировки усиления (Auto Gain Control, AGC). В 90-х такой выход имели почти все «профессиональные» ресиверы (в корпусе 19 дюймов), например, Scientific Atlanta PowerVu D9223, который поставлялся станциям СТС и Ren-TV. Увы, на сегодняшний день мы не нашли в продаже ресивера с таким выходом, поэтому нам пришлось доработать обычные ресиверы, выведя сигнал AGC из внутренних цепей на наружный разъем. Для доработки были выбраны приемники DSR-1000, продающиеся под маркой LCT - они в 19-дюймовом корпусе, то есть вроде как приличные, и при этом стоят недорого. Увы, аппараты оказались «глючными» и капризными, хотя адаптируются для работы с контроллером легко, и с задачей своей, в общем-то, справляются.

Поскольку InSat планирует запустить свой сервис на АМ-1 одновременно и в Ku, и в С-диапазоне, мы построили универсальную систему, которая позволяет принимать одновременно оба сигнала и следить за спутником по любому из них или по обоим сразу. На антенне мы установили комбинированный двухдиапазонный облучатель и два коммерческих LNB - Norsat 8515F для C-диапазона и SMW Single DRO 10,0 GHz для Ku-диапазона. Применение дорогих LNB совершенно необходимо для приема сигналов со сложной модуляцией (8PSK, 16QAM, 16APSK). В контроллере RC2000 предусмотрены два канала AGC, поэтому он может работать с двумя ресиверами и контролировать сигнал в двух диапазонах одновременно.