집 어떻게 고치는 지 현대 위성 통신. 위성통신의 기본과 종류 위성통신의 활용

현대 위성 통신. 위성통신의 기본과 종류 위성통신의 활용

광범위한 개발에도 불구하고 셀룰러 네트워크그리고 큰 금액계속해서 성장하고 있는 타워에도 불구하고 지구에는 여전히 그러한 기술의 사용이 불가능한 영역이 있습니다. 접근할 수 없는 이 지역에서는 위성 통신이 구출됩니다.

위성 통신 - 무엇이며 무엇을 위한 것입니까?

사실, 사회에 대한 일상적인 것과 근본적으로 다른 것은 없습니다. 이동 통신위성은 다르지 않으며 동일한 기능을 수행하므로 전화 간 통신을 설정할 수 있습니다. 가장 큰 차이점은 범위입니다. 기존 모바일(휴대폰) 전화가 고장나서 불행한 "서비스 없음"을 표시하여 가입자에게 근처에 없음을 알릴 수 있는 경우 벌집 커버, 위성 통신이 완벽하게 작동하며 외부 세계와 연락이 끊길 수 없습니다.

이것은 가입자가 셀룰러 범위의 한계를 넘어서는 순간(예: 이국적인 여행, 산 또는 울창한 정글)에 매우 중요합니다. 종종 그러한 연결은 생명을 구합니다. 사람이 예기치 않게 위험한 상황에 처한 경우 구조 팀에 연락 할 수 있기 때문입니다. 또한, 업무상 끊임없이 이동하고 언제든지 전화를 받거나 걸 수 있는 기회가 절실히 필요한 사람들이 위성 통신을 사용합니다.

위성 전화: 주요 특성

이러한 유형의 연결을 사용하려면 특별한 위성 전화. 고정식 및 이동식과 같은 여러 유형이 있습니다. 모바일 위성 전화 모습 80-90년대에 출시된 클래식 전화기를 연상케 하지만 한 가지 특징적인 세부 사항이 있습니다. 거의 항상 이러한 전화기에는 숨겨진 추가 안테나가 장착되어 있습니다. 위성 전화를 설정하는 것은 설정하는 것과 거의 동일합니다. 일반 전화적합한 SIM 카드만 있으면 됩니다.

고정식 변형은 특수 지상 인터페이스 스테이션을 사용하여 위성과 통신합니다. 그런 스테이션의 휴대용 버전으로 얻을 수 있습니다.

많은 위성 전화 제조업체와 그에 따라 위성 네트워크 소유자는 특수 액세서리를 생산합니다. 현대 스마트폰, 절대적으로 모든 가제트 위성을 만들 수 있는 작은 경우입니다. 이 케이스는 표준 충전 포트를 사용하여 스마트폰에 연결하고 풀세트헤드폰 잭과 같은 스마트폰 고유의 주변 장치. 덮개에는 자체 배터리가 장착되어 있으며 스마트 폰을 충전 할 수 있습니다. 즉, 배터리 덮개 역할을합니다.

위성 통신의 작동 원리

이름에서 알 수 있듯이 위성 전화가 작동하려면 위성에 연결해야 합니다. 위성 전화는 신호를 위성으로 직접 전송하고 위성은 차례로 다른 연결 위성으로 전송하며 이미 프로세스를 완료하고 지상 게이트웨이 스테이션으로 신호를 전송합니다. 결국, 호출은 체인을 닫는 고정 장치에 도착합니다.

전화 위성 통신내에서 일할 수 있는 특정 지역, 지구 전체뿐만 아니라. 그것은 모두 위성에 달려 있으며 그 중 일부는 지구에 충분히 가깝고 그에 대해 상대적으로 움직이며 행성 전체를 덮고 어느 지점으로든 전화를 걸 수 있습니다. 정지 궤도에서 지구에서 비교적 멀리 떨어진 다른 유형의 위성이 있습니다. 이러한 위성은 특정 위치만 커버하므로 가입자가 제한됩니다.

위성 운영자

위성 통신에는 셀룰러와 동일한 법률이 적용되며 위성 통신 서비스를 제공하는 여러 사업자가 있습니다. 일반적으로 이들은 위성을 우주로 발사하는 회사와 동일합니다. 그들 각각에는 고유 한 특성, 플러스 및 마이너스가 있습니다. 에 이 순간, Iridium, Thuraya, Globalstar 및 Inmarsat을 포함한 4개의 주요 위성 운영자가 있습니다.

운영자 "Iridium"과 그 장치

이리듐은 단순한 운영자가 아니라 본격적인 위성 별자리입니다. 그것은 11개의 지구 근처 궤도에서 움직이는 66개의 위성을 소유하고 있습니다. 위성에서 지구까지의 거리는 1000km 미만입니다. 사용자에게 이것은 그가 전 세계 어디에 있든 서비스를 사용한다는 것을 의미합니다. 주어진 연산자, 그는 항상 연락할 것이며, 가장 중요한 것은 야외에 있는 것입니다. 연결을 시도할 때 연결이 실패하더라도 위성이 충분히 빠르게 움직이고 그 중 하나가 다음 10분 안에 가입자 위로 날아갈 것이기 때문에 잠시 기다렸다가 다시 시도하면 충분합니다.

Iridium 위성 전화는 다른 SIM 카드를 지원하지 않으며 셀룰러와 위성 통신 간에 전환할 수 없습니다.

또한 많은 사람들은 구소련 공간에서 완전한 익명성이 유용하다고 생각합니다. 회사는 러시아에 지상 인터페이스 스테이션이 없습니다. 이 사실은 특별 서비스가이 문제를 담당하더라도 국가 내 도청 가능성을 완전히 배제합니다. 위성 전화 "Iridium"에는 GPS 모듈이 장착되어 있지 않습니다.

Thuraya 운영자 및 그의 장치

이 운영자는 정지 궤도에 3개의 위성이 있습니다. 위성과 지구 사이의 거리는 35,000km에 이릅니다. 이리듐 위성과 달리 이 위성은 행성에 대해 상대적으로 움직이지 않기 때문에 적도 부근의 특정 지점에서만 작동합니다. 대략적으로 말하면 Thuraya 위성 전화는 극지방에서 작동하지 않습니다. 가입자가 적도에서 멀어질수록 연결을 설정할 가능성이 줄어듭니다.

Thuraya는 많은 "지상" 이동 통신 사업자와 계약을 체결했으며 덕분에 회사 장치는 일반 GSM-sim 카드와 함께 작동할 수 있습니다. 이렇게 하면 전화가 자동으로 전환할 수 있습니다. 다른 유형사이. 그러나 서비스 비용 이동통신사여러 번 증가합니다. 동시에 필요하지 않을 때 훨씬 더 비싼 위성 통신을 절약할 수 있습니다. Thuraya 전화는 초당 최대 8킬로바이트의 속도로 인터넷 액세스를 제공합니다. 높은 비율~을 위한 위성 인터넷. 장치에는 GPS 모듈이 장착되어 있으며 위치 데이터를 회사 서버에 지속적으로 전송합니다. 한편으로는 사용자가 지속적으로 모니터링되고 있기 때문에 이 사실이 혼란스러울 수 있으며, 다른 한편으로는 이러한 기능이 부주의한 여행자와 극도의 연인의 생명을 구할 수 있습니다.

운영자 "Globalstar" 및 해당 장치

아마도 가장 문제가 많은 연산자는 최고의 품질사이. 2007년에 분석가들은 연구를 수행하여 위성에 설치된 증폭기가 시간이 지남에 따라 성능이 저하되고 설계 엔지니어가 예상한 것보다 훨씬 빠르다는 것을 발견했습니다. 그 이유는 위성의 궤도입니다. 그들은 브라질 자기 이상을 통과하여 증폭기에 부정적인 영향을 미칩니다.

어떻게든 상황을 바로잡기 위해 Globalstar는 궤도에 여러 개의 예비 위성을 발사했지만 오늘날까지 호출에 문제가 있습니다. 종종 네트워크 등록 대기 시간은 15-20분에 이르며 대화 자체는 3분을 넘지 않습니다.

회사는 자체 장치를 제조합니다. 예를 들어, 같은 이름의 Globalstar 위성 전화. 또한 Erricson 및 Qualcomm의 장치는 네트워크에서 작동합니다.

운영자 "Inmarsat" 및 해당 장치

이 회사는 정지 궤도를 맴도는 11개의 위성을 관리합니다. 통신 제공자는 전문적인 사용에 중점을두고 보안 서비스에 통신을 제공합니다. 해군(국내 위성이 고장 났을 때 러시아 위성 포함) 등. 그러나 다른 비즈니스 지향 하위 시스템이 있습니다. 위성 시스템을 통해 음성 전화를 걸고 인터넷을 통해 데이터를 전송하고 조난 신호를 보낼 수 있습니다. 얼마 전 차세대 위성이 궤도에 진입하여 고속 데이터 전송을 위한 고품질 통신 및 ISDN 연결을 제공했습니다.

회사는 일반 사람들을 위한 휴대용 솔루션 개발에 종사하지 않으므로 이것은 최고의 선택위성 전화를 찾는 민간인을 위해.

관세

위에서 설명한 회사의 서비스 비용은 GSM 통신 비용보다 훨씬 높습니다. Iridium과 Thuraya는 위성 전화용 SIM 카드를 판매하여 사용자와 직접 협력합니다.

예를 들어 Thuraya는 초기 연결(약 700루블)에 대해 SIM 카드 자체(약 800루블)를 청구합니다. 통신은 전화가 걸려 오는 전화에 따라 평균 20 ~ 40 루블의 분당 지불됩니다. 인터넷 트래픽은 메가바이트당 360루블로 별도로 지불됩니다. 관세 국제 커뮤니케이션전화를받는 국가에 따라 평균 70 ~ 120 루블입니다. 수신 전화는 무료입니다.

Iridium은 즉시 글로벌 관세를 제공하고 선불 패키지로 판매합니다. 기본 패키지의 가격은 7500 루블이며 75 분의 의사 소통이 포함됩니다. 기업 사용자를 위해 설계된 다른 패키지가 있으며, 그 패키지의 시간은 4000분 이상입니다.

러시아의 위성 전화번호는 휴대전화처럼 +7(위치 코드)과 7자리 숫자로 시작합니다. 국제전화전체 국가 코드(+8816 265 등)가 포함됩니다.

G. 카르보프스키. 위성 연결. 위성 통신 시스템의 구축 및 기능에 대한 기본 질문. 1 부.

G. 카르보프스키

커뮤니케이션의 세계. 연결하다! 2002년 1호

1957 년 10 월 4 일 소련 최초의 인공 지구 위성의 전파 표지가 송신하고 세계의 라디오 방송국이 수신 한 신호는 우주 시대의 시작을 표시했을뿐만 아니라 위성 통신의 발전 방향을 표시했습니다. 갔다. 그 후 그들이 만든 위성 시스템우리 나라의 거의 모든 영토에서 중앙 텔레비전 및 라디오 방송 프로그램의 전송 및 수신을 보장하는 통신 (CCC). 오늘날 위성 통신은 러시아 상호 연결된 통신 네트워크의 중요한 부분입니다.

위성 통신 시스템

SSS 자체는 공간과 지상의 두 가지 기본 구성요소(세그먼트)로 구성됩니다(그림 1).

쌀. 하나. 위성통신시스템

공간 구성요소(세그먼트) SSS에는 특정 궤도로 발사된 ISS가 포함되며, 지상 부문에는 CCCC(통신 시스템 제어 센터), 지역에 위치한 지구국(ES) 및 다양한 수정의 가입자 단말(AT)이 포함됩니다.

작동 상태의 SSS 배포 및 유지 관리 - 어려운 일, 통신 시스템 자체의 수단뿐만 아니라 로켓과 우주 콤플렉스에 의해 해결됩니다. 이 복합 단지에는 발사체를 발사하기 위한 발사대가 있는 우주 비행장과 ASC의 움직임을 모니터링하고 궤도 매개변수를 제어 및 수정하는 무선 기술 명령 및 측정 복합 단지(CIP)가 포함됩니다.

SSS는 시스템의 상태, ISS의 궤도 유형 및 특정 무선 서비스에 속하는 시스템과 같은 기능에 따라 분류할 수 있습니다.

시스템의 상태는 목적, 서비스 지역, 지구국의 위치 및 소유권에 따라 다릅니다. CCC의 상태에 따라 다음과 같이 나눌 수 있습니다. 국제적인(글로벌 및 지역), 국가의그리고 성의.

사용된 궤도 유형에 따라 ISS가 있는 시스템은 정지궤도(GEO) 및 비정지궤도: 타원형(허) 저궤도(레오) 그리고 중간 고도(MEO). 전파 규정에 따라 CCC는 다음 세 가지 주요 서비스 중 하나에 속할 수 있습니다. 결정된위성 서비스(FSS), 이동하는위성 서비스(SSS) 및 방송위성 서비스(RSS).

공간 세그먼트

궤도

ISS 궤도 매개변수의 선택은 목적지, 필요한 통신 서비스 지역 및 기타 요인에 따라 다릅니다. (1 번 테이블, ).

ISS 배치에 가장 수익성이 높습니다. 정지 궤도(그림 2).

쌀. 2. ISS 궤도

그들의 주요 장점은 글로벌 서비스 지역에서 지속적인 24시간 통신의 가능성입니다. 같은 속도로 지구 자전 방향으로 움직이는 이 궤도의 정지 위성은 적도의 "하위 위성" 지점에 상대적으로 고정되어 있습니다. 무지향성 안테나를 사용하면 ISS에서 중계된 신호가 무선 가시각 내에 있는 모든 지점에서 지구 표면에서 수신됩니다. 궤도에 고르게 배치된 3개의 ISS는 12-15년(현대 정지 궤도 우주선의 궤도 자원) 동안 극지방(76.50°N 및 S 이상)을 제외하고 지구의 거의 모든 영역에서 지속적인 통신을 제공합니다.

36,000km 떨어진 ISS를 통해 무선 신호를 중계하는 단점은 신호 지연입니다. 라디오 및 텔레비전 방송 시스템의 경우(각 방향으로) 250ms의 지연은 신호 품질에 영향을 미치지 않습니다. 무선 전화 통신 시스템은 지연에 더 민감하며 총 지연(지상 네트워크의 처리 및 전환 시간 포함)이 600ms를 초과하면 고품질 통신이 보장되지 않습니다. 또한 통신 채널이 두 개의 위성 섹션을 제공하는 경우 소위 "이중" 점프는 이러한 시스템에서 허용되지 않습니다.

정지궤도에 놓을 수 있는 위성의 수는 인접 위성 간의 허용 가능한 각도 간격에 의해 제한됩니다. 최소 각도 분리는 온보드 및 지상 안테나의 공간 선택성과 우주선을 궤도에 유지하는 정확도에 의해 결정됩니다. 국제 표준에 따르면 1-3 °이어야합니다. 결과적으로 정지 궤도에 360개 이상의 ASC를 배치할 수 없습니다.

여러 지구 물리학 적 요인의 영향으로 ISS는 "표류"합니다. 궤도가 왜곡되어 수정해야합니다.

타원형 궤도 ASC가 표시되는 는 하루의 지속 시간이 위성 회전 주기의 배수가 되도록 선택됩니다(그림 2). ISS의 경우 특정 유형의 동기 타원 궤도가 사용됩니다. (표 2, ).

타원 궤도의 원점에서 위성의 속도는 근점에서보다 훨씬 느리기 때문에 ISS가 가시 영역에서 보낸 시간은 원형 궤도에 비해 증가합니다. 예를 들어, 원점 40,000km, 근점 460km, 기울기 63.5°의 매개변수로 궤도에 진입한 ISS "Lightning"은 8-10시간 지속되는 통신 세션을 제공합니다. 3개의 위성의 궤도 별자리(OG)는 글로벌 라운드를 지원합니다 - 24시간 통신 .

Borealis 궤도에서 ISS의 지속적인 24시간 통신을 보장하려면 최소 8대의 우주선(각 평면에 4개의 위성이 있는 2개의 궤도면에 위치)이 필요합니다.

타원 궤도를 선택할 때 지구 중력장의 불균일성의 영향이 고려되며, 이는 원점에서 하위 위성 지점의 위도 변화와 궤도에서 이동하는 동안 ASC가 교차하는 지구의 자기장(Van Allen 복사대).

중고궤도(MEO)의 ISS는 정지궤도 ISS보다 작은 영역을 커버합니다(그림 3). 지구국의 무선 가시성 구역에서 ISS 체류 기간은 1.5-2시간이므로 지구에서 가장 인구가 많은 지역과 항해 가능한 수역에 통신을 제공하려면 8-12에서 OG를 생성해야 합니다. 위성. 궤도를 선택할 때 적도면에 위치한 Van Allen 복사대의 영향을 고려해야 합니다. 고방사선의 첫 번째 안정적인 벨트는 약 15000km에서 시작하여 수천km까지 확장되며 "경간"은 적도 양쪽에서 약 300km입니다. 동일한 강도(10000 pulses/s)의 두 번째 벨트는 적도의 양쪽에서 약 500km를 덮는 13000~19000km의 고도에 위치합니다. 따라서 ISS 경로는 5,000~15,000km 고도에서 첫 번째와 두 번째 Van Allen 벨트 사이를 통과해야 합니다.

쌀. 삼.다른 궤도에서 지구 영토 ISS의 적용 범위 영역

중고도 위성을 통해 통신할 때의 총 신호 지연은 130ms를 넘지 않으므로 고품질 무선 전화 통신에 사용할 수 있습니다. ICO, Spaceway NGSO 및 Rostelesat 시스템은 유사한 궤도 매개변수를 사용하여 대략 동일한 고도(10352-10355km)에서 OG가 생성되는 중간 고도 궤도에서 SSS의 예가 될 수 있습니다.

낮은 원형 궤도적도면에 대한 궤도면의 기울기에 따라 낮은 적도(경사 0°, 고도 2000km), 극지(90°, 700-1500km) 및 경사(700-1500km) 궤도( 그림 4). 제공하는 서비스의 종류에 따라 저궤도(LEO) 통신 시스템은 데이터 전송 시스템(Little LEO), 무선 전화 시스템(Big LEO) 및 광대역 통신 시스템(Mega LEO, Super LEO라는 명칭이 사용되기도 함)으로 구분됩니다. .

이 궤도의 ISS는 모바일 및 개인 통신을 구성하는 데 가장 자주 사용됩니다. 이 궤도에서 위성의 회전 기간은 90분에서 2시간이며, 무선 가시성 영역에서 ASC의 체류 시간은 10-15분을 초과하지 않으며, 이 궤도에서 ASC의 통신 영역은 작습니다. 따라서 지속적인 통신을 보장하려면 OG에 최소 48개의 ASC가 포함되어야 합니다.

인공 통신 위성

ISS - 릴레이 장비가 설치된 우주선: 다른 주파수에서 작동하는 송수신기 및 안테나. 지구 송신국(ES)의 신호를 수신하여 증폭하고 주파수 변환을 수행하여 위성의 무선 가시 영역에 있는 모든 ES에 동시에 신호를 재방송합니다. 위성에는 위치, 원격 측정 및 전력을 제어하기 위한 장비도 있습니다. 안테나의 안정성과 방향은 안정화 시스템에 의해 지원됩니다. 위성의 원격 측정 장비는 ASS의 위치에 대한 정보를 지구로 전송하고 위치 수정 명령을 수신하는 데 사용됩니다.

수신된 정보의 재전송은 예를 들어 ISS가 ES의 가시 영역에 들어갈 때까지 암기와 함께 수행될 수 있습니다.

주파수

위성 통신을 구성하기 위한 주파수 범위는 지구 대기의 "무선 투명도 창", 자연 무선 간섭 및 기타 여러 요인을 고려하여 무선 규정에 의해 할당됩니다(표 3). 무선 통신 서비스 간의 주파수 할당은 국가에서 엄격하게 규제하고 통제합니다. 전용 대역 또는 인접 대역에서 작동하는 무선 장비의 전자적 호환성을 보장하는 데 필요한 전용 대역 사용에 대해 국제적으로 합의된 규칙이 있습니다. ISS 트랜시버에는 한 쌍의 주파수가 할당됩니다. 위쪽은 ES에서 위성(업스트림)으로 신호를 전송하고 아래쪽은 위성에서 ES(다운스트림)로 전송합니다.

표 3위성 통신 구성을 위한 주파수 대역

전용 수신 및 송신 주파수로 운용되는 위성 통신 채널은 일정한 주파수 대역(대역폭)을 차지하며, 이 대역의 폭은 단위 시간당 채널을 통해 전송되는 정보의 양을 결정합니다. 4GHz ~ 6GHz의 주파수에서 작동하는 일반적인 위성 트랜시버는 36MHz의 대역폭을 차지합니다. 많거나 적습니까? 예를 들어 MPEG-2 디지털 표준에서 텔레비전 신호를 전송하려면 전화 채널의 경우 대역폭이 6MHz인 채널(0.010MHz)이 필요합니다. 따라서 이러한 송수신기의 도움으로 6개의 텔레비전 또는 3600개의 전화 채널을 구성할 수 있습니다. 일반적으로 ISS에 12개 또는 24개의 트랜시버가 설치되어(경우에 따라 더 많이) 각각 432MHz 또는 864MHz가 됩니다.

지상 세그먼트

SCCC(위성 통신 제어 센터)는 탑재된 ISS 시스템의 상태를 모니터링하고, 궤도 별자리의 배치 및 보충을 계획하고, 무선 가시 영역을 계산하고 ISS의 작업을 조정합니다.

지구국

CCC 지구국 (ES)은 "지구 - ISS"섹션, 다중화, 변조, 신호 처리 및 주파수 변환에서 무선 신호를 송수신하고 ISS 채널 및 가입자 단말기의 지상 네트워크에 대한 액세스를 구성합니다.

AP와 ISS의 통신 시간은 ISS가 무선 가시 영역에 있는 시간으로 제한됩니다(그림 5). 이 영역은 AB 호의 길이에 의해 결정되며, 이는 위성 궤도의 높이와 무선 가시성 영역에 머무는 동안 ISS를 모니터링하는 ES 안테나의 최소 앙각에 따라 달라집니다.

쌀. 5.무선 가시성 영역

다기능 트랜시버, 전송, 수신 및 제어 AP는 CCC에서 사용됩니다. 이 스테이션에는 ISS와의 통신을 제공하는 무선 송신 장비, 수신 및 송신 안테나, 추적 시스템이 설치됩니다.

다기능 고정 AP는 처리량이 매우 높습니다. 그들은 일반적으로 지상 통신 시스템과의 상호 무선 간섭을 피하기 위해 도시 외부에 위치한 특별히 선택된 사이트에 있습니다. 이러한 AP에는 매우 좁은 메인 로브와 매우 낮은 수준의 사이드 로브가 있는 방사 패턴을 가진 고출력 무선 송신기(수 ~ 10kW 이상), 고감도 무선 수신기 및 트랜시버 안테나가 장착되어 있습니다. 이 유형의 ZS는 개발된 통신 네트워크를 지원하도록 설계되었습니다. ES에 대한 정상적인 액세스를 제공하려면 광섬유 통신 회선이 필요합니다.

평균 처리량이 있는 AP는 매우 다양할 수 있으며 전문화는 전송되는 메시지 유형에 따라 다릅니다. 이 유형의 AP는 비디오, 음성 및 데이터, 화상 회의 및 전자 메일의 전송을 가장 자주 지원하는 기업 CCC에 서비스를 제공합니다.

기업 CCC에 서비스를 제공하는 일부 AP에는 수천 개의 마이크로 터미널(VSAT - Very Small Aperture Terminal)이 포함됩니다. 모든 단말은 하나의 메인 ES(MES - Master Earth Station)에 연결되어 스타 토폴로지로 네트워크를 형성하고 데이터 수신/전송은 물론 오디오 및 비디오 정보 수신을 지원합니다.

또한 하나 이상의 종류의 메시지(데이터, 오디오 및/또는 비디오 정보)를 수신할 수 있는 AP 기반 SSN이 있습니다. 이러한 네트워크의 토폴로지도 별 모양입니다.

네트워크의 가장 중요한 요소는 다음 기능을 수행하는 모니터링 및 진단 시스템입니다.

위성 통신 채널의 무선 모니터링;

ES 배포 및 시운전 중 ES 수리 및 복원 작업 및 유지 관리 중 위성 통신 채널 테스트

AP의 작동 모드에 대한 권장 사항을 기반으로 CCS의 기능 상태 분석.

무선 제어를 통해 ISS 주파수 리소스의 올바른 사용을 확인하고 간섭을 추적하며 위성 통신 채널에 대한 무단 액세스 시도를 확인할 수 있습니다. 또한 ES 복사의 매개 변수를 모니터링하고 날씨 및 기후 조건으로 인한 위성 통신 채널의 품질 저하를 기록합니다.

SSS의 역사에서

1957년 10월 지구 저궤도에 발사된 최초의 인공 지구 위성(AES)은 무게가 83.6kg이고 비행을 제어하는 신호를 전송하는 비콘이 탑재되어 있습니다. 이 첫 번째 발사와 우주에서 무선 신호 전송에 대한 첫 번째 실험의 결과는 위성이 무선 신호의 능동 또는 수동 중계기 역할을 하는 통신 시스템을 구성할 가능성을 분명히 보여주었습니다. 그러나 이를 위해서는 충분히 큰 질량의 장비를 설치할 수 있는 인공 위성을 만들고 이러한 위성을 지구 근처 궤도로 발사할 수 있는 강력한 로켓 시스템을 갖추어야 합니다.

이러한 운반로켓이 만들어지고, 복잡한 과학, 연구, 특수장비와 통신장비를 실을 수 있는 대형위성이 단기간에 개발되었다. 기상, 항법, 정찰, 통신 등 다양한 목적을 위한 위성 시스템 구축을 위한 기반이 마련되었습니다. 이러한 시스템의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 그 중 위성 통신 시스템이 선두 자리를 차지하고 있습니다.

최초의 인공위성이 발사된 직후, 우리나라 통신 시스템에서 인공위성을 활용하는 실험이 시작되었고 위성 통신 시스템이 만들어지기 시작했습니다. 1965년 4월 23일 ISS(인공통신위성) 몰니야(Molniya)가 높은 타원 궤도로 발사된 12m의 거울 직경의 포물선 안테나가 장착된 지구 송수신국이 건설되었습니다.

북반구 위에 위치한 원지점 40,000km의 높은 타원 궤도와 12시간의 궤도 주기를 통해 ISS는 하루에 두 번 9시간 동안 거의 전국 영토에 무선 신호를 중계할 수 있었습니다. 첫 번째 실질적으로 중요한 결과는 ISS를 통해 모스크바와 블라디보스토크 간에 텔레비전 프로그램이 교환된 1965년에 얻어졌습니다. 1967년 10월, 세계 최초의 위성 통신 시스템인 "Orbita"가 가동되었습니다.

1975년에 위성 Raduga는 35,786km 높이의 원형 적도 또는 정지 궤도로 발사되었으며 지구를 24시간 공전합니다. 위성의 회전 방향은 우리 행성의 회전 방향과 일치했으며 하늘에서 움직이지 않고 지구 표면 위에 "매달려"있었습니다. 이것은 그러한 위성을 통한 지속적인 통신을 보장하고 추적하기가 더 쉬워졌습니다. 그 후 ISS "Gorizon"이 정지 궤도로 발사되었습니다.

SSS "Orbita"의 운영 경험은 수천 명의 인구가 있는 도시와 마을에 서비스를 제공하기 위해 이러한 유형의 지구국 건설과 관련된 시스템의 추가 개발이 경제적으로 정당화되지 않음을 보여주었습니다. 1976에서는보다 경제적 인 Ekran 위성 통신 시스템이 만들어졌으며 ISS가 정지 궤도에 진입했습니다. 이 시스템의 더 간단하고 컴팩트한 지상파 트랜시버 방송국은 시베리아, 극북, 부분적으로 극동에 위치한 기상 관측소의 작은 정착지, 마을에 설치되어 중앙 텔레비전 프로그램을 주민들에게 제공했습니다.

1980 년 SSS "Moskva"의 운영이 시작되었으며 지구 스테이션은 ISS "Horizon"을 통해 작동했습니다. 이 SSS의 지상 송신국은 SSS "Orbita" 및 "Ekran"의 방송국과 유사했지만 소형 지상 수신국이 있어 통신 센터, 저전력 중계기 및 인쇄소에서. 지구의 수신국에서 수신 한 라디오 신호는 저전력 텔레비전 중계기로 전송되어 텔레비전 프로그램이 가입자에게 제공되었습니다. SSS "모스크바"는 중앙 텔레비전의 프로그램과 중앙 신문의 스트립을 국가의 가장 외딴 지역과 거의 모든 유럽, 북미 및 접경 아시아 국가의 소비에트 기관으로 전송할 수 있게 했습니다.

위성 통신 - 오늘날

현재 연방 민간 위성 통신 시스템은 국영 기업 "Space Communications"의 관할하에 있는 12개의 국유 우주선(SC)을 포함하는 궤도 별자리를 사용합니다. 궤도 별자리에는 1994년과 1996년에 발사된 Express 시리즈의 위성 2개, 1970년대에 개발된 Gorizont 시리즈의 위성 7개, Ekran-M 시리즈 중 하나, Express-A 시리즈의 최신 최신 위성 2개가 포함됩니다. 이러한 ASC 외에도 Yamal-100 유형(OAO Gazkom에서 운영), Bonum-1 및 일부 다른 ASC가 궤도에 있습니다. 차세대 우주선이 생산되고 있습니다(Express-AM, Yamal-200). 러시아에는 약 65개의 위성통신 사업자가 있으며 이는 전체 통신사업자 수의 약 7%에 해당한다. 이 회사는 고객에게 임대에서 다음과 같은 광범위한 통신 서비스를 제공합니다. 디지털 채널전화, 텔레비전 및 라디오 방송, 멀티미디어 서비스 제공 경로.

오늘날 SSN은 VSN(Interconnected Communications Network of Russia)의 중요한 구성 요소가 되었습니다. "국가 목적을 위한 러시아 위성 통신 및 방송 시스템의 보존, 보충 및 개발을 위한 국가 지원을 위한 비상 조치 프로그램"(2000년 2월 1일 러시아 연방 정부 법령 No. 87) 및 "연방 공간 2001-2005년 러시아 프로그램"이 개발되어 시행되고 있습니다. "(2000년 3월 30일자 러시아 연방 정부 법령 No. 288).

SSS 발전 방향

민간 위성 통신 개발과 관련된 문제는 정부, 부서 간(SCRF) 및 부서(러시아 연방 통신 정보부, Rosaviakosmos 등) 수준에서 해결됩니다. 러시아 위성 통신 시스템은 국가 관할 하에 있으며 국내 국영(GP KS) 또는 민간 상업 사업자에 의해 운영됩니다.

러시아에서 채택된 ARIA 개발 개념에 따라 유망한 ARIA에는 세 가지 하위 시스템이 포함되어야 합니다.

러시아의 상호 연결된 통신 네트워크와 오버레이 및 기업 네트워크 서비스를 위한 고정 위성 통신;

현대 전자 미디어 발전의 새로운 단계인 직접 방송을 포함한 위성 텔레비전 및 라디오 방송;

러시아 및 해외의 모바일 및 원격 가입자를 위한 모바일 개인 위성 통신.

고정 위성 통신

고정위성업무는 일정한 위치(특정 지역에 위치하는 고정점)를 갖는 지구국간의 무선통신업무이다.

고정 통신 사용의 주요 방향:

러시아 VSS의 일부로 트렁크, 지역 내 및 지역 통신 회선 구성;<

데이터 전송 네트워크를 생성하기 위한 리소스를 제공하는 단계;

인터넷 액세스를 포함하여 최신 VSAT 기술을 사용하는 기업 통신 및 데이터 전송 네트워크 개발;

국제 통신 네트워크의 개발;

연방, 지역, 지역 및 상업 텔레비전 및 라디오 프로그램의 전국 배포;

중앙 신문 및 잡지의 페이지 전송을 위한 네트워크 개발;

러시아 VSS의 백본 기본 네트워크의 이중화.

향후 몇 년 동안 고정 위성 통신 시스템은 활성 Gorizont 위성, 새로운 Express-A 및 Yamal-100 위성, 국제 기구 Intersputnik의 LMI-1 위성을 기반으로 할 것입니다. 나중에 새로운 위성 "Express K", "Yamal 200/300"이 작동됩니다.

위성 통신 네트워크는 러시아 북동부 지역의 통신 시스템 현대화에 중요한 역할을 할 것입니다.

OAO Rostelecom과 SE Kosmicheskaya Svyaz의 주문에 의해 Giprosvyaz가 개발한 "러시아 VSS의 기본 네트워크의 위성 구성 요소에 대한 일반 계획"은 러시아 VSS에 위성 시스템을 사용하는 절차를 결정합니다.

기업 네트워크의 개발은 1998년 9월 2일자 러시아 연방 정부 법령 No. 1016에 의해 결정된 우선 순위에 따라 주로 러시아 위성을 기반으로 수행될 것으로 예상됩니다.

위성 고정 서비스를 사용하는 텔레비전 프로그램 전송의 기초는 현대화 된 디지털 텔레비전 방송 시스템 "Moscow"/ "Moscow Global"이어야합니다. 이것은 사회적으로 중요한 국가 및 전 러시아 텔레비전 프로그램(RTR, Kultura, ORT)을 모든 구역 방송 구역에 전송할 수 있게 하는 한편 현재의 10개 대신 3개의 위성이 사용됩니다.

방송 서비스

방송 서비스는 36 ° E 지점에서 발사되는 ISS "Bonum-1"과 같은 직접 텔레비전 방송 위성을 기반으로 구축됩니다. 러시아의 유럽 지역에서 24개 이상의 텔레비전 프로그램 전송을 제공합니다.

위성 텔레비전 시스템의 추가 확장(최대 40-50개의 상업 TV 프로그램 방송 가능성 포함)은 인구 밀도가 낮은 러시아 동부 지역에 텔레비전 배포 네트워크를 만들고 지역 TV 프로그램에 대한 수요를 충족하기 위해 계획됩니다. . 이 SSS는 고화질 디지털 TV, 인터넷 접속 등의 새로운 서비스를 제공할 것입니다. 미래에는 고정 위성 서비스를 기반으로 하는 현재의 위성 TV 배급 시스템을 완전히 대체할 수 있습니다.

모바일 위성 통신

러시아의 이동 위성 통신 시스템은 Horizon 위성을 기반으로 배포되며 정부 통신을 구성하고 Morsvyaz-sputnik 국영 기업의 이익을 위해 사용됩니다. Inmarsat 및 Eutelsat 시스템(Euteltrax의 하위 시스템)도 사용할 수 있습니다.

1998 년 9 월 2 일 러시아 연방 정부 법령 No. 1016에 따라 유망한 위성 프로젝트를 수행하는 과정에서 정부와 대통령을 유지하는 데 필요한 범위에서 이동 위성 통신망을 보존하기위한 조치를 취해야합니다 통신 시스템.

개인 이동통신 시스템

우리나라에서는 여러 모바일 개인 위성 통신 프로젝트가 개발되고 있습니다(Rostelesat, Signal, Molniya Zond).

러시아 기업은 여러 국제 개인 위성 통신 프로젝트(Iridium, Globalstar, ICO 등)에 참여합니다. 현재 러시아 연방 영토에서의 이동 통신 시스템 사용 및 러시아 VSS와의 인터페이스에 대한 특정 조건이 마련되고 있습니다. 다음은 SSS 단지의 개발 및 생성에 관여합니다. 상태 운영자 SE "Space Communications", Krasnoyarsk NPO / PM의 이름을 따서 명명되었습니다. Reshetnev 및 Alcatel 회사(3개의 차세대 위성 "Express A" 생성), NIIR, TsNIIS, Giprosvyaz LLC, GSP RTV, OJSC Rostelecom 등

결론

위성 통신 및 데이터 전송 시스템은 시스템의 배포 및 재구성에 필요한 속도, 통신의 신뢰성 및 품질, 원거리에서 관세의 독립성을 제공할 수 있습니다. 거의 모든 종류의 정보는 가용성 요소가 높은 위성 채널을 통해 전송됩니다.

오늘날 위성 통신 시스템은 국가와 대륙을 연결하는 세계 통신 백본의 필수적인 부분이 되었습니다. 그들은 세계의 많은 국가에서 성공적으로 사용되었으며 러시아의 상호 연결된 통신 네트워크에서 정당한 위치를 차지했습니다.

문학

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Vasily Pavlov (러시아 통신부의 라디오, 텔레비전 및 위성 통신 부서장). 러시아의 CCC와 부서 및 기업 운영자의 요구를 충족시키는 역할에 대한 회의에서의 연설에서. - "네트워크", 2000, 6번.

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우주 기술에 대한 엔지니어링 핸드북. - 엠., 1977.

소개. 2

작업의 목적.. 3

1. 위성 통신망의 개발. 네

2. 위성통신망의 현황. 7

3. 위성 통신 시스템. 12

3.1. 위성 중계기.. 12

3.2. 위성 트랜스폰더의 궤도. 13

3.3. 적용 범위. 열 다섯

4. 위성 통신의 사용. 16

4.1. 백본 위성 통신. 16

4.2. VSAT 시스템. 16

4.3. 중앙 제어 스테이션. 17

4.4. 위성 중계기. 17

4.5. 가입자 VSAT 단말기.. 18

5. VSAT 기술. 십팔

6. 글로벌 위성통신 시스템 Globalstar 20

6.1. Globalstar 21의 지상 부문

6.2. 러시아 Globalstar의 지상 부문. 22

6.3. Globalstar 23 시스템의 기술

6.4. Globalstar 23 시스템의 적용 분야

7. 위성 통신 네트워크 설계. 24

7.1. 위성 발사 및 필요한 장비 설치를 위한 자본 비용 계산. 24

7.2. 운영 비용 계산. 25

7.3. 급여.. 25

7.4. 보험료.. 26

7.5. 감가상각 공제. 26

7.6. 생산에 필요한 전기 비용. 26

7.7. 소득 계산. 27

7.8. 성과 지표 계산. 28

7.9. 투자 프로젝트의 효율성 계산. 31

결론. 35

사용된 소스 목록입니다. 40

소개

현대의 현실은 이미 기존의 모바일 및 유선 전화를 위성 통신으로 대체해야 하는 불가피성에 대해 이야기하고 있습니다. 최신 위성 통신 기술은 범용 통신 서비스와 직접 음성 및 TV 방송 네트워크의 개발을 위한 실행 가능한 기술적이고 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다. 마이크로일렉트로닉스 분야의 뛰어난 성과에 힘입어 위성 전화기는 사용이 매우 작고 안정적으로 되어 다양한 사용자 그룹에 의해 요구되고 있으며 위성 임대 서비스는 현대 위성 통신 시장에서 가장 인기 있는 서비스 중 하나입니다. . 상당한 개발 전망, 다른 전화 통신에 대한 명백한 이점, 안정성 및 중단 없는 통신 보장 - 이 모든 것이 위성 전화에 관한 것입니다.

오늘날 위성 통신은 인구 밀도가 낮은 지역의 가입자에게 통신 서비스를 제공하는 유일한 비용 효율적인 솔루션이며, 이는 여러 경제 연구에서 확인되었습니다. 인구 밀도가 1.5명/km2 미만인 경우 위성은 기술적으로 실현 가능하고 비용 효율적인 유일한 솔루션입니다. 이것은 특히 넓은 지역에 걸쳐 인구 밀도가 낮은 지역에서 위성 통신 서비스의 발전에 대한 상당한 전망을 나타냅니다.

목적

위성 통신의 역사, 위성 통신의 개발 및 설계에 대한 기능 및 전망에 대해 알아봅니다.

1. 위성 통신망 개발

위성 통신 개발의 역사

CCC 개발의 45년 역사에는 다섯 가지 특징적인 단계가 있습니다.

· 1957-1965 준비 기간은 1957년 10월 소련이 세계 최초의 인공 지구 인공위성을 쏘아 올린 뒤, 한 달 뒤인 두 번째 인공위성을 쏘아 올린 뒤 시작됐다. 이는 냉전과 급속한 군비경쟁이 한창이던 시기에 일어났기 때문에 당연히 인공위성 기술은 애초에 군의 소유가 되었습니다. 고려 중인 단계는 주로 저궤도에 발사된 통신 위성을 포함한 초기 실험 위성의 발사가 특징입니다.

최초의 정지 중계 위성 TKLSTAR는 미 육군의 이익을 위해 만들어졌으며 1962년 7월 궤도에 진입했습니다. 같은 기간 동안 일련의 미군 통신 위성 SYN-COM(동기 통신 위성)이 개발되었습니다.

처음 두 개의 위성은 지구 동기식 타원 궤도로 발사되었습니다. 이 시리즈의 정지 위성 SYNCOM-3은 1963년 2월 궤도에 진입했으며 최초의 민간 상용 GSR INTELSAT-1(다른 이름은 EARLY BIRD)의 원형이었으며, 이는 국제 기구 Intelsat(International Telecommunications 위성 조직), 올해의 1964 년 8 월에 설립되었습니다. 이 기간 동안 상용 위성 통신 서비스는 아직 제공되지 않았지만 저궤도 위성을 통한 제조, 발사 및 성공적인 통신 가능성이 실험적으로 입증되었습니다.

· 1965-1973 정지궤도 중계기를 기반으로 한 글로벌 SSN의 발전시기. 1965년은 4월 정지궤도 SR INTELSAT-1의 발사로 표시되며, 이는 위성 통신의 상업적 사용의 시작을 알렸습니다. INTELSAT 시리즈의 초기 위성은 대륙 횡단 통신을 제공했으며 주로 국가 공공 지상파 네트워크에 대한 인터페이스를 제공하는 소수의 국가 게이트웨이 지구국 간의 백본 통신 링크를 지원했습니다.

주요 채널은 전화 트래픽, TV 신호 전송 및 텔렉스 통신이 제공되는 연결을 제공했습니다. 일반적으로 Intelsat CCC는 당시 기존의 해저 대륙 횡단 케이블 통신 회선을 보완하고 백업했습니다. 1970년대 초까지 기존의 거의 모든 CCC는 국제 전화 트래픽을 전송하고 텔레비전 프로그램을 방송하는 데 사용되었습니다.

· 1973-1982 지역 및 국가 CCC의 광범위한 보급 단계. 이 기간 동안 Eulelsat, Aussat과 같은 지역 네트워크와 미국의 Skynet과 같은 국가 위성 통신 네트워크가 매우 집중적으로 배치되었으며 주요 서비스는 여전히 전화 및 텔레비전이었고 데이터 전송은 작은 정도. 그러나 지금은 이러한 서비스가 다수의 지상단말기에 제공되었고 경우에 따라서는 사용자단말기로 직접 전송되기도 하였다.

CCC의 역사적 발전의이 단계에서 Inmarsat 글로벌 통신 네트워크를 배포 한 국제 조직 Inmarsat이 만들어졌으며 주요 목적은 항해에서 선박과의 통신을 제공하는 것이 었습니다. 나중에 Inmarsat은 모든 유형의 모바일 사용자에게 서비스를 확장했습니다.

· 1982-1990 소형 접지 단자의 급속한 발전과 보급 기간. 1980년대에는 CCC의 핵심 요소에 대한 엔지니어링 및 기술의 발전과 여러 국가에서 통신 산업을 자유화 및 독점화하기 위한 개혁으로 인해 VSAT라고 하는 기업 비즈니스 통신 네트워크에서 위성 채널을 사용할 수 있게 되었습니다. 처음에 이러한 네트워크는 평균 대역폭(64kbit/s 이하)의 통신 채널이 있는 상태에서 데이터의 유일한 정보 전송을 제공했으며, 조금 후에 디지털 음성 전송이 구현된 다음 비디오가 구현되었습니다.

VSAT 네트워크는 사용자 사무실과 가까운 곳에 소형 위성 지구국을 설치할 수 있게 하여 수많은 기업 사용자의 "라스트 마일" 문제를 해결하고 편안하고 효율적인 정보 교환을 위한 여건을 조성했으며 공공 지상파 네트워크를 오프로드합니다.

"지능형" 통신 위성의 사용.

· 1990년대 전반기부터 SSS는 양적, 질적으로 새로운 발전 단계에 들어섰다.

다수의 글로벌 및 지역 위성 통신 네트워크가 운영, 생산 또는 설계 중이었습니다. 위성 통신 기술은 상당한 관심과 비즈니스 활동의 영역이 되었습니다. 이 기간 동안 범용 마이크로프로세서 속도와 반도체 저장 용량이 폭발적으로 증가하면서 신뢰성이 향상되고 이러한 구성 요소의 전력 소비와 비용이 절감되었습니다. 우주 응용 분야용 반도체 전자 장치는 내방사선성이 있어야 합니다. 이것은 특별한 기술적 방법과 전자 회로의 신중한 차폐에 의해 달성됩니다.

클록 주파수가 (1-4) MHz인 내방사선 마이크로프로세서와 (10 ^ 5-10 ^ 6) Mbit 용량의 고속 RAM 회로의 등장은 진정한 " 인텔리전트" BR "언뜻 보기에 환상적인 기능과 특성을 갖춘 GC입니다.

2. 위성통신망 현황

1GHz 미만의 많은 상용 MSS(이동 위성 통신) 프로젝트 중 하나의 Orbcomm 시스템이 구현되었으며 여기에는 지구 커버리지를 제공하는 30개의 비정지(비정지(비 GSO)) 위성이 포함됩니다.

상대적으로 낮은 주파수 대역을 사용하기 때문에 시스템은 이메일, 양방향 호출, 원격 제어 서비스와 같은 저속 데이터 전송 서비스를 간단하고 저렴한 가입자 장치에 제공할 수 있습니다. Orbcomm의 주요 사용자는 이 시스템이 화물 운송의 제어 및 관리를 위한 비용 효율적인 솔루션을 제공하는 운송 회사입니다.

MSS 시장에서 가장 잘 알려진 통신사는 Inmarsat입니다. 600bit/s ~ 64kbit/s의 속도로 음성, 팩스 및 데이터 전송을 제공하는 지상, 해상 및 공중 사용을 위해 휴대용 및 모바일 모두 시장에 약 30가지 유형의 가입자 장치가 있습니다. Inmarsat은 Globalstar, Iridium 및 Thuraya를 포함한 3개의 MSS 시스템과 경쟁하고 있습니다.

처음 두 개는 각각 40개와 79개의 비 GSO 위성으로 구성된 큰 별자리를 사용하여 지구 표면을 거의 완전히 커버합니다. Thuraya는 2007년에 세 번째 정지궤도위성(GEO)을 발사하여 현재 사용할 수 없는 미주 지역을 커버하면서 전 세계에 진출할 것으로 예상됩니다. 세 시스템 모두 GSM 휴대폰과 비슷한 무게와 크기의 수신 장치에 전화 및 저속 데이터 서비스를 제공합니다.

또한 세계에는 4개의 지역 PSS 시스템이 있습니다. 북미에서는 2개의 MSAT 위성을 사용하는 MVS(Mobile Satellite Ventures)가 있습니다. 2000년에는 가루다 위성과 함께 아시아 셀룰러 위성 시스템(인도네시아)이 운영되기 시작하여 아시아 지역에서 MSS 서비스를 제공했습니다. 같은 해에 2개의 N-Star 위성이 일본의 200마일 해안 지역에서 해양 MSS 가입자에게 서비스를 제공하기 시작했습니다. 호주에는 유사한 해양 시스템인 Optus가 있습니다.

ITU(International Telecommunication Union)는 MSS의 미래를 IMT-200 3세대 모바일 서비스 시스템의 위성 부문으로 정의합니다. 위성 네트워크는 원격 및 농촌 지역과 같이 경제적으로 지상 네트워크를 개발하는 것이 불가능한 서비스 지역을 커버하고 이를 위한 핫 스페어를 생성할 수 있습니다.

MSS 개발 전략은 소위 추가 지상 구성 요소(미국에서는 ATC(Ancillary Terrestrial Component) 및 유럽에서는 CGC(Complementary Ground Component)의 생성을 기반으로 합니다. 이것은 지상을 포함하는 MSS의 일부입니다. 위치가 고정되어 있고 위성 방송국이 필요한 품질을 제공할 수 없는 서비스 지역에서 MSS 네트워크 서비스의 가용성을 향상시키는 데 사용되는 스테이션.

기지국의 커버리지 영역에 있는 가입자 장치는 지상파 네트워크와 함께 작동하고 이탈 시 MSS에 할당된 동일한 주파수 대역을 사용하여 위성과 작동하도록 전환합니다. 동시에 MSS 시스템은 ATC와 상관없이 기능을 유지하고 필요한 서비스를 제공해야 합니다. 또한 IMT-2000의 위성 구성 요소는 지상 네트워크 장애 또는 정체 시 피더 링크, 코어 네트워크 및 상시 대기를 제공할 것으로 예상됩니다.

ITU의 예측에 따르면 2010년까지 IMT-2000의 위성 세그먼트는 양방향으로 약 70MHz가 필요할 것입니다. 무선 규정에 따라 1980-2010/2170-2200MHz 대역을 루트 대역으로 사용해야 합니다. 추가 주파수가 필요한 경우, 행정부는 특히 다음과 같이 1-3GHz 범위에서 MSS에 할당된 주파수를 선택할 수 있습니다.

1525-1544/1626.5-1645.5MHz;

1545-1559/1646.5-1660.5MHz;

1610-1626.5/2483.5-2500MHz;

2500-2520/2670-2690MHz.

현재까지 기존 SSS 시스템 개발을 위한 개념 구현을 위한 프로그램이 이미 요약되어 있습니다. 2005년 12월 Inmarsat은 BGAN(Broadband Wide Area Network)의 출시를 발표했습니다. 이 시스템은 최대 432kbps의 전송 속도로 모바일 및 휴대용 가입자 장치에 서비스를 제공하며 지상 모바일 네트워크와 호환됩니다. Globalstar, Iridium 및 MVS는 2012-2013년까지 인수합니다. 그룹의 완전한 업데이트.

세 회사 모두 추가 지상 구성 요소를 만들 계획입니다. 그럼에도 불구하고 PSS의 비용 효율성 및 개발 전망에 관한 일반적인 결론에 상당한 영향을 미칠 수 있는 몇 가지 사실을 고려해야 합니다.

MSS 서비스는 주로 전문화된 가입자 그룹, 특히 해양 및 항공 회사, 다양한 정부 부처 및 특수 서비스에 의해 요구됩니다. 예를 들어, 미국 국방부는 Iridium 시스템의 최대 기업 사용자이며 20,000명의 사용자에게 무제한 연결을 제공하는 2년 7,200만 달러 계약을 체결했습니다. Globalstar는 미국의 최근 허리케인과 동남아시아의 쓰나미에 따른 구조 및 복구 노력 동안 일일 가입자 연결이 300% 증가했다고 발표했습니다.

Globalstar와 Iridium은 파산 절차를 거쳐 실제 프로젝트의 경제적 효율성은 투자자의 손실을 희생시키면서 달성되었습니다.

기술 개발은 위성 가입자 수신기의 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 그러나 높은 에너지의 온보드 수신기를 제공해야 하고 사용 가능한 스펙트럼이 제한되어 있기 때문에 이동 가입자에게 지상 이동 통신 네트워크와 동일한 서비스를 제공하는 것은 경제적으로 수익성이 없거나 기술적으로 불가능합니다.

따라서 위성 기술은 지상 이동 네트워크의 실제 경쟁자로 간주될 수 없습니다. 그러한 프로젝트의 구현은 국가 자금의 경우에만 경제적으로 정당화될 수 있습니다. 실제로 ATC 부문의 배치는 지상 네트워크 사업자가 MSS에 할당된 대역에서 네트워크를 개발할 수 있다는 것을 의미합니다.

PSS 시스템은 법 집행 기관의 업무와 자연 재해 및 다양한 재난의 여파로 계속해서 중요한 역할을 할 것입니다. 예를 들어, 국제 전기 통신 연합(International Telecommunication Union)은 이러한 경우 영향을 받는 국가를 지원하면서 통신을 제공하기 위해 Thuraya 단말기를 사용하는 조건에 대한 특별 계약을 체결했습니다.

MSS 개발에서 상업적으로 유망한 방향은 가입자 수신기로의 음성 또는 데이터 전송이 아니라 다양한 방송 서비스 제공일 수 있습니다. 이 경우 경제적인 측면과 스펙트럼 사용 측면에서 효율적으로 지점 대 다 지점 토폴로지에서 서비스를 제공할 수 있는 지상 이동 네트워크용 중첩 네트워크가 만들어집니다. 여기에는 음성 및 텔레비전 프로그램의 방송과 모든 또는 특정 범주의 가입자에 대한 다양한 유형의 데이터 방송이 포함될 수 있습니다.

예를 들어, 영국 최대 위성 TV 사업자인 BSkyB는 Vodafon과 모바일 네트워크 가입자에게 다양한 방송 프로그램을 수신할 수 있는 SKY Mobile TV 패키지를 만드는 계약을 체결했습니다. 하이브리드 지상위성 방송 네트워크의 생성을 포함하는 유사한 무제한 모바일 TV 프로젝트가 프랑스의 Alcatel과 SFR에 의해 시작되었습니다.

현재 유럽에서 탐색 중인 MSS 서비스의 또 다른 특정 응용 프로그램은 시외 및 국제 기차 및 버스와 같은 고속 차량에 설치된 그룹 수신기에 모든 유형의 서비스를 제공할 수 있습니다.

3. 위성통신시스템

3.1. 위성 중계기

처음으로 수년간의 연구에서 수동 위성 트랜스폰더(예: Echo 및 Echo-2 위성)가 사용되었는데, 이 트랜스폰더는 트랜시버를 운반하지 않는 단순한 무선 신호 반사기(종종 금속 코팅이 있는 금속 또는 폴리머 구체)였습니다. 기내 장비. 이러한 위성은 배포를 받지 못했습니다.

모든 현대 통신 위성이 활성화되어 있습니다. 능동 중계기에는 신호를 수신, 처리, 증폭 및 재전송하기 위한 전자 장비가 장착되어 있습니다. 위성 중계기는 재생 및 재생이 불가능할 수 있습니다. 비회생 위성은 한 지구국에서 신호를 수신한 후 이를 다른 주파수로 전송하고 증폭하여 다른 지구국으로 전송합니다. 위성은 이러한 작업을 수행하기 위해 여러 개의 독립적인 채널을 사용할 수 있으며, 각각은 스펙트럼의 특정 부분에서 작동합니다(이러한 처리 채널을 트랜스폰더라고 함).

재생위성은 수신된 신호를 복조하고 다시 변조합니다. 이로 인해 오류 수정은 위성과 수신 지구국에서 두 번 수행됩니다. 이 방법의 단점은 복잡성(따라서 위성의 훨씬 더 높은 비용)과 증가된 신호 전송 지연입니다.

3.2. 위성 트랜스폰더의 궤도

위성 응답기가있는 궤도는 세 가지 클래스로 나뉩니다.

매우 무더운

비스듬한

극선

적도 궤도의 중요한 변형은 위성이 지구의 자전 방향과 일치하는 방향으로 지구의 각속도와 동일한 각속도로 회전하는 정지 궤도입니다. 정지 궤도의 명백한 이점은 서비스 지역의 수신기가 항상 위성을 "보는" 것입니다.

그러나 정지궤도는 하나뿐이며 모든 위성을 그 안에 넣는 것은 불가능합니다. 또 다른 단점은 고도가 높기 때문에 위성을 궤도에 진입시키는 데 드는 비용이 높다는 것입니다. 또한 정지궤도의 위성은 극주변 지역의 지구국에 서비스를 제공할 수 없습니다.

경사 궤도는 이러한 문제를 해결하지만 지상 관측자에 대한 위성의 움직임으로 인해 24시간 통신 액세스를 제공하기 위해 궤도당 최소 3개의 위성을 발사해야 합니다.

경사 궤도를 사용할 때 지구국에는 위성을 안테나로 향하게 하는 추적 시스템이 장착되어 있습니다. 정지궤도에서 위성을 운용하는 스테이션에는 이상적인 정지궤도로부터의 편차를 보상하기 위해 일반적으로 그러한 시스템이 장착되어 있습니다. 예외는 위성 텔레비전 수신에 사용되는 소형 안테나입니다. 안테나의 방사 패턴은 이상적인 지점 근처에서 위성 진동을 느끼지 않을 만큼 충분히 넓습니다.

극지 - 적도면에 대한 궤도의 기울기가 90도인 궤도.

3.3. 적용 지역

무선 주파수는 제한된 자원이기 때문에 동일한 주파수를 다른 지구국에서 사용할 수 있도록 해야 합니다. 이것은 두 가지 방법으로 수행할 수 있습니다. 공간 분리 - 각 위성 안테나는 특정 영역에서만 신호를 수신하는 반면 다른 영역은 동일한 주파수를 사용할 수 있습니다. 편파 분리 - 다른 안테나는 서로 수직인 편파 평면에서 신호를 수신 및 전송합니다. 동일하고 동일한 주파수가 두 번 적용될 수 있습니다(각 평면에 대해).

정지 궤도에 있는 위성의 일반적인 커버리지 맵에는 다음 구성 요소가 포함됩니다. 글로벌 빔 - 커버리지 영역 전체에 걸쳐 지구국과 통신하며 이 위성의 다른 빔과 교차하지 않는 주파수가 할당됩니다. 서반구 및 동반구 빔 - 이 빔은 A 평면에서 편광되며 서반구 및 동부 반구에서 동일한 주파수 범위가 사용됩니다. 영역 빔은 B 평면(A에 수직)에서 편광되며 반구 빔과 동일한 주파수를 사용합니다. 따라서 구역 중 하나에 위치한 지구국은 반구 빔과 글로벌 빔을 사용할 수도 있습니다.

이 경우 모든 주파수(전역 빔용으로 예약된 주파수 제외)는 서반구 및 동부 반구 및 각 구역에서 반복적으로 사용됩니다.

4. 위성통신의 응용

4.1. 백본 위성 통신

초기에 위성 통신의 출현은 많은 양의 정보를 전송할 필요성에 의해 결정되었습니다. 첫 번째 위성 통신 시스템은 Intelsat 시스템이었고 유사한 지역 조직이 만들어졌습니다(Eutelsat, Arabsat 등). 시간이 지남에 따라 전체 백본 트래픽에서 음성 전송이 차지하는 비중은 지속적으로 감소하여 데이터 전송에 자리를 내주고 있습니다. 광섬유 네트워크의 발전으로 후자는 백본 통신 시장에서 위성 통신을 대체하기 시작했습니다.

4.2. VSAT 시스템

위성 기술 중 VSAT(Very Small Aperture Terminal)와 같은 위성 통신 기술의 발전에 특히 주목하고 있다.

VSAT 장비를 기반으로 거의 모든 최신 통신 서비스를 제공하는 다중 서비스 네트워크를 구축할 수 있습니다. 전화 연결; 로컬 네트워크 통합(VPN 네트워크 구축) 오디오 및 비디오 정보 전송; 기존 통신 채널의 중복성; 산업 시설 등의 데이터 수집, 모니터링 및 원격 제어.

약간의 역사. VSAT 네트워크의 개발은 첫 번째 통신 위성의 발사와 함께 시작됩니다. 60 년대 후반 ATS-1 위성을 실험하는 과정에서 알래스카의 위성 전화 통신 인 25 지구 스테이션으로 구성된 실험 네트워크가 만들어졌습니다. Ku-band VSAT의 독창적인 제작자 중 하나인 Linkabit은 나중에 VSAT 장비의 선두 공급업체가 된 M/A-COM과 합병되었습니다. Hughes Communications는 M/A-COM에서 사업부를 인수하여 Hughes Network Systems로 전환했습니다. Hughes Network Systems는 현재 세계 최고의 광대역 위성 통신 네트워크 제공업체입니다. VSAT 기반 위성 통신 네트워크에는 중앙 제어 스테이션(CCS), 중계기 위성 및 가입자 VSAT 단말의 세 가지 핵심 요소가 포함됩니다.

4.3. 중앙 제어 스테이션

NCC에는 트랜시버 장비, 안테나 피더 장치 및 전체 네트워크의 작동을 모니터링 및 관리하고, 리소스를 재분배하고, 오류를 감지하고, 네트워크 서비스를 청구하고, 유선 전화와 연결하는 기능을 수행하는 장비 세트가 포함됩니다. 통신 신뢰성을 보장하기 위해 장비는 최소 100% 이중화를 갖추고 있습니다. 중앙 스테이션은 모든 지상 백본 통신 회선과 인터페이스하고 정보 흐름을 전환할 수 있는 기능을 가지고 있어 네트워크 사용자와 외부 네트워크(인터넷, 셀룰러 네트워크, PSTN 등) 가입자 간의 정보 상호 작용을 지원합니다.

4.4. 리피터 위성

VSAT 네트워크는 정지 궤도 중계 위성을 기반으로 구축됩니다. 위성의 가장 중요한 특성은 온보드 송신기의 전력과 위성의 무선 주파수 채널(트렁크 또는 트랜스폰더)의 수입니다. 표준 트렁크는 약 40Mbps의 최대 처리량에 해당하는 36MHz의 대역폭을 갖습니다. 평균적으로 송신기의 전력 범위는 20~100와트입니다. 러시아에서는 중계위성의 예로 야말통신과 방송위성을 들 수 있다. 그들은 OAO Gascom의 우주 부문의 개발을 위한 것이며 궤도 위치 49°E에 설치되었습니다. d. 및 90 ° in. 디.

4.5. 가입자 VSAT 단말기

가입자 VSAT 단말기는 주로 위성 채널을 통한 안정적인 데이터 교환을 위해 설계된 직경 0.9~2.4m의 안테나가 있는 소형 위성 통신국입니다. 스테이션은 안테나 피더 장치, 실외 외부 무선 주파수 장치 및 실내 장치(위성 모뎀)로 구성됩니다. 실외기는 소형 송수신기 또는 수신기입니다. 실내기는 사용자의 단말장치(컴퓨터, 랜서버, 전화, 팩스 등)와 위성채널의 페어링을 제공합니다.

5. VSAT 기술

위성 채널에 대한 액세스에는 양방향(이중) 및 단방향(단방향, 비대칭 또는 결합)의 두 가지 주요 유형이 있습니다.

단방향 액세스를 구성 할 때 위성 장비와 함께 요청 채널 (역방향 채널이라고도 함)로 사용되는 지상 통신 채널 (전화선, 광섬유, 셀룰러 네트워크, 무선 이더넷)이 반드시 사용됩니다. 위성 채널은 가입자 단말기(DVB 표준 사용)로 데이터를 수신하기 위한 직접 채널로 사용됩니다. 수신장비로는 수신포물선안테나, 변환기, 위성 DVB수신기로 구성된 표준키트를 컴퓨터에 내장하거나 외부 USB블럭 형태의 PCI보드 형태로 사용한다.

양방향 액세스를 구성할 때 VSAT 장비는 순방향 및 역방향 채널 모두에 사용할 수 있습니다. 이 경우 유선이 반드시 있어야 하는 것은 아니지만 사용할 수도 있습니다(예: 예약 목적).

직접 채널은 일반적으로 DVB-S 표준의 사양에 따라 형성되며 통신 위성을 통해 작업 영역에 위치한 네트워크의 모든 가입자 스테이션으로 방송됩니다. 상대적으로 낮은 속도의 개별 TDMA 스트림이 역방향 채널에 형성됩니다. 동시에 네트워크 처리량을 높이기 위해 역방향 채널 중 하나에 과부하가 걸렸을 때 주파수 호핑을 제공하는 이른바 MF-TDMA(다중 주파수 TDMA) 기술이 사용됩니다.

VSAT 네트워크는 완전 연결("각각"), 방사형("별") 및 방사형 노드(결합) 토폴로지와 같은 토폴로지에 따라 구성할 수 있습니다. 각 토폴로지에는 장단점이 있으므로 프로젝트의 개별 특성을 고려하여 하나 또는 다른 토폴로지를 선택해야 합니다. 위성 통신은 일종의 무선 통신입니다. 위성 신호, 특히 고주파 Ku 및 Ka 대역은 습한 대기(비, 안개, 흐림)에서 감쇠될 수 있습니다. 이 단점은 시스템을 설계할 때 쉽게 극복됩니다.

위성 통신은 다른 무선 설비의 간섭을 받을 수 있습니다. 그러나 위성 통신의 경우 다른 무선 시스템에서 사용하지 않는 주파수 대역이 할당되며, 또한 위성 시스템에서는 간섭을 완전히 제거하기 위해 협소한 지향성 안테나를 사용합니다. 따라서 위성통신 시스템의 대부분의 단점은 유능한 네트워크 설계, 기술 선택 및 안테나 설치 위치에 의해 제거됩니다.

VSAT 기술은 가장 엄격한 요구 사항을 충족하고 광범위한 데이터 서비스를 제공하는 네트워크를 생성할 수 있는 매우 유연한 시스템입니다. 교환 프로토콜 변경, 새 터미널 추가 또는 지리적 위치 변경을 포함한 네트워크 재구성은 매우 빠르게 수행됩니다. 회사 네트워크 생성에서 다른 유형의 통신과 비교하여 VSAT의 인기는 다음 고려 사항으로 설명됩니다. 많은 수의 터미널이 있고 가입자 간 거리가 먼 네트워크의 경우 운영 비용이 지상 네트워크를 사용할 때보다 훨씬 낮습니다.

6. 글로벌 위성통신 시스템 글로벌스타

Globalstar 시스템은 국제 통신 회사 Loral Space & Telecommunications, Qualcomm, Elsag Baily, Space Systems/Loral, Daimler-Benz Aerospace, Alenia, Alcatel, Hyundai, Dacom 및 통신 사업자인 France Telecom, Vodafone Goup의 Globalstar L.P 컨소시엄입니다. 컨소시엄은 1991년에 설립되었습니다. Globalstar 시스템은 기존 셀룰러 네트워크와 상호 작용하도록 설계된 시스템으로 구성되어 커버리지 외부 통신을 통해 기능을 보완 및 확장합니다. 또한 이 시스템은 어떤 이유로든 셀룰러 통신이나 공용 네트워크를 사용할 수 없는 원격 지역에서 유선 통신의 대안으로 사용할 수 있는 가능성을 제공합니다.
러시아에서 위성 통신 시스템 Globalstar의 운영자는 폐쇄형 주식 회사 GlobalTel입니다. CJSC GlobalTel은 Globalstar 시스템의 글로벌 이동 위성 통신 서비스의 독점 제공업체로서 러시아 전역에 통신 서비스를 제공합니다. CJSC "GlobalTel"의 설립 덕분에 러시아 주민들은 위성을 통해 러시아 전역에서 전 세계 거의 모든 곳으로 통신할 수 있는 또 다른 기회를 갖게 되었습니다.

Globalstar 시스템은 1410km 고도에 위치한 48개의 작업 및 8개의 예비 저궤도 위성의 도움으로 가입자에게 고품질 위성 통신을 제공합니다. (876마일) 지구 표면에서. 이 시스템은 북위도와 남위도 700도 사이에서 지구 표면의 거의 전체를 커버할 수 있으며 최대 740도까지 확장할 수 있습니다. 위성은 지구 표면의 최대 80%, 즉 지구상의 거의 모든 곳에서 신호를 수신할 수 있습니다. 극지방과 중부 일부 지역을 제외하고. 시스템의 위성은 간단하고 신뢰할 수 있습니다.

6.1. 글로벌스타 지상부문

Globalstar 시스템의 지상 부분은 우주선 제어 센터, 통신 제어 센터, 지역 지상 게이트웨이 네트워크 및 데이터 교환 네트워크로 구성됩니다.
게이트웨이 스테이션은 상호 연결이 수행되는 사업자와 지상 및 위성 고정 및 모바일 네트워크 사용자는 물론 시스템 사용자 간의 통신을 설정할 때 Globalstar 시스템 사용자의 시스템 스위칭 센터에 대한 무선 액세스를 구성하도록 설계되었습니다. 게이트웨이는 Globalstar 시스템의 일부로 글로벌 서비스 지역의 고정 및 이동 가입자 단말기에 안정적인 통신 서비스를 제공합니다.지상 관제 센터는 게이트웨이에 대한 통신 일정을 계획하고 각 게이트웨이에 대한 위성 자원 할당을 제어합니다. 위성 세그먼트 제어 센터는 위성 시스템을 모니터링합니다. 예비 센터의 수단과 함께 궤도를 제어하고 원격 정보를 처리하며 위성 별자리에 명령을 내립니다. Globalstar 시스템의 위성은 시스템의 상태를 모니터링하는 원격 측정 데이터와 위성의 일반적인 상태에 대한 정보를 지속적으로 전송합니다. 센터는 또한 위성 발사와 우주에서의 배치를 모니터링합니다. 위성 세그먼트 관제 센터와 지상 관제 센터는 Globalstar 데이터 전송 네트워크를 통해 서로 지속적으로 연락을 유지합니다.

6.2. 러시아 Globalstar 지상 부문

Globalstar 시스템의 러시아 지상 부문에는 모스크바, 노보시비르스크 및 하바롭스크 근처에 위치한 3개의 게이트웨이가 포함됩니다. 그들은 남쪽 국경에서 74 gr까지 러시아 영토를 다룹니다. 와 함께. 쉿. 그리고 서쪽 경계에서 180도 자오선까지, 70도선 이남의 보장된 서비스 품질을 제공합니다.

러시아 Globalstar 게이트웨이는 자동 교환 노드를 통해 PSTN 네트워크에 연결되고 국제 교환 센터와 연결 라인이 있으며 "각각"디지털 경로로 상호 연결됩니다. 각 게이트웨이는 러시아의 기존 고정 및 셀룰러 네트워크와 통합됩니다. 게이트웨이 스테이션은 러시아 연방 네트워크의 장거리 스테이션 상태입니다. Globalstar 위성 시스템의 러시아 부분은 러시아 연방 영토의 새로운 통신 네트워크로 간주됩니다.

6.3. 글로벌스타 시스템의 기술

위성은 "벤트 파이프" 아키텍처에서 작동합니다. 가입자의 신호를 수신하는 여러 위성은 CDMA 기술을 사용하여 이를 동시에 가장 가까운 지상 게이트웨이 스테이션으로 브로드캐스트합니다. 지상 게이트웨이는 가장 강한 신호를 선택하고 인증한 후 수신자에게 라우팅합니다.

6.4. Globalstar 시스템의 적용 분야

Globalstar 시스템은 음성, 단문 메시지, 로밍, 측위, 팩스, 데이터, 모바일 인터넷을 포함한 광범위한 사용자에게 고품질 위성 서비스를 제공하도록 설계되었습니다.

휴대형 및 모바일 장치를 사용하는 가입자는 셀룰러 네트워크가 적용되지 않는 지역에서 일하는 비즈니스 및 개인이거나 연결이 없거나 통신 품질이 좋지 않은 장소로 자주 출장을 가야 하는 특정 작업이 포함됩니다.

이 시스템은 미디어 대표, 지질학자, 석유 및 가스 추출 및 처리 작업자, 귀금속, 토목 엔지니어, 전력 엔지니어와 같은 광범위한 소비자를 위해 설계되었습니다. 러시아 국가 구조의 직원 - 부처 및 부서 (예 : 긴급 상황부)는 활동에서 위성 통신을 적극적으로 사용할 수 있습니다. 차량에 설치하기 위한 특수 키트는 상업용 차량, 낚시 및 기타 유형의 해상 및 강 선박, 철도 운송 등에 사용할 때 효과적일 수 있습니다.

7. 위성 통신 네트워크 설계.

7.1. 위성 발사 및 필요한 장비 설치를 위한 자본 비용 계산.

표 1.1 - 자본 비용 계산을 위한 초기 데이터

K o - 위성 서비스 장비 구매를 위한 자본 투자;

K c - 위성 인수를 위한 자본 투자;

K m - 장비 설치 비용;

K tr - 운송 비용;

지구에 글로벌 위성 통신 시스템을 만드는 아이디어는 1945년에 제안되었습니다. 아서 클라크그는 나중에 유명한 SF 작가가 되었습니다. 이 아이디어의 구현은 탄도 미사일이 등장한 지 12년 만에 가능하게 되었습니다. 1957년 10월 4일최초의 인공 지구 위성(AES)이 궤도에 진입했습니다. 위성의 비행을 제어하기 위해 작은 무선 송신기가 그 위에 배치되었습니다-범위에서 작동하는 비콘 27MHz. 몇 년 후 1961년 4월 12일. 소련 우주선 "Vostok" Yu.A에서 세계 최초로 가가린은 지구를 일주하는 역사적인 비행을 했습니다. 동시에 우주 비행사는 라디오로 지구와 정기적으로 통신했습니다. 그리하여 다양한 평화적 문제를 해결하기 위한 우주의 연구와 이용에 대한 체계적인 작업이 시작되었습니다.

우주 기술의 창조는 장거리 무선 통신 및 방송을 위한 매우 효율적인 시스템의 개발을 가능하게 했습니다. 미국에서는 통신 위성 생성에 대한 집중적인 작업이 시작되었습니다. 그러한 작업이 우리나라에서 펼쳐지기 시작했습니다. 다른 기술 수단(RRL, 케이블 라인 등)을 사용하여 통신 네트워크를 구축하는 데 높은 비용이 소요되는 인구 밀도가 낮은 동부 지역의 광대한 영토와 열악한 통신 개발은 이 새로운 유형의 통신을 매우 유망하게 만들었습니다. .

국내 위성 라디오 시스템의 기원에는 주요 연구 센터를 이끄는 뛰어난 국내 과학자 및 엔지니어가 있었습니다. MF Reshetnev, M.R. 카플라노프, N.I. 칼라시니코프, L.Ya. 선창자

과학자들에게 주어진 주요 과제는 다음과 같습니다.

텔레비전 방송 및 통신용 위성 중계기("Screen", "Rainbow", "Hals") 개발, 1969년부터 위성 중계기는 별도의 연구실에서 개발되었습니다. 뮤직비디오 브로드스키;

위성 통신 및 방송 구축을 위한 시스템 프로젝트 생성

위성 통신의 지구국(ES) 장비 개발: 변조기, FM(주파수 변조) 신호의 임계값 낮추기 복조기, 수신 및 전송 장치 등

위성통신 및 방송국에 장비를 갖추는 복잡한 작업 수행

감소된 잡음 임계값, 다중 액세스 방법, 변조 방법 및 오류 수정 코딩으로 FM 복조기를 추적하는 이론의 개발;

채널, 텔레비전 경로 및 위성 시스템의 통신 장비에 대한 규제 및 기술 문서 개발

AP 및 위성통신 및 방송망 관제 및 모니터링 시스템 개발

NIIR 전문가 많은 국가 위성 통신 및 방송 시스템이 만들어졌으며 오늘날에도 여전히 운영되고 있습니다.. 이러한 시스템의 트랜시버 지상 및 공중 장비도 NIIR에서 개발되었습니다. 장비 외에도 연구소의 전문가들은 위성 시스템 자체와 여기에 포함된 개별 장치를 모두 설계하는 방법을 제안했습니다. NIIR 전문가의 위성 통신 시스템 설계 경험은 수많은 과학 출판물과 논문에 반영되어 있습니다.

6.1. 위성 "Molniya-1"을 통한 최초의 위성 통신 및 방송 라인

미국 반사위성 "Echo"와 수동 중계기로 사용되는 달의 전파를 반사하여 위성 통신에 대한 첫 번째 실험을 NIIR의 전문가들이 수행했습니다. 1964년. Gorky 지역 Zimenki 마을에 있는 천문대의 전파 망원경은 영국 천문대 "Jodrell Bank"에서 전신 메시지와 간단한 그림을 수신했습니다.

이 실험은 성공적으로 우주 물체를 사용하여 지구에서 통신을 구성할 가능성을 입증했습니다.

위성통신 연구실에서 여러 시스템 프로젝트를 준비한 후 국내 최초의 위성통신 시스템인 "Molniya-1" 개발에 참여했습니다. 1GHz 미만의 주파수 범위.이 시스템을 만든 주요 조직은 모스크바 무선 통신 연구소(MNIIRS)였습니다. Molniya-1 시스템의 수석 디자이너는 씨. 카플라노프- MNIIRS의 부국장.

1960년대에 NIIR은 1GHz 미만의 주파수 범위에서도 작동하는 Horizont 대류권 무선 중계 시스템용 트랜시버 콤플렉스를 개발하고 있었습니다. 이 복합 단지는 수정되었으며 "Horizon-K"라고 불리는 생성된 장비는 모스크바와 블라디보스토크를 연결하는 최초의 위성 통신 라인 "Molniya-1"을 장착하는 데 사용되었습니다. 이 회선은 TV 프로그램 또는 60개 전화 채널의 그룹 스펙트럼을 전송하기 위한 것입니다. NIIR 전문가의 참여로 두 개의 지구국(ES)이 이 도시에 설치되었습니다. MRIRS는 성공적으로 발사된 최초의 인공 통신 위성 Molniya-1용 온보드 중계기를 개발했습니다. 1965년 4월 23일. 그것은 지구 주위를 12시간 공전하는 고도의 타원 궤도로 발사되었으며, 이러한 궤도는 위성의 각 궤도에서 8시간 동안 볼 수 있기 때문에 북위도에 위치한 소련 영토를 서비스하는 데 편리했습니다. 전국 어느 곳에서나. 또한 우리 영토에서 그러한 궤도로 발사하는 것은 정지 궤도보다 적은 에너지로 수행됩니다. Molniya-1 위성 궤도는 오늘날까지 그 중요성을 유지해 왔으며 정지 위성의 발달에도 불구하고 사용됩니다.

6.2 세계 최초의 TV 프로그램 배급을 위한 위성 시스템 "Orbita"

NIIR 전문가들에 의해 위성 "Molniya-1"의 기술적 능력에 대한 연구 완료 후 N.V. Talyzin과 L.Ya. 칸토르세계 최초의 위성 방송 시스템인 'Orbita'를 만들어 중앙 TV에서 동부 지역으로 TV 프로그램을 공급하는 문제를 해결하기 위해 제안되었습니다. 장비 "Horizon-K"를 기반으로 1GHz 대역에서.

1965-1967년.기록적인 시간에 우리나라 동부 지역에서 20개의 지구국 "Orbita"와 새로운 중앙 전송국 "Reserve"가 동시에 건설되어 가동되었습니다. Orbita 시스템은 위성 통신의 가능성이 가장 효과적으로 사용되는 세계 최초의 원형, 텔레비전, 위성 분배 시스템이 되었습니다.

새로운 Orbita 시스템이 800-1000MHz를 운용하는 대역은 고정위성업무에 대한 전파규칙에 따라 할당된 대역과 일치하지 않는다는 점에 유의해야 합니다. Orbita 시스템을 6/4GHz C 대역으로 이전하는 작업은 1970-1972년에 NIIR 전문가에 의해 수행되었습니다. 새로운 주파수 대역에서 작동하는 스테이션의 이름은 Orbita-2입니다. 이를 위해 국제 주파수 범위(지구-우주 섹션-6GHz 대역, 우주-지구 섹션-4GHz 대역)에서 작동하기 위해 완전한 장비 세트가 만들어졌습니다. 의 지시하에 VM 시리나소프트웨어 장치로 안테나를 가리키고 자동 추적하는 시스템이 개발되었습니다. 이 시스템은 극단 자동자(extremal automaton)와 원추형 스캔 방법을 사용했습니다.

스테이션 "Orbita-2"가 뿌리를 내리기 시작했습니다. 1972년부터., ㅏ 1986년 말까지. 그 중 100개 정도가 건설되었으며 그 중 다수가 현재 송수신국을 운영하고 있습니다.

나중에 Orbita-2 네트워크의 운영을 위해 최초의 소련 정지 위성 Raduga가 생성되어 궤도에 진입했으며, 그 중 다중 배럴 온보드 리피터는 NIIR(작업 리더 A.D. Fortushenko 및 참가자 M.V. Brodsky, A I. Ostrovsky, Yu.M. Fomin 등) 동시에 우주 제품의 지상 가공을위한 제조 기술과 방법이 만들어지고 마스터되었습니다.

Orbita-2 시스템의 경우 새로운 Gradient 송신기(I.E. Mach, M.Z. Zeitlin 등)와 매개변수 증폭기(A.V. Sokolov, E.L. Ratbil, B.C. Sanin, V.M. Krylov) 및 신호 수신 장치(V.I. Dyachkov, V.M. Dorofeev, Yu.A. Afanasiev, V.A. Polukhin 등).

6.3. 세계 최초 직접 TV 방송 시스템 '에크란'

TV 프로그램을 전달하는 수단으로 Orbita 시스템의 광범위한 개발은 AP의 높은 비용으로 인해 70년대 후반에 경제적으로 정당화되지 않아 인구 100-200,000 미만의 지점에 설치하는 것이 비효율적입니다. 사람들. Ekran 시스템은 1GHz 미만의 주파수 범위에서 작동하고 온보드 중계기의 높은 송신기 전력(최대 300W)을 갖는 더 효과적인 것으로 입증되었습니다. 이 시스템을 만든 목적은 TV 방송으로 시베리아, 극북 및 극동 일부의 인구 밀도가 낮은 지역을 커버하는 것이 었습니다. 구현을 위해 714 및 754MHz의 주파수가 할당되어 상당히 간단하고 저렴한 수신 장치를 만들 수 있었습니다. Ekran 시스템은 실제로 세계 최초의 직접 위성 방송 시스템이었습니다.

이 시스템의 수신 시설은 소규모 커뮤니티에 서비스를 제공하고 TV 프로그램을 개별적으로 수신하는 데 모두 비용 효율적이어야 했습니다.

Ekran 시스템의 첫 번째 위성이 발사되었습니다. 1976년 10월 26일. 99°E에서 정지 궤도에 진입합니다. 다소 나중에 Krasnoyarsk에서 집합 수신 스테이션 "Ekran-KR-1" 및 "Ekran-KR-10"이 1W 및 10W의 출력 텔레비전 송신기 전력으로 생산되었습니다. 위성 "Ekran"에 신호를 전송하는 지구국에는 12m의 미러 직경을 가진 안테나가 있었고 6GHz 대역에서 작동하는 5kW 전력의 "그라디언트"송신기가 장착되었습니다. NIIR 전문가가 개발한 이 시스템의 수신 장치는 해당 연도에 구현된 모든 수신 스테이션 중 가장 간단하고 저렴한 수신 스테이션이었습니다. 1987년 말까지 설치된 Ekran 스테이션의 수는 4,500개에 이르렀습니다.

6.4 TV 프로그램 "Moscow" 및 "Moscow-Global"의 배포 시스템

우리나라의 위성 TV 방송 시스템 개발의 추가 진전은 Orbita 시스템의 기술적으로 쓸모없는 ES가 소형 ES로 대체 된 "Moskva"시스템의 생성과 관련이 있습니다. 소형 ES의 개발이 시작되었습니다. 1974년이니셔티브에 N.V. Talyzina와 L.Ya. 칸토르.

"Gorizon"위성의 "Moskva"시스템의 경우 좁은 지향성 안테나에 4GHz 대역에서 작동하는 고성능 트렁크가 제공되었습니다. 시스템의 에너지 비율은 수신 ES에 대한 자동 안내 없이 미러 직경이 2.5m인 작은 포물선 안테나의 사용을 보장하는 방식으로 선택되었습니다. "모스크바"시스템의 주요 특징은 고정 서비스 시스템의 통신을 위해 규정에 의해 설정된 지표면의 스펙트럼 전력 플럭스 밀도에 대한 규범의 엄격한 준수였습니다.. 이를 통해 소련 전역의 TV 방송에 이 시스템을 사용할 수 있었습니다. 이 시스템은 중앙 TV 프로그램과 라디오 프로그램의 고품질 수신을 제공했습니다. 그 후 신문 페이지를 전송하도록 설계된 또 다른 채널이 시스템에 만들어졌습니다.

이러한 방송국은 해외(유럽, 북부 아프리카 및 기타 여러 지역)에 위치한 국내 기관에도 널리 보급되어 해외 시민이 국내 프로그램을 받을 수 있게 되었습니다. "Moskva"시스템을 만들 때 많은 발명품과 독창적 인 솔루션이 사용되어 시스템 자체의 구성과 하드웨어 단지를 모두 개선 할 수있었습니다. 이 시스템은 고정 위성 서비스 대역에서 작동하는 중출력 위성을 사용하여 중소 규모의 ES에 TV 프로그램을 제공하는 미국과 서유럽에서 나중에 개발된 많은 위성 시스템의 프로토타입 역할을 했습니다.

1986-1988년 동안.중앙 TV 프로그램을 해외 국내 대표 사무소에 공급하고 소량의 개별 정보를 전송할 수 있도록 설계된 소형 AP를 갖춘 특수 시스템 "Moscow-Global"이 개발되었습니다. 이 시스템도 운영 중입니다. 하나의 TV 채널, 4800bps 속도로 개별 정보 전송을 위한 3개 채널, 2400bps 속도로 2개 채널 구성을 제공합니다. 텔레비전 및 라디오 방송 위원회, TASS 및 APN(정치 뉴스 에이전시)의 이익을 위해 개별 정보 전송 채널이 사용되었습니다. 그것은 거의 전 지구를 커버하기 위해 11°W의 정지 궤도에서 두 개의 위성을 사용합니다. 그리고 96°E 수신 스테이션에는 직경 4m의 거울이 있으며 장비는 특수 컨테이너와 실내 모두에 위치 할 수 있습니다.

고정 위성 서비스(FSS)는 고정 지구국과의 통신을 구성하도록 설계되었으며 일반적으로 정지 궤도에 발사된 중계 위성을 기반으로 구축됩니다. 궤도의 높은 고도와 공간 대 접지선의 관련 상당한 신호 손실로 인해 특성에 따라 60cm에서 12m 또는 그 이상의 거울 직경을 가진 좁게 지향된 포물선 안테나("접시"), 정지 통신 위성과 함께 작동하는 데 사용됩니다. 온보드 중계기.

중간 크기(1.2 - 3.8m)의 안테나는 중간 전력 위성을 기반으로 하는 위성 통신 네트워크(지역, 지역 및 기업 통신망, 데이터 전송, 텔레비전 프로그램 배포 등)에서 양방향 통신을 구성하는 데 사용됩니다.

크기가 1m 미만인 안테나는 고속 인터넷 액세스 네트워크뿐만 아니라 전문화된 강력한 위성을 기반으로 하는 직접 위성 텔레비전 방송(NTV) 시스템에 널리 사용됩니다.

위성 "Gorizont" 및 "Express"는 저전력 백본 시스템이며, 4.5-12m 크기의 안테나가 작동해야 합니다.

중간 전력 시스템에는 또한 직경 1.2-2.4m의 안테나가 있는 소형 지구국을 사용하여 작업할 수 있는 Express-M, Kupon 및 Yamal 위성이 포함됩니다. 국내 위성은 NTV 시스템의 한 예입니다. ", "Bonum-1"및 외국 "Astra"및 "DirekTV"는 직경 45-90cm의 안테나로 작업합니다.

현재 전 세계적으로 다양한 목적을 위한 100개 이상의 정지궤도 통신위성이 운용되고 있다. 정지 위성 시스템 자원의 최대 80%가 텔레비전 프로그램 배포에 사용됩니다. 나머지 리소스는 데이터 전송 및 전화 통신으로 로드됩니다.

모바일 위성 서비스(MCS)는 움직이는 물체와 통신하는 데 사용됩니다. 현재 가장 인기 있는 시스템은 정지 위성에 구축된 MSS "Inmarsat"(Inmarsat)입니다. 처음에는 선박과의 통신을 제공하기 위해 시스템이 만들어졌지만 육지에서 사용되기 시작했습니다. 선박, 자동차, 항공기에 설치되는 Inmarsat 가입자 스테이션은 물론 서류 케이스 크기의 휴대형 스테이션으로 오지 및 재난 지역에서 사용되는 다양한 가입자 스테이션이 있습니다. MSS의 추가 개발은 작은 크기의 작업이 가능한 시스템을 만드는 것입니다. 휴대전화, 일반적으로 저궤도(500-1500km)에 배치된 특수 위성을 사용해야 하는 가입자 스테이션. 궤도의 상대적으로 낮은 고도는 가입자 장치의 크기와 전력을 크게 줄일 수 있습니다. 이 경우 위성은 지표면에 대해 상대적으로 이동하며 가입자의 가시 영역에 불과 10~15분 동안만 머무르므로 통신 연속성을 유지하려면 궤도에 많은 위성이 있어야 합니다.

이러한 최초의 시스템인 Iridium MSS 및 기타 여러 유사한 시스템의 작동이 이미 시작되었습니다. 가입자의 가시 영역(이리듐 시스템의 경우 단 7분)에서 하나의 위성이 보내는 짧은 시간으로 인해 통신 연속성을 보장하기 위해 위성 성상은 수십 개의 위성으로 구성되어야 합니다.

예를 들어, 러시아 프로젝트 "Gonets"는 36개의 위성 발사를 제공하는 반면 국제 시스템은 48개(Globalstar), 66개(Iridium) 및 288개(Teledesic) 위성으로 구성됩니다.

저궤도 시스템의 단점은 우주 별자리 및 관리의 복잡성뿐만 아니라 저궤도에서의 짧은 존재 기간(12-15년에 비해 5-7년)으로 인해 위성의 지속적인 교체가 필요하다는 것입니다. 정지 상태의 경우), 이러한 시스템의 서비스 비용이 크게 증가합니다. . 강력한 정지 위성을 기반으로 하는 MSS 시스템과 고도로 타원 궤도에 있는 위성 시스템은 저궤도 위성 시스템과 심각하게 경쟁할 수 있습니다. 현대의 위성 시스템은 텔레비전 및 라디오 프로그램의 배포, 지역, 기업 및 글로벌 통신 네트워크 및 데이터 교환에서 휴대용 위성 단말기를 사용하여 전 세계 어디에서나 개인 통신에 이르기까지 광범위한 통신 서비스를 제공합니다. 사용자의 요구에 따라 다양한 지상 및 위성 통신 시스템의 조합이 사용됩니다. 많은 경우 위성 통신 시스템은 지상 시스템에 비해 가장 저렴하고 비용 효율적입니다.

주파수 대역

위성을 포함한 무선 통신 및 방송 시스템에 대한 다양한 주파수의 사용은 국제 기구에 의해 엄격하게 규제됩니다. 이는 서로 다른 시스템 간의 호환성을 달성하고 다양한 서비스의 운영에 있어 상호 간섭을 방지하기 위해 필요합니다. 1977년 세계행정전파회의(WARC-77)를 개최하여 방송위성서비스를 기획하고 현행 전파규칙을 채택하였다. 그에 따라 지구의 전체 영토는 방송을 위한 자체 주파수 대역이 있는 3개의 지역으로 나뉩니다.

지역 1에는 아프리카, 유럽, 러시아, 몽골 및 CIS 국가가 포함됩니다.

지역 2는 아메리카를 포함합니다.

지역 3에는 남아시아 및 동남아시아, 호주 및 태평양 지역의 섬 국가가 포함됩니다.

이 규정에 따라 위성 통신 시스템에 여러 주파수 범위가 할당되었으며 각 주파수 범위는 라틴 알파벳 문자로 상징적으로 지정되었습니다.

범위 이름	대역폭(GHz)
L-밴드	1.452-1.550 및 1.610-1.710
S - 범위
C - 범위	3.40 -5.25 및 5.725 - 7.075
X - 범위
기 - 범위	10.70 - 12.75 및 12.75 - 14.80
카 범위	15.40 - 26.50 및 27.00 - 30.20
K - 범위

기존의 정지위성 기반 위성통신 시스템은 대부분 C(6/4GHz) 대역과 Ku(14/11GHz) 대역에서 운용된다. Ka-range는 아직 우리 나라에서 널리 사용되지는 않지만 미국과 유럽에서 빠르게 발전하고 있습니다.

반사 안테나("접시")를 수신하는 효율성은 직경에 맞는 파장의 수에 비례합니다. 그리고 주파수가 증가함에 따라 파장은 감소합니다. 따라서 동일한 효율을 위해 안테나의 크기는 주파수가 증가함에 따라 감소합니다. C 대역에서 수신하기 위해 2.4 - 4.5m의 안테나가 필요한 경우 Ku 대역의 경우 크기가 0.6 - 1.5m로 줄어들고 Ka 대역의 경우 이미 30 - 90cm가 될 수 있으며 K - 범위의 경우 - 단지 10 - 15 cm.

동일한 크기의 경우 Ku 대역 안테나는 C 대역 안테나보다 약 9.5dB 더 많은 이득을 가지며 일반적으로 C 대역의 위성 EIRP는 40-42dB를 초과하지 않는 반면 Ku 대역 EIRP 레벨은 50-54dB입니다. 고정 위성 통신 시스템, NTV 시스템 위성의 경우 60-62dB. 같은 이유로 Ku 대역의 트랜스폰더 위성에서 수신 안테나의 이득은 C 대역보다 높기 때문에 Ku 대역의 안테나 크기와 지구국 송신 전력은 대부분의 경우 C 대역보다 작습니다.

예를 들어 C 대역에서 Horizon 위성과 함께 작동하려면 안테나가 3.5m 이상이고 송신기가 약 20와트인 지구국이 필요합니다. 동시에 Ku 대역의 위성 "Intelsat"(Intelsat)와 함께 작업할 수 있는 동일한 용량의 지구국에는 직경 1.2m의 안테나와 1W의 송신기를 장착할 수 있습니다. 첫 번째 스테이션의 비용은 동일한 사용자 특성을 가진 두 번째 스테이션의 약 두 배입니다.

Ku 대역에 유리하다는 사실은 ITU가 이 대역의 위성 통신 시스템에 할당한 대역폭이 C 대역의 대역폭의 두 배 이상이라는 사실입니다.

Ku 대역의 단점은 C 대역에 비해 증가된 강우 손실을 포함하며, 이를 보상하기 위해 안테나 이득 마진을 생성해야 합니다. 이것은 열대 및 아열대 지역에서 Ku 밴드의 사용을 제한합니다. 러시아의 대부분 지역에서 필요한 마진은 3-4dB를 초과하지 않으므로 건조한 기후의 지역에 비해 안테나 직경을 20-30% 늘리기에 충분합니다.

이와 관련하여 대부분의 VSAT 기반 위성 통신망은 Ku 대역에 구축되어 있다.

위성 통신 시스템의 작동을 위해 특정 주파수 대역이 할당되며 그 안에 많은 채널을 배치할 수 있습니다.

현재 변조 기술을 사용하면 킬로헤르츠(kHz)로 표시되는 단일 심플렉스(단방향) 채널의 대역폭은 초당 킬로비트(kbit/s)로 표시되는 전송 속도와 거의 같습니다. 따라서 64kbps의 속도로 한 방향으로 데이터를 전송하기 위해서는 약 65kHz의 대역폭이 필요하고, E1 채널(2048kbps)의 경우에는 약 2MHz의 대역폭이 필요하다.

양방향(이중) 통신의 경우 필요한 대역폭을 두 배로 늘려야 합니다. 따라서 2Mbit/s의 전송률로 이중 채널을 구성하기 위해서는 약 4MHz의 주파수 대역이 필요하다. 이 비율은 위성 채널뿐만 아니라 대부분의 다른 라디오 채널에 적용됩니다.

대역폭이 36MHz인 표준 위성 트렁크의 경우 최대 전송 속도는 약 36Mbps입니다. 그러나 대부분의 사용자는 이러한 고속이 필요하지 않으며 이 대역폭의 일부만 사용합니다. 따라서 하나의 위성 트렁크에서 수십 명의 사용자가 작업할 수 있으며 서로 다른 사용자의 신호를 분리하는 조치가 필요합니다.

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