Navzdory širokému vývoji celulární sítě a velké množství věží, která stále roste, stále existují na planetě území, kde je použití takové technologie nemožné. V těchto nepřístupných oblastech přichází na pomoc satelitní komunikace.

Satelitní komunikace - co to je a k čemu slouží?

Vlastně nic radikálně od běžného pro společnost mobilní komunikace satelit se neliší, plní stejné funkce, umožňuje navázat komunikaci mezi telefony. Hlavním rozdílem je rozsah. Tam, kde může klasický mobilní (mobilní) telefon selhat a vydat nešťastné „Žádná služba“, upozorní účastníka na nepřítomnost blízkého pokrytí plástvem, bude satelitní komunikace plně fungovat a nedovolí vám ztratit kontakt s vnějším světem.

To je nesmírně důležité v těch okamžicích, kdy předplatitel překročí hranice mobilního pokrytí, například na exotické cestě, v horách nebo v husté džungli. Často takové spojení zachraňuje životy, protože jen jeho prostřednictvím bude možné kontaktovat záchranný tým, pokud se člověk nečekaně ocitne v nebezpečné situaci. Satelitní komunikaci využívají také ti, kteří neustále cestují za prací a životně potřebují možnost kdykoli přijmout nebo uskutečnit hovor.

Satelitní telefon: hlavní vlastnosti

Pro práci s tímto typem připojení je speciální satelitní telefon. Přicházejí v několika typech, jmenovitě: stacionární a mobilní. Mobilní satelitní telefony vzhled připomínají klasické telefony vydané v období 80-90 let, ale mají jeden charakteristický detail: téměř vždy jsou takové telefony vybaveny další, neskrytou anténou. Nastavení satelitního telefonu je téměř stejné jako nastavení běžný telefon Vše, co potřebujete, je vhodná SIM karta.

Stacionární varianty komunikují s družicí pomocí specializovaných pozemních propojovacích stanic. Vystačíte si s přenosnou verzí takové stanice.

Řada výrobců satelitních telefonů a tedy i majitelů satelitní sítě, vyrábět speciální příslušenství pro moderní smartphony, což jsou malá pouzdra, která dokážou udělat satelit naprosto jakýkoli gadget. Tato pouzdra se připojují ke smartphonům pomocí standardního nabíjecího portu a mají plný set Periferní zařízení vlastní smartphonům, například konektory pro sluchátka. Kryty jsou vybaveny vlastní baterií, umí nabíjet smartphone, to znamená, že fungují jako kryt baterie.

Princip fungování satelitní komunikace

Už podle názvu je jasné, že pro fungování je potřeba připojit satelitní telefon k satelitu. Satelitní telefon vysílá signál přímo na družici, která jej přenáší na další spojovací družici, a ta již dokončí proces a předá signál do pozemní vstupní stanice. Nakonec hovor dorazí do stacionárního zařízení, které uzavře řetězec.

Telefon satelitní komunikace schopen pracovat uvnitř určité oblasti, stejně jako po celé Zemi. Vše závisí na satelitech, některé z nich jsou dostatečně blízko k Zemi a pohybují se vůči ní, umožňují vám pokrýt celou planetu a uskutečnit hovor do jakéhokoli bodu. Existují další typy satelitů, které se nacházejí relativně daleko od zeměkoule, na geostacionárních drahách. Takové satelity pokrývají pouze určitá místa, čímž omezují počet účastníků.

Satelitní operátoři

V družicové komunikaci platí stejné zákony jako v celulární, existuje řada operátorů poskytujících družicové komunikační služby. Zpravidla se jedná o stejné společnosti, které vynášejí své satelity do vesmíru. Každý z nich má své vlastní vlastnosti, plusy a mínusy. Na tento moment, existují čtyři hlavní satelitní operátoři, včetně: Iridium, Thuraya, Globalstar a Inmarsat.

Operátor "Iridium" a jeho zařízení

Iridium není jen operátor, ale plnohodnotná satelitní konstelace. Vlastní 66 satelitů pohybujících se na 11 blízkých oběžných drahách Země. Vzdálenost od satelitu k Zemi je méně než 1000 kilometrů. Pro uživatele to znamená, že bez ohledu na to, kde na světě se nachází, služby využívá daný operátor, bude stále v kontaktu, hlavní je být pod širým nebem. I když se připojení při pokusu o připojení nezdařilo, stačí chvíli počkat a zkusit to znovu, protože satelity se pohybují dostatečně rychle a jeden z nich během příštích 10 minut nad účastníkem určitě přeletí.

Satelitní telefon Iridium nepodporuje jiné SIM karty a nemůže přepínat mezi mobilní a satelitní komunikací.

Mnoho lidí také považuje úplnou anonymitu za užitečnou v postsovětském prostoru. Společnost nemá pozemní stanice rozhraní v Rusku. Tato skutečnost zcela vylučuje možnost odposlechu v rámci republiky, i když se této záležitosti chopí speciální služby. Satelitní telefon "Iridium" není vybaven modulem GPS.

Operátor Thuraya a jeho zařízení

Tento operátor má tři satelity umístěné na geostacionární oběžné dráze. Vzdálenost mezi satelitem a zemí dosahuje 35 tisíc kilometrů. Na rozdíl od satelitů Iridium, tyto satelity operují pouze nad určitým bodem blízko rovníku, protože se nepohybují vzhledem k planetě. Zhruba řečeno, satelitní telefon Thuraya nefunguje na pólech, čím dále se účastník vzdaluje od rovníku, tím je méně pravděpodobné, že naváže spojení.

Thuraya uzavřela smlouvy s mnoha „pozemními“ mobilními operátory, díky nimž mohou zařízení společnosti pracovat s běžnými GSM-sim kartami. To umožňuje telefonům automaticky mezi nimi přepínat odlišné typy spojení. Nicméně náklady na služby mobilního operátora zvyšuje několikrát. Zároveň můžete ušetřit za ještě dražší satelitní komunikaci, když to není potřeba. Telefony Thuraya poskytují přístup k internetu rychlostí až 8 kilobajtů za sekundu, což je docela dost vysoké hodnocení pro satelitní internet. Zařízení jsou vybavena modulem GPS a neustále přenášejí údaje o poloze na servery společnosti. Na jednu stranu může být tato skutečnost matoucí, protože uživatel je neustále sledován, na druhou stranu může taková funkce zachránit život nedbalému cestovateli a extrémnímu milovníkovi.

Operátor "Globalstar" a jeho zařízení

Snad nejproblematičtější operátor, poskytující ne nejlepší kvalita spojení. V roce 2007 provedli analytici studii a zjistili, že zesilovače instalované na satelitech časem degradují a mnohem rychleji, než konstruktéři očekávali. Důvodem je dráha satelitů: procházejí brazilskou magnetickou anomálií, která má negativní vliv na zesilovač.

Aby Globalstar nějak napravil jejich situaci, vypustil na oběžnou dráhu několik náhradních satelitů, ale dodnes jsou problémy s hovory. Čekací doba na registraci v síti často dosahuje 15–20 minut a samotná konverzace netrvá déle než 3 minuty.

Společnost vyrábí vlastní zařízení. Například stejnojmenný satelitní telefon Globalstar. V jejich síti fungují také zařízení od společností Erricson a Qualcomm.

Operátor "Inmarsat" a jeho zařízení

Společnost spravuje 11 satelitů vznášejících se na geostacionární dráze. Poskytovatel komunikace je zaměřen na profesionální použití a poskytuje komunikaci bezpečnostním službám, námořnictvo(včetně toho ruského, kdy vycházely domácí satelity) a tak dále. Existují však i další obchodně orientované subsystémy. Prostřednictvím systému satelitů můžete uskutečňovat hlasové hovory, přenášet data přes internet a posílat tísňové signály. Není to tak dávno, co byla na oběžnou dráhu vypuštěna nová generace družic poskytujících vysoce kvalitní komunikaci a ISDN připojení pro přenos dat vysokou rychlostí.

Společnost se nezabývá vývojem přenosných řešení pro běžné lidi, takže tomu tak není Nejlepší volba pro civilisty hledající satelitní telefon.

Tarify

Náklady na služby výše popsaných společností jsou mnohem vyšší než náklady na GSM komunikaci. Iridium a Thuraya spolupracují přímo se svými uživateli prodejem SIM karet pro satelitní telefony.

Thuraya například účtuje za samotnou SIM kartu (asi 800 rublů), za počáteční připojení (asi 700 rublů). Komunikace se platí za minutu, v průměru od 20 do 40 rublů, v závislosti na tom, na který telefon je hovor uskutečněn. Internetový provoz se platí samostatně - 360 rublů za megabajt. Tarify pro mezinárodní komunikace závisí na zemi přijímající hovor, v průměru od 70 do 120 rublů. Příchozí hovory jsou zdarma.

Iridium okamžitě nabízí globální tarify a prodává je v předplacených balíčcích. Cena za základní balíček je 7500 rublů, zahrnuje 75 minut komunikace. Existují i ​​další balíčky určené pro firemní uživatele, počet minut v nich dosahuje 4000 a více.

Satelitní telefonní čísla v Rusku, stejně jako mobilní telefony, začínají +7 (kód místa) a sedmimístné číslo. Mezinárodní číslo obsahuje úplný kód země - +8816 265 a tak dále.

G. Karvovský. Satelitní připojení. Základní otázky stavby a fungování družicového komunikačního systému. Část 1.

G. Karvovský

Komunikační svět. Připojit! č. 1, 2002

Signál vysílaný 4. října 1957 rádiovým majákem první sovětské umělé družice Země a přijatý rádiovými stanicemi světa znamenal nejen začátek kosmického věku, ale také směr, kterým se vývoj družice komunikace šla. Následně vytvořili satelitní systémy komunikací (CCC), která zajišťovala vysílání a příjem programů Ústředního televizního a rozhlasového vysílání téměř po celém území naší republiky. Satelitní komunikace je dnes důležitou součástí ruské propojené komunikační sítě.

Satelitní komunikační systémy

Vlastní SSS se skládá ze dvou základních složek (segmentů): vesmírné a pozemní (obr. 1).

Rýže. jeden. Satelitní komunikační systém

Prostorová složka (segment) SSS zahrnuje ISS, vypouštěné na určité dráhy, pozemní segment zahrnuje řídící centrum komunikačního systému (CCCC), pozemské stanice (ES) umístěné v regionech (regionální stanice - RS) a účastnické terminály (AT) různých modifikací.

Nasazení a údržba SSS v provozuschopném stavu - těžký úkol, který je řešen nejen prostředky samotného komunikačního systému, ale také raketovým a vesmírným komplexem. Tento komplex zahrnuje kosmodromy s odpalovacími rampami pro odpalování nosných raket a také radiotechnické velitelské a měřicí komplexy (CIP), které monitorují pohyb ASC, řídí a korigují jejich orbitální parametry.

SSS lze klasifikovat podle takových vlastností, jako jsou: stav systému, typ oběžných drah ISS a systém patřící ke konkrétní rádiové službě.

Stav systému závisí na jeho účelu, oblasti služeb, umístění a vlastnictví pozemských stanic. V závislosti na stavu lze CCC rozdělit na mezinárodní(globální a regionální), národní a resortní.

Podle typu použitých drah systémy se zapnutou ISS geostacionární oběžná dráha (GEO) a negeostacionární dráha: eliptická(HEO) nízká oběžná dráha(LEO) a střední nadmořská výška(MEO). V souladu s Radiokomunikačním řádem mohou CCC patřit k jedné ze tří hlavních služeb - pevný satelitní služba (FSS), mobilní, pohybliví satelitní služba (SSS) a vysílání satelitní služba (RSS).

Vesmírný segment

Orbity

Volba parametrů oběžné dráhy ISS závisí na destinaci, požadované oblasti komunikačních služeb a některých dalších faktorech. (Stůl 1, ).

Nejvýnosnější pro umístění ISS geostacionárních drahách(obr. 2).

Rýže. 2. oběžné dráhy ISS

Jejich hlavní výhodou je možnost nepřetržité nepřetržité komunikace v oblasti globálních služeb. Geostacionární satelity na této oběžné dráze, pohybující se ve směru rotace Země stejnou rychlostí jako ona, zůstávají stacionární vzhledem k bodu „poddružice“ na rovníku. S všesměrovou anténou jsou signály přenášené z ISS přijímány na zemském povrchu v jakýchkoli bodech ležících v úhlu rádiové viditelnosti. Tři ISS, rovnoměrně umístěné na oběžné dráze, zajišťují nepřetržitou komunikaci téměř po celém území Země, s výjimkou polárních zón (nad 76,50° severní a jižní šířky) po dobu 12-15 let (orbitální zdroj moderních geostacionárních kosmických lodí).

Nevýhodou přenosu rádiového signálu přes ISS umístěnou ve vzdálenosti 36 tisíc km je zpoždění signálu. U rozhlasových a televizních vysílacích systémů nemá zpoždění 250 ms (v každém směru) vliv na kvalitu signálů. Radiotelefonní komunikační systémy jsou citlivější na zpoždění a pokud celkové zpoždění (včetně doby zpracování a přepínání v pozemních sítích) přesáhne 600 ms, není zajištěna vysoká kvalita komunikace. Navíc je v těchto systémech nepřijatelný takzvaný „dvojitý“ skok, když komunikační kanál poskytuje dvě satelitní sekce.

Počet satelitů, které lze umístit na geostacionární dráhu, je omezen povolenou úhlovou vzdáleností mezi sousedními satelity. Minimální úhlová vzdálenost je určena prostorovou selektivitou palubních a pozemních antén a také přesností udržení kosmické lodi na oběžné dráze. Podle mezinárodních standardů by to mělo být 1-3 °. V důsledku toho nemůže být na geostacionární dráhu umístěno více než 360 ASC.

Vlivem řady geofyzikálních faktorů ISS „driftuje“ – její dráha je zkreslená, takže je nutné ji korigovat.

Eliptické dráhy, kterým se zobrazují ASC, se volí tak, aby trvání dne bylo násobkem periody otáčení satelitu (obr. 2). Pro ISS se používají synchronní eliptické dráhy určitých typů (Tabulka 2, ).

Vzhledem k tomu, že rychlost satelitu v apogeu eliptické dráhy je mnohem menší než v perigeu, doba strávená ISS v zóně viditelnosti se ve srovnání s kruhovou dráhou prodlužuje. Například ISS Molniya, vypuštěná na oběžnou dráhu s těmito parametry: apogeum 40 tisíc km, perigeum 460 km, sklon 63,5°, poskytuje komunikační relace trvající 8-10 hodin. Orbitální konstelace (OG) tří satelitů podporuje globální kruhové hodinová komunikace.

K zajištění nepřetržité nepřetržité komunikace ISS na oběžné dráze Borealis bude zapotřebí alespoň 8 satelitů (umístěných ve dvou orbitálních rovinách se čtyřmi satelity v každé rovině).

Při volbě eliptických drah se bere v úvahu vliv nehomogenit zemského gravitačního pole, které vede ke změnám zeměpisné šířky subdružicového bodu v apogeu, a také nebezpečné účinky stabilních pásů nabitých částic zachycených Magnetické pole Země (Van Allenovy radiační pásy), které protínají ASC při pohybu na oběžné dráze.

ISS na střední vysoké oběžné dráze (MEO) pokrývá menší plochu než geostacionární ISS (obr. 3). Doba pobytu ISS v zóně rádiové viditelnosti pozemských stanic je 1,5-2 hodiny.Pro zajištění komunikace pro nejlidnatější oblasti zeměkoule a splavné vodní oblasti je proto nutné vytvořit OG od 8.-12. satelity. Při volbě dráhy pro ně je nutné vzít v úvahu účinky Van Allenových radiačních pásů umístěných v rovině rovníku. První stabilní pás vysoké radiace začíná ve vzdálenosti asi 1,5 tisíce km a sahá až do několika tisíc kilometrů, jeho „rozpětí“ je přibližně 300 km na obě strany rovníku. Druhý pás stejně vysoké intenzity (10 000 pulsů/s) se nachází ve výškách od 13 000 do 19 000 km a pokrývá asi 500 km na obou stranách rovníku. Dráhy ISS proto musí procházet mezi prvním a druhým Van Allenovým pásem, tedy ve výšce 5 000 až 15 000 km.

Rýže. 3. Pokrývají oblasti zemského území ISS na různých drahách

Celkové zpoždění signálu při komunikaci přes družice střední nadmořské výšky není větší než 130 ms, což umožňuje jejich využití pro kvalitní radiotelefonní komunikaci. Systémy ICO, Spaceway NGSO, Rostelesat mohou posloužit jako příklad SSS na středních oběžných drahách, na kterých je OG vytvořen přibližně ve stejné výšce (10352–10355 km) s podobnými orbitálními parametry.

Nízké kruhové dráhy podle sklonu orbitální roviny vůči rovníkové rovině se dělí na nízké rovníkové (sklon 0°, výška 2000 km), polární (90°, 700-1500 km) a nakloněné (700-1500 km) dráhy ( Obr. 4). Podle typu poskytovaných služeb se komunikační systémy na nízké oběžné dráze (LEO) dělí na systémy přenosu dat (malý LEO), radiotelefonní systémy (velký LEO) a širokopásmové komunikační systémy (mega LEO, někdy se používá označení Super LEO) .

ISS na těchto drahách se nejčastěji používají k organizaci mobilní a osobní komunikace. Doba otáčení satelitu na těchto drahách je od 90 minut do 2 hodin, doba setrvání ASC v zóně rádiové viditelnosti nepřesahuje 10-15 minut, komunikační oblast ASC na těchto drahách je malá , proto pro zajištění nepřetržité komunikace je nutné, aby OG zahrnovalo alespoň 48 ASC .

Umělé komunikační satelity

ISS - kosmická loď, na které je instalováno reléové zařízení: transceivery a antény pracující na různých frekvencích. Přijímají signály zemské vysílací stanice (ES), zesilují je, provádějí frekvenční konverzi a přeposílají signály současně do všech ES umístěných v zóně rádiové viditelnosti družice. Satelit má také zařízení pro ovládání jeho polohy, telemetrie a výkonu. Stabilitu a orientaci antény podporuje stabilizační systém. Telemetrické zařízení družice slouží k přenosu informací o poloze ASS k Zemi a přijímání příkazů pro korekci polohy.

Opakovaný přenos přijatých informací lze provádět bez zapamatování a s zapamatováním, například dokud ISS nevstoupí do zóny viditelnosti ES.

Frekvence

Kmitočtové rozsahy pro organizování družicové komunikace jsou přiděleny Radiokomunikačním řádem s přihlédnutím k „okenům radiové transparentnosti“ zemské atmosféry, přirozenému rádiovému rušení a řadě dalších faktorů (tabulka 3). Přidělování frekvencí mezi radiokomunikačními službami je přísně regulováno a kontrolováno státem. Existují mezinárodně dohodnutá pravidla pro využívání vyhrazených pásem, která jsou nezbytná pro zajištění elektronické kompatibility rádiových zařízení provozovaných v těchto nebo sousedních pásmech. Transceiver ISS má přidělenu dvojici frekvencí: horní pro přenos signálu z ES do satelitu (proti proudu), spodní - ze satelitu do ES (po proudu).

Tabulka 3 Frekvenční pásma pro organizaci satelitní komunikace

Satelitní komunikační kanál pracující na vyhrazených příjmových a vysílacích frekvencích zaujímá určité frekvenční pásmo (šířku pásma), jehož šířka určuje množství informací přenášených kanálem za jednotku času. Typický satelitní transceiver pracující na frekvencích od 4 GHz do 6 GHz zabírá šířku pásma 36 MHz. Je to hodně nebo málo? Například pro přenos televizního signálu v digitálním standardu MPEG-2 je vyžadován kanál se šířkou pásma 6 MHz, pro telefonní kanál - 0,010 MHz. Proto je pomocí takového transceiveru možné uspořádat 6 televizních nebo 3600 telefonních kanálů. Obvykle je na ISS instalováno 12 nebo 24 transceiverů (v některých případech více), což vede k 432 MHz, respektive 864 MHz.

Pozemní segment

Satellite Communications Control Center (SCCC) monitoruje stav palubních systémů ISS, plánuje práce na rozmístění a doplňování orbitální konstelace, vypočítává zóny rádiové viditelnosti a koordinuje práci ISS.

pozemské stanice

CCC pozemské stanice (ES) vysílají a přijímají rádiové signály v sekci "Země - ISS", multiplexování, modulace, zpracování signálu a frekvenční konverze, organizují přístup ke kanálům ISS a pozemním sítím účastnických terminálů.

Doba komunikace AP s ISS je omezena dobou, po kterou je ISS v zóně rádiové viditelnosti (obr. 5). Tato zóna je určena délkou oblouku AB, která závisí na výšce oběžné dráhy satelitu a minimálním elevačním úhlu ES antény, která monitoruje ISS během jejího pobytu v zóně rádiové viditelnosti.

Rýže. 5. Zóna viditelnosti rádia

V CCC jsou použity multifunkční transceiver, vysílací, přijímací a řídící AP. Na těchto stanicích jsou instalována rádiová vysílací zařízení, přijímací a vysílací antény a také sledovací systém, který zajišťuje komunikaci s ISS.

Multifunkční stacionární AP mají velmi vysokou propustnost. Jsou umístěny na speciálně vybraných místech, zpravidla mimo město, aby nedocházelo k vzájemnému rádiovému rušení pozemních komunikačních systémů. Tyto AP jsou vybaveny vysokovýkonnými rádiovými vysílači (od několika do deseti nebo více kW), vysoce citlivými rádiovými přijímači a anténami transceiveru, které mají vyzařovací diagram s velmi úzkým hlavním lalokem a velmi nízkou úrovní postranních laloků. ZS tohoto typu jsou určeny pro obsluhu rozvinutých komunikačních sítí; aby mohly poskytovat normální přístup k ES, jsou vyžadovány komunikační linky z optických vláken.

AP s průměrnou propustností mohou být velmi různorodé a jejich specializace závisí na typu přenášených zpráv. AP tohoto typu slouží firemním CCC, které nejčastěji podporují přenos videa, hlasu a dat, videokonference a e-mail.

Některá AP obsluhující podnikové CCC obsahují několik tisíc mikroterminálů (VSAT - Very Small Aperture Terminal). Všechny terminály jsou napojeny na jeden hlavní ES (MES - Master Earth Station), tvořící síť s hvězdicovou topologií a podporující příjem/přenos dat a také příjem audio a video informací.

Existují také SSN založená na AP, která mohou přijímat jeden nebo více typů zpráv (data, audio a/nebo video informace). Topologie takových sítí má také tvar hvězdy.

Nejdůležitějším prvkem sítě je monitorovací a diagnostický systém, který plní následující funkce:

Rádiové monitorování satelitních komunikačních kanálů;

testování družicových komunikačních kanálů při opravách a restaurátorských pracích a údržbě ES, při nasazování ES a jejich uvádění do provozu;

analýza funkčního stavu CCS, na základě které jsou vypracována doporučení pro režimy provozu AP.

Rádiové ovládání vám umožňuje zkontrolovat správné využití frekvenčního zdroje ISS, sledovat rušení a určit pokusy o neoprávněný přístup k satelitním komunikačním kanálům. Dále jsou sledovány parametry záření ES a zaznamenáváno zhoršení kvality družicových komunikačních kanálů vlivem počasí a klimatických podmínek.

Z historie SSS

První umělá družice Země (AES), vypuštěná na nízkou oběžnou dráhu Země v říjnu 1957, vážila 83,6 kg a na palubě měla maják, který vysílal signály řídící let. Výsledky tohoto prvního startu a první experimenty s přenosem rádiových signálů z vesmíru jasně ukázaly možnost organizace komunikačního systému, ve kterém bude družice fungovat jako aktivní nebo pasivní opakovač rádiových signálů. K tomu je však nutné vytvořit umělé družice, na které je možné instalovat zařízení o dostatečně velké hmotnosti, a mít výkonné raketové systémy schopné tyto družice vynést na blízkou oběžnou dráhu Země.

Vznikly takové nosné rakety a v krátké době byly vyvinuty velkohmotné družice schopné nést složité vědecké, výzkumné, speciální vybavení, ale i komunikační zařízení. Byl položen základ pro vytvoření satelitních systémů pro různé účely: meteorologické, navigační, průzkumné a komunikační. Význam těchto systémů nelze přeceňovat. Přední místo mezi nimi zaujímá satelitní komunikační systém.

Ihned po vypuštění první umělé družice začaly experimenty s využitím družic v komunikačním systému země a začal se vytvářet satelitní komunikační systém. Byly vybudovány zemské transceiverové stanice, vybavené parabolickými anténami o průměru zrcadla 12 m. 23. dubna 1965 byla na vysokou eliptickou dráhu vypuštěna umělá komunikační družice (ISS) Molniya.

Vysoká eliptická dráha s apogeem 40 000 km nacházející se nad severní polokoulí a dvanáctihodinová oběžná doba umožnila ISS přenášet dvakrát denně po dobu 9 hodin rádiový signál téměř na celé území země. První prakticky významný výsledek byl dosažen v roce 1965, kdy došlo k výměně televizních programů mezi Moskvou a Vladivostokem prostřednictvím ISS. V říjnu 1967 byl uveden do provozu první satelitní komunikační systém na světě „Orbita“.

V roce 1975 byla družice Raduga vypuštěna na kruhovou rovníkovou nebo geostacionární dráhu ve výšce 35 786 km s dobou oběhu kolem Země rovnou 24 hodinám. Směr rotace satelitu se shodoval se směrem rotace naší planety, zůstal nehybně na obloze a byl jakoby „zavěšen“ nad povrchem Země. To zajistilo neustálou komunikaci přes takový satelit a usnadnilo jeho sledování. Následně byla ISS „Gorizon“ vypuštěna na geostacionární dráhu.

Provozní zkušenosti SSS „Orbita“ ukázaly, že další rozvoj systému spojený s výstavbou pozemských stanic tohoto typu pro obsluhu měst a obcí s několika tisíci obyvateli není ekonomicky opodstatněný. V roce 1976 byl vytvořen ekonomičtější satelitní komunikační systém „Ekran“, jehož ISS byla vypuštěna na geostacionární dráhu. Jednodušší a kompaktnější pozemní vysílací stanice tohoto systému byly instalovány v malých osadách, městech, na meteorologických stanicích umístěných na Sibiři, v regionech Dálného severu a částečně Dálného východu a přinášely programy Centrální televize jejich obyvatelstvu.

V roce 1980 byl zahájen provoz SSS „Moskva“, jejíž pozemské stanice pracovaly přes ISS „Horizont“. Pozemské vysílací stanice této SSS byly podobné stanicím SSS „Orbita“ a „Ekran“, ale disponovala malými pozemskými přijímacími stanicemi, což umožňovalo jejich umístění v komunikačních centrech, na nízkovýkonových opakovačích a v tiskárnách. Rádiový signál přijímaný zemskou přijímací stanicí byl přenášen do nízkovýkonového televizního opakovače, pomocí kterého byl televizní program přinášen účastníkům. SSS „Moskva“ umožnila přenášet programy Ústřední televize a pásy ústředních novin do nejvzdálenějších koutů země a do sovětských institucí téměř ve všech evropských, severoamerických a příhraničních asijských zemích.

Satelitní komunikace – dnes

V současnosti federální civilní satelitní komunikační systém využívá orbitální konstelaci, která zahrnuje 12 státem vlastněných kosmických lodí (SC) pod jurisdikcí státního podniku „Space Communications“. Orbitální konstelace zahrnuje dva satelity řady Express vypuštěné v letech 1994 a 1996, sedm satelitů řady Gorizont vyvinuté v 70. letech, jeden z řady Ekran-M a dva nové moderní satelity řady Express-A. Kromě těchto ASC jsou na oběžné dráze ASC typu Yamal-100 (provozované OAO Gazkom), Bonum-1 a některé další. Vyrábí se nová generace kosmických lodí (Express-AM, Yamal-200). V Rusku je asi 65 společností provozujících satelitní komunikaci, což je asi 7 % z celkového počtu telekomunikačních operátorů. Tyto společnosti poskytují svým zákazníkům širokou škálu telekomunikačních služeb: od leasingu digitální kanály a cesty k poskytování telefonních služeb, televizního a rozhlasového vysílání, multimediálních služeb.

Dnes se SSN staly důležitou součástí propojené komunikační sítě Ruska (VSN). „Program nouzových opatření pro státní podporu pro zachování, doplňování a rozvoj ruských satelitních komunikačních a vysílacích systémů pro státní účely“ (Nařízení vlády Ruské federace ze dne 1. února 2000 č. 87) a „Federální prostor“. Program Ruska na léta 2001-2005" byly vypracovány a jsou prováděny." (Nařízení vlády Ruské federace ze dne 30. března 2000 č. 288).

Pokyny pro rozvoj SSS

Otázky související s rozvojem civilních družicových komunikací jsou řešeny na vládní, meziresortní (SCRF) a resortní (Ministerstvo komunikací a informatizace Ruské federace, Rosaviakosmos aj.). Ruské satelitní komunikační systémy jsou pod jurisdikcí státu a jsou provozovány domácími státními (GP KS) nebo soukromými komerčními operátory.

V souladu s přijatou koncepcí rozvoje AR v Rusku by slibná AR měla zahrnovat tři subsystémy:

pevná satelitní komunikace pro obsluhu propojené komunikační sítě Ruska, jakož i překryvných a podnikových sítí;

satelitní televizní a rozhlasové vysílání, včetně přímého vysílání, které je novou etapou ve vývoji moderních elektronických médií;

mobilní osobní satelitní komunikace ve prospěch mobilních a vzdálených účastníků v Rusku i v zahraničí.

Pevná satelitní komunikace

Družicová pevná služba je radiokomunikační služba mezi pozemskými stanicemi, které mají danou polohu (pevný bod umístěný v určitých oblastech).

Hlavní směry používání pevné komunikace:

organizace hlavních, intrazonálních a místních komunikačních linek jako součást VSS Ruska;<

Poskytování zdrojů pro vytváření sítí pro přenos dat;

rozvoj podnikových komunikačních a datových přenosových sítí s využitím moderních technologií VSAT včetně přístupu k internetu;

rozvoj mezinárodní komunikační sítě;

distribuce federálních, regionálních, místních a komerčních televizních a rozhlasových programů po celé zemi;

Vývoj sítí pro přenos stránek centrálních novin a časopisů;

redundance páteřní primární sítě VSS Ruska.

V příštích letech bude pevný satelitní komunikační systém založen na aktivních družicích Gorizont, nových družicích Express-A a Yamal-100 a družici LMI-1 mezinárodní organizace Intersputnik. Později budou uvedeny do provozu nové satelity „Express K“, „Yamal 200/300“.

Satelitní komunikační sítě budou hrát hlavní roli v modernizaci komunikačních systémů v severovýchodních oblastech Ruska.

"Obecné schéma satelitní součásti ruské primární sítě VSS", vyvinuté Giprosvyaz JSC na objednávku Rostelecom JSC a Kosmicheskaya Svyaz State Enterprise, určuje postup pro použití satelitních systémů pro ruský VSS.

Předpokládá se, že rozvoj podnikových sítí bude probíhat převážně na bázi ruských družic v souladu s prioritami stanovenými nařízením vlády Ruské federace č. 1016 ze dne 2. září 1998.

Základem pro přenos televizních programů pomocí satelitní pevné služby by měl být modernizovaný systém digitálního televizního vysílání „Moskva“ / „Moskva Global“. To umožní přenášet společensky významné státní a celoruské televizní programy (RTR, Kultura, ORT) do všech pásem zónového vysílání, přičemž místo dosavadních deseti budou využity tři satelity.

vysílací služba

Vysílací služba je postavena na bázi přímých televizních vysílacích satelitů, jako je ISS „Bonum-1“, která je vypuštěna na 36°E. a zajišťuje přenos více než dvou desítek televizních programů v evropské části Ruska.

Předpokládá se další rozšiřování systému satelitní televize (s možností vysílání až 40–50 komerčních televizních programů) s cílem vytvořit televizní distribuční síť v řídce osídlených východních oblastech Ruska a uspokojit poptávku po regionálních televizních programech. . Tento SSS bude poskytovat takové nové služby, jako je digitální televize s vysokým rozlišením, přístup k internetu atd. V budoucnu může zcela nahradit stávající distribuční systém satelitní televize založený na využívání pevné satelitní služby.

Mobilní satelitní komunikace

Ruský systém mobilních družicových komunikací je rozmístěn na bázi družic Gorizont a slouží k organizaci vládních komunikací a v zájmu státního podniku Morsvjaz-sputnik. Lze také použít systémy Inmarsat a Eutelsat (subsystémy Euteltrax).

V souladu s nařízením vlády Ruské federace ze dne 2. září 1998 č. 1016 by v průběhu realizace slibných družicových projektů měla být přijata opatření k zachování mobilní družicové komunikační sítě v rozsahu nezbytném pro udržení vládní a prezidentské komunikační systém.

Osobní mobilní komunikační systém

V naší zemi se rozvíjí několik projektů mobilní osobní satelitní komunikace (Rostelesat, Signal, Molniya Zond).

Ruské podniky se účastní několika mezinárodních projektů osobní satelitní komunikace (Iridium, Globalstar, ICO atd.). V současné době se zpracovávají konkrétní podmínky pro využití mobilních komunikačních systémů na území Ruské federace a jejich rozhraní s ruskými VSS. Na vývoji a tvorbě komplexů SSS se podílejí: Státní operátor SE "Space Communications", Krasnojarsk NPO / PM pojmenovaný po. Reshetnev a společnost Alcatel (vytvoření tří satelitů nové generace Express A), NIIR, TsNIIS, Giprosvyaz LLC, GSP RTV, OJSC Rostelecom atd.

Závěr

Satelitní komunikační a datové systémy jsou schopny zajistit potřebnou rychlost nasazení a rekonfigurace systému, spolehlivost a kvalitu komunikace, nezávislost tarifů na vzdálenosti. Téměř jakýkoli druh informací je přenášen přes satelitní kanály s vysokým faktorem dostupnosti.

Satelitní komunikační systémy se dnes staly nedílnou součástí světových telekomunikačních páteří, které spojují země a kontinenty. Jsou úspěšně používány v mnoha zemích světa a zaujaly své právoplatné místo v propojené komunikační síti Ruska.

Literatura

Timofeev VV O koncepci rozvoje satelitní komunikace v Rusku. - "Bulletin of communications", 1999, č. 12.

Vasilij Pavlov (vedoucí odboru rozhlasové, televizní a satelitní komunikace Ministerstva komunikací Ruska). Z projevu na setkání věnovaném ruskému CCC a jeho roli při naplňování potřeb resortních a korporátních operátorů. - "Sítě", 2000, č. 6.

Durev V. G., Zenevich F. O., Kruk B. I. aj. Telekomunikace. Úvod do oboru. - M., 1988.

Radiokomunikační řád Ruské federace. Oficiální vydání. Schváleno a uvedeno v platnost dne 1. ledna 1999 rozhodnutím Státního výboru pro rádiové frekvence ze dne 28. září 1998.-M. 1999.

Leonid Nevďajev. Satelitní systémy 1. část. Dráhy a parametry. - "Sítě", 1999, č. 1-2.

Inženýrská příručka o kosmické technologii. - M., 1977.

Úvod. 2

Účel práce.. 3

1. Rozvoj satelitní komunikační sítě. čtyři

2. Aktuální stav družicové komunikační sítě. 7

3. Satelitní komunikační systém. 12

3.1. Satelitní opakovače.. 12

3.2. Dráhy satelitních transpondérů. 13

3.3. oblasti pokrytí. patnáct

4. Využití satelitní komunikace. 16

4.1. Páteřní satelitní komunikace. 16

4.2. systém VSAT. 16

4.3. Centrální řídící stanice. 17

4.4. Satelitní opakovač. 17

4.5. Účastnické terminály VSAT.. 18

5. Technologie VSAT. osmnáct

6. Globální satelitní komunikační systém Globalstar 20

6.1. Pozemní segment Globalstar 21

6.2. Pozemní segment Globalstar v Rusku. 22

6.3. Technologie systému Globalstar 23

6.4. Oblasti použití systému Globalstar 23

7. Návrh satelitní komunikační sítě. 24

7.1. Výpočet investičních nákladů na vypuštění satelitu a instalaci potřebného vybavení. 24

7.2. Kalkulace provozních nákladů. 25

7.3. Výplatní listina.. 25

7.4. Pojistné.. 26

7.5. Srážky z odpisů. 26

7.6. Náklady na elektřinu pro potřeby výroby. 26

7.7. Výpočet příjmu. 27

7.8. Výpočet ukazatelů výkonnosti. 28

7.9. Výpočet efektivnosti investičního projektu. 31

Závěr. 35

Seznam použitých zdrojů. 40

Úvod

Moderní realita již hovoří o nevyhnutelnosti nahradit klasické mobilní a navíc pevné telefony satelitní komunikací. Nejnovější satelitní komunikační technologie nabízejí životaschopná technická a nákladově efektivní řešení pro rozvoj jak univerzálních komunikačních služeb, tak sítí přímého hlasového a televizního vysílání. Díky mimořádným úspěchům v oblasti mikroelektroniky se satelitní telefony staly tak kompaktními a spolehlivými při používání, že všechny požadavky jsou kladeny různými skupinami uživatelů a služba pronájmu satelitu je jednou z nejžádanějších služeb na moderním trhu satelitní komunikace. . Značné vyhlídky rozvoje, zřejmé výhody oproti jiné telefonii, spolehlivost a zaručená nepřetržitá komunikace – to vše je o satelitních telefonech.

Satelitní komunikace je dnes jediným cenově výhodným řešením poskytování komunikačních služeb účastníkům v oblastech s nízkou hustotou osídlení, což potvrzuje řada ekonomických studií. Satelit je jediným technicky proveditelným a nákladově efektivním řešením, pokud je hustota obyvatelstva nižší než 1,5 osoby/km2. To naznačuje významné vyhlídky pro rozvoj družicových komunikačních služeb, zejména pro regiony s nízkou hustotou osídlení na velkém území.

Objektivní

Seznámit se s historií družicových komunikací, vlastnostmi a perspektivami vývoje a návrhu družicových komunikací.

1. Rozvoj satelitní komunikační sítě

Historie vývoje družicových komunikací

Pětačtyřicetiletá historie vývoje CCC má pět charakteristických etap:

· 1957-1965 Přípravné období, které začalo v říjnu 1957 poté, co Sovětský svaz vypustil první umělou družici Země na světě, a o měsíc později druhou. Stalo se tak v době vrcholící studené války a rychlých závodů ve zbrojení, takže satelitní technologie se přirozeně stala majetkem především armády. Uvažovaná etapa je charakterizována vypouštěním prvních experimentálních družic, včetně komunikačních družic, které byly vypouštěny především na nízké oběžné dráhy Země.

První geostacionární reléový satelit TKLSTAR byl vytvořen v zájmu americké armády a vypuštěn na oběžnou dráhu v červenci 1962. Ve stejném časovém období byla vyvinuta řada amerických vojenských komunikačních satelitů SYN-COM (Synchronous Communications Satellite).

První dva satelity byly vypuštěny na geosynchronní eliptické dráhy. Geostacionární satelit této řady SYNCOM-3 byl vypuštěn na oběžnou dráhu v únoru 1963 a byl prototypem prvního civilního komerčního GSR INTELSAT-1 (jiný název je EARLY BIRD), který se stal prvním SR mezinárodní organizace Intelsat (International Telecommunications Satellite Organization), založená v srpnu 1964 roku. V tomto období ještě nebyly dostupné komerční družicové komunikační služby, ale experimentálně byla prokázána možnost výroby, vypouštění a úspěšné komunikace přes družice na nízké oběžné dráze Země.

· 1965-1973 Období rozvoje globálních SSN založených na geostacionárních opakovačích. Rok 1965 byl ve znamení dubnového startu geostacionárního SR INTELSAT-1, což znamenalo počátek komerčního využití družicové komunikace. Dřívější družice řady INTELSAT poskytovaly transkontinentální komunikaci a hlavně podporovaly páteřní komunikaci mezi malým počtem národních vstupních pozemských stanic poskytujících rozhraní k národním veřejným pozemním sítím.

Hlavní kanály zajišťovaly spojení, přes které se přenášel telefonní provoz, televizní signály a telexová komunikace. Intelsat CCC obecně doplňoval a zálohoval v té době existující podmořské transkontinentální kabelové komunikační linky. Až do začátku 70. let 20. století byly téměř všechny existující CCC využívány k přenosu mezinárodního telefonního provozu a vysílání televizních programů.

· 1973-1982 Fáze rozsáhlého šíření regionálních a národních CCC. V tomto období byly poměrně intenzivně nasazovány regionální např. Eulelsat, Aussat a národní satelitní komunikační sítě, např. Skynet v USA, jejichž hlavními službami byla stále telefonie a televize a také přenos dat do malého rozsah. Nyní však byly tyto služby poskytovány velkému počtu pozemních terminálů a v některých případech byl přenos prováděn přímo do uživatelských terminálů.

V této etapě historického vývoje CCC vznikla mezinárodní organizace Inmarsat, která nasadila globální komunikační síť Inmarsat, jejímž hlavním účelem bylo zajišťovat komunikaci s námořními plavidly v plavbě. Později Inmarsat rozšířil své služby na všechny typy mobilních uživatelů.

· 1982-1990 Období prudkého rozvoje a rozšíření malých zemních terminálů. V 80. letech umožnily pokroky v oblasti inženýrství a technologie klíčových prvků CCC, jakož i reformy směřující k liberalizaci a demonopolizaci komunikačního průmyslu v řadě zemí využívat satelitní kanály v podnikových komunikačních sítích, s názvem VSAT. Nejprve tyto sítě, za přítomnosti komunikačních kanálů s průměrnou šířkou pásma (ne více než 64 kbit / s), poskytovaly jediný informační přenos dat, o něco později byl implementován digitální přenos hlasu a poté video.

Sítě VSAT umožnily instalovat kompaktní satelitní pozemské stanice v těsné blízkosti uživatelských kanceláří, čímž vyřešily problém „poslední míle“ pro velké množství firemních uživatelů, vytvořily podmínky pro pohodlnou a efektivní výměnu informací a umožnily odlehčit veřejné pozemní sítě.

Využití "inteligentních" komunikačních satelitů.

· Od první poloviny 90. let vstoupila SSS do kvantitativně i kvalitativně nové etapy svého vývoje.

V provozu, výrobě nebo návrhu bylo velké množství globálních a regionálních satelitních komunikačních sítí. Satelitní komunikační technologie se stala oblastí významného zájmu a obchodní činnosti. Během tohoto časového období došlo k explozi v rychlosti mikroprocesorů pro všeobecné použití a objemu polovodičových paměťových zařízení, přičemž se zlepšila spolehlivost a také se snížila spotřeba energie a náklady na tyto komponenty. Polovodičová elektronika pro vesmírné aplikace musí být odolná vůči záření. čehož je dosaženo speciálními technologickými metodami a pečlivým stíněním elektronických obvodů.

Jako technologický základ pro praktickou realizaci skutečně „ inteligentní" BR "GC se schopnostmi a vlastnostmi, které se na první pohled zdály prostě fantastické.

2. Současný stav satelitní komunikační sítě

Z mnoha komerčních projektů MSS (Mobile Satellite) pod 1 GHz byl implementován jeden systém Orbcomm, který zahrnuje 30 negeostacionárních (non-GSO) družic poskytujících pokrytí Země.

Díky použití relativně nízkých frekvenčních pásem systém umožňuje poskytování služeb nízkorychlostního přenosu dat, jako je e-mail, obousměrné stránkování, služby dálkového ovládání, jednoduchým, levným předplatitelským zařízením. Hlavními uživateli Orbcommu jsou dopravní společnosti, pro které tento systém poskytuje cenově výhodné řešení pro kontrolu a řízení nákladní dopravy.

Nejznámějším operátorem na trhu MSS je Inmarsat. Na trhu je asi 30 typů předplatitelských zařízení, přenosných i mobilních: pro pozemní, námořní a letecké použití, které poskytují přenos hlasu, faxu a dat rychlostí od 600 bps do 64 kbps. Inmarsat soutěží se třemi systémy MSS, včetně Globalstar, Iridium a Thuraya.

První dva poskytují téměř úplné pokrytí zemského povrchu pomocí velkých konstelací, v tomto pořadí, sestávajících ze 40 a 79 satelitů mimo GSO. Očekává se, že Thuraya bude globální v roce 2007 s vypuštěním třetí geostacionární (GEO) družice pro pokrytí Ameriky, kde je v současné době nedostupná. Všechny tři systémy poskytují telefonní a nízkorychlostní datové služby přijímacím zařízením srovnatelným s hmotností a velikostí jako mobilní telefony GSM.

Ve světě existují také čtyři regionální systémy PSS. V Severní Americe je to Mobile Satellite Ventures (MVS) využívající dva satelity MSAT. V roce 2000 začal fungovat systém Asia Cellular Satellite (Indonésie) se satelitem Garuda poskytující služby MSS v asijském regionu. Ve stejném roce začaly dva satelity N-Star sloužit předplatitelům námořních MSS v japonské pobřežní zóně dlouhé 200 mil. Austrálie má podobný námořní systém, Optus.

Mezinárodní telekomunikační unie (ITU) definuje budoucnost MSS jako satelitního segmentu systémů mobilních služeb třetí generace IMT-200. Satelitní sítě mohou pokrýt obslužné oblasti, kde není ekonomicky životaschopné vybudovat pozemní síť, například ve vzdálených a venkovských oblastech, a vytvořit pro ni horkou pohotovost.

Strategie rozvoje MSS je založena na vytvoření tzv. Additional Ground Component (v USA - Ancillary Terrestrial Component (ATC) a v Evropě - Complementary Ground Component (CGC)) - jedná se o součást MSS, která zahrnuje pozemní stanice, které mají pevnou polohu a slouží ke zlepšení dostupnosti služeb sítě MSS v oblastech pokrytí, kde satelitní stanice nemohou poskytnout požadovanou kvalitu.

Předplatitelská zařízení v oblasti pokrytí základnových stanic budou pracovat s pozemní sítí a když ji opustíte, přepnou na práci se satelitem pomocí stejného frekvenčního pásma přiděleného pro MSS. Systémy MSS si přitom musí zachovat funkčnost a poskytovat požadované služby bez ohledu na ATC. Počítá se také s tím, že satelitní komponenta IMT-2000 bude poskytovat přivaděče, hlavní sítě a pohotovostní režim v případě selhání nebo přetížení pozemní sítě.

Podle předpovědi ITU bude do roku 2010 satelitní segment IMT-2000 vyžadovat asi 70 MHz v obou směrech. V souladu s Radiokomunikačním řádem by mělo být jako kořenové pásmo využíváno pásmo 1980-2010/2170-2200 MHz. Pokud jsou zapotřebí další frekvence, mohou si správy vybrat kteroukoli z frekvencí přidělených MSS v rozsahu 1–3 GHz, zejména:

1525-1544/1626,5-1645,5 MHz;

1545-1559/1646,5-1660,5 MHz;

1610-1626,5/2483,5-2500 MHz;

2500-2520/2670-2690 MHz.

K dnešnímu dni již byly načrtnuty programy pro realizaci koncepcí rozvoje stávajících systémů SSS. V prosinci 2005 Inmarsat oznámil spuštění širokopásmové širokopásmové sítě (BGAN). Systém poskytuje služby mobilním a přenosným účastnickým jednotkám s přenosovou rychlostí až 432 kbps a bude kompatibilní s pozemními mobilními sítěmi. Globalstar, Iridium a MVS převezmou do roku 2012-2013. kompletní aktualizace skupiny.

Všechny tři společnosti plánují vytvořit další pozemní komponent. Přesto je třeba vzít v úvahu několik skutečností, které mohou významně ovlivnit obecné závěry o efektivitě nákladů a perspektivách rozvoje PSS:

Služby MSS jsou poptávány především specializovanými skupinami předplatitelů, zejména námořními a leteckými společnostmi, různými ministerstvy a speciálními službami. Například americké ministerstvo obrany je největším firemním uživatelem systému Iridium s dvouletou smlouvou v hodnotě 72 milionů dolarů, která poskytuje neomezené připojení pro 20 000 uživatelů. Globalstar oznámil 300% nárůst denních účastnických připojení během záchranných a obnovovacích prací po nedávných hurikánech v USA a tsunami v jihovýchodní Asii;

Globalstar a Iridium prošly konkurzním řízením, čímž bylo dosaženo ekonomické efektivity projektů v praxi na úkor krachu investorů;

technologický vývoj může výrazně zlepšit výkon satelitních předplatitelských přijímačů. Vzhledem k potřebě zajistit vysokoenergetické palubní přijímače a omezenému používanému spektru však bude ekonomicky nerentabilní nebo technicky nemožné poskytovat stejné služby mobilní účastnické jednotce jako při práci s pozemní mobilní komunikační sítí.

Satelitní technologie tedy nelze považovat za skutečné konkurenty pozemních mobilních sítí. Realizace takových projektů může být ekonomicky zdůvodněna pouze v případě státního financování. Nasazení segmentu ATC v praxi bude znamenat pouze to, že provozovatelé pozemních sítí budou moci rozvíjet své sítě v pásmech přidělených MSS.

Systémy PSS budou i nadále hrát důležitou roli pro práci orgánů činných v trestním řízení a při následcích přírodních katastrof a různých katastrof. Mezinárodní telekomunikační unie například uzavřela zvláštní dohodu o podmínkách používání terminálů Thuraya k poskytování komunikace a pomoci postiženým zemím v takových případech.

Komerčně perspektivním směrem ve vývoji MSS nemusí být přenos řeči nebo dat k předplatitelským přijímačům, ale poskytování různých vysílacích služeb. V tomto případě budou vytvořeny superponované sítě pro pozemní mobilní sítě, které mohou efektivně, jak z hlediska ekonomiky, tak využití spektra, poskytovat služby v topologii point-to-multipoint. To může zahrnovat vysílání zvukových a televizních programů a vysílání různých typů dat všem nebo určitým kategoriím účastníků.

BSkyB, největší britský satelitní televizní operátor, například podepsal smlouvu s Vodafonem o vytvoření balíčku SKY Mobile TV, který nabízí předplatitelům mobilní sítě příjem různých vysílaných programů. Podobný projekt Unlimited Mobile TV, zahrnující vytvoření hybridní sítě pozemního a satelitního vysílání, zahájily společnosti Alcatel a SFR ve Francii.

Další konkrétní aplikací služeb MSS, která se v současnosti v Evropě zkoumá, by mohlo být poskytování všech typů služeb skupinovým přijímačům instalovaným na vysokorychlostních vozidlech, jako jsou meziměstské a mezinárodní vlaky a autobusy.

3. Satelitní komunikační systém

3.1. Satelitní opakovače

Poprvé byly roky výzkumu použity pasivní satelitní transpondéry (příkladem jsou satelity Echo a Echo-2), které byly jednoduchým reflektorem rádiového signálu (často kovová nebo polymerová koule s kovovým povlakem), který nenesl žádný transceiver. zařízení na palubě. Takové satelity nemají distribuci.

Všechny moderní komunikační satelity jsou aktivní. Aktivní opakovače jsou vybaveny elektronickým zařízením pro příjem, zpracování, zesílení a opětovné vysílání signálu. Satelitní opakovače mohou být neregenerační a regenerační. Neregenerativní družice, která přijala signál z jedné pozemské stanice, jej přenese na jinou frekvenci, zesílí a přenese jej na jinou pozemskou stanici. Satelit může k provádění těchto operací používat několik nezávislých kanálů, z nichž každý pracuje na určité části spektra (tyto kanály pro zpracování se nazývají transpondéry).

Regenerační satelit přijímaný signál demoduluje a znovu moduluje. Kvůli tomu se oprava chyb provádí dvakrát: na satelitu a na přijímací pozemské stanici. Nevýhodou této metody je složitost (a tím i mnohem vyšší cena satelitu) a také větší zpoždění přenosu signálu.

3.2. Dráhy satelitních transpondérů

Dráhy, na kterých jsou umístěny satelitní transpondéry, jsou rozděleny do tří tříd:

rovníkový

šikmý

polární

Důležitou variací rovníkové dráhy je geostacionární dráha, při které se družice otáčí úhlovou rychlostí rovnající se úhlové rychlosti Země ve směru, který se shoduje se směrem rotace Země. Zjevnou výhodou geostacionární oběžné dráhy je, že přijímač v obslužné oblasti „vidí“ satelit neustále.

Existuje však pouze jedna geostacionární dráha a není možné na ni umístit všechny satelity. Další nevýhodou je jeho vysoká nadmořská výška, a tedy i vysoké náklady na vynesení satelitu na oběžnou dráhu. Navíc satelit na geostacionární oběžné dráze není schopen obsluhovat pozemské stanice v cirkumpolární oblasti.

Šikmá dráha tyto problémy řeší, nicméně vzhledem k pohybu družice vůči pozemnímu pozorovateli je pro zajištění nepřetržitého komunikačního přístupu nutné vypustit alespoň tři družice na oběžnou dráhu.

Při použití nakloněných drah jsou pozemské stanice vybaveny sledovacími systémy, které nasměrují anténu na satelit. Stanice provozující satelity na geostacionární oběžné dráze jsou také obvykle vybaveny takovými systémy pro kompenzaci odchylek od ideální geostacionární dráhy. Výjimkou jsou malé antény používané pro příjem satelitní televize: jejich vyzařovací diagram je dostatečně široký, takže necítí satelitní vibrace blízko ideálního bodu.

Polární - dráha, která má sklon dráhy k rovině rovníku devadesát stupňů.

3.3. Oblasti pokrytí

Protože rádiové frekvence jsou omezeným zdrojem, je nutné zajistit, aby stejné frekvence mohly používat různé pozemské stanice. To lze provést dvěma způsoby: prostorovou separací - každá satelitní anténa přijímá signál pouze z určité oblasti, přičemž různé oblasti mohou využívat stejné frekvence, polarizační separací - různé antény přijímají a vysílají signál ve vzájemně kolmých polarizačních rovinách, přičemž stejné frekvence lze použít dvakrát (pro každou z rovin).

Typická mapa pokrytí družice na geostacionární oběžné dráze obsahuje tyto komponenty: globální paprsek - komunikuje s pozemskými stanicemi v celé oblasti pokrytí, jsou mu přiděleny frekvence, které se nekříží s ostatními paprsky tohoto satelitu. Paprsky západní a východní polokoule - tyto paprsky jsou polarizovány v rovině A se stejným frekvenčním rozsahem, jaký se používá na západní a východní polokouli. Zónové paprsky jsou polarizovány v rovině B (kolmé k A) a používají stejné frekvence jako paprsky polokoule. Pozemská stanice umístěná v jedné ze zón tedy může využívat také polokulové paprsky a globální paprsek.

V tomto případě jsou všechny frekvence (s výjimkou těch vyhrazených pro globální paprsek) používány opakovaně: na západní a východní polokouli a v každé ze zón.

4. Aplikace družicové komunikace

4.1. Páteřní satelitní komunikace

Zpočátku byl vznik satelitní komunikace diktován potřebou přenášet velké množství informací. Prvním satelitním komunikačním systémem byl systém Intelsat, poté vznikly podobné regionální organizace (Eutelsat, Arabsat a další). Postupem času se podíl hlasových přenosů na celkovém objemu páteřního provozu neustále snižuje a ustupuje datovým přenosům. S rozvojem sítí z optických vláken začaly tyto sítě vytlačovat satelitní komunikaci z trhu páteřní komunikace.

4.2. systém VSAT

Mezi satelitními technologiemi je zvláštní pozornost věnována rozvoji satelitních komunikačních technologií, jako je VSAT (Very Small Aperture Terminal).

Na základě zařízení VSAT je možné budovat multiservisní sítě, které poskytují téměř všechny moderní komunikační služby: přístup k internetu; telefonní spojení; konsolidace lokálních sítí (budování VPN sítí); Přenos audio a video informací; redundance stávajících komunikačních kanálů; sběr dat, monitorování a dálkové ovládání průmyslových zařízení a mnoho dalšího.

Trocha historie. Rozvoj sítí VSAT začíná vypuštěním prvního komunikačního satelitu. Na konci 60. let byla v průběhu experimentů s družicí ATS-1 vytvořena experimentální síť skládající se z 25 pozemských stanic, satelitní telefonní komunikace na Aljašce. Linkabit, jeden z původních tvůrců Ku-band VSAT, se spojil s M/A-COM, který se později stal předním dodavatelem zařízení VSAT. Hughes Communications získala divizi od M/A-COM a přeměnila ji na Hughes Network Systems. Hughes Network Systems je v současnosti předním světovým poskytovatelem širokopásmových satelitních komunikačních sítí. Satelitní komunikační síť založená na VSAT zahrnuje tři klíčové prvky: centrální řídicí stanici (CCS), opakovací satelit a předplatitelské terminály VSAT.

4.3. centrální řídící stanice

NCC zahrnuje zařízení transceiveru, zařízení s anténou a napáječem a sadu zařízení, která plní funkce monitorování a řízení provozu celé sítě, přerozdělování jejích zdrojů, identifikace poruch, účtování síťových služeb a propojení s pevnými linkami. Pro zajištění spolehlivosti komunikace má zařízení minimálně 100% redundanci. Centrální stanice je propojena s libovolnými pozemními páteřními komunikačními linkami a má schopnost přepínat informační toky, což podporuje informační interakci uživatelů sítě mezi sebou navzájem a s účastníky externích sítí (Internet, celulární sítě, PSTN atd.).

4.4. opakovací satelit

Sítě VSAT jsou budovány na bázi geostacionárních opakovacích satelitů. Nejdůležitějšími vlastnostmi satelitu jsou výkon palubních vysílačů a počet radiofrekvenčních kanálů (svazků nebo transpondérů) na něm. Standardní trunk má šířku pásma 36 MHz, což odpovídá maximální propustnosti cca 40 Mbps. Průměrně se výkon vysílačů pohybuje od 20 do 100 wattů. V Rusku lze jako příklady opakovacích satelitů uvést komunikační a vysílací satelity Jamal. Jsou určeny pro rozvoj kosmického segmentu OAO Gascom a byly instalovány na orbitálních pozicích 49°E. d. a 90° palců. d.

4.5. Účastnické terminály VSAT

Účastnický terminál VSAT je malá satelitní komunikační stanice s anténou o průměru 0,9 až 2,4 m, určená především pro spolehlivou výměnu dat prostřednictvím satelitních kanálů. Stanice se skládá z anténního napáječe, venkovní externí radiofrekvenční jednotky a vnitřní jednotky (satelitního modemu). Venkovní jednotka je malý transceiver nebo jen přijímač. Vnitřní jednotka zajišťuje spárování satelitního kanálu s koncovým zařízením uživatele (počítač, LAN server, telefon, fax atd.).

5. Technologie VSAT

Existují dva hlavní typy přístupu k satelitnímu kanálu: obousměrný (duplexní) a jednosměrný (simplexní, asymetrický nebo kombinovaný).

Při organizování jednosměrného přístupu se spolu se satelitním zařízením nutně používá pozemní komunikační kanál (telefonní linka, optická vlákna, celulární sítě, rádiový ethernet), který se používá jako kanál požadavku (nazývaný také zpětný kanál). Satelitní kanál se používá jako přímý kanál pro příjem dat do účastnického terminálu (pomocí standardu DVB). Jako přijímací zařízení je použita standardní sada skládající se z přijímací parabolické antény, konvertoru a satelitního DVB přijímače ve formě PCI desky instalované v počítači nebo externího USB bloku.

Při organizování obousměrného přístupu lze zařízení VSAT použít pro kanály vpřed i vzad. Přítomnost pevných linek v tomto případě není nutná, ale lze je také využít (například za účelem rezervace).

Přímý kanál je obvykle tvořen v souladu se specifikacemi standardu DVB-S a je vysílán prostřednictvím komunikačního satelitu do všech účastnických stanic sítě umístěných v pracovní oblasti. V reverzním kanálu se tvoří samostatné toky TDMA s relativně nízkou rychlostí. Zároveň se pro zvýšení propustnosti sítě využívá tzv. multifrekvenční technologie TDMA (MF-TDMA), která zajišťuje frekvenční přeskakování při přetížení jednoho ze zpětných kanálů.

Sítě VSAT lze organizovat podle následujících topologií: plně propojená ("každý s každým"), radiální ("hvězda") a radiálně-uzlová (kombinovaná) topologie. Každá topologie má své výhody a nevýhody, výběr jedné nebo druhé topologie musí být proveden s ohledem na individuální vlastnosti projektu. Satelitní komunikace je druh rádiové komunikace. Satelitní signály, zejména vysokofrekvenční pásma Ku a Ka, podléhají ve vlhké atmosféře (déšť, mlha, oblačnost) útlum. Tento nedostatek lze snadno překonat při návrhu systému.

Satelitní komunikace je rušena jinými rádiovými zařízeními. Pro satelitní komunikaci se však přidělují frekvenční pásma, která jiné rádiové systémy nevyužívají, a navíc se v satelitních systémech používají úzce nasměrované antény pro úplné odstranění rušení. Většinu nedostatků satelitních komunikačních systémů tedy odstraňuje kompetentní návrh sítě, výběr technologie a umístění antény.

Technologie VSAT je velmi flexibilní systém, který umožňuje vytvářet sítě splňující ty nejpřísnější požadavky a poskytující širokou škálu datových služeb. Rekonfigurace sítě, včetně změny výměnných protokolů, přidání nových terminálů nebo změny jejich geografické polohy, se provádí velmi rychle. Popularita VSAT ve srovnání s jinými typy komunikace při vytváření podnikových sítí je vysvětlena následujícími úvahami: pro sítě s velkým počtem terminálů a se značnými vzdálenostmi mezi účastníky jsou provozní náklady mnohem nižší než při použití pozemních sítí

6. Globální satelitní komunikační systém Globalstar

Systém Globalstar je konsorciem Globalstar L.P mezinárodních telekomunikačních společností Loral Space & Telecommunications, Qualcomm, Elsag Baily, Space Systems/Loral, Daimler-Benz Aerospace, Alenia, Alcatel, Hyundai, Dacom a telekomunikačních operátorů - France Telecom, Vodafone Goup. Konsorcium bylo založeno v roce 1991. Systém Globalstar byl vytvořen jako systém navržený pro interakci se stávajícími celulárními sítěmi, doplňující a rozšiřující jejich schopnosti prostřednictvím komunikace mimo oblasti pokrytí. Systém navíc poskytuje možnost jeho využití jako alternativy pro komunikaci po pevné lince v odlehlých oblastech, kde není z jakéhokoli důvodu možné použití mobilní komunikace nebo veřejné sítě.
V Rusku je provozovatelem satelitního komunikačního systému Globalstar uzavřená akciová společnost GlobalTel. Jako výhradní poskytovatel globálních mobilních satelitních komunikačních služeb systému Globalstar poskytuje CJSC GlobalTel komunikační služby po celé Ruské federaci. Díky vytvoření CJSC „GlobalTel“ mají obyvatelé Ruska další možnost komunikovat přes satelit odkudkoli z Ruska téměř kamkoli na světě.

Systém Globalstar zajišťuje vysoce kvalitní satelitní komunikaci pro své předplatitele pomocí 48 pracovních a 8 náhradních satelitů na nízké oběžné dráze umístěných ve výšce 1410 km. (876 mil) od povrchu Země. Systém poskytuje globální pokrytí téměř celého povrchu zeměkoule mezi 700 severní a jižní šířkou s rozsahem až 740. Satelity jsou schopny přijímat signály až z 80 % povrchu Země, tedy téměř odkudkoli na zeměkouli, s výjimkou polárních oblastí a některých oblastí střední části oceánů . Satelity systému jsou jednoduché a spolehlivé.

6.1. Pozemní segment Globalstar

Pozemní segment systému Globalstar se skládá z řídicích center kosmických lodí, komunikačních řídicích center, sítě regionálních pozemních bran a sítě pro výměnu dat.
Gateway stanice jsou navrženy tak, aby organizovaly rádiový přístup uživatelů systému Globalstar k ústřednám systému při navazování komunikace mezi uživateli systému, jakož i s uživateli pozemních a satelitních pevných a mobilních sítí, s jejichž operátory je propojení realizováno. Brány jsou součástí systému Globalstar a poskytují spolehlivé telekomunikační služby pevným a mobilním účastnickým terminálům v celé oblasti globálních služeb. Pozemní řídicí centra plánují komunikační plány pro brány a také řídí přidělování satelitních zdrojů pro každou bránu. Ovládací centrum satelitního segmentu monitoruje satelitní systém. Spolu s prostředky záložního centra řídí oběžné dráhy, zpracovává telemetrické informace a vydává příkazy konstelaci satelitů. Satelity systému Globalstar nepřetržitě přenášejí telemetrická data, která monitorují zdravotní stav systému, a také informace o celkovém stavu satelitů. Centrum také sleduje starty satelitů a jejich rozmístění ve vesmíru. Satelitní segmentové řídicí středisko a pozemní řídicí střediska spolu udržují neustálý kontakt prostřednictvím sítě pro přenos dat Globalstar.

6.2. Pozemní segment Globalstar v Rusku

Ruský pozemní segment systému Globalstar zahrnuje 3 brány umístěné v blízkosti Moskvy, Novosibirsku a Chabarovsku. Pokrývají území Ruska od jižní hranice do 74 gr. S. sh. a od západní hranice po 180. poledník, poskytující garantovanou kvalitu služeb jižně od 70. rovnoběžky.

Ruské brány Globalstar jsou připojeny k síti PSTN přes automatické přepínací uzly, mají spojovací linky s mezinárodními přepínacími centry a jsou také propojeny digitálními cestami „každý do každého“. Každá brána je integrována se stávajícími pevnými a mobilními sítěmi v Rusku. Vstupní stanice mají status dálkové stanice národní sítě Ruské federace. Ruský segment satelitního systému Globalstar je považován za novou komunikační síť na území Ruské federace.

6.3. Technologie systému Globalstar

Satelity fungují na architektuře "bent-pipe" - přijímající signál účastníka několik satelitů pomocí technologie CDMA současně vysílá do nejbližší pozemní vstupní stanice. Pozemní brána vybere nejsilnější signál, autorizuje jej a směruje k volanému.

6.4. Oblasti použití systému Globalstar

Systém Globalstar je navržen tak, aby poskytoval vysoce kvalitní satelitní služby širokému spektru uživatelů, včetně: hlasu, služby krátkých zpráv, roamingu, určování polohy, faxu, dat, mobilního internetu.

Předplatiteli, kteří používají přenosná a mobilní zařízení, mohou být firmy a jednotlivci pracující na územích, která nejsou pokryta mobilními sítěmi, nebo jejichž specifická práce zahrnuje časté služební cesty do míst, kde není připojení nebo kde je špatná kvalita komunikace.

Systém je určen pro širokého spotřebitele: zástupce médií, geology, pracovníky v těžbě a zpracování ropy a plynu, drahé kovy, stavební inženýry, energetiky. Zaměstnanci státních struktur Ruska - ministerstev a útvarů (například Ministerstvo pro mimořádné situace) mohou při své činnosti aktivně využívat satelitní komunikaci. Speciální sady pro instalaci na vozidla mohou být účinné při použití na užitkových vozidlech, rybářských a jiných typech námořních a říčních plavidel, železniční dopravě atd.

7. Návrh satelitní komunikační sítě.

7.1. Výpočet investičních nákladů na vypuštění satelitu a instalaci potřebného vybavení.

Tabulka 1.1 - Výchozí údaje pro výpočet kapitálových nákladů

K o - kapitálové investice na nákup zařízení pro servis družice;

K c - kapitálové investice na pořízení satelitu;

K m - náklady na instalaci zařízení;

K tr - náklady na dopravu;

Myšlenka vytvořit globální satelitní komunikační systémy na Zemi byla předložena v roce 1945. Arthur Clark který se později stal slavným spisovatelem sci-fi. Realizace této myšlenky se stala možnou až 12 let poté, co se objevily balistické střely, se kterými 4. října 1957 Na oběžnou dráhu byla vypuštěna první umělá družice Země (AES). Pro řízení letu družice byl na ní umístěn malý radiový vysílač - maják pracující v dosahu 27 MHz. Po několika letech 12. dubna 1961. poprvé na světě na sovětské kosmické lodi „Vostok“ Yu.A. Gagarin provedl historický let kolem Země. Zároveň astronaut pravidelně komunikoval se Zemí pomocí rádia. Tak začala systematická práce na studiu a využití kosmického prostoru pro řešení různých mírových problémů.

Vytvoření vesmírné technologie umožnilo vývoj velmi účinných systémů pro rádiovou komunikaci a vysílání na velké vzdálenosti. Ve Spojených státech začaly intenzivní práce na vytvoření komunikačních satelitů. Taková práce se začala odvíjet i u nás. Jeho rozsáhlé území a špatný rozvoj komunikací, zejména v řídce osídlených východních regionech, kde je vytváření komunikačních sítí pomocí jiných technických prostředků (RRL, kabelové vedení atd.) spojeno s vysokými náklady, učinily tento nový typ komunikace velmi slibný.

U počátků vytváření domácích satelitních rádiových systémů byli vynikající domácí vědci a inženýři, kteří vedli hlavní výzkumná centra: M.F. Rešetněv, M.R. Kaplanov, N.I. Kalašnikov, L.Ya. Cantor

Hlavní úkoly stanovené před vědci byly následující:

Vývoj satelitních opakovačů pro televizní vysílání a komunikaci ("Screen", "Rainbow", "Hals"), od roku 1969 jsou satelitní opakovače vyvíjeny v samostatné laboratoři v čele s M.V. Brodský;

Tvorba systémových projektů pro budování satelitní komunikace a vysílání;

Vývoj zařízení pro pozemské stanice (ES) družicové komunikace: modulátory, prahové demodulátory FM (frekvenční modulace) signálů, přijímací a vysílací zařízení atd.;

Provádění komplexních prací na vybavení satelitních komunikačních a vysílacích stanic zařízením;

Vývoj teorie sledování FM demodulátorů se sníženým prahem šumu, metody vícenásobného přístupu, modulační metody a kódování pro korekci chyb;

Vývoj regulační a technické dokumentace pro kanály, cesty televizních a komunikačních zařízení satelitních systémů;

Vývoj řídicích a monitorovacích systémů pro AP a satelitní komunikační a vysílací sítě.

specialisté NIIR vzniklo mnoho národních satelitních komunikačních a vysílacích systémů, které jsou v provozu dodnes. Pozemní a vzdušné vybavení těchto systémů bylo vyvinuto také na NIIR. Specialisté ústavu kromě vybavení navrhli metody návrhu jak samotných satelitních systémů, tak jednotlivých zařízení v nich obsažených. Zkušenosti specialistů NIIR s navrhováním satelitních komunikačních systémů se odrážejí v řadě vědeckých publikací a monografií.

6.1. První satelitní komunikační a vysílací linky přes satelit "Molniya-1"

První experimenty na satelitní komunikaci odrážením rádiových vln z amerického odrážejícího satelitu „Echo“ a Měsíce, používaného jako pasivní opakovače, provedli specialisté z NIIR v roce 1964. Radioteleskop na observatoři ve vesnici Zimenki v Gorkém kraji obdržel telegrafní zprávy a jednoduchý nákres z anglické observatoře „Jodrell Bank“.

Tento experiment prokázal možnost úspěšného využití vesmírných objektů k organizaci komunikace na Zemi.

V laboratoři družicové komunikace bylo připraveno několik systémových projektů a poté se podílela na vývoji prvního domácího družicového komunikačního systému "Molniya-1" v r. frekvenční rozsah pod 1 GHz. Hlavní organizací pro vytvoření tohoto systému byl Moskevský výzkumný ústav radiokomunikací (MNIIRS). Hlavním konstruktérem systému Molniya-1 je PAN. Kaplanov- zástupce vedoucího MNIIRS.

V 60. letech NIIR vyvíjel transceiverový komplex pro troposférický radioreléový systém Horizont, rovněž pracující ve frekvenčním rozsahu pod 1 GHz. Tento komplex byl upraven a vytvořené zařízení, nazvané „Horizon-K“, bylo použito k vybavení první satelitní komunikační linky „Molniya-1“, která spojovala Moskvu a Vladivostok. Tato linka byla určena pro přenos TV programu nebo skupinového spektra 60 telefonních kanálů. Za účasti specialistů NIIR byly v těchto městech vybaveny dvě pozemské stanice (ES). MRIRS vyvinula palubní opakovač pro první umělou komunikační družici Molniya-1, která byla úspěšně vypuštěna 23. dubna 1965. Byl vypuštěn na vysoce eliptickou dráhu s dobou oběhu kolem Země 12 hodin. Taková dráha byla vhodná pro obsluhu území SSSR nacházejícího se v severních zeměpisných šířkách, protože po dobu osmi hodin na každé oběžné dráze družice bylo vidět z jakéhokoli místa v zemi. Start na takovou dráhu z našeho území se navíc provádí s menší energií než na geostacionární. Dráha družice Molniya-1 si zachovala svůj význam dodnes a je využívána i přes převažující rozvoj geostacionárních družic.

6.2 První satelitní systém na světě „Orbita“ pro distribuci televizních programů

Po dokončení výzkumu technických možností družice "Molniya-1" specialisty NIIR N.V. Talyzin a L.Ya. Kantor bylo navrženo vyřešit problém dodávek televizních programů z centrální televize do východních oblastí země vytvořením prvního satelitního vysílacího systému na světě „Orbita“ v r. v pásmu 1 GHz na základě zařízení "Horizon-K".

V letech 1965-1967. v rekordním čase bylo ve východních oblastech naší země současně postaveno a zprovozněno 20 pozemských stanic "Orbita" a nová centrální vysílací stanice "Reserve". Systém Orbita se stal celosvětově prvním kruhovým, televizním, satelitním distribučním systémem, ve kterém jsou nejefektivněji využívány možnosti satelitní komunikace.

Je třeba poznamenat, že pásmo, ve kterém fungoval nový systém Orbita 800-1000 MHz, neodpovídalo pásmu přidělenému v souladu s Radiokomunikačním řádem pro družicovou pevnou službu. Práce na převodu systému Orbita do pásma C 6/4 GHz prováděli specialisté NIIR v období 1970-1972. Stanice pracující v novém frekvenčním pásmu dostala název Orbita-2. Pro něj byla vytvořena kompletní sestava zařízení pro provoz v mezinárodním frekvenčním rozsahu - v sekci Země-vesmír - v pásmu 6 GHz, v sekci Vesmír-Země - v pásmu 4 GHz. Pod vedením V.M. cirlina byl vyvinut systém pro nasměrování a automatické sledování antén se softwarovým zařízením. Tento systém využíval extrémní automat a metodu kónického skenování.

Stanice "Orbita-2" začala zakořeňovat od roku 1972., a do konce roku 1986. bylo jich postaveno asi 100. Mnohé z nich v současnosti provozují transceivery.

Později byla pro provoz sítě Orbita-2 vytvořena a na oběžnou dráhu vypuštěna první sovětská geostacionární družice Raduga, jejíž vícehlavňový palubní opakovač byl vytvořen na NIIR (vedoucí práce A.D. Fortušenko a její účastníci M.V. Brodsky, A. , I. Ostrovsky, Yu.M. Fomin atd.) Současně byly vytvořeny a zvládnuty výrobní technologie a metody pozemního zpracování kosmických produktů.

Pro systém Orbita-2 byly vyvinuty nové vysílače Gradient (I.E. Mach, M.Z. Zeitlin aj.), dále parametrické zesilovače (A.V. Sokolov, E.L. Ratbil, B.C. Sanin, V.M. Krylov) a zařízení pro příjem signálu (V.I. Dyachkov, V.M. Dorofeev, Yu.A. Afanasiev, V.A. Polukhin atd.).

6.3. První systém přímého televizního vysílání na světě „Ekran“

Široký rozvoj systému Orbita jako prostředku pro dodávání televizních programů se stal koncem 70. let ekonomicky neopodstatněným kvůli vysokým nákladům na AP, a proto není účelné jej instalovat v místě s počtem obyvatel méně než 100-200 tis. lidé. Efektivnější se ukázal systém „Ekran“, který pracuje ve frekvenčním rozsahu pod 1 GHz a má vysoký vysílací výkon palubního opakovače (až 300 W). Účelem vytvoření tohoto systému bylo pokrýt televizním vysíláním řídce osídlené oblasti na Sibiři, Dálném severu a části Dálného východu. Pro jeho realizaci byly přiděleny frekvence 714 a 754 MHz, na kterých bylo možné vytvořit poměrně jednoduchá a levná přijímací zařízení. Systém Ekran se stal ve skutečnosti prvním systémem přímého satelitního vysílání na světě.

Přijímací zařízení tohoto systému musela být nákladově efektivní jak pro obsluhu malých obcí, tak pro individuální příjem TV programů.

Byla vypuštěna první družice systému Ekran 26. října 1976. na geostacionární dráhu na 99° východní délky. O něco později v Krasnojarsku byly vyrobeny stanice hromadného příjmu „Ekran-KR-1“ a „Ekran-KR-10“ s výstupním výkonem televizního vysílače 1 a 10 W. Pozemská stanice vysílající signály na družici „Ekran“ měla anténu o průměru zrcadla 12 m, byla vybavena vysílačem „Gradient“ o výkonu 5 kW, pracujícím v pásmu 6 GHz. Přijímací jednotky tohoto systému, vyvinuté specialisty NIIR, byly nejjednoduššími a nejlevnějšími přijímacími stanicemi ze všech implementovaných v těchto letech. Do konce roku 1987 dosáhl počet instalovaných stanic Ekran 4 500.

6.4. Distribuční systémy pro televizní programy "Moskva" a "Moskva-Global"

Další pokrok ve vývoji systémů satelitního televizního vysílání u nás je spojen s vytvořením systému „Moskva“, ve kterém byly technicky zastaralé ES systému „Orbita“ nahrazeny malými ES.Započal vývoj malých ES v roce 1974 z iniciativy N.V. Talyzina a L.Ya. Kantor.

Pro systém Moskva na satelitu Gorizont byl poskytnut vysokovýkonný trunk, pracující v pásmu 4 GHz na úzce směrovanou anténu. Energetické poměry v systému byly zvoleny tak, aby zajistily použití malé parabolické antény o průměru zrcadla 2,5 m bez automatického navádění na přijímací ES. Hlavním rysem systému „Moskva“ bylo přísné dodržování norem pro hustotu spektrálního toku energie na zemském povrchu, stanovených Předpisy pro komunikaci pro systémy pevných služeb.. To umožnilo použít tento systém pro televizní vysílání po celém SSSR. Systém zajišťoval vysoce kvalitní příjem centrálního TV programu a rozhlasového programu. Následně byl v systému vytvořen další kanál určený pro přenos novinových stránek.

Tyto stanice se rozšířily i v tuzemských institucích umístěných v zahraničí (v Evropě, severní Africe a na řadě dalších území), což umožnilo našim občanům v zahraničí přijímat domácí programy. Při tvorbě systému „Moskva“ byla využita řada vynálezů a originálních řešení, která umožnila zlepšit jak konstrukci samotného systému, tak jeho hardwarové systémy. Tento systém sloužil jako prototyp pro mnoho satelitních systémů později vyvinutých v USA a západní Evropě, které využívaly satelity středního výkonu pracující v pásmu pevných satelitních služeb pro poskytování TV programů malým a středně nákladným ES.

V letech 1986-1988. Byl vyvinut speciální systém „Moscow-Global“ s malými AP, určený k dodávání centrálních TV programů tuzemským zastoupením v zahraničí a také k přenosu malého množství diskrétních informací. Tento systém je také v provozu. Poskytuje organizaci jednoho TV kanálu, tří kanálů pro přenos diskrétních informací rychlostí 4800 bps a dvou kanálů rychlostí 2400 bps. Diskrétní kanály pro přenos informací byly využívány v zájmu Výboru pro televizní a rozhlasové vysílání, TASS a APN (Political News Agency). K pokrytí téměř celé zeměkoule využívá dva satelity na geostacionární dráze na 11°W. a 96°E Přijímací stanice mají zrcadlo o průměru 4 m, zařízení lze umístit jak ve speciálním kontejneru, tak uvnitř.

Pevné satelitní služby(FSS) jsou navrženy tak, aby organizovaly komunikaci s pevnými pozemskými stanicemi a jsou obvykle postaveny na základě reléových satelitů vypouštěných na geostacionární oběžnou dráhu. Vzhledem k vysoké nadmořské výšce oběžné dráhy a s tím spojeným značným ztrátám signálu na linii sestup-země, úzce nasměrované parabolické antény ("talíře") s průměrem zrcadla od 60 cm do 12 metrů i více, v závislosti na charakteristice, mohou být v závislosti na charakteristice velmi dobře orientovány. se používají pro práci s geostacionárními komunikačními satelity.palubní opakovače.

Antény střední velikosti (1,2 - 3,8 m) slouží k organizaci obousměrné komunikace v satelitních telekomunikačních sítích (regionální, místní a podnikové komunikační sítě, přenos dat, distribuce televizních programů apod.) na bázi družic středního výkonu.

Antény o velikosti menší než 1 m jsou široce používány v systémech přímého satelitního televizního vysílání (NTV) založených na specializovaných výkonných satelitech a také v sítích pro vysokorychlostní přístup k internetu.

Satelity "Gorizon" a "Express" jsou páteřní systémy s nízkým výkonem, pro práci s nimi jsou zapotřebí antény o velikosti 4,5-12 m.

Mezi systémy středního výkonu patří také družice Express-M, Kupon a Yamal, které umožňují pro práci s nimi používat malé pozemské stanice s anténami o průměru 1,2-2,4 m. Domácí družice jsou příkladem systému NTV. ", "Bonum-1" a zahraniční "Astra" a "DirekTV", pracující s anténami o průměru 45-90 cm.

V současné době je ve světě provozováno více než sto geostacionárních komunikačních družic pro různé účely. Pro distribuci televizních programů je využíváno až 80 % zdrojů geostacionárních družicových systémů. Zbývající zdroje jsou zatíženy datovým přenosem a telefonickou komunikací.

Mobilní satelitní služby(MCS) se používají ke komunikaci s pohyblivými objekty. V současnosti je nejpopulárnějším systémem MSS „Inmarsat“ (Inmarsat), postavený na geostacionárních družicích. Zpočátku byl systém vytvořen pro zajištění komunikace s námořními plavidly, ale poté se začal používat na souši. Existuje široká škála účastnických stanic Inmarsat, instalovaných na lodích, autech, letadlech, ale i přenosných, velikosti atašé, používaných v odlehlých oblastech a v oblastech katastrof. Dalším vývojem MSS je vytváření systémů schopných pracovat s malými, o velikosti mobilní telefon, účastnické stanice, což vyžaduje použití specializovaných satelitů, obvykle umístěných na nízkých drahách (500-1500 km). Relativně nízká výška jejich oběžné dráhy může výrazně snížit velikost a výkon účastnických zařízení. V tomto případě se satelity pohybují vzhledem k zemskému povrchu a jsou v zóně viditelnosti účastníka pouze 10-15 minut, proto, aby byla zachována kontinuita komunikace, musí být na oběžné dráze mnoho satelitů.

Provoz prvního takového systému, Iridium MSS, a několika dalších podobných systémů již začal. Vzhledem ke krátkému času strávenému jednou družicí v zóně viditelnosti účastníka (u systému Iridium je to pouze 7 minut), pro zajištění kontinuity komunikace musí družicová konstelace sestávat z několika desítek družic.

Například ruský projekt „Gonets“ zajišťuje vypuštění 36 satelitů, zatímco mezinárodní systémy se skládají ze 48 (Globalstar), 66 (Iridium) a dokonce 288 (Teledesic) satelitů.

Nevýhodou nízkooběžných systémů je složitost vesmírné konstelace a její správy a také nutnost neustálé obměny družic z důvodu krátké doby jejich existence na nízkých drahách (5-7 let oproti 12-15 letům pro geostacionární), což výrazně zvyšuje náklady na služby takových systémů. Systémy MSS založené na výkonných geostacionárních družicích, stejně jako družicové systémy na vysoce eliptických drahách, mohou vážně konkurovat těm na nízké oběžné dráze. Moderní satelitní systémy nabízejí širokou škálu komunikačních služeb od distribuce televizních a rozhlasových programů, regionálních, podnikových a globálních komunikačních sítí a výměny dat až po osobní komunikaci s kdekoli na světě pomocí přenosných satelitních terminálů. V závislosti na potřebách uživatelů se používají různé kombinace pozemních a satelitních komunikačních systémů. V mnoha případech jsou satelitní komunikační systémy ve srovnání s pozemními systémy nejlevnější a cenově nejefektivnější.

Frekvenční pásma

Použití různých frekvencí pro radiokomunikační a vysílací systémy, včetně satelitů, je přísně regulováno mezinárodními organizacemi. To je nezbytné pro dosažení kompatibility mezi různými systémy a také pro zamezení vzájemného rušení při provozu různých služeb. V roce 1977 se konala Světová administrativní rádiová konference (WARC-77), která měla naplánovat vysílací satelitní službu, na níž byly přijaty aktuální Radiokomunikační řád. V souladu s ní je celé území Země rozděleno do tří regionů, z nichž každý má svá vlastní frekvenční pásma pro vysílání.

Region 1 zahrnuje Afriku, Evropu, Rusko, Mongolsko a země SNS.

Region 2 pokrývá Ameriku.

Region 3 je území jižní a jihovýchodní Asie, Austrálie a ostrovních států oblasti Tichého oceánu.

V souladu s tímto nařízením bylo pro satelitní komunikační systémy přiděleno několik frekvenčních pásem, z nichž každé dostalo symbolické označení písmenem latinské abecedy.

Název rozsahu	Šířka pásma v GHz
L-pásmo	1,452-1,550 a 1,610-1,710
S - rozsah
C - rozsah	3,40 -5,25 a 5,725 - 7,075
X - rozsah
Ki - rozsah	10,70 - 12,75 a 12,75 - 14,80
Ka - rozsah	15:40 - 26:50 a 27:00 - 30:20
K - rozsah

Většina stávajících satelitních komunikačních systémů založených na geostacionárních družicích pracuje v pásmech C (6/4 GHz) a Ku (14/11 GHz). Ka-range se u nás zatím příliš nepoužívá, ale v Americe a Evropě se rychle rozvíjí.

Účinnost příjmu reflexních antén („talířů“) je úměrná počtu vlnových délek, které se vejdou do jeho průměru. A vlnová délka klesá s rostoucí frekvencí. Proto se pro stejnou účinnost s rostoucí frekvencí zmenšují rozměry antén. Pokud je pro příjem v pásmu C potřeba anténa 2,4 - 4,5 m, pak pro pásmo Ku se její velikost zmenší na 0,6 - 1,5 m, pro pásmo Ka již může být 30 - 90 cm a pro pásmo K - dosah - pouze 10 - 15 cm.

Při stejné velikosti má anténa v Ku pásmu asi o 9,5 dB větší zisk než anténa v pásmu C. Obvykle satelitní EIRP v pásmu C nepřesahuje 40–42 dB, zatímco úrovně EIRP v pásmu Ku 50–54 dB nejsou pro pevné satelitní komunikační systémy a dokonce 60-62 dB pro satelity systémů NTV. Ze stejných důvodů je zisk přijímacích antén na transpondérových satelitech v Ku pásmu vyšší než v C. V důsledku toho jsou velikosti antén a vysílací výkon pozemských stanic v Ku pásmu ve většině případů menší než v C pásmu.

Například pro práci s družicí Horizon v pásmu C jsou zapotřebí pozemské stanice s anténami alespoň 3,5 m a vysílačem o výkonu asi 20 wattů. Pozemské stanice se stejnou kapacitou pro práci s družicí „Intelsat“ (Intelsat) v pásmu Ku mohou být zároveň vybaveny anténami o průměru 1,2 m a vysílačem 1 W. Cena první stanice je přibližně dvakrát vyšší než u druhé stanice se stejnými uživatelskými vlastnostmi.

Ve prospěch Ku pásma je také fakt, že šířka pásma přidělená ITU pro satelitní komunikační systémy v tomto pásmu je více než dvojnásobná oproti šířce pásma v C pásmu.

Mezi nevýhody Ku pásma patří oproti C pásmu zvýšené ztráty při dešti, což vyžaduje vytvoření ziskové rezervy antény pro jejich kompenzaci. To omezuje použití Ku pásma v tropických a subtropických oblastech. Pro většinu regionů Ruska požadovaná rezerva nepřesahuje 3-4 dB, k jejímu vytvoření stačí zvětšit průměr antény o 20-30% ve srovnání s regiony se suchým klimatem.

V souvislosti s výše uvedeným je většina satelitních komunikačních sítí na bázi VSAT budována v Ku pásmu.

Pro provoz satelitních komunikačních systémů jsou přidělena určitá frekvenční pásma, do kterých lze umístit velké množství kanálů.

Se současnými modulačními technikami je šířka pásma jednoho simplexního (jednosměrného) kanálu, vyjádřená v kilohertzech (kHz), přibližně rovna přenosové rychlosti, vyjádřené v kilobitech za sekundu (kbps). Pro přenos dat v jednom směru rychlostí 64 kb/s je tedy vyžadována šířka pásma přibližně 65 kHz a pro kanál E1 (2048 kb/s) je vyžadována šířka pásma přibližně 2 MHz.

Pro obousměrnou (duplexní) komunikaci je třeba zdvojnásobit požadovanou šířku pásma. Proto je pro organizaci duplexního kanálu s přenosovou rychlostí 2 Mbit/s zapotřebí frekvenční pásmo přibližně 4 MHz. Tento poměr platí pro většinu ostatních rozhlasových kanálů, nejen pro satelitní.

Pro standardní satelitní trunk s šířkou pásma 36 MHz je maximální přenosová rychlost asi 36 Mbps. Většina uživatelů ale nepotřebuje tak vysoké rychlosti a využívá pouze část této šířky pásma. V jednom satelitním svazku proto mohou pracovat desítky uživatelů a je třeba přijmout opatření k oddělení signálů různých uživatelů.