– Do przesyłania sygnałów z satelitów najlepiej nadaje się modulacja częstotliwości lub fazy. Do nadawania analogowych programów TV wykorzystywano modulację częstotliwości, która zapewniała dostateczną jakość, ale pozwalała na umieszczenie zaledwie jednego programu TV w każdym transponderze. Znacznie bardziej efektywna okazała się modulacja fazy (oznaczana międzynarodowym skrótem PSK), wykorzystywana do przesyłania sygnałów cyfrowych. Pojemność transpondera wzrosła ponad 10 razy, a jakość odbieranego sygnału uległa poprawie.
Istnieje kilka odmian modulacji fazy PSK. Najprostsza 2-fazowa (w skrócie BPSK) odznacza się znaczną odpornością na szumy, ale zajmuje dużo miejsca w transponderze i jest stosowana w sytuacjach nietypowych, np. przy transmisji obrazów na bardzo duże odległości z sond planetarnych.
Każde podwojenie liczby faz zwiększa pojemność w przybliżeniu dwukrotnie, ale wymaga lepszego stosunku sygnału do szumu, czyli większej mocy sygnału lub mniejszych szumów. W telewizji satelitarnej najchętniej jest stosowana modulacja 4-fazowa (QPSK) oraz 8-fazowa (8PSK).
Są także opracowane bardziej zaawansowane modulacje 16APSK oraz 32APSK, ale nie są one przewidziane do powszechnego, indywidualnego odbioru TV, gdyż wymagają bardzo drogiego sprzętu i dużych anten. Tego rodzaju modulacje są wykorzystywane do wymiany programów pomiędzy ośrodkami studyjnymi TV.
Dwa rodzaje modulacji fazy (QPSK oraz 8PSK) to nie wszystko – oprócz tego w telewizji satelitarnej są obecnie stosowane dwa systemy: starszy DVB-S oraz nowszy DVB-S2.
Ponadto przy transmisji cyfrowej wykorzystuje się korekcję błędów (w skrócie FEC). W nadawanym sygnale cyfrowym występują bity informacyjne (przenoszące zasadniczą informację o wizji i fonii), a ponadto dodatkowe bity korekcyjne, które umożliwiają poprawienie zaszumionych bitów informacyjnych. FEC podaje się w postaci ułamka, np. 5/6 oznacza, że na każdych 6 nadanych bitów występuje 5 bitów informacyjnych i tylko 1 bit korekcyjny. Im mniejszy jest ułamek FEC, tym korzystniejszy jest stosunek bitów korekcyjnych do informacyjnych i skuteczniej można poprawić zaszumiony sygnał. Efektywność korekcji jest zdumiewająco wysoka.
Asortyment liczb FEC, dopuszczonych do stosowania w telewizji satelitarnej, jest duży.
W starszym systemie DVB-S stosuje się tylko modulację QPSK i jedną z pięciu wartości FEC.
W nowszym systemie DVB-S2 przewidziano dla indywidualnej telewizji satelitarnej dwa rodzaje modulacji:
* QPSK z jedenastoma wartościami FEC;
* 8PSK z sześcioma wartościami FEC.
Szczegółowe informacje przedstawiłem w tablicach. Polskie cyfrowe programy satelitarne są nadawane najczęściej:
* z modulacją QPSK i wartościami FEC=3/4 lub 5/6;
* z modulacją 8PSK i jedną wartością FEC=2/3.
W normach technicznych przewidziano bardzo niskie wartości FEC, np. 1/4, stosowane tylko w sytuacjach wyjątkowych. W każdych kolejnych 4 bitach tylko 1 bit niesie użyteczną informację, a pozostałe 3 bity służą do korekcji. Ubocznym efektem takiego niskiego FEC=1/4 jest utrata 3/4 pojemności transpondera, przeznaczonej na korekcję, zamiast na przesyłanie wizji i fonii.
W nowszych odbiornikach satelitarnych wartość nadawanego FEC jest rozpoznawana samoczynnie, w trakcie automatycznego przeszukiwania transponderów oraz instalowania programów. Zdarza się, że automatyczne rozpoznawanie jest nieskuteczne. Dlatego w spisach programów satelitarnych podaje się odpowiadające im wartości FEC, w celu ręcznego dopisania.
Wyboru rodzaju systemu DVB-S, modulacji PSK oraz wartości FEC dokonuje nadawca, użytkujący transponder satelitarny.
Szerokie możliwości stwarza nowy system satelitarny DVB-S2. Jeżeli nadawca wybierze najniższe dopuszczalne parametry, tzn. DVB-S2 razem z QPSK oraz FEC=1/4, wtedy transponder zmieści mało programów, ale można stosować niewielkie anteny odbiorcze i przeciętne konwertery.
Jeżeli nadawca wybierze najwyższe dopuszczalne parametry, tzn. DVB-S2 razem z 8PSK oraz FEC=9/10, wtedy transponder jest bardzo pojemny, ale odbiorcy są zmuszeni do stosowania dużych anten i znakomitych konwerterów.
Wartości liczbowe zestawiłem w trzech oddzielnych tablicach. C/N to stosunek mocy sygnału odbieranego z satelity do mocy wszystkich szumów. Obie wartości mocy odnoszą się do pojedynczej fali nośnej, czyli najczęściej do jednego transpondera.
Z tablic można odczytać, że w skrajnych przypadkach C/N może wynosić tylko 1,5 albo aż 31,6. Wymagana powierzchnia anteny odbiorczej zmienia się w stosunku od 1,5 do 31,6, czyli 21 razy. Przekątna potrzebnej anteny satelitarnej zmienia się co najmniej 4,6 razy – np. od 50 cm do 240 cm. Z powyższego rozważania widać, jak potężnymi narzędziami dysponuje nadawca, jeżeli zdecyduje się na nowy system DVB-S2, dobierając do niego modulację (QPSK albo 8PSK) oraz FEC sygnału emitowanego z satelity. Na ogół nadawcy nie przesadzają i wybierają kompromisowe parametry, ze środka jednej z trzech zamieszczonych tablic.