Direct Broadcast Satellite Television and Radio

1. Direct Broadcast Satellite Television and Radio นำเสนอโดยนายภาณุวัฒน์ มาละแซมนายพินิจ เนื่องภิรมย์นายนพดล มณีเฑียรนายผดุงศักดิ์ วงศ์แก้วเขียวนายอาทิตย์ ปริยะ

2. Spainsat จาก บริษัท Space System/Loral

3. 1. DIRECT BROADCAST SATELLITE TELEVISION ภาณุวัฒน์ มาละแซม

4. DIRECT BROADCAST SATELLITE TELEVISION AND RADIO

5. DIRECT BROADCAST SATELLITE TELEVISION (DBS-TV) Direct To Home (DTH) Digital Satellite Television DStv

6. DIRECT BROADCAST SATELLITE TELEVISION GEO Satellite In 1968 Tokyo Olympic Games USA Gateway DBS-TV

8. C-BAND AND KU-BAND HOME SATELLITE TV • 1980 Low noise GaAsFET amplifier - much smaller diameter antenna - owners of satellite dishs could receiver a wide range of TV programming free of charge

9. C-BAND AND KU-BAND HOME SATELLITE TV • 1990 Digital DBS-TV (KU-band 12.2 to 12.7-GHz) - scramble signal and charge customer - more channels than the earlier system at a comparable

10. C-BAND AND KU-BAND HOME SATELLITE TV • Receive C-band and KU-band signals distributed through GEO satellite • 2.5 and 3.5-m diameter • Mesh Antenna Dish • Less 6-mm. Hole size

11. C-BAND AND KU-BAND HOME SATELLITE TV • Receive KU-band FM video signals distributed through GEO satellite • 0.45 to 0.9-m diameter • Solid Antenna Dish • Less 2-mm. Hole size

12. 2. DIGITAL DBS-TV ภาณุวัฒน์ มาละแซม

13. DIGITAL DBS-TV

14. POLARIZATION

15. POLARIZATION • Horizantal Polarization • Vertical Polarization

16. Right Hand Circular Polarization (RHCP) • Left Hand Circular Polarization (LHCP)

17. LNB SET TOP RECEIVER

21. 3. DBS-TV System Design พินิจ เนื่องภิรมย์

22. ในการออกแบบระบบ DBS-TV สิ่งที่ควรคำนึงคือ * ต้องสามารถรับประกันการทำงานของระบบให้มีค่า C/N ต่ำสุดเกิดขึ้นในช่วงเปอร์เซ็นต์ของเวลาที่กำหนดไว้ เช่น ระบบสื่อสารดาวเทียมระบบหนึ่งถูกออกแบบให้มีค่าความเชื่อถือได้ (Reliability) เท่ากับ 99.5 – 99.99% นั้น หมายความว่า C/N สามารถที่จะมีค่าต่ำกว่าค่า C/N ต่ำสุดที่กำหนดไว้ได้เพียง 0.01 – 0.5 % ของช่วงเวลาทั้งหมด * สามารถส่งผ่านข้อมูลที่ทำให้ได้ผลกำไรสูงสุด โดยมีต้นทุนต่ำสุด

23. ศัพท์เฉพาะ * Outageเป็นเปอร์เซ็นต์ของช่วงเวลาที่ C/N มีค่าต่ำกว่า C/N ต่ำสุดของระบบการเชื่อมโยงที่ออกแบบไว้ * Worst Month เป็นการเรียกเปอร์เซ็นต์ของช่วงเวลาที่เกิด Outage ในหน่วยเดือน เช่น 3 เดือนเป็นต้น * Rain Attenuationเป็นการลดทอนอันเนื่องมาจากฝน ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นและเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาและแตกต่างกันในแต่ละสถานที่

24. ในระบบ Ku Band ที่ใช้ส่งระบบ DBS-TV นี้จะไม่สามารถให้ออกแบบให้มีค่าความเชื่อถือได้99.99 % เนื่องจากผลกระทบจาก Rain Attenuation มีมากกว่า 10 dB หรือ 20 dB ช่วงเวลา Outage ที่นิยมออกแบบสำหรับระบบ Ku Band Link ปกติมีค่าประมาณ 0.1 ถึง 0.5% ในแต่ละปี หรือประมาณ 8 ถึง 40 ชั่วโมง

25. คุณสมบัติของระบบ DBS-TV * ส่งสัญญาณในย่านความถี่ Ku Band ในย่านความถี่ 12.2 ถึง 12.7 GHz * High Power Transponder 100 – 200 W * ดาวเทียมมีจำนวนช่องสัญญาณ 16 Transponder

26. คุณสมบัติของระบบ DBS-TV * RF Power ที่เครื่องส่งประมาณ 2.6 kW * ดาวเทียมมีขนาดใหญ่ และน้ำหนักมาก ประมาณ 6,800 กิโลกรัม เนื่องจากมีโซลาเซลล์ ที่กว้างมาก ๆ สำหรับจ่ายพลังงานให้แต่ละ Transponder

27. คุณสมบัติของระบบ DBS-TV * ขนาดสายอากาศของเครื่องรับของ DBS-TV มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.45 -0.75 เมตร * เป็นดาวเทียมที่อยู่ในวงโคจรค้างฟ้า (GEO:Geostationary Orbit)

28. DBS-TV ในประเทศไทย • - ความถี่ย่าน KU Band Analogได้แก่ช่อง 7 • - ความถี่ย่าน KU Band Digitalได้แก่ช่อง UBC, ETV, TGN, และสถานีการศึกษาผ่านดาวเทียมไทยคม

29. ข้อดี : ความเข้มของสัญญาณสูงมาก ใช้จานขนาดเล็ก ๆ 80 – 120 เซ็นติเมตรก็สามารถรับสัญญาณข้อเสีย : ฟุตปริ้นท์ระบบ KU –BAND จะแคบ ส่งเฉพาะจุดที่ต้องการ ครอบคลุมพื้นที่ได้น้อยทำให้เสียค่าใช้จ่ายสูง ปัญหาในการรับสัญญาณภาพ เวลาเกิดฝนตกภาพจะไม่มี สาเหตุเนื่องจากความถี่ของ KU –BAND จะสูงมากเมื่อผ่านเมฆฝน

30. THAICOM-2 Ku-Band Spot Beam THAICOM-1A C-Band Regional Beam THAICOM-2 C-Band Regional Beam THAICOM-1A Ku-Band Spot Beam

31. 4. DBS – TV LINK BUDGET พินิจ เนื่องภิรมย์

32. การคำนวณหาค่าของอัตราส่วน C/N สามารถทำได้ง่ายโดยการใช้วิธีการของตาราง Link Budget สำหรับประเมินค่าของกำลังที่รับได้ และกำลังของสัญญาณรบกวนในระบบของ Radio Link

33. การออกแบบค่า Link Budgets จะพิจารณากรณีที่แย่ที่สุด ซึ่งเป็นกรณีที่การเชื่อมโยงดาวเทียมมีค่า C/N ณ. บริเวณนี้จะมีค่าน้อยกว่า ณ. บริเวณจุดศูนย์กลางประมาณ 3 dB สาเหตุที่ทำให้เกิดการลดทอนของ C/N อื่น ๆ มีดังนี้

34. * Low Elevation Angle ที่สถานีภาคพื้นดิน จะให้ผลของการลดทอนของ Path Attenuation ที่สูง* Maximum Rain Attenuationของ Link จะมีผลทำให้เกิดการลดทอนของกำลังสัญญาณที่เครื่องรับ และเพิ่มค่าของสัญญาณรบกวนเชิงอุณหภูมิ ที่เครื่องรับ* ระยะทางจากบริเวณขอบของ Coverage Pattern ของดาวเทียมไปยังสถานีภาคพื้นดินจะเป็นระยะทางไกลที่สุด ซึ่งมีผลทำให้เกิดการลดทอนที่สูงสุด * ถ้าสายอากาศของสถานีภาคพื้นดินชี้ไปในตำแหน่งที่ไม่ตรงกับตำแหน่งของดาวเทียม(Mispoint) จะมีผลทำให้เกณฑ์ของสายอากาศลดลง และการสูญเสียใน Link Budgets เพิ่มขึ้น

35. การคำนวณหาค่าของ C/N ใน Satellite สามารถเขียนสมการได้ดังนี้ Pr = EIRP + Gr - Lp - La - Lr - Lt ….dBWสมการของ Noise Power คือPn = KTsBn ………..Wattsเขียนในรูปเดซิเบล คือ N = K + Ts + Bn …………dBWเมื่อ K = -228.6 dBW/K/Hzและ Ts คือ System Noise Temperature (dBK) Bn คือ Noise Bandwidth ของเครื่องรับ (dBHz)

36. Downlink power budget Transponder output power, 160 w 22.0 dBW Atenna beam on – axis gain 36.5 dB Path loss at 12.2 GHz,38,500-km path -205.9 dB Receiving antenna gain , on axis 33.5 dB Beam contour loss -3.0 dB Miscellaneous and gaseous attenuation losses -0.8 dBReceived power , C -117.7 dBWNoise power budget Boltzmann’s constant,k -228.6 dBW/K/Hz System noise temperature,clear air , 143 K 21.6 dBK Receiver noise bandwidth , 20 MHz 73.0 dBHzNoise power , N -134.0 dBW C/N in clear air 16.3 dB

37. รายละเอียดของระบบ GEO DBS-TV ในตารางที่มีดังนี้ - ระยะทางประมาณ 38,500 Km - สายอากาศของเครื่องรับ มีขนาด 0.45 เมตร - เกณฑ์การขยายของสายอากาศ มีค่าเท่ากับ 33.5 dB- ที่ความถี่ 12.2 GHz และ =0.66 - เครื่องรับติดตั้งที่ขอบของ Coverage Zone จะมีการลดทอน -3 dB- การสูญเสียจากระบบการส่ง (Miscellaneous Noise) เท่ากับ 0.4 dB - การสูญเสียจาก Receive Antenna Mispoint และ การสูญเสียอื่น ๆ เท่ากับ 0.4 dB - Power ที่รับได้มีค่าเท่ากับ -117.7 W ใน Clear Sky Condition

38. สำหรับ สัญญาณการรบกวน มีรายละเอียดดังนี้ - Bandwidth มีค่าประมาณ 20 MHz - สัญญาณรบกวนเชิงอุณหภูมิของสายอากาศมีค่าเท่ากับ 35 K และ ของ LNA มีค่าเท่ากับ 110 K - Power ของสัญญาณรบกวนมีค่าเท่ากับ -134 dBW ดังนั้นอัตราส่วนของ C/N มีค่าเท่ากับ 16.3 dB ใน Clera Sky Condition

39. ในกรณีที่ฝนตก A = Aat + Arain ……….dB สมการของ Antenna Noise Temperature จะสัมพันธ์กับ Sky Noise Temperature โดยมีค่าของ Coupling Coefficient , ที่มีค่าระหว่าง 90-95% เขียนได้ดังนี้ TA = x TSky ………………K

40. สมการของ System Noise Temperature มีดังนี้ Ts-rain = TLNA + TA …………..K สมการการเปลี่ยนแปลงของ Noise Power มีดังนี้ การหาค่าของ Carrier Power, C(dB) หาได้จากผลรวมของ Clear Sky Path of Carrier Power, Cca กับการลดทอนอันเนื่องมาจากเม็ดฝน, Arain ดังนั้น Crain = Cca - Arain ………….dB

41. ดังนั้น สมการของ (C/N)down - rain มีดังนี้

42. 5.ERROR IN DIGITAL DBS-TV นพดล มณีเฑียร

43. Symbol rate 20 Msps • Using QPSK (Quardriphased Phase Shift Keying) give 40 Mbps • Error correction coding and control bit 13-17Mb • 23-27 Mb digital TV data

44. Prerecorded Processed through MPEG 2 (Moving Picture Expert Group) 1.6 Mbps • Live program 6.2Mbps

45. Block diagram of the coding and decoding operation In a DBS-TV Signal

46. 6.MASTER CONTROL STATION AND UPLINK นพดล มณีเฑียร

47. สถานีควบคุมหลัก

48. Hundreds of tape and video disc players control by computer • Digital signal direct multiplexing • Analog signal be digitized and compress before multiplexing • One antenna Tx up to 16 RF channels • System rate 20 Msps BW 27 MHz • IF Frequency 70 MHz

49. บล็อกไดอะแกรมอย่างง่ายของสถานีภาคพื้นดินของ DBS-TV

50. 7. Installation of DBS-TV Antenna นายผดุงศักดิ์ วงศ์แก้วเขียว