Характеристика спутниковых сетей связи - ABCD42.RU

Характеристика спутниковых сетей связи

Двусторонний спутниковый Интернет

  • Главная
  • Интернет на дачу
  • Цифровое ТВ на дачу
  • Прайс-лист
  • Монтаж антенн
  • Справочная информация
  • Контакты

Акция! Распродажа

Подключи дачу к Интернет по зимним ценам:

Комплект оборудования Радуга-Интернет с монтажем всего за 15 000 руб.!

Наши услуги

  • Загородный Интернет
  • Установка спутникового ТВ
  • Цифровое ТВ на дачу
  • Монтаж видеодомофона
  • Подключение к Yota
  • Усиление сигнала Yota
  • Телефон в частный дом

Новости

В 2018 году мы продолжаем подключать загородные дома к Интернет-Триколор.

Новое техническое решение — канал связи для телеметрии и Интернета вещей в труднодоступных районах.

Радуга-Интернет объявило о запуске в коммерческую эксплуатацию услуги Радуга-ДляСвоих — специальное решение позволяющее с помощью одного комплекта спутникового оборудования организовать до 4-х независимых подключений к сети.

Контакты

☎ (903) 200-25-13

Классификация систем спутниковой связи

По характеру и высоте орбиты различают четыре типа систем спутниковой связи:

1. Низкоорбитальные системы (LEO — Low Earth Orbit) — с круговыми орбитами высотой 700 — 2 000 км. Спутник, находящийся на низкой орбите, находится в зоне прямой видимости с определенной точки земной поверхности лишь в течение 8-12 мин. Поэтому для обеспечения непрерывной связи необходимо большое количество спутников (несколько десятков спутников весом до 500 кг), которые взаимодействовали бы с помощью станций сопряжения или межсупутниковой связи. Для охвата связью большой территории Земли в таких системах применяют орбиты, лежащие в разных плоскостях. Примеры систем: Globalstar, Iridium, Teledesic, «Сигнал», «Гонец».

2. Среднеоорбитальные (MEO — Medium Earth Orbit) — с круговыми орбитами высотой 5 000 — 15 000 км. При таких орбитах время видимости одного спутника-ретранслятора может составлять несколько часов, поэтому в середнеоорбитальной группировке достаточно 9-12 спутников массой до 1 000 кг. Задержка распространения сигнала составляет около 130 мс и позволяет использовать такие системы для радиотелефонной связи. Примерами МЕО-систем являются: Inmarsat, Odyssey, ISO, Ellipso.

3. Высокоорбитальные или геостационарные (GEO — Geostationary Earth Orbit) — с круговыми экваториальными орбитами высотой 35 875 км. При этом период обращения спутника вокруг Земли составляет 24 часа. То есть спутник всегда находится над определенной точкой Земли. Преимуществом таких систем является возможность покрытия всей земной поверхности небольшим количеством спутников (от трех). Главный недостаток — большая продолжительность распространения радиосигнала (задержка радиосигналов). Примерами таких систем являются: «Банкир» (для обмена информацией в российских банковской и финансовой системах), «Ямал» (для цифрового телевидения), а также геостационарная группировка системы Inmarsat.

4. Высокоэллиптические (HEO — Highly Elliptical Orbit) — с вытянутыми эллиптическими орбитами, имеющими радиус перигея около тысячи километров и радиус апогея — один или несколько десятков тысяч километров. Примеры систем: «Тундра», «Молния».

Высоты орбит системы спутниковой связи определяются исходя из целого ряда факторов, таких как: близость радиационных поясов Ван Аллена, характеристики радиосигнала (задержка распространения), площадь обслуживаемой территории и др..

По зонам действия спутниковые системы можно разделить на:

  • Глобальные — предоставляют услуги на всей территории Земли, например: Globalstar, Inmarsat, Iridium.
  • Региональные — предоставляют услуги на ограниченной территории земной поверхности, например: Thuraya, SpaseGate. Стоимость создания региональных систем в 2-5 раз меньше, чем глобальных, благодаря чему они являются привлекательными для инвесторов.

Системы спутниковой связи можно классифицировать по их назначению. Так, существует понятие «служба спутниковой связи», введенное «Регламентом Радиосвязи». Согласно ей выделяют:

  • «фиксированные спутниковые службы»,
  • «мобильные спутниковые службы»,
  • «радиовещательные спутниковые службы».

Спутниковые системы связи

Существенным преимуществом спутниковых систем связи по сравнению с пейджинговой и сотовой является отсутствие ограничений по привязке к конкретной местности Земли.

Спутниковые системы связи в зависимости от предоставляемых услуг можно подразделить на следующие классы.

1. Системы пакетной передачи данных предназначены для передачи в цифровом виде любых данных (телексных, факсимильных сообщений, компьютерных). Скорость пакетной передачи данных в космических системах связи составляет от единиц до сотен килобайт в секунду. В этих системах не предъявляются жесткие требования к оперативности доставки сообщений. Например, в режиме «электронная почта» поступившая информация запоминается бортовым компьютером и доставляется корреспонденту в определенное время суток.

2. Системы речевой (радиотелефонной) спутниковой связи используют цифровую передачу сообщений в соответствии с международными стандартами: задержка сигнала на трассе распространения не должна превышать 0,3 с, обслуживание абонентов должнобыть непрерывным и происходить в реальном масштабе времени,а переговоры во время сеанса связи не должны прерываться.

3. Системы для определения местоположения (координат) потребителей, таких как автотранспортные, авиа- и морские средства.

В обозримом будущем системы спутниковой связи должны дополнить системы сотовой связи там, где последние невозможны или недостаточно эффективны при передаче информации, например: в морских акваториях, в районах с малой плотностью населения, а также в местах разрывов наземной инфраструктуры телекоммуникаций.

Структура системы спутниковой связи включает в себя следующие составляющие (рис. 8.11):

• космический сегмент, состоящий из нескольких спутников-ретрансляторов ;

• наземный сегмент, содержащий центр управления системой, центр запуска космического аппарата (КА), командно-измерительные станции, центр управления связью и шлюзовыестанции;

• пользовательский (абонентский) сегмент, осуществляющийсвязь при помощи персональных спутниковых терминалов;

• наземные сети связи, с которыми через интерфейс сопрягаются шлюзовые станции космической связи.

Рис. 8.11. Структура спутниковых систем персональной связи.

Космический сегмент представляет собой несколько спутников-ретрансляторов, размещенных равномерно на определенных орбитах и образующих космическую группировку.

Космический аппарат связи содержит: центральный процессор, радиоэлектронное оборудование, антенные системы, системы ориентации и стабилизации положения КА в пространстве, двигательную установку и систему электропитания.

Спутник в системе низкоорбитальной связи находится на высоте около 1000 км и движется со скоростью около 7 км/с. Время, в течение которого его можно наблюдать из некоторой точки поверхности Земли (время видимости), не превышает 14 мин. После этого спутник «уходит» за линию горизонта.

Для поддержания непрерывной связи (например, при телефонном разговоре) необходимо, чтобы в тот момент, когда первый спутник покидает зону обслуживания, его заменял второй, а потом третий. Это похоже на сотовую телефонную связь, где роль базовых станций выполняют спутники.

Для обеспечения связью абонентов не только в зоне видимости одного КА, но и на всей территории Земли соседние спутники должны связываться между собой, передавая друг другу информацию.

Для надежного охвата всей территории Земли необходимо иметь большое число спутников: в проекте спутниковой системы связи Teledesic предусматривается использование почти тысячи спутников. Необходимое число спутников уменьшается с увеличением высоты орбиты, так как увеличивается зона видимости. Благодаря этому снижается стоимость орбитальной группировки и услуг связи. Но при этом из-за увеличения дальности связи неизбежно усложняются и удорожаются персональные спутниковые терминалы. Таким образом, число спутников в орбитальной группировке является результатом компромисса между стоимостью и желаемым объемом услуг связи, с одной стороны, и простотой персонального спутникового терминала — с другой.

Системы спутниковой связи «Горизонт» и «Экспресс» в настоящее время обеспечивают телефонную связь, телевизионное и звуковое вещание, передачу потоков информации во многих регионах России, а также в ряде зарубежных стран. Система «Горизонт» с восемью космическими аппаратами на орбите с 1979 г. и по настоящее время является основной составной частью сети спутниковой связи России. На базе КА «Горизонт» создан ряд независимых сетей: «Интерспутник», «Орбита», «Москва», «Москва-Глобальная».

Одним из направлений развития спутниковой связи в 1990-х гг. стали системы на базе низкоорбитальных КА с высотой орбиты 700—1500 км. Низкоорбитальные системы отличаются возможностью использования сравнительно недорогих малогабаритных спутниковых терминалов и позволяют обеспечить бесперебойную связь с терминалами, размещенными в любой точке Земли, но особенно эффективны при организации связи в регионах со слаборазвитой инфраструктурой.

Читайте также  Различие и сходство рынков монополии и олигополии

К числу низкоорбитальных систем относится система спутниковой связи Indium, созданная при сотрудничестве Японии, США и России. В разрабатываемом проекте вначале предусматривалось использование 77 спутников (именно поэтому проект получил такое название: иридиум в таблице Менделеева является 77 элементом). В состав орбитальной группировки низкоорбитальной глобальной системы спутниковой связи Globalstar входят 48 спутников-ретрансляторов, размещенных на восьми круговых орбитах (по шесть спутников на каждой).

К системам среднеорбитальной спутниковой связи относятся системы на базе КА, высота орбит которых находится в пределах 5—15 тыс. км. При таких орбитах время видимости одного спутника-ретранслятора доходит до нескольких часов, что позволяет уменьшить число спутников до 10—12. Из числа средне-орбитальных систем связи наиболее известны Inmarsat, ISO и Odyssey, созданные различными международными организациями и концернами.

Системы связи с использованием стационарных спутников предусматривают «зависание» спутника над заранее выбранными точками Земли. Такое «зависание» обеспечивается высотой орбиты 35 875 км, на которой скорость перемещения КА совпадает со скоростью вращения Земли. К преимуществам систем связи с использованием геостационарных спутников можно отнести отсутствие перерывов связи, охват связью 95 % поверхности Земли системой из трех геостационарных спутников. Например, система «Банкир», использующая космический сегмент из трех геостационарных спутников связи «Купон», предназначена для оперативного обмена информацией в российской банковской и финансовой системах с выходом на банковские системы ближнего и дальнего зарубежья. Система геостационарной спутниковой связи «Ямал» — результат сотрудничества России и США в области создания и эксплуатации систем спутниковой связи — состоит из двух малых КА «Ямал» и предназначена для развития телекоммуникационных сетей в северных районах России, богатых залежами нефти и газа.

Все системы глобальной спутниковой связи предлагают следующий набор услуг:

• передача факсимильных сообщений;

• персональный радиовызов (пейджинг);

• определение местоположения абонента;

Для организации персональной спутниковой связи применяются переносные персональные спутниковые терминалы (массой около 700 г) и мобильные терминалы (массой около 2,5 кг). Данные терминалы способны устанавливать связь между абонентами за 2 с, как и в системе сотовой связи.

Промышленные образцы спутниковых терминалов не столь многочисленны, как радиотелефоны, и находятся в стадии постоянного совершенствования.

Например, спутниковый телефон системы Iridium представляет собой малогабаритную конструкцию со встроенной антенной и массой несколько сот грамм. Сопряжение спутникового телефона с сетями сотовой связи обеспечивает дополнительное устройство — SIM-карта.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается принцип действия пейджинговой связи?

2. Какие бывают типы пейджеров и каковы сервисные возможности пейджинговой связи?

3. Почему подвижную радиотелефонную связь называют «сотовой связью»?

4. По какому алгоритму функционирует система сотовой связи?

5. Какие бывают виды роуминга?

6. Что включает в себя структура спутниковых систем ПС?

7. В чем преимущества и недостатки низкоорбитальных систем спутниковой связи?

8. Какие высокоорбитальные системы спутниковой связи действуют в России?

Список литературы

  1. Айден К., Колесниченко О. и др. Аппаратные средства PC. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: BHV—Санкт-Петербург, 1998.
  2. Айден К., Фибельман X., Драмер М. Аппаратные средства IBM PC. СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 1996.
  3. Бордовский Г. А. Информатика в понятиях и терминах. М.: Просвещение, 1991.
  4. Борзенко А. и др. Мультимедиа для всех. М.: Компьютер Пресс, 1996.
  5. Гребенюк Е.И. Технические средства информатизации: Учебник для сред. Проф. Образования/ Е.И. Гребенюк, Н.А. Гребенюк.-2-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2005.
  6. Гудмен Дж. Секреты жесткого диска. – Киев: «Диалектика», 1994. – 256 с.
  7. Гук. М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. – СПб: Питер Ком, 1999. – 816 с.
  8. Гук М. Аппаратные средства ЛВС. Энциклопедия. – СПб: Питер Ком, 2000. – 840 с.
  9. Жаров А. Железо IBM 2002. М.: МикроАрт, 2002
  10. Информатика. Базовый курс / под ред. С.В. Симановича – СПб: Изд-во «Питер», 2000. – 640 с.
  11. Информатика. Задачник-практикум в 2т./ Под ред. Семакина И.Г., Хеннера Е.КЖ Том.1.-М.: Лаборатория базовых знаний, 2001.
  12. Информатика. Задачник-практикум в 2т./ Под ред. Семакина И.Г., Хеннера Е.КЖ Том.2.-М.: Лаборатория базовых знаний, 2001.
  13. Колесниченко О., Шишигин И. Аппаратные средства РС. 4- е издание. СПб, 2002.-1024 с.
  14. Макарова Н.В Информатика.– М.: Финансы и статистика, 2001.
  15. Максимов Н. В., Попов И. И. Компьютерные сети: Учеб. пособие. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003.
  16. Максимов Н. В., Патырка Т.Л., Попов И. И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учеб. пособие. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005.
  17. Могилёв А.В, Пак Н.И, Хеннер Е.К. Информатика. – М.: ACADEMA, 2000.
  18. Нанс Б. Компьютерные сети. – М.: Бином, 1996.
  19. Нортон П. Программно-аппаратная организация IBM PC. – М.: Радио и связь, 1991.- 328 с.
  20. Нортон П., Сандлер К., Батпей Т. Персональный компьютер изнутри. М.: Бином, 1995.
  21. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети Принципы, технологии, протоколы. СПб.: Издательство Питер, 2000.
  22. Партыка Т. Л., Попов И. И. Операционные системы, среды и оболочки. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003.
  23. Пирогов В.Ю. ASSEMBLER Учебный курс. – М.: Нолидж, 2001. — 848 с.
  24. Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. – М.: Финансы и статистика, 1998.
  25. Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт персональных компьютеров. М.: Бином, 1997.
  26. Смирнов Ю. П. История вычислительной техники: Становление и развитие: Учеб. пособие. Изд-во Чуваш, ун-та, 1994.
  27. Соломенчук В.Г. Аппаратные средства персональных компьютеров. – СПб.: БХВ-Петербург, 2003.
  28. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии: Учеб. Пособие для 10-11 классов. Углублённый курс.-М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000.
  29. Фигурнов В. Э. IBM PC для пользователя. М.: ИНФРА-М, 1995.
  30. Фролов А. В. Фролов Г. В. Локальные сети персональных компьютеров. Монтаж сети, установка программного обеспечения. Т. 7. М.: Диалог-Мифи, 1994.
  31. Шарыгин М.Е. Сканеры и цифровые камеры/Под ред. О.В. Колесниченко, И.В. Шишигина.-СПб.:BHV-Петербург: Арлит, 2000.
  32. Юров В. ASSEMBLER Учебник. – СПб.: Питер, 2000.

Характеристика спутниковых сетей связи

Появление спутниковых сетей связи вызвало такую же революцию в передаче информации, как революция, вызванная изобретением телефона.

Первый спутник связи был запущен в 1958г., а в 1965г. запущен первый коммерческий спутник связи (оба — в США). Эти спутники были пассивными, позже на спутниках стали устанавливать усилители и приемопередающую аппаратуру.

В настоящее время спутники связи запускаются обычно на высоту 22300 миль и находятся на геосинхронной (геостационарной) орбите, плоскость которой параллельна плоскости экватора. Линейная скорость вращения спутника вокруг Земли равна 6879 миль/ч., что обеспечивает уравновешивание гравитационного притяжения Земли и стационарность вращения спутника по отношению к вращению Земли. Спутник как бы «зависает» над неподвижной точкой поверхности Земли. При таком положении спутника антенна наземной станции слежения может находиться в относительно неподвижном состоянии. Геосинхронные спутники часто запускаются группами по три спутника. Разнесенные друг от друга на 120°, они обеспечивают охват почти всей поверхности Земли.

В спутниковых системах связи используются антенны СВЧ — диапазона частот для приема радиосигналов от передающих наземных станций и для ретрансляции этих сигналов обратно на наземные станции. Большинство спутников используют гигагерцовый диапазон 6/4 ГГц, некоторые работают в диапазоне 14/12 ГГц (первая цифра — частота работы по звену «Земля – спутник», а вторая — частота работы по звену «спутник – Земля»). Способность спутника принимать и передавать сигналы обеспечивается специальным устройством — транспондером. Взаимодействие между абонентами осуществляется по цепи: абонентская станция (отправитель информации) — передающая наземная радиотелеметрическая станция (РТС) — спутник — приемная наземная радиотелеметрическая станция — абонентская станция (получатель информации). Одна наземная РТС обслуживает группу близлежащих АС.

Читайте также  Экспертные системы 14

Для управления передачей данных между спутником и наземными РТС используются следующие способы.

1. Обычное мультиплексирование с частотным разделением и временным разделением. В первом случае весь частотный спектр радиоканала разделяется на подканалы, которые распределяются между пользователями для передачи любого трафика. Издержки такого способа: при нерегулярном ведении передач подканалы используются нерационально; значительная часть исходной полосы пропускания канала используется в качестве разделительной полосы для предотвращения нежелательного влияния подканалов друг на друга. Во втором случае весь временной спектр делится между пользователями, которые по своему усмотрению распоряжаются предоставленными временными квантами (слотами). Здесь также возможно простаивание канала из-за нерегулярного его использования.

2. Обычная дисциплина «первичный/вторичный» с использованием методов и средств опроса/выбора. В качестве первичного органа, реализующего такую дисциплину управления спутниковой связью, чаще выступает одна из наземных РТС, а реже — спутник. Цикл опроса и выбора занимает значительное время, особенно при наличии в сети большого количества АС. Поэтому время реакции на запрос пользователя может оказаться для него неприемлемым.

3. Дисциплина управления типа «первичный/вторичный» без опроса с реализацией метода множественного доступа с квантованием времени. Здесь слоты назначаются первичной РТС, называемой эталонной. Принимая запросы от других РТС, эталонная станция в зависимости от характера трафика и занятости канала удовлетворяет эти запросы путем назначения станциям конкретных слотов для передачи кадров. Такой метод широко используется в коммерческих спутниковых сетях.

4. Равноранговые дисциплины управления. Для них характерным является то, что все пользователи имеют равное право доступа к каналу и между ними происходит соперничество за канал. В начале 1970-х годов Н.Абрамсон из Гавайского университета предложил метод эффективного соперничества за канал между некоординируемыми пользователями, названный системой ALOHA. Существует несколько вариантов этой системы: система, реализующая метод случайного доступа (случайная ALOHA); равноранговая приоритетная слотовая система (слотовая ALOHA) и др.

Основные параметры систем спутниковой связи

Параметры земных станций

Важнейшими параметрами земных станций спутниковой связи являются:

Диапазоны частот на прием и передачу, на которые рассчитано оборудование станции — антенна, приемная и передающая аппаратура. Большинство ЗС ФСС работает в диапазонах 1,5; 4, 11 и 20 ГГц на прием и 1,6; б, 14 и 30 ГГц на передачу.

Добротность станции на прием G/T, или шумовая добротность (ШД) приёмной системы — отношение коэффициента усиления антенны с учётом затухания в фидере (в децибелах на частоте приема) к суммарной шумовой температуре станции (в децибелах относительно 1 К). Эта шумовая добротность достигает 42 дБ/К длясамых больших применяемых на практике в ЗС спутниковых систем
связи антенн (диаметром 32 м) и составляет 20. 31,7 дБ/К для ЗС
большинства национальных и региональных систем.

Эквивалентная изотропная излучаемая мощность (ЭИИМ) — произведение мощности передатчика на коэффициент усиления антенны (в полосе передачи) относительно изотропной антенны; обычно находится в пределах 50. 95 дБВт. Для упрощенного расчета помех, создаваемых другим сетям связи, часто указывают максимальную спектральную плотность излучаемой ЗС ЭИИМ (Вт/Гц), несмотря на то, что точный расчет перекрестных помех требует знания тонкой структуры применяемых в системе видов сигналов.

Диаметр антенны оказывает решающее влияние на размеры и стоимость ЗС; именно он и определяет добротность и ЭИИМ станции, а также ее пространственную избирательность; если в системе используется разделение сигналов по поляризации, необходимо также знать кроссполяризационные характеристики антенны и указывать, с какой поляризацией работает станция. ЗС телефонного обмена обычно применяют антенны диаметром от 1,5. 2,5 до 12 м, иногда до 32 м, на ЗС приема циркулярной информации — от 0,45 до 2,5. ..4м.

Антенна характеризуется также параметрами опорно-поворотного устройства и всей системы наведения антенны на ИСЗ. Различают антенны полноповоротные, способные направляться в любую точку небосвода и неполноповоротные, имеющие ограниченную область оперативного наведения на источник сигнала.

2.Основные показатели космических станций

В основном космические станции характеризуется теми же показателями, что и ЗС: рабочим диапазоном частот, добротностью, ЭИИМ каждого передатчика, поляризацией излучаемых и принимаемых сигналов. Значения ряда параметров существенно отличаются от одноименных параметров ЗС. Так шумовая добротность приемного тракта обычно составляет —10. +6 дВ/К, что вызвано не только меньшими размерами бортовой антенны, но и применением упрощённого входного малошумящего усилителя. Оборудование ИСЗ имеет ЭИИМ, как правило, в пределах 23. 45 дБВт, с повышением до 52. 58 дБ Вт на спутниках непосредственного телевизионного вещания.

Важнейшей характеристикой ретранслятора космической станции является число стволов (ретрансляторов), размещаемых на борту.

Стволом ретранслятора или ЗС или стволом спутниковой связи называется приемопередающий тракт, в котором радиосигналы проходят через общие усилительные элементы в выделенной этому стволу общей полосе частот. Весь диапазон частот, в котором работает спутник связи, принято делить на полосы шириной 27. 36, 72. 120 МГц, в которых усиление сигналов осуществляется отдельным трактом — стволом. Несколько стволов могут иметь общие элементы, такие как антенну, волноводный тракт, малошумящий входной усилитель. Полоса одного ствола может разделяться фильтрами для выделения и последующего детектирования сигналов
от различных земных станций, проходящих через общий ствол ИСЗ (при частотном многостанционном доступе).

Вместо термина «ствол» иногда применяется заимствованный из английского языка термин «транспондер».

Число транспондеров, одновременно действующих на ИСЗ, может составлять 6-12, достигая 27-48 на наиболее мощных ИСЗ. Сигналы От отдельных транспондеров разделяются по частоте, пространству, поляризации. Числом транспондеров, их полосой пропускания и ЭИИМ определяется, в основном, важнейший суммарный показатель ИСЗ — пропускная способность — число телефонных и телевизионных каналов, либо в более общем виде: число двоичных единиц в секунду, которое можно передать через данный ИСЗ. О пропускной способности ИСЗ можно говорить лишь условно, поскольку она зависит от добротности применяемых в системе земных станций, и вида применяемых радиосигналов. Пропускная способность, по существу, — характеристика всей системы связи, а не самого ИСЗ. Тем не менее, в литературе часто используется понятие пропускной способности (емкости) ИСЗ.

В зависимости от ширины диаграмм направленности бортовых антенн, ИСЗ характеризуется зоной покрытия — частью площади земной поверхности, в пределах которой обеспечивается необходимый уровень сигналов от ИСЗ, для приема с заданным качеством при определенной добротности ЗС. Очевидно, что зона покрытия ИСЗ характеризует всю систему спутниковой связи, а не только собственно ИСЗ.

Зона покрытия определяется шириной диаграммы направленности антенны ИСЗ и рассчитывается как пересечение поверхности Земли конусом диаграммы направленности по заданному уровню, обычно по уровню половинной мощности или — 3 дБ. Форма этого сечения зависит от координат подспутниковой точки в виде проекции точки размещения ИСЗ на земную поверхность через её центр, точки прицеливания — места пересечения направления максимума диаграммы направленности бортовой антенны с земной поверхностью, а также от нестабильности положения ИСЗ на орбите и неточности ориентации его антенн. В связи с возможной нестабильностью положения спутника на орбите вводится понятие гарантированной зоны обслуживания, в которой обеспечивается сохранение указанных ранее условий приема и передачи при любых сочетаниях отклонений ИСЗ и антенны ИСЗ от среднего положения.

Точка стояния ИСЗ на орбите, точка прицеливания его антенны нестабильности этих параметров существенны для расчета зон обслуживания и взаимных помех между ССС. Для расчета взаимных помех должна быть известна максимальная спектральная плотность излучаемого ИСЗ потока мощности (Вт/м2-Гц).

Другим важнейшим показателем ИСЗ, определяющим надёжность и экономические характеристики всей системы связи, является срок службы ИСЗ или время наработки на отказ определённого числа транспондеров космической станции с вероятностью 0,9 и более. В современных ИСЗ из-за высокой надежности комплектующих и правильной схеме резервирования срок службы достигает 10. 12 лет и более.

Читайте также  Основные методы предупреждения банкротства

3. Основные показатели систем спутниковой связи

Зона обслуживания — часть земной поверхности, на территории которой необходимо обеспечить нормальную работу земных станций. На этой территории необходимо обеспечить не только выполнение всех условий, определяющих требования к зоне покрытия, но и необходимую защиту от помех со стороны других радиосистем, включая другие спутниковые системы связи.

Зона обслуживания системы — это объединённая зона обслуживания отдельных ИСЗ данной системы связи. «Объединённая» означает, что зоны отдельных ИСЗ могут перекрываться.

Пропускная способность системы — это объединение пропускных способностей всех входящих в систему ИСЗ.

Пропускная способность системы связи при этом, как и зона обслуживания, также может оказаться меньше суммы пропускных способностей отдельных ИСЗ. Это объясняется тем, что для связи между земными станциями, работающими через разные ИСЗ, часть каналов может транслироваться двумя разными КА последовательно — с помощью двух скачков на линии (Земля — ИСЗ — Земля — ИСЗ — Земля) или с помощью также межспутниковых линий связи (Земля — ИСЗ — ИСЗ — Земля).

Пропускная способность системы зависит при увеличении числа спутников на орбите ещё и от воздействия помех других ССС. Система спутниковой связи характеризуется и другими параметрами, такими, как количество и место дислокации ЗС, число ИСЗ, тип орбиты и точка размещения на ней. Определённой характеристикой системы являются также число транспондеров на борту ИСЗ, их полоса пропускания, ширина и номиналы полос частот транспондеров на участках Земля — ИСЗ и ИСЗ — Земля.

Важнейшей характеристикой спутниковой системы связи является метод многостанционного доступа — метод совмещения сигналов различных ЗС для их прохождения через общий транспондер бортового ретранслятора. Многостанционный доступ (МД) используется, чтобы не иметь на борту ИСЗ большое количество транспондеров, равное числу ЗС в системе. Для их сокращения по количеству применяется МД с разделением сигналов по частоте, форме и времени. Всякий такой способ МД приводит к потере пропускной способности стволов на 3. 6 дБ, однако в наиболее совершенных системах с временным разделением — МДВР эти потери не превышают 0,5. 2 дБ.

На энергетические характеристики системы связи, такие, как ширина полосы частот, электромагнитная совместимость с другими системами связи влияет метод модуляции. Наиболее распространёнными являются частотная модуляция (ЧМ) при передаче сообщений в аналоговой форме и фазовая модуляция (ФМ) при передаче сообщений в дискретной форме. Важнейшее значение при ЧМ имеет параметр девиации частоты, при ФМ — число фаз несущей (кратность модуляции), а при передаче программ телевидения — способ передачи звукового сопровождения (временное или частотное совмещение с видеосигналом, частота поднесущей частоты звукового канала и т.п.).

Важнейшей характеристикой системы связи является качество организуемых в ней каналов — телевизионных, телефонных и др. Обычно ССС используется для организации передачи международных либо междугородных каналов связи большой протяженности. Качество каналов должно соответствовать требованиям рекомендаций Международного союза электросвязи (МСЭ) и государственных нормативных документов. В некоторых системах спутниковой связи, исходя из их специфического назначения, могут допускаться как более высокие, так и более низкие показатели качества.

В ряде ССС с многостанционным доступом и передачей каждого канала на отдельной несущей частоте могут применяться шумоподавители или компандеры. Их действие основано на особенностях восприятия шумов, понижает уровень шумов на 10. 20 дБ с выигрышем в энергетике линии связи и её пропускной способности за счёт снижения универсальности каналов, когда такой выигрыш не реализуется при передаче в канале телеграфных сообщений, передач данных и др.

Характеристика спутниковых сетей связи.

Появление спутниковых сетей связи вызвало такую же революцию в передаче информации, как революция, вызванная изобретением телефона.

Первый спутник связи был запущен в 1958г., а в 1965г. запущен первый коммерческий спутник связи (оба — в США). Эти спутники были пассивными, позже на спутниках стали устанавливать усилители и приемопередающую аппаратуру.

В настоящее время спутники связи запускаются обычно на высоту 22300 миль и находятся на геосинхронной (геостационарной) орбите, плоскость которой параллельна плоскости экватора. Линейная скорость вращения спутника вокруг Земли равна 6879 миль/ч., что обеспечивает уравновешивание гравитационного притяжения Земли и стационарность вращения спутника по отношению к вращению Земли. Спутник как бы «зависает» над неподвижной точкой поверхности Земли. При таком положении спутника антенна наземной станции слежения может находиться в относительно неподвижном состоянии. Геосинхронные спутники часто запускаются группами по три спутника. Разнесенные друг от друга на 120°, они обеспечивают охват почти всей поверхности Земли.

В спутниковых системах связи используются антенны СВЧ — диапазона частот для приема радиосигналов от передающих наземных станций и для ретрансляции этих сигналов обратно на наземные станции. Большинство спутников используют гигагерцовый диапазон 6/4 ГГц, некоторые работают в диапазоне 14/12 ГГц (первая цифра — частота работы по звену «Земля – спутник», а вторая — частота работы по звену «спутник – Земля»). Способность спутника принимать и передавать сигналы обеспечивается специальным устройством — транспондером. Взаимодействие между абонентами осуществляется по цепи: абонентская станция (отправитель информации) — передающая наземная радиотелеметрическая станция (РТС) — спутник — приемная наземная радиотелеметрическая станция — абонентская станция (получатель информации). Одна наземная РТС обслуживает группу близлежащих АС.

Для управления передачей данных между спутником и наземными РТС используются следующие способы.

1. Обычное мультиплексирование с частотным разделением и временным разделением. В первом случае весь частотный спектр радиоканала разделяется на подканалы, которые распределяются между пользователями для передачи любого трафика. Издержки такого способа: при нерегулярном ведении передач подканалы используются нерационально; значительная часть исходной полосы пропускания канала используется в качестве разделительной полосы для предотвращения нежелательного влияния подканалов друг на друга. Во втором случае весь временной спектр делится между пользователями, которые по своему усмотрению распоряжаются предоставленными временными квантами (слотами). Здесь также возможно простаивание канала из-за нерегулярного его использования.

2. Обычная дисциплина «первичный/вторичный» с использованием методов и средств опроса/выбора. В качестве первичного органа, реализующего такую дисциплину управления спутниковой связью, чаще выступает одна из наземных РТС, а реже — спутник. Цикл опроса и выбора занимает значительное время, особенно при наличии в сети большого количества АС. Поэтому время реакции на запрос пользователя может оказаться для него неприемлемым.

3. Дисциплина управления типа «первичный/вторичный» без опроса с реализацией метода множественного доступа с квантованием времени. Здесь слоты назначаются первичной РТС, называемой эталонной. Принимая запросы от других РТС, эталонная станция в зависимости от характера трафика и занятости канала удовлетворяет эти запросы путем назначения станциям конкретных слотов для передачи кадров. Такой метод широко используется в коммерческих спутниковых сетях.

4. Равноранговые дисциплины управления. Для них характерным является то, что все пользователи имеют равное право доступа к каналу и между ними происходит соперничество за канал. В начале 1970-х годов Н.Абрамсон из Гавайского университета предложил метод эффективного соперничества за канал между некоординируемыми пользователями, названный системой ALOHA. Существует несколько вариантов этой системы: система, реализующая метод случайного доступа (случайная ALOHA); равноранговая приоритетная слотовая система (слотовая ALOHA) и др.

Дата добавления: 2014-12-23 ; просмотров: 22 ; Нарушение авторских прав

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: