Treść projektu:
Wstęp
3. System łączności satelitarnej
4. Zastosowanie komunikacji satelitarnej
5. Technologia VSAT
7. Mobilne systemy łączności satelitarnej
8. Wady komunikacji satelitarnej
9. Wniosek
Wstęp
Współczesne realia już mówią o nieuchronności komunikacji satelitarnej w celu zastąpienia zwykłych mobilnych, a tym bardziej telefony stacjonarne. Najnowsza technologiałączność satelitarna oferuje realne techniczne i opłacalne rozwiązania dla rozwoju zarówno powszechnych usług komunikacyjnych, jak i sieci bezpośredniego nadawania audio i telewizji. Dzięki wybitnym osiągnięciom w dziedzinie mikroelektroniki telefony satelitarne stały się tak kompaktowe i niezawodne w użytkowaniu, że zaspokajane są wszelkie zapotrzebowanie ze strony różnych grup użytkowników, a usługa wynajmu urządzenia satelitarne to jedna z najbardziej poszukiwanych usług na rynku nowoczesnej łączności satelitarnej. Znaczące perspektywy rozwoju, oczywiste przewagi nad inną telefonią, niezawodność i gwarantowana nieprzerwana komunikacja – to wszystko o telefonach satelitarnych.
Komunikacja satelitarna jest dziś jedynym opłacalnym rozwiązaniem świadczenia usług komunikacyjnych dla abonentów na obszarach o niskiej gęstości zaludnienia, co potwierdzają liczne badania ekonomiczne. Satelita jest jedynym technicznie wykonalnym i opłacalnym rozwiązaniem, jeśli gęstość zaludnienia jest mniejsza niż 1,5 os/km2.Komunikacja satelitarna ma najważniejsze zalety niezbędne do budowy wielkoskalowych sieci telekomunikacyjnych. Po pierwsze, może służyć do szybkiego tworzenia infrastruktury sieciowej obejmującej duży obszar i niezależnej od obecności lub stanu naziemnych kanałów komunikacyjnych. Po drugie, wykorzystanie nowoczesnych technologii dostępu do zasobu repeaterów satelitarnych oraz możliwość dostarczania informacji do niemal nieograniczonej liczby odbiorców jednocześnie znacznie obniża koszty funkcjonowania sieci. Te zalety komunikacji satelitarnej sprawiają, że jest ona bardzo atrakcyjna i wysoce wydajna nawet w regionach o dobrze rozwiniętej telekomunikacji naziemnej. Wstępne prognozy rozwoju osobistych systemów łączności satelitarnej wskazują, że na początku XXI wieku liczba ich abonentów wynosiła ok. 1 mln, aw ciągu następnej dekady 3 mln. Obecnie liczba użytkowników systemu satelitarnego Inmarsat wynosi 40 tys.
W ostatnie lata W Rosji coraz częściej wprowadza się nowoczesne typy i środki komunikacji. Ale jeśli radiotelefon komórkowy jest już znany, to osobiste urządzenie łączności satelitarnej (terminal satelitarny) jest nadal rzadkością. Analiza rozwoju takich środków komunikacji pokazuje, że w niedalekiej przyszłości będziemy świadkami codziennego korzystania z osobistych systemów łączności satelitarnej (SPSS). Zbliża się czas ujednolicenia systemów naziemnych i satelitarnych w globalny system komunikacyjny. Komunikacja osobista stanie się możliwa w skali globalnej, tj. zasięg abonenta w dowolnym miejscu na świecie będzie zapewniony poprzez wybranie jego numeru telefonu, niezależnie od lokalizacji abonenta. Ale zanim stanie się to rzeczywistością, systemy komunikacji satelitarnej będą musiały pomyślnie przejść test i potwierdzić twierdzenie specyfikacje wyniki ekonomiczne i proces komercyjnej eksploatacji. Jeśli chodzi o konsumentów, co robić właściwy wybór, będą musieli nauczyć się dobrze poruszać w różnych propozycjach.
Cele projektu:
1. Poznaj historię systemu łączności satelitarnej.
2. Zapoznaj się zcechy i perspektywy rozwoju i projektowania komunikacji satelitarnej.
3. Uzyskaj informacje o nowoczesnej komunikacji satelitarnej.
Cele projektu:
1. Analizować rozwój systemu łączności satelitarnej na wszystkich jego etapach.
2. Uzyskaj pełne zrozumienie nowoczesnej komunikacji satelitarnej.
1. Rozwój sieci łączności satelitarnej
Pod koniec 1945 roku świat zobaczył mały artykuł naukowy, który poświęcony był teoretycznym możliwościom poprawy komunikacji (przede wszystkim odległości między odbiornikiem a nadajnikiem) poprzez podniesienie anteny na maksymalną wysokość. Wykorzystanie sztucznych satelitów jako przemienników sygnałów radiowych stało się możliwe dzięki teorii angielskiego naukowca Arthura Clarka, który w 1945 r. opublikował notatkę zatytułowaną „Przemienniki pozaziemskie”. Właściwie przewidział nową rundę w ewolucji łączności radiowej, proponując doprowadzenie przemienników do maksymalnej dostępnej wysokości.
Amerykańscy naukowcy zainteresowali się badaniami teoretycznymi, którzy dostrzegli w artykule wiele zalet nowego typu połączenia:
nie ma już potrzeby budowania łańcucha przemienników naziemnych;
wystarczy jeden satelita, aby zapewnić duży obszar zasięgu;
możliwość przesłania sygnału radiowego w dowolne miejsce na świecie, niezależnie od dostępności infrastruktury telekomunikacyjnej.
W rezultacie w drugiej połowie ubiegłego wieku rozpoczęły się badania praktyczne i tworzenie sieci łączności satelitarnej na całym świecie. Wraz ze wzrostem liczby przemienników na orbicie wprowadzono nowe technologie i udoskonalono sprzęt do komunikacji satelitarnej. Ale już tą drogą wymiana informacji stała się dostępna nie tylko dla dużych korporacji i firm wojskowych, ale także dla osób fizycznych.
Rozwój systemów łączności satelitarnej rozpoczął się wraz z wystrzeleniem w kosmos pierwszego aparatu Echo-1 (pasywny repeater w postaci metalizowanej kuli) w sierpniu 1960 roku. Później opracowano kluczowe standardy komunikacji satelitarnej (pasma częstotliwości operacyjnych), które są szeroko stosowane na całym świecie.
1.1 Historia rozwoju komunikacji satelitarnej i główne rodzaje komunikacji
Historia rozwoju Systemu Łączności Satelitarnej ma pięć etapów:
1957-1965 Okres przygotowawczy, który rozpoczął się w październiku 1957 roku po premierze związek Radziecki pierwszy na świecie sztuczny satelita Ziemi, a miesiąc później drugi. Stało się to w szczytowym momencie zimnej wojny i szybkiego wyścigu zbrojeń, więc naturalnie technologia satelitarna stała się przede wszystkim własnością wojska. Rozważany etap charakteryzuje się wystrzeleniem wczesnych eksperymentalnych satelitów, w tym satelitów komunikacyjnych, które zostały wystrzelone głównie na niskie orbity okołoziemskie.
Pierwszy geostacjonarny satelita przekaźnikowy TKLSTAR został stworzony w interesie armii amerykańskiej i wystrzelony na orbitę w lipcu 1962 roku. W tym samym czasie opracowano serię amerykańskich wojskowych satelitów komunikacyjnych SYN-COM (Synchronous Communications Satellite).
1965-1973 Okres rozwoju globalnego SSN opartego na wtórnikach geostacjonarnych. Rok 1965 upłynął pod znakiem wystrzelenia w kwietniu geostacjonarnego SR INTELSAT-1, co zapoczątkowało komercyjne wykorzystanie łączności satelitarnej. Wczesne satelity z serii INTELSAT zapewniały komunikację transkontynentalną i głównie wspierały szkieletowe łącza komunikacyjne między niewielką liczbą krajowych stacji naziemnych, zapewniających interfejs do krajowych publicznych sieci naziemnych.
Główne kanały zapewniały połączenia, przez które transmitowany był ruch telefoniczny, sygnały telewizyjne i zapewniano łączność teleksową. Ogólnie rzecz biorąc, Intelsat CCC uzupełniał i wspierał istniejące w tym czasie podmorskie transkontynentalne linie kablowe.
1973-1982 Etap szerokiego upowszechnienia regionalnego i krajowego CCC. Na tym etapie historycznego rozwoju CCC powstała międzynarodowa organizacja Inmarsat, która wdrożyła globalną sieć komunikacyjną Inmarsat, której głównym celem było zapewnienie komunikacji ze statkami w nawigacji. Później Inmarsat rozszerzył swoje usługi na wszystkie typy użytkowników mobilnych.
1982-1990 Okres szybkiego rozwoju i rozprzestrzeniania się małych terminali naziemnych. W latach 80. postęp w dziedzinie inżynierii i technologii kluczowych elementów SSS, a także reformy liberalizujące i demonopolizujące branżę telekomunikacyjną w wielu krajach, umożliwiły wykorzystanie kanałów satelitarnych w korporacyjnych sieci biznesowe komunikacji, zwanej VSAT.
Sieci VSAT umożliwiły instalację kompaktowych satelitarnych stacji naziemnych w bezpośrednim sąsiedztwie biur użytkowników, rozwiązując tym samym problem „ostatniej mili” dla ogromnej liczby użytkowników korporacyjnych, stworzyły warunki do wygodnej i sprawnej wymiany informacji oraz umożliwiły odciążenie publicznych sieci naziemnych Wykorzystanie „inteligentnych” połączeń satelitarnych.
Od pierwszej połowy lat 90. CCC weszła w skład ilościowy i jakościowy Nowa scena jego rozwoju.
Duża liczba globalnych i regionalnych sieci satelitarne komunikacja była na etapie eksploatacji, produkcji lub projektowania. Technologia łączności satelitarnej stała się obszarem dużego zainteresowania i działalności biznesowej. W tym okresie nastąpiła eksplozja szybkości mikroprocesorów ogólnego przeznaczenia i pojemności pamięci półprzewodnikowych, przy jednoczesnej poprawie niezawodności oraz zmniejszeniu zużycia energii i kosztów tych komponentów.
Główne rodzaje komunikacji
Biorąc pod uwagę szeroki zakres, przedstawię najczęstsze rodzaje komunikacji, które są obecnie używane w naszym kraju i na całym świecie:
przekaźnik radiowy;
Wysoka częstotliwość;
pocztowy;
GSM;
satelita;
optyczny;
sterownia.
Każdy typ ma własną technologię i kompleks niezbędny sprzęt dla pełnej funkcjonalności. Omówię te kategorie bardziej szczegółowo.
Komunikacja przez satelitę
Historia komunikacji satelitarnej zaczyna się pod koniec 1945 roku, kiedy brytyjscy naukowcy opracowali teorię przesyłania sygnału radiowego przez przemienniki, które znajdowałyby się na dużej wysokości (orbicie geostacjonarnej). Pierwsze sztuczne satelity zaczęły być wystrzeliwane w 1957 roku.
Zalety tego typu połączenia są oczywiste:
minimalna liczba repeaterów (w praktyce wystarczy jeden lub dwa satelity, aby zapewnić komunikację wysokiej jakości);
poprawa podstawowych charakterystyk sygnału (brak zakłóceń, zwiększona odległość transmisji, lepsza jakość);
zwiększenie obszaru zasięgu.
Dziś sprzęt łączności satelitarnej to złożony kompleks, który składa się nie tylko z repeaterów orbitalnych, ale także bazowych stacji naziemnych, które znajdują się w różne części planety.
2. Aktualny stan sieci łączności satelitarnej
Spośród wszystkich wielu komercyjnych projektów MSS (mobilnej komunikacji satelitarnej) poniżej 1 GHz wdrożono jeden system Orbcomm, który obejmuje 30 satelitów niegeostacjonarnych (niegeostacjonarnych (non-GSO)) zapewniających pokrycie Ziemi.
Dzięki wykorzystaniu stosunkowo niskich pasm częstotliwości, system umożliwia świadczenie usług przesyłu danych o niskiej prędkości, takich jak poczta elektroniczna, usługi dwukierunkowego przywołania i zdalnego sterowania, prostym, tanim urządzeniom abonenckim. Głównymi użytkownikami Orbcomm są firmy transportowe, dla których system ten stanowi efektywne kosztowo rozwiązanie do kontroli i zarządzania transportem ładunków.
Najbardziej znanym operatorem na rynku MSS jest Inmarsat. Na rynku dostępnych jest około 30 typów urządzeń abonenckich, zarówno przenośnych, jak i mobilnych: do użytku lądowego, morskiego i lotniczego, zapewniających transmisję głosu, faksu i danych z prędkością od 600 bps do 64 kbps. Inmarsat konkuruje z trzema systemami MSS, w tym Globalstar, Iridium i Thuraya.
Pierwsze dwa zapewniają prawie całkowite pokrycie powierzchni Ziemi za pomocą dużych konstelacji, składających się odpowiednio z 40 i 79 satelitów innych niż GSO. Pre Thuraya wszedł na świat w 2007 roku wraz z wystrzeleniem trzeciego satelity geostacjonarnego (GEO), który obejmie Amerykę, gdzie jest obecnie niedostępny. Wszystkie trzy systemy świadczą usługi połączenie telefoniczne oraz niska prędkość transmisji danych do urządzeń odbiorczych porównywalnych wagą i rozmiarami z telefonami komórkowymi GSM.
Rozwój systemów łączności satelitarnej odgrywa istotną rolę w tworzeniu jednolitej przestrzeni informacyjnej na terytorium państwa i jest ściśle związany z programy federalne likwidacja przepaści cyfrowej, rozwój ogólnopolskiej infrastruktury i projektów społecznych. Najważniejszymi federalnymi programami ukierunkowanymi na terytorium Federacji Rosyjskiej są projekty „Rozwój telewizji i radia” oraz „Likwidacja podziału cyfrowego”. Główne zadania projektów to rozwój naziemnej telewizji cyfrowej, sieci komunikacyjnych, systemów masowego dostępu szerokopasmowego do globalnych sieci informacyjne oraz świadczenie usług wielousługowych na obiektach mobilnych i mobilnych. Oprócz projektów federalnych rozwój systemów komunikacji satelitarnej zapewnia nowe możliwości rozwiązywania problemów rynku korporacyjnego. Obszary zastosowania technologie satelitarne a różne systemy komunikacji satelitarnej szybko się rozwijają każdego roku.
Jednym z kluczowych czynników pomyślnego rozwoju technologii satelitarnych w Rosji jest realizacja Programu rozwoju orbitalnej konstelacji satelitów łączności cywilnej i nadawczych, w tym satelitów na orbitach wysokoeliptycznych.
Rozwój systemów łączności satelitarnej
Głównymi motorami rozwoju branży łączności satelitarnej w dzisiejszej Rosji są:
uruchomienie sieci w paśmie Ka (na rosyjskich satelitach „EXPRES-AM5”, „EXPRES-AM6”),
aktywny rozwój segmentu komunikacji mobilnej i mobilnej na różnych platformach transportowych,
wejście operatorów satelitarnych na rynek masowy,
opracowanie rozwiązań organizacji kanałów szkieletowych dla sieci komunikacji komórkowej w aplikacjach pasma Ka i M2M.
Ogólnym trendem na światowym rynku usług satelitarnych jest szybki wzrost szybkości transmisji danych dostarczanych na zasobach satelitarnych, co spełnia podstawowe wymagania nowoczesnych aplikacji multimedialnych oraz odpowiada rozwojowi oprogramowania i wzrostowi wolumenu danych przesyłanych w przedsiębiorstwie i segmenty prywatne.
W satelitarnych sieciach komunikacyjnych działających w paśmie Ka największe zainteresowanie wiąże się z rozwojem usług dla segmentu prywatnego i korporacyjnego w kontekście obniżenia kosztów pojemności satelitarnej, realizowanych na satelitach pasma Ka o dużej przepustowości (High- Przepustowość satelity — HTS).
Korzystanie z systemów komunikacji satelitarnej
Systemy komunikacji satelitarnej są projektowane z myślą o potrzebach komunikacji i satelitarnego dostępu do Internetu w dowolnym miejscu na świecie. Są potrzebne tam, gdzie wymagana jest zwiększona niezawodność i odporność na uszkodzenia, służą do szybkiej transmisji danych w organizacji wielokanałowej komunikacji telefonicznej.
Wyspecjalizowane systemy łączności mają szereg zalet, ale kluczem jest możliwość realizacji telefonii wysokiej jakości poza obszarami zasięgu stacji łączności komórkowej.
Takie systemy komunikacji pozwalają pracować z autonomiczne zasilanie przez długi czas i pozostawania w trybie oczekiwania na połączenie, dzieje się tak ze względu na niską wydajność energetyczną sprzętu użytkownika, niewielką wagę i antenę dookólną.
Obecnie jest ich wiele różne systemyłączność satelitarna. Wszystkie mają swoje plusy i minusy. Ponadto każdy producent oferuje użytkownikom indywidualny zestaw usług (Internet, faks, teleks), definiuje zestaw funkcji dla każdego obszaru zasięgu, a także kalkuluje koszt sprzętu satelitarnego i usług komunikacyjnych. W Rosji kluczowe są:Inmarsat, Iridium i Thuraya.
Sfery zastosowania SSS (systemy łączności satelitarnej): nawigacji, ministerstw i departamentów, organów struktur i instytucji państwowych, Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych oraz jednostek ratowniczych.
Pierwszy na świecie system mobilnej komunikacji satelitarnej komplet nowoczesne usługi dla użytkowników na całym świecie:, a w duch.
System komunikacji satelitarnej Inmarsat (Inmarsat) ma szereg zalet:
obszar zasięgu - całe terytorium kuli ziemskiej, z wyjątkiem regionów polarnych
jakość świadczonych usług
poufność
dodatkowe akcesoria (zestawy samochodowe, faksy itp.)
darmowe połączenia przychodzące
dostępność w użyciu
system online do sprawdzania stanu konta (billing)
wysoki poziom zaufania wśród użytkowników, sprawdzony w czasie (ponad 25 lat istnienia i 210 tys. użytkowników na całym świecie)
Główne usługi systemu łączności satelitarnej Inmarsat (Inmarsat):
Telefon
Faks
Transfer danych (w tym szybki)
Teleks (dla niektórych standardów)
GPS
Pierwszy na świecie globalny system łączności satelitarnej, działający w dowolnym miejscu na świecie, w tym w rejonach bieguna południowego i północnego. Producent oferuje usługę powszechną dostępną dla biznesu i życia o każdej porze dnia.
System komunikacji satelitarnej Iridium (Iridium) ma szereg zalet:
obszar zasięgu - całe terytorium kuli ziemskiej
niskie plany taryfowe
darmowe połączenia przychodzące
Główne usługi systemu łączności satelitarnej Iridium (Iryd) :
Telefon
Transfer danych
Stronicowanie
operator satelitarny, który obsługuje 35% globu. Usługi realizowane w tym systemie: telefony satelitarne i GSM oraz automaty satelitarne. Niedrogi połączenie mobilne dla swobody komunikacji i przemieszczania się.
System komunikacji satelitarnej Thuraya ma szereg zalet:
kompaktowy rozmiar
możliwość automatycznego przełączania między komunikacją satelitarną i komórkową
niski koszt usług i aparatów telefonicznych
darmowe połączenia przychodzące
Główne usługi systemu komunikacji satelitarnej Thuraya:
Telefon
Transfer danych
GPS
3. System łączności satelitarnej
3. 1. Wzmacniacze satelitarne
Po raz pierwszy w latach badań zastosowano pasywne transpondery satelitarne (przykładem są satelity Echo i Echo-2), które były prostym reflektorem sygnału radiowego (często metalową lub polimerową kulą z metalową powłoką), który nie zawierał żadnego nadajnika-odbiornika sprzęt na pokładzie. Takie satelity nie otrzymały dystrybucji.
3.2 Orbity transponderów satelitarnych
Orbity, na których znajdują się transpondery satelitarne, dzielą się na trzy klasy:
równikowy
skłonny
polarny
Ważną odmianą orbity równikowej jest orbita geostacjonarna, w której satelita obraca się z prędkością kątową równą prędkości kątowej Ziemi, w kierunku zgodnym z kierunkiem obrotu Ziemi.
Orbita nachylona rozwiązuje te problemy, jednak ze względu na ruch satelity względem obserwatora naziemnego konieczne jest wystrzelenie co najmniej trzech satelitów na orbitę, aby zapewnić całodobowy dostęp komunikacyjny.
Polarny - orbita o nachyleniu orbitalnym do płaszczyzny równika o dziewięćdziesięciu stopniach.
4.System VSAT
Wśród technologii satelitarnych szczególną uwagę zwraca się na rozwój technologii komunikacji satelitarnej, takich jak VSAT (Very Small Aperture Terminal).
W oparciu o sprzęt VSAT można budować sieci wielousługowe, które zapewniają prawie wszystkie nowoczesne usługi komunikacyjne: dostęp do Internetu; połączenie telefoniczne; Stowarzyszenie sieci lokalne(budowa sieci VPN); transmisja informacji audio i wideo; redundancja istniejących kanałów komunikacji; zbieranie danych, monitoring i zdalne sterowanie obiektami przemysłowymi i wiele więcej.
Trochę historii. Rozwój sieci VSAT rozpoczyna się wraz z wystrzeleniem pierwszego satelity komunikacyjnego. Pod koniec lat 60., w trakcie eksperymentów z satelitą ATS-1, powstała eksperymentalna sieć składająca się z 25 stacji naziemnych, satelitarnej łączności telefonicznej na Alasce. Linkabit, jeden z pierwotnych twórców VSAT w paśmie Ku, połączył się z firmą M/A-COM, która później stała się wiodącym dostawcą sprzętu VSAT. Hughes Communications przejął dział od M/A-COM, przekształcając go w Hughes Network Systems. Hughes Network Systems jest obecnie wiodącym na świecie dostawcą szerokopasmowych sieci łączności satelitarnej. Satelitarna sieć komunikacyjna oparta na VSAT obejmuje trzy kluczowe elementy: centralną stację kontrolną (CCS), satelitę-przekaźnik i abonenckie terminale VSAT.
4.1.Repeater satelitarny
Sieci VSAT budowane są w oparciu o geostacjonarne satelity-repeatery. Najważniejszymi cechami satelity są moc nadajników pokładowych i liczba kanałów radiowych (trunków lub transponderów) na nim. Standardowy trunk ma przepustowość 36 MHz, co odpowiada maksymalnej przepustowości około 40 Mb/s. Średnio moc nadajników waha się od 20 do 100 watów. W Rosji satelity komunikacyjne i nadawcze Jamał mogą być cytowane jako przykłady satelitów-przemienników. Przeznaczone są do rozwoju segmentu kosmicznego OAO Gascom i zostały zainstalowane na pozycjach orbitalnych 49°E. d. i 90 ° w. d.
4.2 Abonenckie terminale VSAT
Terminal Abonencki VSAT to niewielka stacja łączności satelitarnej z anteną o średnicy od 0,9 do 2,4 m, przeznaczona głównie do niezawodnej wymiany danych za pośrednictwem kanałów satelitarnych. Stacja składa się z podajnika antenowego, zewnętrznej zewnętrznej jednostki częstotliwości radiowej oraz jednostki wewnętrznej (modem satelitarny). Jednostka zewnętrzna to mały nadajnik-odbiornik lub tylko odbiornik. Jednostka wewnętrzna zapewnia parowanie kanału satelitarnego z urządzeniem końcowym użytkownika (komputerem, serwerem LAN, telefonem, faksem itp.).
5. Technologia VSAT
Istnieją dwa główne rodzaje dostępu do kanału satelitarnego: dwukierunkowy (duplex) i jednokierunkowy (simplex, asymetryczny lub kombinowany).
Organizując dostęp w jedną stronę, wraz z sprzęt satelitarny koniecznie wykorzystywany jest kanał komunikacji naziemnej (linia telefoniczna, światłowód, sieci komórkowe, radio Ethernet), który jest używany jako kanał żądania (nazywany jest również kanałem zwrotnym).
Schemat dostępu w jedną stronę za pomocą karty DVB i linii telefonicznej jako kanału zwrotnego.
Schemat dostępu dwukierunkowego przy użyciu sprzętu HughesNet (Hughes Network Systems).
Obecnie w Rosji działa kilku znaczących operatorów sieci VSAT, którzy obsługują około 80 000 stacji VSAT. 33% takich terminali znajduje się w Centralnym Okręgu Federalnym, po 13% w Syberyjskim i Uralskim Okręgu Federalnym, 11% na Dalekim Wschodzie i 5-8% w pozostałych okręgach federalnych. Wśród największych operatorów warto wyróżnić:
6.Globalny system komunikacji satelitarnej Globalstar
W Rosji operatorem systemu łączności satelitarnej Globalstar jest Zamknięta Spółka Akcyjna GlobalTel. Jako wyłączny dostawca globalnych usług mobilnej komunikacji satelitarnej systemu Globalstar, CJSC GlobalTel świadczy usługi komunikacyjne przez cały czas Federacja Rosyjska. Dzięki utworzeniu CJSC „GlobalTel” mieszkańcy Rosji mają kolejną możliwość komunikowania się drogą satelitarną z dowolnego miejsca w Rosji do niemal każdego miejsca na świecie.
System Globalstar zapewnia swoim abonentom wysokiej jakości łączność satelitarną za pomocą 48 pracujących i 8 zapasowych satelitów niskoorbitalnych zlokalizowanych na wysokości 1410 km. (876 mil) od powierzchni Ziemi. System zapewnia globalne pokrycie niemal całej powierzchni globu między 700 szerokościami geograficznymi północnymi i południowymi z rozszerzeniem do 740. Satelity mogą odbierać sygnały do 80% powierzchni Ziemi, czyli z niemal każdego miejsca na kuli ziemskiej, z wyjątkiem regionów polarnych i niektórych obszarów środkowej części oceanów. Satelity systemu są proste i niezawodne.
6.1. Obszary zastosowania systemu Globalstar
System Globalstar jest przeznaczony do świadczenia wysokiej jakości usług satelitarnych dla szerokiego grona użytkowników, w tym: głosu, wiadomości SMS, roamingu, pozycjonowania, faksowania, transmisji danych, mobilnego Internetu.
Abonentami korzystającymi z urządzeń przenośnych i mobilnych mogą być firmy i osoby fizyczne pracujące na terytoriach, które nie są objęte sieciami komórkowymi lub których specyficzna praca wiąże się z częstymi podróżami służbowymi do miejsc, w których nie ma połączenia lub słabej jakości komunikacji.
System przeznaczony jest dla szerokiego odbiorcy: przedstawicieli mediów, geologów, pracowników wydobycia i przerobu ropy i gazu, metali szlachetnych, inżynierów budownictwa, energetyków. Pracownicy struktur państwowych Rosji - ministerstw i departamentów (na przykład Ministerstwo Sytuacji Nadzwyczajnych) mogą aktywnie wykorzystywać w swojej działalności komunikację satelitarną. Zestawy specjalne do montażu na pojazdach może być skuteczny w pojazdach użytkowych, rybackich i innych rodzajach statków morskich i rzecznych, w transporcie kolejowym itp.
7.1. Mobilne systemy łączności satelitarnej
Cechą większości mobilnych systemów łączności satelitarnej jest mały rozmiar anteny terminala, co utrudnia odbiór sygnału. Aby siła sygnału docierającego do odbiornika była wystarczająca stosuje się jedno z dwóch rozwiązań:
Satelity znajdują się na orbicie geostacjonarnej. Ponieważ orbita ta znajduje się 35 786 km od Ziemi, na satelicie potrzebny jest potężny nadajnik. Takie podejście jest stosowane przez system Inmarsat (którego głównym zadaniem jest dostarczanie usług komunikacyjnych statkom) i niektórych regionalnych osobistych operatorów satelitarnych (na przykład Thuraya).
7.1. Internet satelitarny
Internet satelitarny – sposób na zapewnienie dostępu do Internetu z wykorzystaniem technologii komunikacji satelitarnej (najczęściej Standard DVB-S lub DVB-S2).
Opcje dostępu
Istnieją dwa sposoby wymiany danych przez satelitę:
jednokierunkowy (one-way), czasami nazywany też „asymetrycznym” - gdy do odbioru danych wykorzystywany jest kanał satelitarny, a do transmisji wykorzystywane są dostępne kanały naziemne
dwukierunkowy (dwukierunkowy), czasami nazywany również „symetrycznym” - gdy kanały satelitarne są wykorzystywane zarówno do odbioru, jak i transmisji;
Internet satelitarny w jedną stronę
Jednokierunkowy Internet satelitarny oznacza, że użytkownik ma jakiś istniejący sposób łączenia się z Internetem. Z reguły jest to wolny i/lub drogi kanał (GPRS/EDGE, połączenie ADSL, gdzie usługi dostępu do Internetu są słabo rozwinięte, a prędkość ograniczona itp.). Przez ten kanał przesyłane są tylko żądania do Internetu.
Dwukierunkowy Internet satelitarny
Dwukierunkowy Internet satelitarny to odbieranie danych z satelity i wysyłanie ich z powrotem także przez satelitę. Ta metoda jest bardzo wysokiej jakości, ponieważ pozwala na osiągnięcie dużych prędkości podczas transmisji i wysyłania, ale jest dość droga i wymaga pozwolenia na sprzęt do nadawania radiowego (jednak dostawca często dba o to drugie). Wysoki koszt dwukierunkowego Internetu jest w pełni uzasadniony przede wszystkim ze względu na znacznie bardziej niezawodne połączenie. W przeciwieństwie do jednokierunkowego dostępu, dwukierunkowy Internet satelitarny nie wymaga żadnych dodatkowych zasobów (poza oczywiście zasilaniem).
Cechą „dwukierunkowego” satelitarnego dostępu do Internetu jest wystarczająco duże opóźnienie w kanale komunikacyjnym. Dopóki sygnał nie dotrze do abonenta na satelitę iz satelity do Centralnej stacji łączności satelitarnej, zajmie to około 250 ms. Ta sama kwota jest potrzebna na podróż powrotną. Plus, nieuniknione opóźnienia w przetwarzaniu sygnału i przejściu „przez Internet”. W rezultacie czas ping na dwukierunkowym łączu satelitarnym wynosi około 600 ms lub więcej. Nakłada to pewne szczegóły na działanie aplikacji przez Internet satelitarny i jest szczególnie smutne dla zapalonych graczy.
Inną cechą jest to, że różnych producentów praktycznie niekompatybilne ze sobą. Oznacza to, że jeśli wybrałeś jednego operatora pracującego na określonym typie sprzętu (na przykład ViaSat, Hughes, Gilat EMS, Shiron itp.), możesz udać się do operatora tylko przy użyciu tego samego sprzętu. Próbę wdrożenia interoperacyjności sprzętu różnych producentów (standard DVB-RCS) poparło bardzo niewiele firm, a dziś jest to bardziej technologia „prywatna” niż ogólnie przyjęty standard.
Sprzęt do jednokierunkowego Internetu satelitarnego
8. Wady komunikacji satelitarnej
Słaba odporność na hałas
Ogromne odległości między stacjami naziemnymi a satelitą powodują, że stosunek sygnału do szumu w odbiorniku jest bardzo niski (znacznie mniejszy niż w przypadku większości łączy mikrofalowych). W celu zapewnienia akceptowalnego prawdopodobieństwa błędu w tych warunkach konieczne jest zastosowanie dużych anten, elementów niskoszumowych i złożonych kodów korekcji błędów. Problem ten jest szczególnie dotkliwy w systemach komunikacji mobilnej, ponieważ mają one limit wielkości anteny i, z reguły, mocy nadajnika.
Wpływ atmosfery
Na jakość komunikacji satelitarnej duży wpływ mają efekty w troposferze i jonosferze.
Absorpcja w troposferze
Pochłanianie sygnału przez atmosferę zależy od jego częstotliwości. Maksima absorpcji wynoszą 22,3 GHz (rezonans pary wodnej) i 60 GHz (rezonans tlenu). Ogólnie rzecz biorąc, absorpcja znacząco wpływa na propagację sygnałów powyżej 10 GHz (tj. zaczynając od pasma Ku). Oprócz absorpcji, podczas propagacji fal radiowych w atmosferze występuje efekt zanikania, którego przyczyną jest różnica we współczynnikach załamania różnych warstw atmosfery.
Efekty jonosferyczne
Opóźnienie propagacji
Problem opóźnienia propagacji sygnału w taki czy inny sposób dotyczy wszystkich systemów komunikacji satelitarnej. Największe opóźnienia mają systemy wykorzystujące transponder satelitarny na orbicie geostacjonarnej. W tym przypadku opóźnienie wynikające ze skończonej prędkości propagacji fali radiowej wynosi około 250 ms, a biorąc pod uwagę opóźnienia multipleksowania, przełączania i przetwarzania sygnału, całkowite opóźnienie może wynosić do 400 ms. Opóźnienie propagacji jest najbardziej niepożądane w aplikacjach czasu rzeczywistego, takich jak telefonia. W tym przypadku, jeżeli czas propagacji sygnału w kanale łączności satelitarnej wynosi 250 ms, różnica czasu pomiędzy replikami abonentów nie może być mniejsza niż 500 ms. W niektórych systemach (np. systemy VSAT wykorzystujące topologię gwiazdy) sygnał jest przesyłany dwukrotnie łączem satelitarnym (z terminala do ośrodka centralnego i z ośrodka centralnego do innego terminala). W takim przypadku całkowite opóźnienie jest podwojone.
9. Wniosek
Już na najwcześniejszych etapach tworzenia systemów satelitarnych złożoność przyszłych prac stała się oczywista. Trzeba było znaleźć zasoby materialne, zastosować wysiłek intelektualny wielu zespołów naukowców, zorganizować pracę na etapie praktycznej realizacji. Ale mimo to w rozwiązywanie problemu aktywnie angażują się międzynarodowe firmy dysponujące wolnym kapitałem. Co więcej, obecnie realizowany jest nie jeden, ale kilka równoległych projektów. Firmy-deweloperzy uparcie konkurują o przyszłych konsumentów, o światową pozycję lidera w dziedzinie telekomunikacji.
Obecnie stacje łączności satelitarnej są łączone w sieci transmisji danych. Połączenie w sieć grupy rozproszonych geograficznie stacji pozwala na zapewnienie użytkownikom szerokiego wachlarza usług i możliwości oraz efektywne wykorzystanie zasobów satelitarnych. W takich sieciach zwykle występuje jedna lub więcej stacji sterujących, które zapewniają pracę stacji naziemnych zarówno w trybie zarządzanym przez administratora, jak iw trybie w pełni automatycznym.
Zaletą komunikacji satelitarnej jest obsługa odległych geograficznie użytkowników bez dodatkowych kosztów pośredniego przechowywania i przełączania.
SSN są stale i zazdrośnie porównywane do światłowodowych sieci komunikacyjnych. Wprowadzenie tych sieci przyspiesza ze względu na szybki rozwój technologiczny odpowiednich obszarów światłowodów, co rodzi pytania o los Stoczni Szczecińskiej. Na przykład rozwój i planowanie, co najważniejsze, wprowadzenie kodowania konkatenacyjnego (kompozytowego) radykalnie zmniejsza prawdopodobieństwo nieskorygowanego błędu bitowego, co z kolei pozwala przezwyciężyć główny problem CCC - mgłę i deszcz.
12. Lista wykorzystanych źródeł
1Baranov V. I. Stechkin B. S. Ekstremalne problemy kombinatoryczne i ich
wnioski, M.: Nauka, 2000, s. 198.
Bertsekas D. Gallagher R. Sieci transmisji danych. M.: Mir, 2000, s. 295.
Black Yu Sieci komputerowe: protokoły, standardy, interfejsy, M.: Mir, 2001, s. 320.
Bolshova G. "Łączność satelitarna w Rosji: "Pamir", Iridium, Globalstar..." "Sieci" - 2000 - №9. - Z. 20-28.
Efimushkin V. A. Techniczne aspekty systemów komunikacji satelitarnej „Sieci” - 2000 - nr 7. - Z. 19-24.
Nevdyaev L.M. Nowoczesne technologie komunikacja satelitarna // „Biuletyn Komunikacji” - 2000 - nr 12. - s. 30-39.
Nevdyaev L. M. Odyssey na średnich wysokościach „Sieci” - 2000 - nr 2. - Z. 13-15.
SPC „Elsov”, Protokół dotyczący organizacji i logiki satelitarnej sieci transmisji danych „Banker”. – 2004, s. 235.
Smirnowa A. A. Systemy dla przedsiębiorstwłączność satelitarna i HF Moskwa, 2000, s.
Smirnova A. A. Osobiste połączenie satelitarne, Tom 64, Moskwa, 2001, s.
Mobilna łączność satelitarna
Wstęp
Każdy system komunikacyjny ostatecznie zależy od pewnych podstawowych parametrów systemu, które decydują o jakości komunikacji.
Tak więc, jeśli dla komunikacji komórkowej takim głównym parametrem jest wysokość anteny stacja bazowa, to dla systemów komunikacji satelitarnej jest to typ orbity swojego segmentu kosmicznego i charakterystyka orbity. Ogólnie rzecz biorąc, każdy system komunikacji satelitarnej składa się z trzech segmentów, jak wspomniano powyżej: kosmos (lub konstelacja kosmiczna), naziemny (naziemne stacje obsługi, stacje bramowe) i segment użytkowników (bezpośrednio terminale zlokalizowane u konsumenta).
Rysunek 1 Struktura systemu łączności satelitarnej na przykładzie sieci VSAT Przedsiębiorstwa Państwowego „Kosmiczna” łączność”
W zależności od rodzaju wykorzystywanych orbit systemy komunikacji satelitarnej dzielą się na dwie klasy: systemy z satelitami na orbicie geostacjonarnej (GEO) (wysokość 36 000 km; liczba satelitów w konstelacji GEO wynosi 3, jeden satelita pokrywa 34% powierzchni Ziemi). powierzchniowej, komunikacyjnej - 600 ms) i niegeostacjonarnej.
Rysunek 2. Orbity i obszary pokrycia powierzchni Ziemi na przykładzie konstelacji przestrzeni geostacjonarnej systemu INMARSAT
Niegeostacjonarne systemy satelitarne z kolei dzielą się na średnie MEO (wysokość - 5000-15000 km; liczba statków kosmicznych - 8-12; obszar zasięgu jednego satelity - 25-28%; opóźnienie głosu transmisja dla komunikacji globalnej - 250-400 ms) i LEO o niskiej orbicie (wysokość - 500-2000 km; liczba statków kosmicznych - 48-66; obszar zasięgu jednego satelity - 3-7%; opóźnienie transmisji głosu dla komunikacji globalnej - 170-300 ms).
Większość istniejących systemów komunikacji satelitarnej ma geostacjonarne konstelacje satelitarne, co łatwo wytłumaczyć: niewielka liczba satelitów, pokrycie całej powierzchni ziemi. Jednak duże opóźnienie sygnału powoduje, że z reguły mają one zastosowanie tylko do transmisji radiowych i telewizyjnych. W przypadku systemów łączności radiotelefonicznej duże opóźnienie sygnału jest wysoce niepożądane, ponieważ prowadzi do słabej jakości łączności i wzrostu kosztów segmentu użytkowników. Dlatego początkowo większość systemów łączności satelitarnej zapewniała głównie stałą łączność satelitarną (komunikacja między obiektami stacjonarnymi), a dopiero wraz z wprowadzeniem cyfrowych metod komunikacji i wystrzeleniem niegeostacjonarnych statków kosmicznych szeroko rozwinęła się mobilna łączność satelitarna. Zauważ, że nowoczesne systemy mobilna łączność satelitarna, po pierwsze, jest kompatybilna z tradycyjnymi naziemnymi systemami łączności ruchomej (przede wszystkim z cyfrowymi telefonami komórkowymi), a po drugie, interakcja mobilnych satelitarnych sieci radiowych z publiczną siecią telefoniczną jest możliwa na dowolnym poziomie (lokalny, wewnątrzstrefowy, międzymiastowy). ).
Główni globalni operatorzy mobilnej łączności satelitarnej znani w Rosji
System Iridium (międzynarodowe konsorcjum Iridium lls, Waszyngton). System globalnej mobilnej osobistej łączności satelitarnej „Iridium” miał na celu świadczenie usług łączności z obiektami ruchomymi i stacjonarnymi znajdującymi się na całym świecie. Segment kosmiczny systemu składał się z 66 satelitów głównych (wysokość orbity 780 km nad powierzchnią Ziemi) i 6 satelitów zapasowych (645 km). System zapewniał abonentom następujące usługi: transmisję głosu (2,4 Kbps), transmisję danych i telefaks z tą samą szybkością, połączenie osobiste i ustalanie lokalizacji.
Będąc bardzo kosztownym projektem (ponad 5 miliardów dolarów), Iridium ustaliło bardzo wysokie ceny za terminale i ruch na początkowym etapie rozwoju, błędnie celując tylko w bardzo bogatych konsumentów usługi. Ponadto w trakcie eksploatacji pojawiły się nieprzewidziane przez projekt problemy techniczne i finansowe, które doprowadziły konsorcjum do bankructwa.
System Globalstar (Globalstar Ltd., San Jose, Kalifornia). System globalnej mobilnej osobistej łączności satelitarnej „Globalstar” jest przeznaczony do świadczenia usług komunikacyjnych z obiektami mobilnymi i stacjonarnymi znajdującymi się na kuli ziemskiej między 700 * szerokości geograficznej północnej. i 700* S
Terminale przenośne systemu „Globalstar” produkowane są w kilku modyfikacjach zapewniających możliwość ich wykorzystania zarówno do organizowania komunikacji w systemie „Globalstar” jak iw sieciach naziemnej łączności komórkowej w standardach GSM, AMPS, CDMA.
Segment kosmiczny systemu to konstelacja 48 głównych i 8 rezerwowych satelitów o masie poniżej 450 kg, umieszczonych na kołowych orbitach na wysokości 1414 km nad powierzchnią Ziemi. Satelity pierwszej generacji są zaprojektowane do pracy w trybie pełnego obciążenia przez co najmniej 7,5 roku.
Aby objąć zaludnione terytorium kuli ziemskiej, planuje się budowę około 50 stacji interfejsowych, zapewniających maksymalne pokrycie (do 85%) powierzchni Ziemi segmentem kosmicznym systemu. W pierwszym etapie rozwoju systemu zbudowano 38 stacji interfejsowych. W Rosji działają 3 takie stacje: w regionie moskiewskim (Pavlov Posad), w Nowosybirsku i Chabarowsku. Stacje te zapewniają świadczenie usług telefonii komórkowej o wysokiej jakości praktycznie w całej Rosji na południe od 700 szerokości geograficznej północnej. Każda z tych stacji jest podłączona do rosyjskiej sieci publicznej. System Globalstar działa w Rosji od maja 2000 roku.
System ICO (międzynarodowa firma ICO Global Communications). System globalnej mobilnej osobistej komunikacji satelitarnej „ICO” jest przeznaczony do świadczenia usług komunikacyjnych z obiektami mobilnymi i stacjonarnymi na całym świecie, w tym w rejonach polarnych. Firma „ICO Global Communications” powstała z inicjatywy międzynarodowej organizacji „INMARSAT”. To prawdziwie międzynarodowa organizacja. Żaden z krajów nie odgrywa w nim dominującej roli. Ponad 60 firm na całym świecie to inwestorzy ICO.
Planuje się, że system ICO będzie współpracował z systemami łączności komórkowej, świadcząc usługi dla regionów i stref nie objętych komórkowymi systemami łączności radiowej. Zgodnie z projektem większość terminali abonenckich systemu ICO będzie osobistymi telefonami kieszonkowymi, mogącymi pracować w dwóch trybach (satelitarny/komórkowy naziemny). Szacowany koszt terminala abonenckiego systemu ICO to 1000 USD, jedna minuta ruchu to 1 USD.
Segment kosmiczny systemu będzie reprezentowany przez konstelację 10 głównych i 2 zapasowych satelitów na orbicie MEO na wysokości około 10 390 km nad powierzchnią Ziemi.
Cechą tego systemu będzie specjalnie utworzona sieć IcoNet, która połączy dwanaście satelitarnych węzłów dostępowych (SAN) zlokalizowanych na całym świecie „inteligentnymi” liniami komunikacyjnymi i zapewni szybkie połączenie ze sobą sieci publicznych z terminalami mobilnymi i mobilnymi. , niezależnie od ich lokalizacji. Na terenie Rosji planowana jest budowa jednego dolara. Infrastruktura naziemnego segmentu systemu ICO oparta jest na sprawdzonej architekturze sieci GSM, a także na standardowych komponentach stosowanych w dużych ilościach w celu zapewnienia kompatybilności systemu ICO z innymi standardami naziemnej komunikacji komórkowej.
System ICO planuje świadczyć użytkownikom następujące rodzaje usług: teleusługi, usługi środowiska transportowego, usługi świadczone w systemie GSM, usługi przesyłania wiadomości i roamingu.
Teleusługi będą świadczyć takie usługi jak: telefonia cyfrowa, połączenia alarmowe, transmisja faksów grupy 3 z prędkością do 14,4 kb/s oraz usługi krótkich wiadomości. Jednocześnie telefonia cyfrowa zapewni jakość głosu zbliżoną do tej zapewnianej przez istniejące standardy telefonii komórkowej naziemnej.
Ponadto system ICO planuje świadczyć usługi transmisji danych o niskiej prędkości transparentnej i nietransparentnej w trybie asynchronicznym z prędkością 300, 1200, 2400, 4800 i 9600 bps oraz danych przezroczystych w trybie synchronicznym z prędkością 1200, 2400, 4800 i 9600 bps. /Z.
Ze względu na problemy finansowe konsorcjum podjęto decyzję o połączeniu ICO Global Communications z Teledesic Corporation, co opóźniłoby rozpoczęcie świadczenia usług do 2003 roku. W tym samym terminie ma powstać jeden dolar na terytorium Rosji. Oczekuje się, że 450 000 abonentów będzie korzystać z systemu ICO w Rosji.
System INMARSAT(firma «INMARSAT ltd.», Londyn). INMARSAT posiada satelity zainstalowane na orbicie geostacjonarnej na pozycjach: 54*W, 15,5*W, 64,5*E, 178*E. Zapewnia to niemal globalne połączenie między 75 * S.l. i 75* s.l.
W systemie INMARSAT działa ponad 50 stacji naziemnych, zapewniających komunikację z urządzeniami mobilnymi zainstalowanymi na statkach morskich i rzecznych, platformach wiertniczych, samolotach, pojazdach (praktycznie brak w Rosji), w przypadkach biznesowych.
Stosowane są następujące typy stacji mobilnych: "INMARSAT-A", "INMARSAT-B", "INMARSAT-M", "INMARSAT-mini-M", "INMARSAT-C", "INMARSAT-D +" (pager z odpowiedź), " INMARSAT-aero" (różne typy). Wymienione typy stacji mają różne charakterystyki fizyczne i elektryczne, co determinuje dużą różnicę w cenie stacji, taryfie za łączność i jej jakości (szybkość przesyłania informacji, jakość transmisji głosu).
Obecnie w systemie INMARSAT działa ok. 170 tys. stacji wszystkich typów, z czego ok. 10 tys Liczby rosyjskie(są rosyjskie).
System ORBCOM (ORBCOM Global, Dallas, Virginia). System komunikacyjny ORBCOM przeznaczony jest do dwukierunkowej transmisji danych i określania lokalizacji obiektów za pomocą niskoorbitalnych sztucznych satelitów Ziemi (od 28 do 48 satelitów). Transmisja danych na linii satelita-Ziemia odbywa się z prędkością 4,8 Kbps, a na linii Ziemia-satelita - 2,4 Kbps. System został opracowany w USA przez ORBCOM Global na potrzeby wymiany informacji z obszarami oddalonymi od istniejącej naziemnej infrastruktury telekomunikacyjnej.
Główną wadą systemu jest brak serwisu telefonicznego.
Wiadomości od globalnych operatorów satelitarnych
Jednym z najbardziej sensacyjnych i znanych projektów globalnej komunikacji satelitarnej jest projekt koncernu Iridium. W listopadzie 2000 roku Sąd Upadłościowy Stanów Zjednoczonych przekazał kontrolę nad Iridium firmie venture capital. W rezultacie ta pozornie dawno nieistniejąca firma otrzymała projekt o wartości 72 milionów dolarów, mający na celu wyposażenie Departamentu Obrony USA w mobilną łączność satelitarną. Jest to tym bardziej interesujące, że przetarg wygrał z innym dużym i najdynamiczniej obecnie rozwijającym się operatorem – firmą Globalstar.
Ten rok był generalnie nieudany dla Globalstar (pomimo otrzymania dużego zamówienia na wyposażenie słuchawek autobusowych w Brazylii i uruchomienia systemu w Rosji). Zaczęło się od odmowy przez głównych udziałowców („Loral Space & Communications Ltd” i „QUALCOMM”) dalszego udziału w projektach Globalstar. Jednak nieco później znaleziono bardzo potrzebne 183 miliony dolarów, a firma kontynuowała swoją działalność. W listopadzie Globalstar ogłosił wyniki za trzeci kwartał 2000 roku. Przychody firmy wyniosły 1,4 mln USD, straty 97,5 mln USD W porównaniu z tym samym okresem w 1999 r. straty firmy na akcję wzrosły prawie pięciokrotnie i wyniosły 1 USD na akcję (w 1999 r. 20 centów na akcję). Na koniec III kwartału spółka obsługiwała 21 300 abonentów, dwukrotnie więcej niż na koniec II kwartału 2000 roku. Zarząd firmy uważa, że jest to bardzo mało dla pomyślnego funkcjonowania globalnego systemu łączności satelitarnej, ale ogólnie ocenia projekt jako wykonalny i twierdzi, że firma posiada środki finansowe niezbędne do prowadzenia działalności do końca maja 2001 roku.
Jednocześnie straty Globalstar nie doprowadziły do pogorszenia sytuacji finansowej jego głównego akcjonariusza, QUALCOMM (dostawcy systemów satelitarnej transmisji danych, którego konkurentem w tym biznesie jest ORBCOMGlobal z usługami takimi jak Trackmaile-, „Omni-track ” i „Euteltrack”). Wynikało to głównie z innych projektów koncernu. QUALCOMM jest właścicielem głównych patentów technologicznych komunikacja bezprzewodowa standard CDMA, w technologii 3G WCDMA (komunikacja mobilna) trzecia generacja, standard został opracowany przez firmy europejskie), w technologii 3G standardu cdma2000 (standard został opracowany przez QUALCOMM).
American Mobile Satellite Corp kontynuował rozwój usług komunikacyjnych zarządzania flotą i systemów transmisji danych w sieci naziemnej ARDIS.
Japońska firma NTT DoCoMo świadczy usługi komunikacyjne dla floty krajowej. Australijska firma „Optus” obsługuje ponad 9000 abonentów. Europejska sieć EMCAT oferuje pełen zakres usług mobilnych, a belgijska mobilna sieć satelitarna IRIS zapewnia satelitarną transmisję danych.
Projekt ICO Global Communications został zawieszony. Uruchomienie systemu zaplanowano nie wcześniej niż w 2003 roku.
20 października 2000 r. Boeing Satellite Systems z powodzeniem wystrzelił satelitę Thuraya 1 w ramach własnego projektu wdrażania mobilnej komunikacji satelitarnej, który ma obejmować Bliski Wschód, Afrykę Północną i Środkową, Europę, Azję Środkową i Indie (liczba mieszkańców). - do 1, 8 miliardów ludzi).
Operatorzy telefonii satelitarnej w Rosji. INMARSAT
Po zakończeniu działalności firmy Iridium w Rosji pozostali dwaj operatorzy mobilnej łączności satelitarnej: INMARSAT i Globalstar.
System INMARSAT powstał w 1979 roku w ZSRR w celu nawiązania łączności satelitarnej ze statkami morskimi i zapewnienia bezpieczeństwa żeglugi. INMARSAT zarządza obecnie globalną konstelacją satelitów, która służy do zapewnienia usługi głosowe, teleks faksowy i komunikacja multimedialna dla użytkowników mobilnych. Satelity systemu INMARSAT znajdują się na orbicie geostacjonarnej. Gwarantowana komunikacja jest realizowana średnio od 70°S. do 70° N Każdy satelita pokrywa około jednej trzeciej Ziemi.
Jednak chociaż system INMARSAT ma w Rosji całkiem sporo abonentów, nie można powiedzieć, że jego użycie jest powszechne. Głównym powodem jest wysoka cena terminali abonenckich i wysoka taryfa za komunikację. Na przykład taryfa za 1 minutę komunikacji telefonicznej przy korzystaniu z różnych typów stacji abonenckich wynosi: dla „INMARSAT-A” - około 6,0-6,5 dolara, dla „INMARSAT-B” - około 4,0 dolarów, dla „INMARSAT- mini- M" - około 2,5 dolara, za "INMARSAT-aero" - około 6,0-6,5 dolara. Koszt terminali waha się od 3000 do 15 000 USD. Tak więc najpopularniejszy standard „INMARSAT-mini-M” ma wymiary „laptopa”, waga około 2 kg, cena 3000 USD.
Modele przenośnych terminali satelitarnych typu "INMARSAT-mini-M" dostępne w sprzedaży w Federacji Rosyjskiej
Rysunek 3.TT-3060A
Telefon komórkowy TT-3060A systemu satelitarnego INMARSAT przeznaczony jest do przesyłania wiadomości telefonicznych i faksowych, danych oraz poczty elektronicznej. Wbudowana bateria i konwerter napięcia zapewniają nieulotną pracę przez 48 godzin w trybie czuwania i 2,5 godziny w trybie rozmowy. Słuchawka, 2-przewodowy port faksu RJ-11 i port danych 2,4 Kb/s kompatybilny z Hayes mają osobisty charakter numery telefoniczne(łączna liczba - 4). Możliwość ochrony przed nieautoryzowanym dostępem zapewnia wbudowany czytnik kart SIM. Istnieje możliwość podłączenia sprzętu kryptograficznego STU-IIB/STU-III oraz korzystania z oprogramowania do przesyłania obrazu. Korpus ze stopu magnezu ważący mniej niż 2,2 kg.
Ryż. 4. Światowa hybryda telefoniczna
WorldPhone Hybrid zapewnia dostęp do międzynarodowej sieci telefonicznej z możliwością wysyłania faksów, danych oraz poczty elektronicznej. Kluczowe funkcje: głos 4,8 kb/s, faks 2,4 kb/s, 3 godziny rozmów, podświetlany wyświetlacz LCD, zestaw głośnomówiący, obsługa krótkich wiadomości (SMS), poczta głosowa/faksowa, przekazywanie połączeń, notebook.
Operatorzy telefonii satelitarnej w Rosji. „Globalna Gwiazda”
Spółka zależna GlobalTel (spółka joint venture pomiędzy Globalstar i Rostelecom) zaczęła świadczyć swoje usługi na terytorium Federacji Rosyjskiej w maju 2000 roku. Obecnie jest to telefonia (transmisja głosu) i przekierowywanie połączeń. W systemie świadczone są również usługi, które nie zostały jeszcze wdrożone: transmisja danych, komunikacja faksowa, transmisja i odbiór krótkich wiadomości, roaming globalny, określanie lokalizacji obiektów, poczta głosowa, wezwij służby ratunkowe.
Segment kosmiczny obejmuje konstelację 48 satelitów o niskiej orbicie (i 4 w trybie gotowości) zapewniających zasięg od 70°N. do 70° i umieszczone przez 6 satelitów na 8 orbitach kołowych na wysokości 1414 km. System satelitów niskoorbitalnych pozwala drastycznie obniżyć koszt terminala abonenckiego i minuty rozmowy.
Segment użytkowników składa się z przenośnych mobilnych i stacjonarnych urządzeń końcowych. Urządzenia mogą pracować w kilku trybach (do trzech). Urządzenia dwu- i trójmodowe, oprócz dostępu do systemu Globalstar, mogą być również wykorzystywane do uzyskiwania dostępu do naziemnych sieci komórkowych w standardach GSM, AMPS, CDMA.
Ceny terminali abonenckich: mobilne 1000-1900 $ (w zależności od producenta), stacjonarne - od 3000 $. Taryfa za 1 min. ruch wychodzący w Rosji — 1,2-2,0 USD (w tym taryfa sieci publicznej).
Modele satelitarnych przenośnych terminali mobilnych dostępne na rynku rosyjskim obsługujące usługi Globalstar
Ryż. 5. Przenośny mobilny terminal abonencki Ericsson
Dwutrybowy terminal Ericssona. Umowa na produkcję słuchawek obejmuje również dostawę samochodowych i/lub stacjonarnych terminali abonenckich. Godziny pracy - Globalstar | GSM. Wymiary mm - 160 × 60 × 37. Waga - 350g. Czas rozmów Globalstar /GSM godziny - ?. Czas czuwania Globalstar /GSM godzin to 5/36.
Ryż. 6. Przenośny terminal mobilny abonencki Telit
Terminal Telit zapewnia komunikację w trybach Globalstar | GSM i ma następujące cechy: wymiary mm - 220 × 65 × 45; waga - 300g; czas rozmów Globalstar /GSM godziny - ?; czas czuwania Globalstar /GSM godziny - 36/36.
Ryż. 7. Przenośny mobilny terminal abonencki Qualcomm
Trójmodowy terminal Qualcomm — Globalstar | AMP | CDMA. Wymiary mm - 178 × 57 × 44. Waga - 357g. Czas rozmów Globalstar /APMS/CDMA godzin - 1/1/3. Czas czuwania Godziny Globalstar /AMPS/CDMA to 5/7/25. Wyświetlacz 4×16 znaków, książka adresowa na 99 numerów, szybkie automatyczne ponowne wybieranie, poczta głosowa, odbiór wiadomości, ID dzwoniącego.
Wniosek
W tej chwili, pomimo pewnych niepowodzeń (bankructwo koncernu Iridium, zawieszenie projektu ICO, straty Globalstar), mobilna łączność satelitarna zajęła swój (jaki?) Segment globalnego rynku telekomunikacyjnego. Sprzedaż terminali abonenckich systematycznie rośnie, rośnie liczba operatorów telekomunikacyjnych (wystrzeliwanie satelitów przez Boeinga, rozwój nowej generacji małych satelitów przez Intersputnik), a zainteresowanie inwestorów nie słabnie. Jednocześnie należy stale monitorować rozwój sytuacji w tym segmencie rynku i „trzymać rękę na pulsie”, aby użytkownicy mobilnych telefonów satelitarnych w Rosji nie znaleźli się w sytuacji podobnej do tej, która rozwinęła się w Rosji koniec koncernu Iridium, kiedy właściciele nie wiedzieli, co zrobić z rurami, które w jednej chwili zamieniły się w stos żelaza. Miejmy nadzieję, że w dającej się przewidzieć przyszłości takie poważne kataklizmy się nie powtórzą, a koszt terminali użytkowników i ruchu będzie stopniowo dorównywał kosztom konwencjonalnej komunikacji komórkowej.
W kontakcie z
Koledzy z klasy
Komunikacja kosmiczna lub satelitarna jest zasadniczo rodzajem komunikacji radiowej (troposferycznej) i różni się tym, że jej wzmacniacze nie znajdują się na powierzchni Ziemi, ale na satelitach w przestrzeni kosmicznej.
Pomysł łączności satelitarnej został po raz pierwszy wprowadzony w 1945 roku przez Anglika Arthura Clarka. W czasopiśmie radiotechnicznym opublikował artykuł na temat perspektyw rakiet takich jak V-2 do wystrzeliwania satelitów Ziemi w celach naukowych i praktycznych. Znaczący jest ostatni akapit tego artykułu: „Sztuczny satelita w pewnej odległości od Ziemi wykona jeden obrót w ciągu 24 godzin, pozostanie nieruchomy w określonym miejscu i w widzialności optycznej z prawie połowy powierzchni Ziemi. Trzy repeatery, umieszczone na dobrze dobranej orbicie z separacją kątową 120°, będą w stanie objąć całą planetę transmisjami TV i VHF; Obawiam się, że ci, którzy planują pracę powojenną, nie uznają tego za prostą sprawę, ale ja uważam ten sposób za ostateczne rozwiązanie problemu.
4 października 1957 r. ZSRR wystrzelił pierwszego na świecie sztucznego satelitę Ziemi, pierwszy obiekt kosmiczny, którego sygnały zostały odebrane na Ziemi. Ten satelita oznaczał początek ery kosmicznej. Sygnały emitowane przez satelitę były wykorzystywane nie tylko do wyznaczania kierunku, ale także do przekazywania informacji o procesach na satelicie (temperatura, ciśnienie itp.). Informacja ta była przekazywana poprzez zmianę czasu trwania komunikatów emitowanych przez nadajniki (modulacja szerokości impulsu). 12 kwietnia 1961 r. Po raz pierwszy w historii ludzkości w Związku Radzieckim przeprowadzono załogowy lot w kosmos. Statek kosmiczny „Wostok” z pilotem-kosmonautą Yu A. Gagarinem na pokładzie został umieszczony na orbicie jako satelita Ziemi. Na pokładzie zainstalowano wiele urządzeń pomiarowych i radiotelemetrycznych do pomiaru parametrów orbity satelity i kontroli pracy jego urządzeń pokładowych. Do namierzania statku i przesyłania informacji telemetrycznych wykorzystano system radiowy Signal, pracujący na częstotliwości 19,955 MHz. Dwustronną komunikację między astronautą a Ziemią zapewniał system radiotelefoniczny pracujący w zakresach fal krótkich (19,019 i 20,006 MHz) i ultrakrótkich (143,625 MHz). System telewizyjny przesłał obraz astronauty na Ziemię, co umożliwiło wizualną kontrolę jego stanu. Jedna z kamer telewizyjnych transmitowała obraz pilota z przodu, a druga z boku.
Osiągnięcia nauki krajowej w dziedzinie eksploracji kosmosu umożliwiły realizację przewidywań Arthura C. Clarke'a. Pod koniec lat 50. ubiegłego wieku rozpoczęto w ZSRR i USA badania eksperymentalne nad możliwościami wykorzystania sztucznych satelitów Ziemi jako wzmacniaków radiowych (aktywnych i pasywnych) w systemach łączności naziemnej. Rozwój teoretyczny w zakresie możliwości energetycznych linii łączności satelitarnej pozwolił na sformułowanie wymagań taktyczno-technicznych dla przemienników satelitarnych i urządzeń naziemnych na podstawie rzeczywistych charakterystyk istniejących wówczas środków technicznych.
Biorąc pod uwagę tożsamość podejść, przedstawimy badania eksperymentalne w zakresie tworzenia satelitarnych linii komunikacyjnych na przykładzie Stanów Zjednoczonych. Pierwszy aktywny przemiennik radiowy „Score” został wystrzelony 18 grudnia 1958 na nachyloną orbitę eliptyczną z apogeum 1481 km, perygeum 177 km. Sprzęt satelitarny składał się z dwóch nadajników-odbiorników pracujących na częstotliwościach 132,435 i 132,095 MHz. Prace prowadzono w trybie przekaźnika wolnego. Zapis sygnału wysyłanego przez naziemną stację nadawczą odbywał się poprzez zapis na taśmie magnetycznej. Jako źródła zasilania zastosowano akumulatory srebrno-cynkowe o pojemności 45 amperogodzin przy napięciu 18 woltów. Czas trwania komunikacji wynosił około 4 min na 1 obrót satelity. Przeprowadzono retransmisję 1 kanału telefonicznego lub 7 teletypów. Żywotność satelity wynosiła 34 dni. Satelita spłonął podczas ponownego wejścia 21 stycznia 1959 r. Drugi aktywny przekaźnik radiowy „Courier” został wystrzelony 4 października 1960 r. Na nachyloną orbitę eliptyczną o apogeum 1270 km i perygeum 970 km. Wyposażenie satelity składało się z 4 nadajników-odbiorników (częstotliwość 150 MHz do nadawania poleceń i 1900 MHz do komunikacji), urządzenia pamięci magnetycznej oraz źródeł zasilania - ogniw słonecznych i baterii chemicznych. Jako podstawowe źródło zasilania zastosowano krzemowe ogniwa słoneczne w ilości 19 152 sztuk. Jako stopień buforowy zastosowano akumulatory niklowo-kadmowe o pojemności 10 amperów - godzina przy napięciu 28-32 woltów. Czas trwania sesji komunikacyjnej wynosił 5 min na jeden obrót satelity. Żywotność satelity wynosiła 1 rok. 10 lipca 1962 aktywny przekaźnik Telstar został wystrzelony na nachyloną orbitę eliptyczną o apogeum 5600 km i perygeum 950 km, która była przeznaczona do aktywnego przekazywania sygnałów radiowych w czasie rzeczywistym. W tym samym czasie transmitował albo 600 simpleksowych kanałów telefonicznych, albo 12 dupleksowych kanałów telefonicznych, albo jeden kanał telewizyjny. We wszystkich przypadkach prace prowadzono zgodnie z metodą modulacji częstotliwości. Częstotliwości komunikacji: na linii satelita-Ziemia 4169,72 MHz, na linii Ziemia-satelita 6389,58 MHz. Czas trwania sesji komunikacyjnej na linii USA-Europa za pośrednictwem tego satelity wynosił około 2 godzin dziennie. Jakość transmitowanych obrazów telewizyjnych wahała się od dobrej do doskonałej. Projekt przewidywał bardzo długi okres eksploatacji satelity wynoszący 2 lata, ale po czterech miesiącach udanej eksploatacji linia dowodzenia zawiodła. Stwierdzono, że przyczyną awarii było uszkodzenie powierzchni spowodowane działaniem promieniowania podczas przechodzenia satelity przez wewnętrzny pas radiacyjny.
14 lutego 1963 roku wystrzelono pierwszego synchronicznego satelitę systemu Sinkom o parametrach orbity: wysokość apogeum 37 022 km, wysokość perygeum 34185, okres orbitalny 1426,6 minuty. Częstotliwość operacyjna na linii Ziemia-satelita wynosi 7360 MHz, na linii satelita-Ziemia to 1820 MHz. Jako główne źródło zasilania satelity wykorzystano 3840 ogniw słonecznych o łącznej mocy 28 W przy napięciu 27,5 V. Komunikacja z satelitą utrzymywana była tylko przez 20 077 sekund, po czym dokonano obserwacji metodami astronomicznymi.
23 kwietnia 1965 r. W ZSRR wystrzelono pierwszego satelitę komunikacyjnego Molniya-1. Wraz z wystrzeleniem drugiego satelity komunikacyjnego „Molniya-2” 14 października 1965 r. Rozpoczęła się regularna eksploatacja dalekobieżnej linii komunikacyjnej przez satelity. Później powstał system komunikacji kosmicznej Orbita. Składał się z sieci stacji naziemnych i sztucznych satelitów Ziemi „Błyskawica”, „Tęcza”, „Horyzont”. Poniżej, w rozdziale 7, zostanie pokazane, że modyfikacje satelitów Horizon nadal funkcjonują w XXI wieku. Wskazuje to na wysoką niezawodność sprzętu domowego w porównaniu z zagranicznym.
Pierwsze stacje łączności satelitarnej zostały zbudowane, przetestowane i uruchomione w podmoskiewskim mieście Szczelkowo iw Ussuryjsku. Liniami komunikacyjnymi kablowymi i przekaźnikowymi były one połączone odpowiednio z centrami telewizyjnymi i telefonicznymi stacjami dalekobieżnymi w Moskwie i Władywostoku.
Do wyposażenia stacji naziemnych systemu satelitarnego najlepiej nadawał się sprzęt łączności troposferycznej TR-60/120, który jak wiadomo wykorzystywał nadajniki dużej mocy i bardzo czułe odbiorniki z niskoszumowymi wzmacniaczami parametrycznymi. Na jego podstawie opracowywany jest kompleks nadawczo-odbiorczy „Horyzont”, który jest instalowany na stacjach naziemnych pierwszej satelitarnej linii komunikacyjnej między Moskwą a Władywostoku.
Dostarczono nadajniki do linii łączności i sterowniczo-pomiarowych, wzmacniacze parametryczne o temperaturze szumów 120 K do montażu w antenie pod kabiną lustrzaną, a także zupełnie nowy sprzęt zapewniający dokowanie z lokalnymi centrami telewizyjnymi i międzymiastowymi centralami telefonicznymi. specjalnie opracowany.
W tamtych latach projektanci stacji naziemnych, obawiając się wpływu potężnych nadajników na odbiorniki, instalowali je na różnych antenach iw różnych budynkach (odbiorczych i nadawczych). Jednak doświadczenia z wykorzystaniem jednej wspólnej anteny do odbioru i nadawania, uzyskane na troposferycznych liniach komunikacyjnych, umożliwiły w przyszłości przeniesienie sprzętu odbiorczego na antenę nadawczą, co znacznie uprościło i obniżyło koszty eksploatacji stacji łączności satelitarnej.
W 1967 roku za pośrednictwem satelity komunikacyjnego Molniya-1 utworzono rozległą sieć telewizyjną odbiorczych stacji naziemnych „Orbita” z centralną stacją nadawczą pod Moskwą. Umożliwiło to zorganizowanie pierwszych kanałów komunikacyjnych między Moskwą a Dalekim Wschodem, Syberią, Azją Centralną, transmitowanie programu Telewizji Centralnej do odległych obszarów naszej Ojczyzny i objęcie dodatkowo ponad 30 milionami widzów.
Jednak satelity Molniya krążyły wokół Ziemi po wydłużonych orbitach eliptycznych. Aby je śledzić, anteny naziemnych stacji odbiorczych muszą stale się obracać. Dużo łatwiej rozwiązać ten problem satelity obracające się po stacjonarnej orbicie kołowej, która znajduje się w płaszczyźnie równikowej na wysokości 36 000 km. Wykonują jeden obrót wokół Ziemi w ciągu 24 godzin i dlatego wydają się obserwatorowi naziemnemu wiszącemu nieruchomo nad jednym punktem naszej planety. Trzy takie satelity wystarczą, aby zapewnić łączność dla całej Ziemi.
W latach 80. skutecznie funkcjonowały na orbitach stacjonarnych satelity komunikacyjne „Raduga” i telewizyjne „Ekran”. Aby odbierać ich sygnały, nie były potrzebne złożone stacje naziemne. Transmisje telewizyjne z takich satelitów odbierane są bezpośrednio na prostych antenach zbiorczych, a nawet indywidualnych.
W latach 80. rozpoczął się rozwój osobistej łączności satelitarnej. W związku z tym telefon satelitarny jest bezpośrednio połączony z satelitą na orbicie Ziemi. Z satelity sygnał dociera do stacji naziemnej, skąd jest transmitowany do konwencjonalnej sieci telefonicznej. Liczba satelitów wymaganych do stabilnej komunikacji w dowolnym miejscu na świecie zależy od promienia orbity konkretnego systemu satelitarnego.
Główną wadą osobistej komunikacji satelitarnej jest jej stosunkowo wysoki koszt w porównaniu z komunikacją komórkową. Ponadto w telefony satelitarne wbudowane są nadajniki o dużej mocy. Dlatego uważane są za niebezpieczne dla zdrowia użytkowników.
Najbardziej niezawodne telefony satelitarne działają w powstałej ponad 20 lat temu sieci Inmarsat. Telefony satelitarne Inmarsat to etui z klapką wielkości pierwszego laptopy. Obudowa telefonu satelitarnego to jednocześnie antena, którą należy skierować w stronę satelity (poziom sygnału jest wyświetlany na wyświetlaczu telefonu). Telefony te są używane głównie na statkach, pociągach lub ciężkich pojazdach. Za każdym razem, gdy musisz wykonać lub odebrać czyjeś połączenie, musisz zainstalować telefon satelitarny na płaskiej powierzchni, otworzyć pokrywę i przekręcić ją, określając kierunek maksymalnego sygnału.
Obecnie w ogólnym bilansie komunikacyjnym systemy satelitarne nadal odpowiadają za około 3% światowego ruchu. Jednak zapotrzebowanie na łącza satelitarne wciąż rośnie, ponieważ łącza satelitarne stają się bardziej opłacalne niż inne formy komunikacji na duże odległości na odległości przekraczające 800 km.
Satelity komunikacyjne wystrzelone w kosmos z reguły wchodzą na orbity geostacjonarne, to znaczy lecą z prędkością obrotu Ziemi i kończą w niezmienionej pozycji względem powierzchni planety. Jeden z takich satelitów, krążący na wysokości 22 300 mil nad równikiem, może odbierać sygnały radiowe z jednej trzeciej planety.
Oryginalne satelity, takie jak Echo, wystrzelone na orbitę w 1960 roku, po prostu odbijały skierowane na nie sygnały radiowe. Zaawansowane modele nie tylko odbierają sygnały, ale także wzmacniają je i przekazują do określonych punktów na powierzchni Ziemi. Od czasu wystrzelenia pierwszego komercyjnego satelity komunikacyjnego INTELSAT w 1965 r. urządzenia te stały się bardziej złożone. Najnowszy model Zasilany energią słoneczną satelita obsługuje jednocześnie 30 000 połączeń telefonicznych lub cztery transmisje telewizyjne. Sygnały pochodzą z anten stacji komunikacyjnej Ziemia-LA i są odbierane przez transponder satelitarny. Ten urządzenie elektroniczne wzmacnia sygnał i przełącza go na antenę, która przesyła go do najbliższej stacji komunikacyjnej LA-Ziemia. Aby uniknąć zakłóceń, sygnały w górę i w dół są przesyłane na różnych częstotliwościach.
Wystrzelone na orbity geostacjonarne trzy satelity INTELSAT (po lewej) transmitują sygnały radiowe na długich falach na całym świecie. Satelity obsługujące regiony Pacyfiku, Oceanu Indyjskiego i Atlantyku umożliwiają szybką łączność telefoniczną, telewizyjną i telegraficzną. W związku z tym sygnały radiowe o wysokiej częstotliwości gubią się, ponieważ odpychają naładowane cząstki, które tworzą warstwy E i F atmosfery.
Ta paraboliczna antena może odbierać nawet bardzo słabe sygnały z satelity, większość z tych systemów może również służyć do komunikacji Ziemia-samolot.
INTELSAT-6
Sygnały radiowe docierające do satelity stopniowo słabną podczas długiej podróży do takiego poziomu, że z trudem można je przesłać z powrotem na Ziemię. Modelowane powyżej satelity, takie jak INTELSAT, wzmacniają przychodzące sygnały za pomocą energii panele słoneczne. Każdy satelita ma również zapas stałego paliwa, aby utrzymać go na swojej orbicie.
Na zdjęciu na górze artykułu:
- ogniwo słoneczne
- reflektory paraboliczne
- reflektory paraboliczne
- reflektory paraboliczne
- reflektory paraboliczne
Podobnie jak anteny naziemne, to antena satelitarna składa się z przypominającego ząb urządzenia zwanego emiterem pierwotnym oraz odblaskowej osłony parabolicznej. Dwa elementy tego systemu zapewniają odbiór nadchodzących fal radiowych i niszczenie fal obcych.
Stacje znajdujące się na powierzchni planety komunikują się z INTELSATem za pośrednictwem ogromnych, szerokich na 30 stóp anten parabolicznych, takich jak ta pokazana na ryc. nad.
Chociaż komercyjne wykorzystanie geosynchronicznych satelitów komunikacyjnych rozpoczęło się prawie 25 lat temu, ich szerokie zastosowanie w sieciach komunikacyjnych stało się możliwe dopiero na początku lat osiemdziesiątych. Na liście usług CCC nadal dominują telewizja, telefonia, szerokopasmowa transmisja danych. Nowoczesne systemy łączności satelitarnej dają niespotykane dotąd możliwości rozwoju sieci prywatnych, organizacji usług łączności punkt-punkt i punkt-wielopunkt.
Połączenie satelitarne
Satelita to urządzenie komunikacyjne, które odbiera sygnały ze stacji naziemnej (ES), wzmacnia i nadaje w trybie rozgłoszeniowym jednocześnie do wszystkich ES znajdujących się w zasięgu widoczności satelity. Satelita nie inicjuje ani nie przerywa żadnych informacji użytkownika, z wyjątkiem sygnałów do monitorowania i korygowania pojawiających się problemów technicznych oraz sygnałów do jego pozycjonowania. Transmisja satelitarna zaczyna się w pewnym ES, przechodzi przez satelitę i kończy się w jednym lub kilku ES.SSN składa się z trzech podstawowych części: segmentu kosmicznego, części sygnałowej i segmentu naziemnego (rys. 1). Segment kosmiczny obejmuje projektowanie satelitów, obliczanie orbit i wystrzeliwanie satelitów. Część sygnałowa obejmuje zagadnienia wykorzystywanego widma częstotliwości, wpływ odległości na organizację i utrzymanie komunikacji, źródła zakłóceń sygnału, schematy modulacji i protokoły transmisji. Segment naziemny obejmuje rozmieszczenie i konstrukcję ES, rodzaje anten używanych do różnych zastosowań, schematy multipleksowania, które zapewniają wydajny dostęp do kanałów satelitarnych. Segment kosmiczny, część sygnałowa i segment naziemny są omówione w kolejnych sekcjach.
Obrazek 1.
System irydowy.
Zalety i ograniczenia CCC
CCC ma unikalne funkcje które odróżniają je od innych systemów komunikacyjnych. Niektóre cechy zapewniają korzyści, które sprawiają, że komunikacja satelitarna jest atrakcyjna w wielu zastosowaniach. Inni tworzą ograniczenia, które są nie do zaakceptowania w realizacji niektórych stosowanych zadań.SSS ma szereg zalet:
Zwracamy również uwagę na szereg ograniczeń w stosowaniu CCC:
Wpływ wymienionych zalet i ograniczeń na wybór systemów satelitarnych dla sieci prywatnych jest dość znaczący. Decyzja o zastosowaniu CCC zamiast rozproszonych sieci naziemnych musi być każdorazowo uzasadniona ekonomicznie. Światłowodowe sieci komunikacyjne stają się coraz bardziej konkurencyjne dla SSN.
Segment kosmiczny
Współczesne satelity komunikacyjne wykorzystywane w komercyjnych SSS zajmują orbity geosynchroniczne, w których okres orbity jest równy okresowi znaku na powierzchni Ziemi. Staje się to możliwe, gdy satelita zostanie umieszczony nad danym miejscem na Ziemi w odległości 35800 km w płaszczyźnie równika.Duża wysokość wymagana do utrzymania geosynchronicznej orbity satelity wyjaśnia niewrażliwość sieci satelitarnych na odległość. Długość ścieżki od dany punkt na Ziemi przez satelitę na takiej orbicie do innego punktu na Ziemi jest czterokrotnie większa od odległości na powierzchni Ziemi między jej dwoma najbardziej odległymi punktami.
Obecnie najgęściej zajęty łuk orbitalny wynosi 76 stopni (w przybliżeniu; 67 stopni do 143 stopni na zachód). Satelity tego sektora zapewniają komunikację między krajami Ameryki Północnej, Środkowej i Południowej.
Głównymi składnikami satelity są jego elementy konstrukcyjne; systemy kontroli położenia, zasilanie; telemetria, śledzenie, komendy; nadajniki-odbiorniki i antena.
Konstrukcja satelity zapewnia funkcjonowanie wszystkich jego elementów. Pozostawiony sam sobie, satelita w końcu zacząłby się obracać losowo, stając się bezużytecznym urządzeniem komunikacyjnym. Stabilność i pożądaną orientację anteny wspiera system stabilizacji. Rozmiar i waga satelity jest ograniczona głównie możliwościami pojazdów, wymaganiami dotyczącymi paneli słonecznych oraz ilością paliwa do podtrzymania życia satelity (zwykle przez dziesięć lat).
Sprzęt telemetryczny satelity służy do przesyłania informacji o jego pozycji na Ziemię. Jeśli konieczne jest skorygowanie pozycji, odpowiednie polecenia są przesyłane do satelity, po otrzymaniu którego włącza się sprzęt zasilający i przeprowadzana jest korekta.
część sygnału
Szerokość linii
Szerokość pasma (szerokość pasma) kanału satelitarnego charakteryzuje ilość informacji, które może przesłać w jednostce czasu. Typowy nadajnik-odbiornik satelitarny ma szerokość pasma 36 MHz przy częstotliwościach od 4 MHz do 6 MHz.Zazwyczaj przepustowość kanału satelitarnego jest duża. Na przykład jeden kanał telewizji kolorowej zajmuje szerokość pasma 6 MHz. Każdy nadajnik-odbiornik na nowoczesnych satelitach komunikacyjnych obsługuje pasmo 36 MHz, przy czym satelita przenosi 12 lub 24 nadajniki-odbiorniki, co daje odpowiednio 432 MHz lub 864 MHz.
Widmo częstotliwości
Satelity komunikacyjne muszą konwertować częstotliwość sygnałów odbieranych z ES przed przekazaniem ich do ES, dlatego widmo częstotliwości satelity komunikacyjnego jest wyrażone w parach. Z dwóch częstotliwości w każdej parze dolna służy do transmisji z satelity do ES (downstreams), górna jest używana do transmisji z ES do satelity (upstreams). Każda para częstotliwości nazywana jest pasmem.Współczesne kanały satelitarne najczęściej wykorzystują jedno z dwóch pasm: pasmo C (od satelity do ES w regionie 6 GHz iz powrotem w regionie 4 GHz) lub pasmo Ku (odpowiednio 14 GHz i 12 GHz). Każde pasmo częstotliwości ma swoją własną charakterystykę zorientowaną na różne zadania komunikacyjne (tabela 1).
Tabela 1.
Większość aktywnych satelitów korzysta z pasma C. Transmisja w paśmie C może obejmować duży obszar powierzchni ziemi, dzięki czemu satelity są szczególnie odpowiednie do transmisji sygnałów. Z drugiej strony sygnały w paśmie C są stosunkowo słabe i wymagają rozbudowanych i dość drogich anten na ES. Ważną cechą sygnałów w paśmie C jest ich odporność na szumy atmosferyczne. Atmosfera ziemska jest prawie przezroczysta dla sygnałów w paśmie 4/6 GHz. Niestety, ten sam czynnik sprawia, że sygnały w paśmie C najlepiej nadają się do naziemnych transmisji mikrofalowych punkt-punkt, które uszkadzają słabsze sygnały satelitarne. Ta okoliczność powoduje konieczność umieszczenia punktów dostępowych wykorzystujących pasmo C podczas transmisji wiele kilometrów z ośrodków miejskich i obszarów gęsto zaludnionych.
Transmisja w paśmie Ku ma przeciwne właściwości. Wiązka w tej transmisji jest mocna, wąska, dzięki czemu transmisja jest idealna do połączeń punkt-punkt lub punkt-wielopunkt. Naziemne sygnały mikrofalowe w żaden sposób nie zakłócają sygnałów w paśmie Ku, a punkty dostępowe w paśmie Ku można umieszczać w centrach miast. Nieodłączna wysoka moc sygnałów w paśmie Ku umożliwia radzenie sobie z mniejszymi, tańszymi antenami ES. Niestety sygnały w paśmie Ku są niezwykle wrażliwe na warunki atmosferyczne, zwłaszcza mgłę i ulewny deszcz. Chociaż wiadomo, że takie zdarzenia pogodowe wpływają na niewielki obszar przez krótki czas, skutki mogą być dość dotkliwe, jeśli takie warunki pokrywają się z WNP (godzina zajętości, np. 16:00, piątek w południe).
Transmisja głosu i danych
Multipleksowanie z podziałem częstotliwości (FDM) jest szeroko stosowane do multipleksowania wielu kanałów głosowych lub danych w jednym nadajniku-odbiorniku satelitarnym.W FDM kształt fali każdego pojedynczego sygnału telefonicznego jest filtrowany, aby ograniczyć przepustowość do zakresu częstotliwości dźwięku między 300 a 3400 Hz, a następnie konwertowane. Sygnały dwunastokanałowe są następnie multipleksowane w złożony sygnał pasma podstawowego. Każda grupa składa się z sygnałów telefonicznych umieszczonych w odstępach o szerokości pasma 4 kHz. Następnie kilka grup jest ponownie multipleksowanych i tworzy dużą grupę, która może zawierać od 12 do 3600 indywidualnych kanałów mowy.
Multipleksowanie z podziałem czasu (TDM) to kolejna technika przesyłania głosu i/lub danych w jednym kanale. Podczas gdy FDM przypisuje oddzielne segmenty częstotliwości w całym paśmie do transmisji głosu (lub danych), TDM nadaje w całym przydzielonym paśmie częstotliwości. W kanale wychodzącym powtarzające się podstawowe okresy czasu, czasami nazywane ramkami (ramkami), są podzielone na ustaloną liczbę cykli, które są przydzielane sekwencyjnie do sygnalizowania przychodzących kanałów głosowych i kanałów danych. Aby zabezpieczyć się przed ewentualną utratą informacji, wykorzystywane są urządzenia pamięciowe (bufory).
System Aloha
Nie można przecenić wpływu protokołu wielokrotnego dostępu Aloha (znanego również jako system Aloha) opracowanego na Uniwersytecie Hawajskim na początku lat 70. XX wieku na rozwój sieci satelitarnych i lokalnych.W tym systemie punkty dostępowe wykorzystują transmisję pakietową przez wspólny kanał satelitarny. Każdy ES może w danym momencie przesłać tylko jeden pakiet. Ponieważ satelita ma przypisaną rolę przekaźnika w stosunku do pakietów, za każdym razem, gdy pakiet z jednego ES dociera do satelity, podczas gdy nadaje on pakiet z innego ES, obie transmisje nakładają się (zakłócają) i „niszczą” się nawzajem. Powstaje sytuacja konfliktowa, którą należy rozwiązać.
We wczesnej wersji systemu Aloha, znanej jako „czysty system Aloha”, punkty dostępowe mogą rozpocząć transmisję w dowolnym momencie. Jeśli po czasie propagacji słuchają swojej udanej transmisji, dochodzą do wniosku, że uniknęli sytuacji konfliktowej (tzn. otrzymują w ten sposób pozytywny odbiór). W przeciwnym razie wiedzą, że wystąpiło nakładanie się (lub być może działało jakieś inne źródło hałasu) i muszą retransmitować (tj. otrzymać negatywne potwierdzenie). Jeśli AP natychmiast po wysłuchaniu powtórzą swoje programy, to z pewnością ponownie wpadną w sytuację konfliktową. Wymagany jest pewien rodzaj procedury rozwiązywania konfliktów w celu wprowadzenia losowych opóźnień retransmisji i rozłożenia w czasie pakietów będących w konflikcie.
Inną wersją systemu Aloha jest dzielenie czasu na segmenty - okna, których długość jest równa długości jednego pakietu podczas transmisji (zakłada się, że wszystkie pakiety mają taką samą długość). Jeśli teraz będziemy wymagać, aby transmisja pakietów rozpoczynała się dopiero na początku okna (czas jest związany z satelitą), to uzyskamy podwójny wzrost efektywności wykorzystania kanału satelitarnego, ponieważ zakładki są ograniczone do długości jednego okna (zamiast dwóch, jak w czysty system Aloha). System ten nazywa się systemem synchronicznym Aloha (rysunek 2).
Rysunek 2.
Okres podatności systemu Aloha.
Trzecie podejście opiera się na rezerwacji okien czasowych na żądanie AP.
Czytelnicy zaznajomieni z protokołami wielodostępu LAN rozpoznają, że opisany system Aloha jest prekursorem protokołu Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA-CD) używanego w sieciach Ethernet. Cechą protokołu CDMA-CD jest możliwość szybkiego wykrywania konfliktów (w ciągu mikro, a nawet nanosekundy) i natychmiastowego zatrzymania transmisji. Na kanały satelitarne Ze względu na długi czas propagacji niestety niemożliwe jest natychmiastowe zatrzymanie transmisji pakietów, które są w oczywisty sposób uszkodzone.
Kolejnym ulepszeniem systemu Aloha może być priorytetyzacja punktów dostępu o dużej intensywności obciążenia.
Segment naziemny
Rozwój technologiczny doprowadził do znacznego zmniejszenia wielkości AP. Na początkowym etapie satelita nie przekraczał kilkuset kilogramów, a AP były gigantycznymi konstrukcjami z antenami o średnicy ponad 30 m. Nowoczesne satelity ważą kilka ton, a anteny, często o średnicy mniejszej niż 1 m, mogą być instalowane w wielu różnych lokalizacjach. Tendencja do zmniejszania wielkości AP, wraz z uproszczeniem instalacji sprzętu, prowadzi do obniżenia jego kosztów. Do tej pory koszt AP jest być może główną cechą, która determinuje powszechne stosowanie CCC. Zaletą komunikacji satelitarnej jest obsługa odległych geograficznie użytkowników bez dodatkowych kosztów pośredniego przechowywania i przełączania. Każdy czynnik, który obniża koszt instalacji nowego AP, zdecydowanie zachęci do rozwoju aplikacji zorientowanych na wykorzystanie SSS. Stosunkowo wysokie koszty wdrożenia ES pozwalają w niektórych przypadkach na skuteczne konkurowanie naziemnych sieci światłowodowych z SSN.Dlatego główną zaletą systemów satelitarnych jest możliwość tworzenia sieci komunikacyjnych zapewniających nowe usługi komunikacyjne lub rozszerzających istniejące, podczas gdy z ekonomicznego punktu widzenia przewaga SSN jest odwrotnie proporcjonalna do kosztu ES.
W zależności od typu ES ma możliwości nadawania i/lub odbioru. Jak już wspomniano, praktycznie wszystkie inteligentne funkcje w sieciach satelitarnych są realizowane w ES. Wśród nich - organizacja dostępu do sieci satelitarnych i naziemnych, multipleksowanie, modulacja, przetwarzanie sygnału i konwersja częstotliwości. Na koniec zauważamy, że większość problemów w transmisji satelitarnej rozwiązuje sprzęt 3S.
Obecnie istnieją cztery rodzaje punktów dostępu. Najbardziej złożone i drogie są ES zorientowane na dużą intensywność obciążenia użytkownikami przy bardzo dużej przepustowości. Stacje tego typu są przeznaczone do obsługi populacji użytkowników wymagających światłowodowych linii komunikacyjnych w celu zapewnienia normalnego dostępu do ES. Takie AP kosztują miliony dolarów.
Stacje o średniej przepustowości sprawdzają się w obsłudze prywatnych sieci korporacji. Rozmiary takich sieci ES mogą być bardzo zróżnicowane w zależności od wdrożonych aplikacji (głos, wideo, transmisja danych). Istnieją dwa rodzaje korporacyjnych CCC.
Zaawansowany CCC dla przedsiębiorstw z dużymi inwestycjami kapitałowymi zazwyczaj obsługuje usługi takie jak wideokonferencje, poczta e-mail, wideo, głos i dane. Wszystkie punkty dostępowe takiej sieci mają równie dużą przepustowość, a koszt stacji sięga 1 miliona dolarów.
Tańszym typem sieci korporacyjnej jest CCC dużej liczby (do kilku tysięcy) mikroterminali (VSAT - Very Small Aperture Terminal) podłączonych do jednego głównego ES (MES - Master Earth Station). Sieci te ograniczają się zazwyczaj do odbioru/transmisji danych oraz odbioru usług audio-wideo w formie cyfrowej. Mikroterminale komunikują się ze sobą poprzez tranzyt z przetwarzaniem przez główny AP. Topologia takich sieci ma kształt gwiazdy.
Czwarty typ AP jest ograniczony możliwościami odbioru. Jest to najtańsza opcja stacji, ponieważ jej wyposażenie jest zoptymalizowane pod kątem świadczenia jednej lub kilku określonych usług. Ten AP może być zorientowany na odbiór danych, audio, wideo lub ich kombinacji. Topologia również ma kształt gwiazdy.
Międzynarodowe konsorcja w CCC
Intelsat
Konsorcjum Intelsat (Międzynarodowa Organizacja Telekomunikacji Satelitarnej) – najstarsze i największe – powstało w 1965 roku, aby zapewnić państwom konsorcjum (głównie krajom rozwijającym się) nowoczesne technologie komunikacyjne. Intelsat to organizacja zrzeszająca ponad 120 krajów pełnoprawnych i około 60 krajów stowarzyszonych.Pierwszy komercyjny satelita Early Bird został wyniesiony na orbitę przez Intelsat w kwietniu 1965 roku. Do czerwca tego roku satelita oficjalnie rozpoczął transmisję ponad 240 kanałów telefonicznych, co odpowiada szerokości pasma jednego kanału telewizyjnego. Intelsat szybko stał się największym STS z 18 satelitami rozmieszczonymi na Oceanie Atlantyckim, Indyjskim i Pacyfiku. Obecnie podstawowymi satelitami Intelsata są najpotężniejsze Intelsat VIII i Intelsat-K, które znacznie przewyższają swoimi właściwościami pierwszy Early Bird. Tak więc w porównaniu nawet z Intelsatem VI, wyposażonym w 48 transceiverów, Intelsat VIII ma 36 pasm C i 10 pasm Ku i obsługuje setki tysięcy kanałów telefonicznych. Cena satelity za jeden kanał spadła ze 100 000 do kilku tysięcy, a cena minuty korzystania z kanału przez abonenta, która wcześniej wynosiła 10 dolarów, spadła do 1 dolara. Moc paneli słonecznych Intelsat VIII to 4 kW, tj. wzrosła w porównaniu do Intelsata VI o 54% i odpowiednio 4-krotnie w porównaniu do Intelsat V.
Eutelsat
Konsorcjum Eutelsat (Europejska Organizacja Telekomunikacji Satelitarnej) zostało utworzone w 1977 r. w celu transmisji rozmowy telefoniczne i europejskich programów telewizyjnych na kontynencie. W 1994 roku do Eutelsatu należało 36 krajów europejskich, obecnie pełnoprawnymi członkami konsorcjum stają się kraje Europy Wschodniej.Obecny program technologiczny Eutelsat opiera się na potężnych satelitach Eutelsat II i od 1998 r. zostanie skoncentrowany na satelitach Eutelsat III trzeciej generacji, zapewniając zwiększone możliwości operacyjne i przeznaczony do użytku w pierwszej dekadzie następnego stulecia.
Inmarsat
Konsorcjum Inmarsat (Międzynarodowa Morska Organizacja Satelitarna) zostało utworzone w 1979 roku na zlecenie Międzynarodowej Organizacji Morskiej (IMO), z siedzibą w Londynie, w celu organizowania łączności satelitarnej dla obiektów mobilnych (statków i samolotów). Organizacja obejmuje 64 stany, zawiera 20 dużych stałych AP zlokalizowanych na całym świecie i pozwala na jednoczesną obsługę do 10 tysięcy ruchomych obiektów.Trendy technologiczne
Ostatnie postępy technologiczne w dziedzinie łączności satelitarnej świadczą o ogromnym potencjale CCC w zwiększaniu przepustowości kanałów transmisyjnych, opracowywaniu i wdrażaniu nowych usług komunikacyjnych. Przyszłość CCC leży w szerokopasmowych aplikacjach nadawczych i mobilnych systemach satelitarnych.Nowi członkowie aktywnie dołączają do szeregów dużych konsorcjów i organizacji skoncentrowanych na satelitach geosynchronicznych, oferujących usługi sieci komunikacji mobilnej i wykorzystujących systemy satelitarne na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO - Low Earth Orbit). Systemy LEO, opracowane przez szereg amerykańskich firm, wykorzystują duża liczba satelity świetlne na orbitach poniżej 2 tys. km do organizacji usług przesyłania wiadomości i głosu, lokalizacji i pilnej komunikacji między terminalami mobilnymi. W przeciwieństwie do naziemnych sieci komórkowych, w których abonent porusza się sekwencyjnie przez sąsiednie małe komórki, w systemie LEO taka „komórka” jest ograniczona jedynie horyzontem Ziemi. Niska orbita satelity drastycznie zmniejsza opóźnienie w porównaniu z systemami zorientowanymi na orbity geosynchroniczne satelitów.
Jednym z najbardziej ambitnych projektów systemu LEO jest rozwijany przez Motorolę system Iridium, w skład którego wchodzi 66 satelitów zapewniających dwukierunkową radiotelefoniczną łączność głosową. W zasadzie nie ma barier technicznych dla pełnego wdrożenia systemu Iridium, ale globalny charakter i zdolność do działania poza krajowymi sieciami telefonicznymi wymagają wcześniejszego zbadania i ustanowienia niezbędnych barier regulacyjnych. Wiele firm dokonało poważnych inwestycji w projekt Iridium, w tym Motorola, Nippon Iridium, Lockheed/Raytheon, Sprint i China Great Wall Industry.
Wśród innych dużych projektów systemów LEO wymieniamy Globalstar, Odyssey, Ellipso i Aries.
Podsumowując, zauważamy, że SSN są stale i zazdrośnie porównywane ze światłowodowymi sieciami komunikacyjnymi. Wprowadzenie tych sieci przyspiesza ze względu na szybki rozwój technologiczny odpowiednich obszarów światłowodów, co rodzi pytania o los Stoczni Szczecińskiej. Radzimy fanom komunikacji satelitarnej pozostawać optymistami: ewolucyjne/rewolucyjne transformacje również podlegają ewolucyjnym/rewolucyjnym transformacjom, jak można by się spodziewać, oraz CCC. Na przykład rozwój i, co najważniejsze, implementacja kodowania konkatenacyjnego (kompozytowego) radykalnie zmniejsza prawdopodobieństwo nieskorygowanego błędu bitowego, co z kolei umożliwia przezwyciężenie głównego problemu CCC - mgły i deszczu. Brrr! Efimuszkin V.A. - Doktor, kierownik. Laboratorium Telekomunikacyjne Centrum Obliczeniowego Uniwersytetu Przyjaźni Narodów Rosji. Jego adres e-mail: