Satelitní komunikační síť. Satelitní připojení

G. Karvovský. Satelitní připojení. Hlavní problémy výstavby a provozu družicového komunikačního systému. Část 1.

G. Karvovský

Svět komunikace. Připojit! č. 1, 2002

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

Satelitní komunikační systémy

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

Rýže. jeden. Satelitní komunikační systém

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

Nasazení a údržba CCC v funkčním stavu - těžký úkol, který je řešen nejen prostředky samotného komunikačního systému, ale také raketovým a vesmírným komplexem. Tento komplex zahrnuje kosmodromy s odpalovacími místy pro odpalování nosných raket a také radiotechnické velitelsko-měřicí komplexy (KIMS), které monitorují pohyb ISS, řídí a korigují parametry jejich drah.

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

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

Podle typu použitých drah, systémy se zapnutou ISS geostacionární oběžná dráha (GEO) a dále negeostacionární dráha: eliptická(HEO), nízké oběžné dráze(LEO) a střední nadmořská výška(MEO). Podle Radiokomunikačního řádu mohou CCC patřit k jedné ze tří hlavních služeb - pevný satelitní služba (FSS), pohyblivý satelitní služba (MSS) a vysílání satelitní služba (RCC).

Vesmírný segment

Orbity

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

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

Rýže. 2. oběžné dráhy ISS

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

Nevýhodou přenosu rádiového signálu přes ISS, která se nachází ve vzdálenosti 36 tisíc km, je zpoždění signálu. U systémů rozhlasového a televizního vysílání nemá zpoždění 250 ms (v každém směru) vliv na kvalitu signálů. Radiotelefonní komunikační systémy jsou citlivější na zpoždění a při celkovém zpoždění (s přihlédnutím k době zpracování a přepínání v pozemních sítích) přesahujícím 600 ms není zajištěna vysoká kvalita komunikace. Tím spíše je v těchto systémech nepřijatelný tzv. „dvojitý“ skok, kdy komunikační kanál zajišťuje dvě satelitní sekce.

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

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

Eliptické dráhy, na kterých jsou zobrazeny ISS, jsou zvoleny tak, aby délka dne byla násobkem doby oběhu družice (obr. 2). Pro ISS se používají synchronní eliptické dráhy určitých typů. (Tabulka 2,).

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

K zajištění nepřetržité nepřetržité komunikace ISS na orbitách Borealis bude zapotřebí alespoň 8 kosmických lodí (umístěných ve dvou orbitálních rovinách, čtyři satelity v každé rovině).

Při volbě eliptických drah se přihlíží k vlivu nehomogenit gravitačního pole Země, které vede ke změnám zeměpisné šířky subdružicového bodu v apogeu, a také k nebezpečným účinkům stabilních pásů zachycených nabitých částic. magnetickým polem Země (Van Allenovy radiační pásy), procházející ISS při pohybu na oběžné dráze.

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

Rýže. 3. Oblasti pokrytí Země na ISS na různých drahách

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

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

ISS na těchto drahách se nejčastěji používají k organizaci mobilní a osobní komunikace. Doba oběhu družice na těchto drahách je od 90 minut do 2 hodin, doba strávená ISS v zóně rádiové viditelnosti nepřesahuje 10-15 minut, komunikační oblast ISS na těchto drahách je proto malá, aby bylo zajištěno nepřetržitá komunikace, je nutné, aby OG zahrnovalo alespoň 48 ISS ...

Umělé komunikační satelity

ISS je kosmická loď, na které je instalováno přenosové zařízení: transceivery a antény pracující na různých frekvencích. Přijímají signály ze zemské vysílací stanice (ES), zesilují je, provádějí frekvenční konverzi a přenášejí signály současně do všech ES umístěných v zóně rádiové viditelnosti satelitu. Družice je dále vybavena zařízením pro ovládání její polohy, telemetrií a napájením. Stabilitu a orientaci antény podporuje stabilizační systém. Satelitní telemetrické zařízení slouží k přenosu informací o poloze ISS na Zemi a přijímání příkazů pro korekci polohy.

Opakovaný přenos přijatých informací lze provádět bez ukládání a s ukládáním např. do doby, než ISS vstoupí do zóny viditelnosti AP.

Frekvence

Kmitočtové rozsahy pro organizaci družicové komunikace jsou přidělovány „Radiovým řádem“ s přihlédnutím k „okenům radiové transparentnosti“ zemské atmosféry, přirozenému rádiovému rušení a řadě dalších faktorů (Tabulka 3). Rozdělení kmitočtů mezi radiokomunikačními službami je přísně regulováno a kontrolováno státem. Existují mezinárodně dohodnutá pravidla pro využívání přidělených pásem, která jsou nezbytná pro zajištění elektronické kompatibility rádiových zařízení provozovaných v těchto nebo sousedních pásmech. Dvojice frekvencí je přidělena transceiveru ISS: horní pro přenos signálu z ES do satelitu (proti proudu), spodní - ze satelitu do ES (po proudu).

Tabulka 3 Frekvenční rozsahy pro organizaci satelitní komunikace

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

Pozemní segment

Satelitní komunikační řídící středisko (TsUSS) monitoruje stav palubních systémů ISS, plánuje práce na rozmístění a doplňování orbitální konstelace, vypočítává zóny rádiové viditelnosti a koordinuje práci SSS.

Pozemské stanice

Pozemské stanice SSS (ZS) vysílají a přijímají rádiové signály na úseku "Země - ISS", multiplexují, modulují, zpracovávají signály a frekvenční konverze, organizují přístup ke kanálům ISS a pozemním sítím účastnických terminálů.

Doba komunikace mezi ES a ISS je omezena dobou, po kterou je ISS v zóně své rádiové viditelnosti (obr. 5). Tato zóna je určena délkou oblouku AB, která závisí na výšce oběžné dráhy satelitu a minimálním elevačním úhlu ES antény sledující ISS, když je v zóně rádiové viditelnosti.

Rýže. 5. Oblast viditelnosti rádia

V CCC se používá multifunkční vysílací, vysílací, přijímací a řídící ES. Tyto stanice jsou vybaveny rádiovým vysílacím zařízením, přijímacími a vysílacími anténami a také sledovacím systémem zajišťujícím komunikaci s ISS.

Multifunkční pevné stanice mají velmi vysokou propustnost. Jsou umístěny na speciálně vybraných místech, obvykle mimo hranice města, aby nedocházelo k vzájemnému rádiovému rušení pozemních komunikačních systémů. Tyto ES jsou vybaveny vysoce výkonnými rádiovými vysílači (od několika do deseti nebo více kW), vysoce citlivými rádiovými přijímači a vysílacími a přijímacími anténami, které mají vyzařovací diagram s velmi úzkým hlavním lalokem a velmi nízkými postranními laloky. ES tohoto typu jsou určeny pro obsluhu rozvinutých komunikačních sítí; že mohou poskytovat normální přístup k ES, jsou vyžadovány komunikační linky z optických vláken.

ES s průměrnou propustností mohou být velmi různorodé a jejich specializace závisí na typu přenášených zpráv. ES tohoto typu obsluhují podnikové CCS, které nejčastěji podporují přenos videa, hlasu a dat, videokonference, e-mail.

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

Existují také CCS založené na STS, které mohou přijímat jeden nebo více typů zpráv (data, audio a/nebo video informace). Topologie takových sítí má také hvězdicový tvar.

Nejdůležitější prvek sítě - monitorovací a diagnostický systém, plní následující funkce:

Rádiové monitorování satelitních komunikačních kanálů;

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

analýza funkčního stavu CVS, na základě které jsou vypracována doporučení pro provozní režimy ES.

Rádiové monitorování umožňuje kontrolu správného využití frekvenčního zdroje ISS, sledování rušení a detekci pokusů o neoprávněný přístup k satelitním komunikačním kanálům. Dále jsou sledovány parametry záření ES a zaznamenáváno zhoršení kvality družicových komunikačních kanálů vlivem počasí a klimatických podmínek.

Z historie CCC

První umělá družice Země (AES), vypuštěná na oběžnou dráhu blízko Země v říjnu 1957, vážila 83,6 kg a na palubě měla maják rádiový vysílač, který vysílal signály, které sloužily k řízení letu. Výsledky tohoto prvního startu a první experimenty s přenosem rádiových signálů z vesmíru jasně ukázaly možnost zorganizovat komunikační systém, ve kterém bude satelit fungovat jako aktivní nebo pasivní opakovač rádiového signálu. K tomu je však nutné vytvořit satelity, na které je možné instalovat zařízení o dostatečně velké hmotnosti, a mít výkonné raketové systémy schopné vynést tyto satelity na blízkou oběžnou dráhu.

Byly vytvořeny takové nosné rakety a v krátké době byly vyvinuty velké hromadné satelity schopné nést složité vědecké, výzkumné, speciální vybavení a také komunikační zařízení. Byl položen základ pro vytvoření satelitních systémů pro různé účely: meteorologické, navigační, průzkumné, komunikační. Význam těchto systémů lze jen stěží přeceňovat. Satelitní komunikační systém mezi nimi zaujímá přední místo.

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

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

V roce 1975 byla Raduga ISS vypuštěna na kruhovou rovníkovou nebo geostacionární dráhu s výškou 35786 km s dobou oběhu kolem Země rovnou 24 hodinám. Směr rotace družice se shodoval se směrem rotace naší planety, zůstala nehybná na obloze a byla jakoby „zavěšená“ nad povrchem Země. To zajistilo neustálou komunikaci přes takový satelit a usnadnilo jeho sledování. Následně byla ISS „Horizont“ vypuštěna na geostacionární dráhu.

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

V roce 1980 byl zahájen provoz Moskva SCS, jejíž pozemské stanice operovaly přes Gorizont ISS. Pozemské vysílací stanice této SSS byly podobné stanicím SSS "Orbit" a "Ekran", ale měla malé pozemní přijímací stanice, což umožňovalo jejich umístění v komunikačních centrech, na nízkovýkonových opakovačích a v tiskárnách. Rádiový signál přijímaný pozemní přijímací stanicí byl přenášen do nízkovýkonového televizního opakovače, pomocí kterého byl televizní program doručován účastníkům. CCC "Moskva" umožnila přenášet programy Ústřední televize a stránky centrálních novin do nejvzdálenějších koutů země a do sovětských institucí prakticky všech evropských, severoamerických a příhraničních asijských zemí.

Satelitní komunikace – dnes

V současné době se ve federálním civilním satelitním komunikačním systému používá orbitální konstelace, která zahrnuje 12 státních kosmických lodí (SC) provozovaných státním podnikem „Space Communications“. Orbitální konstelace zahrnuje dvě kosmické lodě řady Express vypuštěné v letech 1994 a 1996, sedm kosmických lodí řady Gorizont vyvinutých v 70. letech, jednu z řady Ekran-M a dva nové moderní satelity řady Express-A. Kromě těchto ISS jsou na oběžné dráze ISS typu Yamal-100 (operátor - OAO Gazkom), Bonum-1 a některé další. Probíhá výroba kosmických lodí nové generace (Express-AM, Yamal-200). V Rusku působí asi 65 společností pro satelitní komunikaci, což je asi 7 % z celkového počtu telekomunikačních operátorů. Tyto společnosti poskytují svým klientům širokou škálu telekomunikačních služeb: od pronájmu digitální kanály a cesty k poskytování telefonních služeb, televizního a rozhlasového vysílání, multimédia.

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

Pokyny pro vývoj CCC

Rozvoj družicové komunikace pro civilní účely je řešen na vládní, meziresortní (GKRCH) a resortní (Ministerstvo komunikací a informatizace Ruské federace, Rosaviakosmos aj.). Ruské satelitní komunikační systémy jsou pod jurisdikcí státu a jsou provozovány domácími státními (GP KS) nebo soukromými komerčními operátory.

V souladu s přijatou koncepcí rozvoje VSS v Rusku by perspektivní VSS měl zahrnovat tři subsystémy:

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

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

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

Pevná satelitní komunikace

Družicová pevná služba je radiokomunikační služba mezi pozemskými stanicemi v daném místě (pevný bod umístěný v určitých oblastech).

Hlavní směry použití pevné komunikace:

organizace páteřních, vnitrozónových a místních komunikačních linek jako součást ozbrojených sil Ruska;<

Poskytování zdrojů pro vytváření sítí pro přenos dat;

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

rozvoj mezinárodní komunikační sítě;

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

rozvoj přenosových sítí pro centrální noviny a časopisy;

redundance páteřní primární sítě VSS Ruska.

Systém pevných družicových komunikací bude v příštích letech založen na provozních družicích „Gorizont“, nových družicích „Express-A“, „Yamal-100“ a družici LMI-1 mezinárodní organizace „Intersputnik“. Později budou uvedeny do provozu nové satelity „Express K“ a „Yamal 200/300“.

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

„Obecné schéma družicové složky primární sítě ruských ozbrojených sil“, vyvinutý OJSC Giprosvyaz na příkaz OJSC Rostelecom a státní podnik „Space Communications“, definuje postup pro používání satelitních systémů pro ozbrojené síly Ruska. .

Předpokládá se, že rozvoj podnikových sítí bude probíhat převážně na základě ruských satelitů v souladu s prioritami stanovenými nařízením vlády Ruské federace č. 1016 ze dne 9. 2. 98.

Modernizovaný systém digitálního TV vysílání „Moskva“ / „Moskva Global“ by se měl stát základem pro přenos televizních programů pomocí satelitní pevné služby. To umožní vysílat společensky významné státní a celoruské televizní programy (RTR, "Kultura", ORT) do všech zónových vysílacích zón se třemi satelity místo dosavadních deseti.

Vysílací služba

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

Předpokládá se další rozšiřování systému satelitního televizního vysílání (s možností vysílání až 40–50 komerčních televizních programů), aby se vytvořila televizní distribuční síť v řídce osídlených východních oblastech Ruska a aby byly uspokojeny potřeby regionální televize programy. Tento CCS bude poskytovat takové nové služby, jako je digitální televize s vysokým rozlišením, přístup k internetu atd. V budoucnu může zcela nahradit stávající distribuční systém satelitní televize založený na využívání pevné satelitní služby.

Mobilní satelitní komunikace

Ruský mobilní satelitní komunikační systém je rozmístěn na základě satelitů Horizont a používá se k organizaci vládní komunikace a v zájmu státního podniku Morsvjaz-Sputnik. Lze také použít systémy "Inmarsat" a "Eutelsat" (subsystémy "Evteltraks").

V souladu s nařízením vlády Ruské federace ze dne 2. září 1998, č. 1016, při realizaci projektů perspektivních družic by měla být přijata opatření k zachování mobilní družicové komunikační sítě v rozsahu nezbytném pro údržbu systému vládní a prezidentské komunikace.

Osobní mobilní komunikační systém

V naší zemi se rozvíjí několik projektů mobilních osobních družicových komunikací (Rostelesat, Signal, Molniya Zond).

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

Závěr

Systémy družicové komunikace a přenosu dat jsou schopny zajistit potřebnou rychlost nasazení a rekonfigurace systému, spolehlivost a kvalitu komunikace, nezávislost na tarifech na vzdálenosti. Téměř všechny typy informací jsou přenášeny prostřednictvím satelitních kanálů s vysokým faktorem dostupnosti.

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

Literatura

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

Vasilij Pavlov (vedoucí odboru rozhlasové, televizní a družicové komunikace Ministerstva komunikací Ruské federace). Z projevu na poradě o ruském CCS a jeho roli při uspokojování potřeb resortních a podnikových operátorů. - "Sítě", 2000, č. 6.

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

Rádiové předpisy pro radiokomunikaci Ruské federace. Oficiální vydání. Schváleno a uvedeno v účinnost od 01.01.1999 rozhodnutím Státního výboru pro rádiové frekvence ze dne 28.09.1998. 1999.

Leonid Nevďajev. Satelitní systémy 1. část. Dráhy a parametry. - "Sítě", 1999, №1-2.

Inženýrská příručka kosmických technologií. - M., 1977.

MOU Parabel Gymnasium

abstraktní

Satelitní komunikační systémy

Dokončeno

Goroshkina Ksenia

Žák 11. třídy

Kontrolovány

Borisov Alexandr Vladimirovič

Parabel

rok 2010

Úvod 3

1. Principy organizace satelitních komunikačních kanálů 4

2. Dráhy komunikačních družic 5

3. Typické schéma organizace družicových komunikačních služeb 6

4. Oblasti použití družicové komunikace 6

4.1 Principy satelitní komunikace VSAT 7

4.2 Zásady organizace mobilních družicových komunikací 7

5. Technologie používané v satelitní komunikaci 8

6. Historie vzniku družicových komunikačních systémů 11

6.1. První satelitní komunikační a vysílací linky přes satelity "Molniya-1" 12

6.2. První satelitní systém na světě „Orbita“ pro distribuci televizních programů 13

6.3. První systém přímého televizního vysílání na světě „Ekran“ 14

6.4. Distribuční systémy televizních programů "Moskva" a "Moskva-Global 15

6.5. Systém satelitního televizního vysílání v pásmu 12 GHz 16

6.6. Vytvoření systému Intersputnik 16

6.7. Vytvoření satelitního spojení pro vládní komunikaci 17

6.8. Na závěr... 17

Seznam použité literatury 20

Úvod

Satelitní komunikační systémy (SSS) jsou známy již dlouhou dobu a používají se k přenosu různých signálů na velké vzdálenosti. Od svého vzniku se družicové komunikace rychle rozvíjely a s nahromaděním zkušeností, zdokonalováním vybavení, rozvojem způsobů přenosu signálu došlo k přechodu od jednotlivých družicových komunikačních linek k lokálním a globálním systémům.

Taková rychlost rozvoje CCS se vysvětluje řadou výhod, které mají. Patří mezi ně zejména velká šířka pásma, neomezené překrývající se prostory, vysoká kvalita a spolehlivost komunikačních kanálů. Tyto výhody, které určují široké možnosti družicové komunikace, z ní činí jedinečný a efektivní komunikační prostředek. Satelitní komunikace je v současnosti hlavní formou mezinárodní a vnitrostátní komunikace na dlouhé a střední vzdálenosti. Využití umělých družic Země pro komunikaci se stále rozšiřuje s rozvojem stávajících komunikačních sítí. Mnoho zemí zřizuje své vlastní národní satelitní komunikační sítě.

U nás vzniká jednotný automatizovaný komunikační systém. K tomu se vyvíjejí, zdokonalují a nacházejí nové oblasti použití různé technické komunikační prostředky.

Ve své eseji se budu zabývat principy organizace družicových systémů, rozsahem, historií vzniku CCS. V dnešní době je satelitnímu vysílání věnována velká pozornost, takže musíme vědět, jak systém funguje.

1. Principy organizace satelitních komunikačních kanálů

Satelitní komunikace je jedním z typů rádiové komunikace založené na použití umělých družic Země jako opakovačů.

Satelitní komunikace probíhá mezi pozemskými stanicemi, které mohou být pevné i mobilní. Satelitní komunikace je vývoj tradiční radioreléové komunikace umístěním opakovače ve velmi vysoké nadmořské výšce (od stovek do desítek tisíc kilometrů). Vzhledem k tomu, že zóna jeho viditelnosti je v tomto případě téměř polovina Země, není potřeba řetěz opakovačů. Pro přenos přes satelit musí být signál modulován. Modulace se provádí na pozemské stanici. Modulovaný signál je zesílen, převeden na požadovanou frekvenci a přiveden do vysílací antény.

V prvních letech výzkumu se používaly pasivní satelitní opakovače, které byly jednoduchým reflektorem rádiového signálu (často kovová nebo polymerová koule s kovovým povlakem), které na palubě nenesly žádné vysílací a přijímací zařízení. Takové satelity se nerozšířily. Všechny moderní komunikační satelity jsou aktivní. Aktivní opakovače jsou vybaveny elektronickým zařízením pro příjem, zpracování, zesílení a retranslaci signálu. Satelitní opakovače mohou být neregenerační a regenerační.

Neregenerativní družice, která přijme signál z jedné pozemské stanice, přenese jej na jinou frekvenci, zesílí a přenese jej na jinou pozemskou stanici. Satelit může využívat několik nezávislých kanálů provádějících tyto operace, z nichž každý pracuje s určitou částí spektra (těmto zpracovatelským kanálům se říká transpondéry).

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

2. Dráhy komunikačních družic

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

1 - rovníkový, 2 - šikmý, 3 - polární

Důležitým typem rovníkové dráhy je geostacionární oběžná dráha, na kterém se satelit otáčí úhlovou rychlostí rovnou úhlové rychlosti Země, ve směru shodném se směrem rotace Země. Zjevnou výhodou geostacionární oběžné dráhy je to, že přijímač v obsluhované oblasti „vidí“ satelit neustále. Geostacionární dráha je však pouze jedna a není možné na ni vypustit všechny satelity. Jeho další nevýhodou je jeho vysoká nadmořská výška, a tedy i vyšší cena vynesení satelitu na oběžnou dráhu. Navíc satelit na geostacionární oběžné dráze není schopen obsluhovat pozemské stanice v cirkumpolární oblasti.

Nakloněná oběžná dráha umožňuje tyto problémy vyřešit, nicméně vzhledem k pohybu družice vůči pozemnímu pozorovateli je nutné vypustit na jednu oběžnou dráhu alespoň tři družice, aby byl zajištěn nepřetržitý přístup ke komunikaci.

Polární oběžná dráha- limitující případ šikmého.

Při použití nakloněných drah jsou pozemské stanice vybaveny sledovacími systémy, které zaměřují anténu na satelit. Stanice operující s družicemi na geostacionární dráze jsou obvykle vybaveny také takovými systémy pro kompenzaci odchylek od ideální geostacionární dráhy. Výjimkou jsou malé antény používané pro příjem satelitní televize: jejich vyzařovací diagram je dostatečně široký, takže v blízkosti ideálního bodu necítí satelitní vibrace. Charakteristickým rysem většiny mobilních satelitních komunikačních systémů je malá velikost antény terminálu, která ztěžuje příjem signálu.

3. Typické schéma organizace družicových komunikačních služeb

operátor segmentu družice vytvoří na vlastní náklady komunikační družici, zadá objednávku na výrobu družice u některého z výrobců družice, provede její vypuštění a údržbu. Poté, co se satelit dostane na oběžnou dráhu, operátor segmentu satelitu začne poskytovat služby pro pronájem frekvenčního zdroje přenosového satelitu společnostem poskytujícím satelitní komunikační služby.

provozovatel družicové komunikační služby uzavře se segmentovým družicovým operátorem smlouvu o využití (pronájmu) kapacit na komunikační družici s využitím jako opakovače s velkou obslužnou oblastí. Operátor družicových komunikačních služeb buduje pozemní infrastrukturu své sítě na specifické technologické platformě vyráběné společnostmi vyrábějícími pozemní zařízení pro satelitní komunikaci.

4. Oblasti použití satelitní komunikace:

Páteřní satelitní komunikace: Zpočátku byl vznik satelitní komunikace diktován potřebou přenosu velkého množství informací. Postupem času se podíl hlasových přenosů na celkovém objemu páteřního provozu neustále snižuje a ustupuje datovým přenosům. S rozvojem sítí z optických vláken začaly tyto sítě vytlačovat satelitní komunikaci z páteřního trhu.

VSAT systémy: Systémy VSAT (Very Small Aperture Terminal) poskytují satelitní komunikační služby zákazníkům (obvykle malým organizacím), kteří nevyžadují velkou šířku pásma. Rychlost přenosu dat u terminálu VSAT obvykle nepřesahuje 2048 kbps. Slova "velmi malá apertura" se vztahují k velikosti koncových antén vzhledem k velikosti starších páteřních antén. VSAT pracující v pásmu C obvykle používají antény o průměru 1,8-2,4 m, v pásmu Ku - 0,75-1,8 m. Systémy VSAT používají technologii kanálů na vyžádání.

Mobilní satelitní komunikační systémy: Charakteristickým znakem většiny mobilních satelitních systémů je malá velikost koncové antény, která ztěžuje příjem signálu.

4.1 Principy organizace satelitní komunikace VSAT:

Hlavním prvkem satelitní sítě VSAT je NCC. Právě Network Control Center zajišťuje přístup ke klientským zařízením z internetu, veřejné telefonní sítě, ostatních terminálů sítě VSAT a realizuje výměnu provozu v rámci podnikové sítě klienta. NCC má širokopásmové připojení k páteřním komunikačním kanálům poskytovaným páteřními operátory a zajišťuje přenos informací ze vzdáleného terminálu VSAT do vnějšího světa.

4.2 Zásady organizace mobilní satelitní komunikace:

Aby byla síla signálu dosahující k mobilnímu satelitnímu přijímači dostatečná, používá se jedno ze dvou řešení:

Satelity se nacházejí na geostacionární dráze. Vzhledem k tomu, že tato dráha je ve vzdálenosti 35 786 km od Země, musí být na družici instalován výkonný vysílač.
Mnoho satelitů se nachází na nakloněných nebo polárních drahách. Potřebný výkon vysílače přitom není tak vysoký a náklady na vynesení satelitu na oběžnou dráhu jsou nižší. Tento přístup však vyžaduje nejen velký počet satelitů, ale také rozsáhlou síť zemních spínačů.

Zařízení klienta (mobilní satelitní terminály, satelitní telefony) interagují s vnějším světem nebo mezi sebou prostřednictvím přenosové družice a propojovacích stanic operátora mobilní satelitní služby, které zajišťují připojení k externím pozemním komunikačním kanálům (veřejná telefonní síť, internet atd.). .)

5. Technologie používané v satelitní komunikaci

M mnohonásobné využití frekvencí v satelitní komunikaci. Protože rádiové frekvence jsou omezeným zdrojem, je nutné zajistit, aby stejné frekvence mohly používat různé pozemské stanice. To lze provést dvěma způsoby:

prostorové oddělení – každá satelitní anténa přijímá signál pouze z určité oblasti a různé oblasti mohou používat stejné frekvence.

polarizační separace - různé antény přijímají a vysílají signál ve vzájemně kolmých polarizačních rovinách, přičemž stejné frekvence lze použít dvakrát (pro každou z rovin).

H frekvenční rozsahy.

Volba frekvence pro přenos dat z pozemské stanice na družici a ze družice na pozemskou stanici není libovolná. Frekvence ovlivňuje například pohlcování rádiových vln v atmosféře a také potřebné rozměry vysílacích a přijímacích antén. Frekvence, na kterých dochází k vysílání z pozemské stanice na družici, se liší od frekvencí používaných pro přenos z družice na pozemskou stanici (obvykle výše uvedené). Frekvence používané v satelitní komunikaci jsou rozděleny do rozsahů označených písmeny:

Název rozsahu	Frekvence	aplikace
		Mobilní satelitní komunikace
		Mobilní satelitní komunikace
	4 GHz, 6 GHz	Pevná satelitní komunikace
	V tomto rozsahu nejsou pro satelitní komunikaci definovány frekvence. Pro radarové aplikace je specifikovaný rozsah 8-12 GHz.	Pevná satelitní komunikace (pro vojenské účely)
	11 GHz, 12 GHz, 14 GHz
		Pevná satelitní komunikace, satelitní vysílání
		Pevná satelitní komunikace, mezidružicová komunikace

Ku pásmo umožňuje příjem s relativně malými anténami, a proto se používá v satelitní televizi (DVB), a to i přesto, že povětrnostní podmínky v tomto pásmu mají značný vliv na kvalitu přenosu. Pro přenos dat velkými uživateli (organizacemi) se často používá pásmo C. To poskytuje lepší příjem, ale vyžaduje poměrně velkou velikost antény.

M modulace a kódování opravující chyby

Charakteristickým rysem satelitních komunikačních systémů je potřeba pracovat v podmínkách relativně nízkého odstupu signálu od šumu způsobeného několika faktory:

značná vzdálenost přijímače od vysílače,
omezený satelitní výkon

Satelitní komunikace se špatně hodí k přenosu analogových signálů. Proto je pro přenos řeči předdigitalizována pomocí pulzně kódové modulace.
Aby bylo možné přenášet digitální data přes satelitní komunikační kanál, musí být nejprve převedena na rádiový signál zabírající určitý frekvenční rozsah. K tomu se používá modulace (digitální modulace se také nazývá klíčování).

Kvůli nízkému výkonu signálu je potřeba systémů pro opravu chyb. K tomu se používají různá kódovací schémata opravující chyby, nejčastěji různé verze konvolučních kódů a také turbo kódy.

6. Historie vzniku satelitních komunikačních systémů

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

Vytvoření vesmírné technologie umožnilo vyvinout velmi efektivní systémy pro dálkovou rádiovou komunikaci a vysílání. Ve Spojených státech začaly intenzivní práce na vytvoření komunikačních satelitů. Taková díla se u nás začala odvíjet. Jeho rozsáhlé území a špatný komunikační rozvoj, zejména v řídce osídlených východních oblastech, kde je vytváření komunikačních sítí pomocí jiných technických prostředků (radioreléové spoje, kabelová vedení atd.) spojeno s vysokými náklady, učinily tento nový typ komunikace velmi slibný.

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

Hlavní úkoly přidělené vědcům byly následující:

Vývoj satelitních opakovačů pro televizní vysílání a komunikaci (Ekran, Raduga, Gals), od roku 1969 jsou satelitní opakovače vyvíjeny v samostatné laboratoři vedené Ing. M.V. Brodský ;

Tvorba systémových projektů pro výstavbu satelitní komunikace a vysílání;

Vývoj zařízení pro satelitní komunikační pozemské stanice (ES): modulátory, demodulátory snižující prahové hodnoty FM (frekvenční modulace) signálů, přijímací a vysílací zařízení atd.;

Komplexní práce na vybavení satelitních komunikačních a vysílacích stanic zařízením;

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

Vývoj normativní a technické dokumentace pro kanály, televizní cesty a komunikační zařízení satelitních systémů;

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

specialisté NIIR bylo vytvořeno mnoho národních satelitních komunikačních a vysílacích systémů, které jsou stále v provozu... Na NIIR bylo také vyvinuto vysílací a přijímací pozemní a vzdušné vybavení těchto systémů. Specialisté ústavu kromě vybavení navrhli metody návrhu jak pro samotné satelitní systémy, tak pro jednotlivá zařízení zahrnutá do jejich složení. Zkušenosti s projektováním družicových komunikačních systémů specialistů NIIR se odrážejí v řadě vědeckých publikací a monografií.

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

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

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

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

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

6.2. Světově první satelitní systém "Orbit" pro distribuci TV programů

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

V letech 1965-1967. V rekordně krátké době bylo ve východních oblastech naší země současně postaveno a zprovozněno 20 pozemských stanic „Orbit“ a nová centrální vysílací stanice „Rezerva“. Systém Orbita se stal prvním kruhovým, televizním, distribučním satelitním systémem na světě, ve kterém jsou možnosti satelitní komunikace nejúčinněji využity.

Je třeba poznamenat, že rozsah, ve kterém nový systém Orbit fungoval na frekvenci 800-1000 MHz, nebyl v souladu s rozsahem přiděleným podle Radiokomunikačního řádu pro družicovou pevnou službu. Práce na převedení systému Orbita do pásma C 6/4 GHz prováděli specialisté NIIR v období 1970-1972. Stanice pracující v novém frekvenčním rozsahu byla pojmenována „Orbit-2“. Byla pro něj vytvořena kompletní sada zařízení pro provoz v mezinárodním frekvenčním rozsahu - na úseku Země-vesmír - v pásmu 6 GHz, na úseku Kosmos-Země - v pásmu 4 GHz. Pod vedením V.M. Tsirlina byl vyvinut systém pro směrování a sledování antén se softwarovým zařízením. Tento systém využíval extrémní automat a metodu kónického skenování.

Stanice "Orbita-2" začala být realizována od roku 1972., a do konce roku 1986... bylo jich postaveno asi 100. Mnoho z nich stále provozuje vysílací stanice.

Později byla pro provoz sítě Orbit-2 vytvořena a na oběžnou dráhu vypuštěna první sovětská geostacionární družice „Raduga“; byly vytvořeny a zvládnuty pozemní zpracování vesmírných produktů.

Pro systém Orbit-2 byla vyvinuta nová vysílací zařízení Gradient (I.E.Mach, M.Z. Zeitlin atd.), dále parametrické zesilovače (A.V. Sokolov, E.L. Ratbil, BC Sanin, VM Krylov) a zařízení pro příjem signálu (VIDyachkov, VMDorofeev, Yu.A. Afanasyev, VAPolukhin atd.).

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

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

Přijímací instalace tohoto systému muselo být nákladově efektivní jak pro obsluhu malých sídel, tak pro individuální příjem TV programů.

Byla vypuštěna první družice systému Ekran 26. října 1976 . na geostacionární dráhu na 99 ° E O něco později v Krasnojarsku byly uvolněny stanice hromadného příjmu "Ekran-KR-1" a "Ekran-KR-10" s výkonem výstupního televizního vysílače 1 a 10 wattů. Pozemská stanice vysílající signály do družic Ekran měla anténu o průměru zrcadla 12 m, byla vybavena vysílačem Gradient o výkonu 5 kW pracujícím v pásmu 6 GHz. Přijímací instalace tohoto systému, vyvinuté specialisty NIIR, byly nejjednoduššími a nejlevnějšími přijímacími stanicemi ze všech implementovaných v těchto letech. Do konce roku 1987 dosáhl počet instalovaných stanic Ekran 4500.

6.4. Distribuční systémy televizních programů "Moskva" a "Moskva-globální"

Další pokrok ve vývoji systémů satelitního TV vysílání u nás je spojen se vznikem systému Moskva, ve kterém byly technicky zastaralé ES systému Orbita nahrazeny malými ES Zahájen vývoj malých ES v roce 1974 z iniciativy N.V. Talyzin a L. Ya. Cantor.

Pro systém "Moskva" na satelitech "Horizon" byla poskytnuta hlaveň se zvýšeným výkonem, pracující v pásmu 4 GHz na úzkopaprskovou anténu. Energetické poměry v systému byly zvoleny tak, aby zajistily použití malé parabolické antény o průměru zrcadla 2,5 m na přijímací ES bez automatického navádění. Základním rysem systému „Moskva“ bylo přísné dodržování norem pro hustotu spektrálního toku energie na zemském povrchu, stanovených Předpisy pro účely komunikace pro systémy pevné služby.... To umožnilo použít tento systém pro televizní vysílání po celém SSSR. Systém zajišťoval vysoce kvalitní příjem centrálních televizních a rozhlasových programů. Následně byl v systému vytvořen další kanál určený pro přenos novinových stránek.

Tyto stanice se rozšířily i v tuzemských institucích umístěných v zahraničí (v Evropě, v severní Africe a na řadě dalších území), což umožnilo našim občanům v zahraničí přijímat domácí programy. Při tvorbě systému „Moskva“ byla využita řada vynálezů a originálních řešení, která umožnila zlepšit jak konstrukci samotného systému, tak jeho hardwarové komplexy. Tento systém sloužil jako prototyp pro mnoho satelitních systémů, vytvořených později ve Spojených státech a západní Evropě, ve kterých byly satelity středního výkonu pracující v pásmu pevných satelitních služeb používány k doručování televizních programů do malých a středně nákladných ES. .

V letech 1986-1988. byl realizován vývoj speciálního systému „Moskva-Global“ s malými AP, určeného pro zásobování centrálních TV programů tuzemským zastoupením v zahraničí a také pro přenos malého množství diskrétních informací. Tento systém je také v provozu. Poskytuje organizaci jednoho televizního kanálu, tří kanálů pro přenos diskrétních informací rychlostí 4800 bit/sa dvou kanálů rychlostí 2400 bit/s. Diskrétní informační kanály byly použity v zájmu Výboru pro televizní a rozhlasové vysílání, TASS a APN (Political News Agency). K pokrytí téměř celého území zeměkoule využívá dva satelity umístěné na geostacionární dráze na 11°W. a 96° východní délky. Přijímací stanice mají zrcadlo o průměru 4 m, zařízení lze umístit jak ve speciálním kontejneru, tak uvnitř.

6.5. Systém satelitního televizního vysílání v pásmu 12 GHz

Od roku 1976... na NIIR byly v těchto letech zahájeny práce na vytvoření zásadně nového satelitního televizního systému ve frekvenčním rozsahu 12 GHz (STV-12) přiděleném pro takové satelitní televizní vysílání, který by neměl omezení na vyzařovaný výkon vlastní systémům Ekran. a Moskva by mohla zajistit pokrytí celého území naší země víceprogramovým TV vysíláním, výměnou programů a řešením problému republikového vysílání. Při vytváření tohoto systému byla NIIR mateřskou organizací.

Specialisté ústavu provedli studie, které určily optimální parametry tohoto systému, a vyvinuli vícehlavňové palubní opakovače a zařízení pro vysílací a přijímací ES. V první fázi vývoje tohoto systému byl použit domácí satelit "Gals", signály byly přenášeny v analogové formě, bylo použito importované přijímací zařízení. Později byl proveden přechod na digitální zařízení založené na zahraniční družici a také na vysílací a přijímací zařízení.

6.6. Vytvoření systému Intersputnik

V roce 1967 g. započal rozvoj mezinárodní spolupráce socialistických zemí v oblasti družicových komunikací. Jeho účelem bylo tvořit mezinárodní satelitní systém "Intersputnik", navržený pro potřeby Bulharska, Maďarska, Německa, Mongolska, Polska, Rumunska, SSSR a Československa v oblasti telefonické komunikace, přenosu dat a výměně televizních programů ... V roce 1969 g. byl vyvinut projekt tohoto systému, právní základ organizace "Intersputnik", a v roce 1971 byla podepsána smlouva o jejím vytvoření.

Systém Intersputnik se stal druhým mezinárodním satelitním komunikačním systémem na světě (po Intelsat). Specialisté NIIR vypracovali projekty ZS, které byly s pomocí SSSR vybudovány v mnoha zemích socialistického společenství. První letecká stanice v zahraničí vznikla na Kubě a druhá v Československu. Celkem NIIR dodalo více než deseti leteckým stanicím v zahraničí pro příjem TV, éteru a účelových programů.

Zpočátku Intersputnik využíval družice Molniya-3 na vysoce eliptické dráze a od roku 1978 dvě mnohostranné geostacionární družice typu Horizon se staničními body na 14°W. a 53 ° (a poté 80 °) východní délky. Zpočátku byla ZS vybavena vysílačem Gradient-K a přijímacím komplexem Orbit-2.

Všechna systémová a technická řešení pro vytvoření systému Intersputnik, stejně jako AP hardware, vytvořili specialisté NIIR spolu s pilotním závodem NIIR Promsvyazradio a spoluprovádějícími organizacemi. Systém Intersputnik je dodnes v provozu, pronajímá si kmeny ruského vesmírného souhvězdí a využívá jeho geostacionární satelit LMI-1, který se nachází na 75° východní délky. Práce probíhaly ve spolupráci s Výrobním sdružením Iskra (Krasnojarsk), Moskevským a Podolským radiotechnickým závodem.

Vedoucí práce byl S.V. Borodich .

6.7. Vytvoření satelitního spojení pro vládní komunikaci

V roce 1972... byla uzavřena mezivládní dohoda mezi SSSR a USA o vytvoření přímé komunikační linky vlády (LPS) mezi hlavami států v případě nouze. Realizace této důležité vládní dohody byla svěřena specialistům NIIR. Hlavním konstruktérem vývoje LPS byl V.L. Bykov a odpovědní exekutoři - IA. Yastrebtsov, A.N. Vorobjev.

Na území SSSR byly vytvořeny dvě ZS: jedna (v Dubně u Moskvy), druhá (v Zoločevě u Lvova). LPS byla uvedena do provozu v roce 1975... Působí prostřednictvím ZŠ "Dubna" dodnes. Jednalo se o první zkušenost s tvorbou satelitní linky domácími specialisty v mezinárodním systému Intelsat.

6.8. Ve vazbě…

V letech 1960-1980. Specialisté NIIR řešili pro náš stát velmi důležité a technicky složité problémy vytváření národních satelitních komunikačních a vysílacích systémů.

· Byly vytvořeny systémy pro distribuci TV programů na rozsáhlém území naší země, včetně přímého satelitního TV vysílání. Mnoho systémů vytvořených na NIIR bylo prvních na světě: Orbit, Ekran, Moskva atd. Vybavení pozemní části těchto systémů, stejně jako palubní zařízení, bylo také vyvinuto NIIR, vyráběl je domácí průmysl.

· Satelitní komunikační a vysílací systémy umožnily uspokojit potřeby desítek milionů občanů naší země, zejména těch, kteří žili v řídce osídlených oblastech západní Sibiře a Dálného východu. S vytvořením satelitních systémů v těchto regionech měli občané poprvé možnost přijímat centrální televizní programy v reálném čase.

· Zavedení satelitních systémů bylo mimořádně důležité pro hospodářský a sociální rozvoj jak vzdálených oblastí Sibiře a Dálného východu, tak celé země.

· Obyvatelé Sachalinu, Kamčatky, Chabarovského území a mnoha dalších odlehlých oblastí získali přístup k veřejné telefonní síti.

· Vědci NIIR provedli originální výzkum zaměřený na vytvoření metod pro výpočty různých druhů zařízení používaných v satelitních komunikačních systémech. Vytvořili také metodiky pro navrhování systémů satelitní komunikace a napsali řadu zásadních monografií a vědeckých článků o problémech satelitní komunikace.

Závěr

Moderní organizace se vyznačují velkým objemem nejrůznějších informací, především elektronických a telekomunikačních, které jimi denně procházejí. Proto je důležité mít vysoce kvalitní výstup do přepínacích uzlů, které poskytují přístup ke všem důležitým komunikačním linkám. V Rusku, kde jsou vzdálenosti mezi osadami obrovské a kvalita pevných linek špatná, je optimálním řešením tohoto problému použití satelitních komunikačních systémů (SSS).

Zpočátku byly CCC používány k přenosu televizního signálu. Naše země se vyznačuje rozsáhlým územím, které je potřeba pokrýt komunikačními prostředky. To se stalo snazším po příchodu satelitní komunikace, konkrétně systému Orbit-2. Později se objevily satelitní telefony, jejichž hlavní výhodou je nezávislost na přítomnosti jakýchkoli místních telefonních sítí. Vysoce kvalitní telefonní komunikace je dostupná téměř odkudkoli na světě.

V rámci prezidentského programu „Univerzální komunikační služba“ byly v každé osadě instalovány telefonní automaty a ve zvláště odlehlých oblastech byly používány satelitní telefonní automaty.

Podle federálního cílového programu „Rozvoj televizního a rozhlasového vysílání v Ruské federaci na léta 2009-2015“ se v Rusku zavádí digitální vysílání. Program je plně financován, včetně prostředků půjdou na vytvoření multifunkčních satelitů.

Bibliografie

1. Internetový zdroj "Historie satelitní komunikace" http://sviazist.nnov.ru/modules/myarticles/article.php?storyid=1026

2. Internetový zdroj "Principy organizace satelitní komunikace" http://vsatinfo.ru/index.php?option=com_sobi2&catid=30&Itemid=0

3. Internetový zdroj "Free Encyclopedia"

http://ru.wikipedia.org

Posouzení

za abstrakt "Satelitní komunikační systémy"

Žáci 11 ročníků MOU Parabel Gymnasium

Goroshkina Xenia

Téma abstraktu je plně zveřejněno. Materiál ve všech sekcích je zajímavý, podaný přístupným a jasným způsobem. Pěkné ilustrace. Struktura abstraktu je dodržena. Dílo lze využít jako učební pomůcku pro studenty.

Hodnocení "VÝBORNÉ"

Expert: Borisov AV učitel fyziky

Inženýři pracují na prvním komerčním komunikačním satelitu Early Bird na světě

Podle dnešních standardů je satelit Early Bird ( INTELSAT I) měl více než skromné možnosti: se šířkou pásma 50 MHz mohl poskytovat až 240 telefonních komunikačních kanálů. V každém okamžiku mohla být komunikace prováděna mezi pozemskou stanicí ve Spojených státech a pouze jednou ze tří pozemských stanic v Evropě (ve Spojeném království, Francii nebo Německu), které byly vzájemně propojeny kabelovými komunikačními linkami.

Později technologie pokročila vpřed a satelit INTELSAT IX měl již šířku pásma 3456 MHz.

Po dlouhou dobu se v SSSR vyvíjela satelitní komunikace pouze v zájmu ministerstva obrany SSSR. V důsledku většího utajení vesmírného programu probíhal vývoj družicové komunikace v socialistických zemích jinak než v zemích západních. Rozvoj civilní satelitní komunikace začal dohodou 9 zemí socialistického bloku o vytvoření komunikačního systému Intersputnik, která byla podepsána teprve v roce 1971.

Satelitní opakovače

Pasivní komunikační satelit Echo-2. Pokovená nafukovací koule sloužila jako pasivní opakovač

V prvních letech výzkumu se používaly pasivní satelitní opakovače (příkladem jsou družice Echo a Echo-2), které byly jednoduchým reflektorem rádiového signálu (často kovová nebo polymerová koule s kovovým rozprašováním), které nenesly žádné vysílací a přijímací vybavení na palubě.... Takové satelity se nerozšířily. Všechny moderní komunikační satelity jsou aktivní. Aktivní opakovače jsou vybaveny elektronickým zařízením pro příjem, zpracování, zesílení a retranslaci signálu. Satelitní opakovače mohou být neregenerační a regenerativní... Neregenerativní družice, která přijme signál z jedné pozemské stanice, přenese jej na jinou frekvenci, zesílí a přenese jej na jinou pozemskou stanici. Satelit může využívat několik nezávislých kanálů provádějících tyto operace, z nichž každý pracuje s určitou částí spektra (těmto zpracovatelským kanálům se říká transpondéry).

Dráhy družicového opakovače

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

rovníkový,
nakloněný,
polární.

Důležitá odrůda rovníková dráha je geostacionární dráha, na které se satelit otáčí úhlovou rychlostí rovnou úhlové rychlosti Země ve směru, který se shoduje se směrem rotace Země. Zjevnou výhodou geostacionární oběžné dráhy je to, že přijímač v obsluhované oblasti „vidí“ satelit neustále.

Geostacionární dráha je však pouze jedna a není možné na ni vypustit všechny satelity. Jeho další nevýhodou je jeho vysoká nadmořská výška, a tedy i vyšší cena vynesení satelitu na oběžnou dráhu. Navíc satelit na geostacionární oběžné dráze není schopen obsluhovat pozemské stanice v cirkumpolární oblasti.

Polární oběžná dráha- limitní případ šikmého (se sklonem 90º).

Opětovné použití frekvence. Oblasti pokrytí

Protože rádiové frekvence jsou omezeným zdrojem, je nutné zajistit, aby stejné frekvence mohly používat různé pozemské stanice. To lze provést dvěma způsoby:

prostorové oddělení- každá satelitní anténa přijímá signál pouze z určité oblasti, přičemž různé oblasti mohou využívat stejné frekvence,

polarizační separace- různé antény přijímají a vysílají signál ve vzájemně kolmých polarizačních rovinách, přičemž stejné frekvence lze použít dvakrát (pro každou z rovin).

Typická geostacionární satelitní mapa pokrytí zahrnuje následující komponenty:

globální paprsek- komunikuje s pozemskými stanicemi v celé oblasti pokrytí, jsou mu přiděleny frekvence, které se nekříží s ostatními paprsky této družice.

paprsky západní a východní polokoule- tyto paprsky jsou polarizovány v rovině A a stejný frekvenční rozsah se používá na západní a východní polokouli.

zónové paprsky- polarizované v rovině B (kolmé k A) a používají stejné frekvence jako paprsky polokoulí. Pozemská stanice umístěná v jedné ze zón tedy může využívat také polokulové paprsky a globální paprsek.

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

Frekvenční pásma

Anténa pro příjem satelitní televize (pásmo Ku)

Satelitní parabola pro C-pásmo

Frekvence používané v satelitní komunikaci jsou rozděleny do rozsahů označených písmeny. Bohužel v různé literatuře se přesné hranice rozsahů nemusí shodovat. Směrné hodnoty jsou uvedeny v doporučení ITU V.431-6:

Název rozsahu	Frekvence (podle ITU-R V.431-6)	aplikace
L	1,5 GHz	Mobilní satelitní komunikace
S	2,5 GHz	Mobilní satelitní komunikace
S	4 GHz, 6 GHz	Pevná satelitní komunikace
X	Doporučení ITU-R nedefinují frekvence pro satelitní komunikaci. Pro radarové aplikace je specifikovaný rozsah 8-12 GHz.	Pevná satelitní komunikace (pro vojenské účely)
Ku	11 GHz, 12 GHz, 14 GHz
K	20 GHz	Pevná satelitní komunikace, satelitní vysílání
Ka	30 GHz	Pevná satelitní komunikace, mezidružicová komunikace

Používají se i vyšší frekvence, ale jejich zvýšení je ztíženo vysokou absorpcí rádiových vln těchto frekvencí atmosférou. Ku pásmo umožňuje příjem s relativně malými anténami, a proto se používá v satelitní televizi (DVB), a to i přesto, že povětrnostní podmínky v tomto pásmu mají značný vliv na kvalitu přenosu.

Pro přenos dat velkými uživateli (organizacemi) se často používá pásmo C. To poskytuje lepší příjem, ale vyžaduje poměrně velkou velikost antény.

Modulace a protihlukové kódování

Charakteristickým rysem satelitních komunikačních systémů je potřeba pracovat v podmínkách relativně nízkého odstupu signálu od šumu způsobeného několika faktory:

značná vzdálenost přijímače od vysílače,
omezený satelitní výkon (neschopnost vysílat při vysokém výkonu).

V důsledku toho se satelitní komunikace špatně hodí pro přenos analogových signálů. Proto je pro přenos řeči předdigitalizována například pomocí pulzně kódové modulace (PCM).

Aby bylo možné přenášet digitální data přes satelitní komunikační kanál, musí být nejprve převedena na rádiový signál zabírající určitý frekvenční rozsah. K tomu se používá modulace (nazývá se také digitální modulace manipulace). Nejběžnějšími typy digitální modulace pro satelitní komunikační aplikace jsou klíčování fázovým posuvem a kvadraturní amplitudová modulace. Například systémy DVB-S2 používají QPSK, 8-PSK, 16-APSK a 32-APSK.

Modulace se provádí na pozemské stanici. Modulovaný signál je zesílen, převeden na požadovanou frekvenci a přiveden do vysílací antény. Družice signál přijme, zesílí, někdy i zregeneruje, přenese na jinou frekvenci a pomocí určité vysílací antény jej přenese na zem.

Vícenásobný přístup

Aby byla zajištěna možnost současného použití satelitního opakovače několika uživateli, používají se systémy s více přístupy:

Vícenásobný přístup s frekvenčním dělením – dává každému uživateli samostatný frekvenční rozsah.

vícenásobný přístup s časovým dělením - každý uživatel má přidělen určitý časový interval (timeslot), během kterého vysílá a přijímá data.

vícenásobný přístup s kódovým dělením – v tomto případě je každému uživateli přidělena kódová sekvence ortogonální k kódovým sekvencím ostatních uživatelů. Uživatelská data jsou superponována na kódovou sekvenci takovým způsobem, že přenášené signály různých uživatelů se navzájem neruší, ačkoli jsou přenášeny na stejných frekvencích.

Mnoho uživatelů navíc nevyžaduje neustálý přístup k satelitní komunikaci. Těmto uživatelům je na vyžádání přidělen komunikační kanál (timeslot) pomocí technologie DAMA (Demand Assigned Multiple Access).

Aplikace pro satelitní komunikaci

Páteřní satelitní komunikace

Zpočátku byl vznik satelitní komunikace diktován potřebou přenosu velkého množství informací. Prvním satelitním komunikačním systémem byl systém Intelsat, poté vznikly podobné regionální organizace (Eutelsat, Arabsat a další). Postupem času se podíl hlasových přenosů na celkovém objemu páteřního provozu neustále snižuje a ustupuje datovým přenosům.

S rozvojem sítí z optických vláken začaly tyto sítě vytlačovat satelitní komunikaci z páteřního trhu.

VSAT systémy

Slova "velmi malá apertura" se vztahují k velikosti koncových antén vzhledem k velikosti starších páteřních antén. VSAT pracující v pásmu C obvykle používají antény o průměru 1,8-2,4 m, v pásmu Ku - 0,75-1,8 m.

Systémy VSAT používají technologii kanálů na vyžádání.

Mobilní satelitní komunikační systémy

Charakteristickým rysem většiny mobilních satelitních komunikačních systémů je malá velikost antény terminálu, která ztěžuje příjem signálu. Aby byla síla signálu dosahující k přijímači dostatečná, použije se jedno ze dvou řešení:

Mnoho satelitů je umístěno na šikmý nebo polární oběžné dráze. Potřebný výkon vysílače přitom není tak vysoký a náklady na vynesení satelitu na oběžnou dráhu jsou nižší. Tento přístup však vyžaduje nejen velký počet satelitů, ale také rozsáhlou síť zemních spínačů. Podobnou metodu používají operátoři Iridium a Globalstar.

Mobilní operátoři konkurují osobním satelitním operátorům. Je charakteristické, že jak Globalstar, tak Iridium zažily vážné finanční potíže, které přivedly Iridium do reorganizace bankrot v roce 1999

V prosinci 2006 byla vypuštěna experimentální geostacionární družice Kiku-8 s rekordně velkou anténní plochou, která má sloužit k testování technologie satelitní komunikace s mobilními zařízeními ne většími než mobilní telefony.

Satelitní internet

Satelitní komunikace se využívá při organizaci „poslední míle“ (komunikační kanál mezi poskytovatelem internetu a klientem), zejména v místech s nedostatečně rozvinutou infrastrukturou.

Vlastnosti tohoto typu přístupu jsou:

Oddělení příchozího a odchozího provozu a přilákání dalších technologií k jejich kombinaci. Proto se takové sloučeniny nazývají asymetrické.
Současné využití příchozího satelitního kanálu několika (například 200) uživateli: data jsou současně přenášena přes satelit pro všechny klienty „roztroušeně“, klientský terminál je zapojen do filtrování nepotřebných dat (z tohoto důvodu „Lov ze satelitu“ je možné).

Rozlišuje se typ odchozího kanálu:

Terminály fungující pouze pro příjem signálu (nejlevnější varianta připojení). V tomto případě pro odchozí provoz musíte mít jiné internetové připojení, jehož poskytovatel je uveden pozemního poskytovatele... Pro práci v takovém schématu je zahrnut tunelovací software, který je obvykle součástí dodávky terminálu. Navzdory složitosti (včetně obtížnosti nastavení) je tato technologie atraktivní svou vysokou rychlostí ve srovnání s vytáčeným připojením za relativně nízkou cenu.
Přijímací a vysílací terminály. Odchozí kanál je organizován úzce (ve srovnání s příchozím). Oba směry zajišťuje stejné zařízení, a proto je takový systém mnohem jednodušší na konfiguraci (zejména pokud je terminál externí a je připojen k počítači přes rozhraní Ethernet). Takové schéma vyžaduje instalaci složitějšího (přijímacího-vysílacího) převodníku na anténu.

V obou případech jsou data od poskytovatele ke klientovi přenášena zpravidla v souladu se standardem digitálního vysílání DVB, což umožňuje použít stejné zařízení jak pro přístup do sítě, tak pro příjem satelitní televize.

Nevýhody satelitní komunikace

Slabá odolnost proti hluku

Obrovské vzdálenosti mezi pozemskými stanicemi a satelitem způsobují, že poměr signálu k šumu v přijímači je velmi nízký (mnohem menší než u většiny mikrovlnných spojů). Aby byla za těchto podmínek zajištěna přijatelná pravděpodobnost chyby, je nutné použít velké antény, nízkošumové prvky a složité kódy pro opravu chyb. Tento problém je zvláště akutní v mobilních komunikačních systémech, protože mají omezení na velikost antény a zpravidla na výkon vysílače.

Vliv atmosféry

Kvalita satelitní komunikace je silně ovlivněna vlivy v troposféře a ionosféře.

Troposférická absorpce

Absorpce signálu atmosférou závisí na jeho frekvenci. Absorpční maxima jsou na 22,3 GHz (rezonance vodní páry) a 60 GHz (kyslíková rezonance). Obecně absorpce výrazně ovlivňuje šíření signálů nad 10 GHz (tedy počínaje Ku-pásmem). Kromě absorpce dochází při šíření rádiových vln v atmosféře k efektu slábnutí, který je způsoben rozdílem indexů lomu různých vrstev atmosféry.

Ionosférické efekty

Účinky v ionosféře jsou způsobeny kolísáním distribuce volných elektronů. Mezi ionosférické efekty ovlivňující šíření rádiových vln patří blikat, vstřebávání, šíření zpoždění, rozptyl, změna frekvence, rotace roviny polarizace... Všechny tyto účinky se s rostoucí frekvencí snižují. U signálů s frekvencemi nad 10 GHz je jejich účinek malý.

Relativně nízkofrekvenční signály (pásmo L a částečně pásmo C) trpí ionosférická scintilace vznikající nepravidelnostmi v ionosféře. Výsledkem tohoto blikání je neustále se měnící síla signálu.

Zpoždění šíření signálu

Problém zpoždění šíření signálu se tak či onak týká všech satelitních komunikačních systémů. Systémy využívající satelitní transpondér na geostacionární oběžné dráze mají nejvyšší latenci. V tomto případě je zpoždění v důsledku konečné rychlosti šíření rádiových vln asi 250 ms a při zohlednění zpoždění multiplexování, přepínání a zpracování signálu může být celkové zpoždění až 400 ms.

Zpoždění šíření je nejvíce nežádoucí v aplikacích v reálném čase, jako je telefonování. Navíc, pokud je doba šíření signálu satelitním komunikačním kanálem 250 ms, časový rozdíl mezi replikami předplatitelů nemůže být menší než 500 ms.

V některých systémech (například systémy VSAT využívající hvězdicovou topologii) je signál přenášen dvakrát přes satelitní spojení (z terminálu do centrálního místa a z centrálního místa do jiného terminálu). V tomto případě se celkové zpoždění zdvojnásobí.

Vliv slunečního rušení

viz také

JSC "Informační satelitní systémy" pojmenované po akademikovi MF Reshetnevovi "

Poznámky (upravit)

Vishnevsky V.I., Lyakhov A.I., Portnoy S.L., Shakhnovich I.V. Historický náčrt vývoje síťových technologií // Širokopásmové sítě pro přenos informací. - Monografie (vydaná s podporou Ruské nadace pro základní výzkum). - M .: "Technosphere", 2005. - S. 20. - 592 s. - ISBN 5-94836-049-0
Krátká historie komunikačního satelitu. Technologie miliardy dolarů
Krátká historie komunikačního satelitu. Globální vesnice: Mezinárodní komunikace
INTELSAT Příručka satelitní pozemské stanice, 1999, str. osmnáct
Sklyar B. Digitální komunikace. Teoretické základy a praktická aplikace. Ed. 2., rev.: Per. z angličtiny - M.: Nakladatelství "Williams", 2004
Oficiální stránky Intersputnik
Koncepční a právní otázky širokopásmových satelitních multiservisních sítí
Dennis Roddy. Satelitní komunikace. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, str. 167
INTELSAT Příručka satelitní pozemské stanice, 1999, str. 2
INTELSAT Příručka satelitní pozemské stanice, 1999, str. 73
Dennis Roddy. Satelitní komunikace. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, pp. 6, 108
INTELSAT Příručka satelitní pozemské stanice, 1999, str. 28
Doporučení ITU-R V.431-6. Nomenklatura frekvenčních a vlnových pásem používaných v telekomunikacích
Dennis Roddy. Satelitní komunikace. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, pp. 6, 256
Dennis Roddy. Satelitní komunikace. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, str. 264
http://www.telesputnik.ru/archive/116/article/62.html standard DVB-S2. Nové úkoly - nová řešení // Žurnál o satelitní a kabelové televizi a telekomunikacích "Telesputnik"
Dennis Roddy. Satelitní komunikace. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, str. 283
Morelos-Zaragoza R. Umění kódování opravující chyby. Metody, algoritmy, aplikace / per. z angličtiny V. B. Afanasjevová. - M .: Technosféra, 2006 .-- 320 s. - (Svět komunikace). - 2000 výtisků. - ISBN 5-94836-035-0
Dr. Lin-nan lee Kódy LDPC, aplikace pro komunikační systémy nové generace // Pololetní konference o automobilové technologii IEEE... - říjen 2003.
Bernard Sklář. Digitální komunikace. Teoretické základy a praktická aplikace = Digitální komunikace: Základy a aplikace. - 2. vyd. - M .: "Williams", 2007. - S. 1104. - ISBN 0-13-084788-7
Satelitní komunikační a vysílací systém Yamal
VSAT FAQ
Dennis Roddy. Satelitní komunikace. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, str. 68
Dennis Roddy. Satelitní komunikace. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, str. 91
Dennis Roddy. Satelitní komunikace. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, str. 93
Bruce R. Elbert. Příručka k aplikacím satelitní komunikace. - Artech House, as, 2004, str. 34.

Odkazy

Zpráva panelu WTEC o globální satelitní komunikační technologii a systémech (eng.)
O Early Bird Satellite na boeing.com
Krátká historie komunikačních satelitů
VSAT FAQ
VSAT FAQ (ruština)
Satelitní internet a Informační centrum VSAT
Satelitní komunikace a vesmírné počasí (angl.)
Satelitní komunikace na globálním internetu: Problémy, úskalí a potenciál
Satelitní telekomunikační technologie v současné fázi (rus.)

Literatura

Příručka družicové pozemské stanice INTELSAT
Dennis Roddy. Satelitní komunikace. - McGraw-Hill Telecommunications, 2001.
Bruce R. Elbert. Příručka k aplikacím satelitní komunikace. - Artech House, Inc., 2004. - ISBN 1-58053-490-2
Ascent to Orbit, vědecká autobiografie: Technické spisy Arthura C. Clarka. - New York: John Wiley & Sons, 1984.

Bolestivé problémy řeší řetězec vesmírných stanic s oběžnou dobou 24 hodin, zabírajících výšku 42 000 km vzhledem ke středu Země ... v rovníkové rovině.

A. Clark, 1945.

V době kamenné funguje koherentní síť opakováním akcí k regulaci množství kouře emitovaného ohněm. Země běžce znala, Malý Muk se stal nejlepším. Moderní systém využívá kosmické lodě. Výhodou satelitu je velké pokrytí území. Vlny se používají především krátké, schopné se šířit přímočaře. Svět je jeden - ceny jsou všude...

Předpoklady pro použití

Myšlenku opětovného vysílání zrodil Emile Guarini-Foresio v roce 1899. Koncept zprostředkovaného přenosu signálu publikoval German Journal for Electrical Engineering (ročník 16, 35-36). Arthur Clarke v roce 1945 vyslovil koncept komunikačního systému mezi geostacionárními kosmickými loděmi. Spisovatel odmítl patentovat a odmítl dva závěry:

Nízká pravděpodobnost realizace nápadu.
Potřeba dát myšlenku lidstvu jako celku.

Současně vědec označil souřadnice nejlepšího pokrytí oblastí povrchu planety:

30 stupňů východně - Afrika, Evropa.
150 stupňů východně - Čína, Oceánie.
90 stupňů W. - Amerika.

Autor snížil provozní frekvenci a vyjádřil svůj záměr použít 3 MHz snížením hypotetických reflektorů (několik stop).

Pozemní mikrovlnné systémy

Anglo-francouzské konsorcium v čele s André Clavierem šlo dál. První úspěšné pokusy o využití mikrovlnného dosahu komunikace se datují do roku 1931. Lamanšský průliv demonstroval přenos informací na frekvenci 1,7 GHz (moderní mobilní pásmo) na 64 kilometrů stanicemi vybavenými parabolami o průměru 3 metry, spojujícími Dover a Calais.

Zajímavý! První komerční VHF televizní kanál používal 300 MHz.

Historici mají tendenci vnímat druhou světovou válku jako koně, který vynesl toto odvětví na vrchol. Neocenitelným přínosem byl vynález klystronu a zdokonalení technologií pro výrobu paraboloidů. Doba rozkvětu transatlantických vztahů se datuje do 50. let minulého století.

Pro referenci! První reléová linka, tvořená osmi opakovači, New York - Boston, byla postavena v roce 1947.

Amerika a Evropa zavedly přenos informací pomocí opakovačů (radiová komunikace, tzv. relé). Okamžitě začalo komerční vysílání. Vlastnost mikrovlnné komunikace se nazývá schopnost přesně předvídat výsledek již ve fázi návrhu systému.

Pro referenci! Reléová komunikace je technologie pro přenos digitálních, analogových signálů mezi přijímači v zorném poli.

Kosmická loď

První sovětský satelit (1957) nesl komunikační zařízení. O tři roky později Američané zvedli do výšky 1500 km nafukovací balón, který sloužil jako pasivní opakovač, díky pokovovanému povlaku koule. 20. srpna 1964 podepsalo 11 zemí včetně SSSR dohodu o vytvoření Intelsatu (mezinárodní komunikace). Sovětský blok šel cestou utajení, zatímco Západ vydělával peníze. Východní blok vytvořil svůj vlastní program v roce 1971.

Satelity byly skutečným nálezem, který vám umožnil propojit opačné břehy oceánu. Alternativou je optické vlákno.

Armáda jako první vypustila temného koně spolu s troposférickou komunikací, která využívala efektu odrazu vln horními vrstvami. Sovětská mikrovlnná komunikace byla zachycena nebeskou skupinou Rhyolite. Systém vyvinutý pro CIA (USA). Zařízení zaujalo pozici zachycenou pozemním paprskem sovětské přenosové komunikace, zaznamenávající zprávy. Území Číny a východní Evropy byla kontrolována. Průměr reflektorů ve tvaru deštníku dosahoval 20 metrů.

Vedení USA vždy vědělo o záměrech vůdců SSSR, naslouchalo všemu, včetně telefonátů. Satelitní systémy dnes umožňují díky Dopplerovu jevu vzdáleně navštěvovat jakékoli „důvěrné“ konverzace konané v místnostech vybavených typickým skleněným panelem.

Jsou registrovány první pokusy o realizaci myšlenek Nikoly Tesly ve vesmíru: bezdrátový přenos elektřiny satelitními anténami. Epos začal v roce 1975. Nyní se koncept vrátil domů. Wardencliffe Tower je dávno zničená, ale hlavní ostrov Havaj získal svých 20 wattů bezdrátově.

Pro referenci! Využití vesmírných komunikací se ukázalo jako ekonomicky životaschopná alternativa k optickému vláknu.

Funkce signálu

Není divu, že použití satelitů, s tím řekl.

Průhledná okna

Fenomén absorpce vln atmosférou je známý již dlouhou dobu. Vědci, kteří tento fenomén studovali, došli k závěru:

Útlum signálu je určen frekvencí.
Jsou dodržena průhledná okna.
Jev je modulován povětrnostními podmínkami.

Například milimetrový rozsah (30-100 GHz) je silně potlačován deštěm. Okolí frekvence 60 GHz pohlcuje molekuly kyslíku, 22 GHz - voda. Frekvence pod 1 GHz jsou odříznuty zářením z galaxie. Negativní vliv má teplotní hluk z atmosféry.

Výše uvedené vysvětluje volbu moderních vesmírných komunikačních frekvencí. Kompletní seznam charakteristik signálu v pásmu Ku je znázorněn na obrázku.

Používá se také C-pásmo.

Recepční prostory

Paprsek procházející povrchem Země tvoří izotropní křivky ekvivalentního příjmu. Celkové ztráty jsou:

200 dB - pásmo C.
206 dB - Ku pásmo.

Sluneční rušení může rušit pytlování. Nejhorší podmínky trvající 5-6 dní vytváří mimosezóna (zima, podzim). Rušení svítidla poskytuje technikům pozemních stanic zaručenou práci. Sledovací systémy jsou po dobu trvání přírodního jevu vypnuty. V opačném případě mohou talíře zachytit Slunce a dávat špatné příkazy palubním stabilizačním systémům. Banky a letiště dostávají varování: komunikace bude dočasně přerušena.

Fresnelovy zóny

Překážky kolem komunikační věže vyvolávají přidávání vln, tvořících zóny útlumu / vzestupu signálu. Tento jev vysvětluje potřebu čistého prostoru v blízkosti transceiveru. Naštěstí mikrovlnné trouby tuto nevýhodu postrádají. Díky důležité funkci každý letní obyvatel chytí NTV + s talířem.

Blikat

Nepředvídatelné změny v atmosféře způsobují, že se signál neustále mění. Kolísání amplitudy až 12 dB ovlivňuje šířku pásma 500 MHz. Tento jev trvá maximálně 2-3 hodiny. Blikání brání pozemním stanicím ve sledování satelitu, což vyžaduje preventivní opatření.

Linearita paprsku

Za rys mikrovlnné trouby je považována přímočará trajektorie paprsku. Tento fenomén vám umožňuje soustředit výkon, čímž se snižují požadavky na palubní systémy. Prvním úkolem byla jistě špionáž. Později přestaly být antény úzce směrovány a pokrývaly rozsáhlá území, například Rusko.

Inženýři nazývají nemovitost nevýhodou: nelze objet hory, rokle.

Vlastnosti sčítání vln

Neexistuje prakticky žádný interferenční obrazec. Je možné výrazně zhutnit sousední frekvenční kanály.

Kapacita

Kotelnikovův teorém definuje horní hranici spektra přenášeného signálu. Práh je přímo nastaven nosnou frekvencí. Mikrovlny díky svým vysokým hodnotám obsahují až 30x více informací než VKV.

Možnost regenerace

Rozvoj digitálních technologií otevřel cestu technikám opravy chyb. Umělý satelit:

přijal slabý signál;
dekódováno;
opravené chyby;
kódované;
předán dál.

Vynikající kvalita satelitní komunikace se stala „příslovečnou“.

Pozemní antény

Satelitní antény se nazývají paraboloidy. Průměr dosahuje 4 metry. Kromě výše uvedeného existují 2 typy reléových komunikačních antén (obě pozemní):

Dielektrické čočky.
Klaksonové antény.

Paraboloidy poskytují vysokou selektivitu a umožňují paprsku komunikovat na tisíce kilometrů. Typický činel není schopen přenášet signál, je potřeba vyšší výkon.

Princip fungování

Špionážní satelity se neustále pohybovaly a poskytovaly relativní nezranitelnost a utajení sledování. Použití mírových technologií se vydalo jinou cestou. Clarkův koncept implementován:

Rovníková dráha je domovem stovek geostacionárních satelitů.
Stabilita pozice umožňuje snadné namíření pozemního vybavení.
Výška oběžné dráhy (35786 metrů) je pevná, protože je nutné vyrovnávat zemskou gravitaci odstředivou silou.

Zařízení pokrývá část území planety.

Systém Intelsat je tvořen 19 satelity seskupenými do čtyř oblastí. Účastník vidí 2-4 současně.

Životnost systému je 10-15 let, poté dochází k výměně zastaralého zařízení. Gravitační účinky planet a Slunce prozrazují nutnost použití stabilizačních systémů. Proces korekce výrazně snižuje palivové zdroje vozidel. Komplex Intelsat umožňuje odchylky polohy až o 3 stupně, čímž se prodlužuje životnost orbitálního roje (přes tři roky).

Frekvence

Okno průhlednosti je omezeno na rozsah 2–10 GHz. Intelsat využívá oblast 4-6 GHz (pásmo C). Nárůst zatížení způsobil přechod části provozu do Ku-pásma (14, 11, 12 GHz). Pracovní oblast je rozdělena po částech na transpondéry. Pozemní signál je přijímán, zesílen, vysílán zpět.

Problémy

Vysoké náklady na spuštění. Překonání 35 tisíc kilometrů vyžaduje spoustu prostředků.
Zpoždění šíření signálu přesahuje čtvrt sekundy (dosahuje 1 s).
Malý úhel sklonu zorného pole umělého letadla zvyšuje náklady na energii.
Prostor recepce je neefektivně pokryt. Obří prostory jsou bez předplatitelů. Účinnost vysílání je extrémně nízká.
Průhledná okna jsou úzká, pozemní stanice musí být geograficky rozptýleny, aby se změnila polarizace.

Řešení

Nevýhody částečně odstraňuje zavedení nakloněné oběžné dráhy. Satelit přestává být geostacionární (viz výše špionážní satelity studené války). K zajištění nepřetržité komunikace jsou zapotřebí alespoň tři ekvidistantní zařízení.

Polární oběžná dráha

Samotná polární dráha je schopna pokrýt povrch. Bude však zapotřebí několik orbitálních period kosmické lodi. Roj satelitů, rozmístěných za rohem, je schopen problém vyřešit. Polární oběžné dráhy obešly komerční vysílání a staly se věrným pomocníkem systémů:

navigace;
meteorologie;
pozemní řídící stanice.

Nakloněná oběžná dráha

Tilt byl úspěšně používán sovětskými satelity. Orbita je charakterizována následujícími parametry:

doba oběhu - 12 hodin;
sklon - 63 stupňů.

Tři satelity, viditelné po dobu 8/12 hodin, zajišťují komunikaci do polárních oblastí nepřístupných z rovníku.

Satelitní telefon

Mobilní gadget přímo zachycuje prostor a obchází pozemní věže. První Inmarsat z roku 1982 umožnil přístup námořníkům. Suchozemský druh vznikl o sedm let později. Kanada byla první, kdo rozpoznal výhody vybavení pouštních oblastí vzácnými obyvateli. Po programu Spojené státy zvládly.

Problém je vyřešen vypuštěním nízko letící družice:

Doba oběhu je 70 až 100 minut.
Výška 640..1120 km.
Oblast pokrytí je kruh o poloměru 2800 km.

S ohledem na fyzické parametry se délka jednotlivé komunikační relace pohybuje v rozmezí 4-15 minut. Udržení výkonu vyžaduje určité úsilí. Několik amerických obchodníků zkrachovalo v 90. letech, protože nedokázali získat dostatek předplatitelů.

Hmotnost a rozměry se neustále zlepšují. Globalstar nabízí proprietární software pro chytré telefony, který využívá Bluetooth k zachycení signálu relativně objemného satelitního přijímače.

Satelitní telefony vyžadují výkonnou přijímací anténu, nejlépe pevnou anténu. Vybavují především budovy a dopravu.

Operátoři

ACeS pokrývá Asii jediným satelitem.
Nejstarší operátor Inmarsatu (1979). Vybavuje jachty, lodě. S 11 letadly společnost pomalu expanduje na mobilní trh pomocí ACeS.
Thuraya slouží Asii, Austrálii, Evropě, Africe a na Středním východě.
MSAT / SkyTerra je americký poskytovatel využívající zařízení ekvivalentní Inmarsatu.
Terrestar pokrývá Severní Ameriku.
IDO Global Communications je neaktivní.

sítě

Komerční projekty jsou omezené.

GlobalStar

GlobalStar je společným duchovním dítětem společností Qualcomm a Loral Corporation, později podporovaných společnostmi Alcatel, Vodafone, Hyundai, AirTouch a Deutsche Aerospace. Start 12 družic byl narušen, první výzva proběhla 1. listopadu 1998. Počáteční cena (únor 2000) byla 1,79 $ / min. Poté, co prošla řadou bankrotů a transformací, společnost poskytuje klienty ve 120 zemích.

Poskytuje 50 % provozu v USA (přes 10 000 hovorů). Provoz je podporován pozemními opakovači. 40 celkem, včetně 7 ubytovaných v Severní Americe. Území bez pozemních opakovačů tvoří zónu ticha (Jižní Asie, Afrika). I když přístroje pravidelně brázdí nebeské výšiny.

Předplatitelé dostávají telefonní čísla v USA, s výjimkou Brazílie, kde přidělují kód +8818.

Seznam služeb:

Hlasové hovory.
Polohovací systémy s chybou 30 km.
Internetový paketový přístup 9,6 kbps.
Mobilní komunikace CSD GSM.
Roaming.

Telefony využívají technologii Qualcomm CDMA, vyjma Ericsson a Telit, které přijímají tradiční SIM karty. Základnové stanice jsou nuceny podporovat oba standardy.

Iridium

Poskytovatel využívá polární oběžnou dráhu, která poskytuje 100% planetární pokrytí. Organizátoři zkrachovali a společnost byla obnovena v roce 2001.

To je zajímavé! Iridium je viníkem nočních erupcí na obloze. Létající satelity jsou dobře viditelné pouhým okem.

Flotila společnosti zahrnuje 66 družic využívajících 6 drah na oběžnou dráhu na nízkých oběžných drahách s výškou 780 km. Zařízení komunikují pomocí pásma Ka. Lví podíl vedly bývalé konkurzní společnosti. K lednu 2017 bylo aktualizováno 7 jednotek. Regenerace pokračuje: první skupina (10 kusů) odletěla 14. ledna, druhá 25. června a třetí 9. října.

To je zajímavé! Satelit Iridium 33 10. února 2009 narazil na ruský Kosmos 2251. Nad Sibiří dnes létají nebeské trosky.

Společnost nadále poskytuje služby 850 tisícům předplatitelů. 23 % zisku zaplatil stát. Cena hovoru je 0,75 - 1,5 $ / min. Zpětná volání jsou poměrně drahá za 4 $ / min (Google Voice). Typické oblasti zaměstnání pro zaměstnavatele:

Produkce ropy.
Námořní flotila.
Letectví.
Cestovatelé.
vědci.

Obyvatelé Amundsen-Scott South Polar Station požádali o zvláštní poděkování. Společnost všude prodává balíčky hovorů o délce 50-5000 minut. Platnost prvního z nich není příliš žádoucí, drahé (5 000 minut = 4 000 dolarů) zůstávají funkční po dobu 2 let. Měsíční obnovení – 45 USD:

75 minut stojí 175 $ a lze je použít po dobu 1 měsíce.
500 minut - 600-700 $, doba použití je 1 rok.

Telefony

Bývalí majitelé dodávali svým zákazníkům telefonní přístroje dvou výrobců:

Motorola 9500 se stala společníkem první komerční zkušební verze společnosti. Mobilní nárazuvzdorná verze 9575, která stále existuje, se zrodila v roce 2011, doplněná o tlačítko nouzového GSM volání, pokročilé lokalizační rozhraní. Zařízení nastaví Wi-Fi hotspot, který umožňuje uživatelům běžných chytrých telefonů posílat e-maily, SMS a procházet internet.

Od zařízení Kyocera se výrobce vzdal. Modely prodávají prodejci. KI-G100, založený na 900 MHz GSM telefonu, je vybaven pouzdrem vybaveným výkonnou anténou, která zachytí vysílání. Možnost přijímat SMS je poskytována, pouze některé modely mohou být otráveny (9522). SS-66K je vybaven atypickou kuličkovou anténou.

9575 je nárazuvzdorný, voděodolný telefon s prachotěsným pouzdrem. Odolává teplotám od minus 20 do plus 50 stupňů Celsia.
9555 - vybavena vestavěným headsetem, rozhraním USB, adaptérem na sériový port RS-232.
9505A je statný přístroj ve tvaru cihly. Vybaveno nativním rozhraním RS-232.
SS-55K je limitovaná edice. Neuvěřitelná velikost, prodávají prodejci eBay.

Mezi další firemní vybavení patří:

Pagery.
Telefonní automaty.
Vybavení pro jachty, letadla.

Bóje

Plovoucí bóje, připomínající systém sledování tsunami, jsou schopny přijímat / vysílat krátké zprávy. Rozhraní vám umožní využívat funkcionalitu značkového telefonu, který odmítá chytat satelity.

Úvod. 2

Účel práce.. 3

1. Rozvoj satelitní komunikační sítě. 4

2. Současný stav satelitní komunikační sítě. 7

3. Satelitní komunikační systém. 12

3.1. Satelitní opakovače .. 12

3.2. Dráhy satelitních opakovačů. třináct

3.3. Oblasti pokrytí. 15

4. Aplikace družicových komunikací. šestnáct

4.1. Kmenová satelitní komunikace. šestnáct

4.2. systém VSAT. šestnáct

4.3. Centrální řídící stanice. 17

4.4. Satelitní opakovač. 17

4.5. Účastnické terminály VSAT .. 18

5. Technologie VSAT. osmnáct

6. Globální satelitní komunikační systém Globalstar 20

6.1. Pozemní segment Globalstar 21

6.2. Pozemní segment Globalstar v Rusku. 22

6.3. Technologie systému Globalstar 23

6.4. Aplikace systému Globalstar 23

7. Návrh satelitní komunikační sítě. 24

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

7.2. Kalkulace provozních nákladů. 25

7.3. Výplatní listina .. 25

7.4. Pojistné .. 26

7.5. Srážky z odpisů. 26

7.6. Náklady na elektřinu pro potřeby výroby. 26

7.7. Výpočet příjmu. 27

7.8. Výpočet ukazatelů výkonnosti. 28

7.9. Výpočet efektivnosti investičního projektu. 31

Závěr. 35

Seznam použitých zdrojů. 40

Úvod

Moderní realita již hovoří o nevyhnutelnosti nahradit klasické mobilní a navíc pevné telefony satelitní komunikací. Nejnovější satelitní komunikační technologie nabízejí efektivní technická a nákladově efektivní řešení pro rozvoj jak všech dostupných komunikačních služeb, tak přímých audio a televizních vysílacích sítí. Díky mimořádným úspěchům v oblasti mikroelektroniky se satelitní telefony staly natolik kompaktními a spolehlivými při používání, že kladou všechny požadavky různých skupin uživatelů a služba pronájmu satelitních zařízení je jednou z nejžádanějších služeb v moderním světě. trh satelitní komunikace. Značné vyhlídky rozvoje, zřejmé výhody oproti jiné telefonii, spolehlivost a zaručená nepřetržitá komunikace – to vše je o satelitních telefonech.

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

Objektivní

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

1. Rozvoj satelitní komunikační sítě

Historie vývoje družicových komunikací

Pětačtyřicetiletá historie vývoje CVS má pět charakteristických etap:

1957-1965 Přípravné období, které začalo v říjnu 1957 po vypuštění první umělé družice Země Sovětským svazem a o měsíc později i druhé. Stalo se to uprostřed studené války a rychlých závodů ve zbrojení, takže satelitní technologie se přirozeně stala především majetkem armády. Uvažovaná etapa je charakteristická vypouštěním prvních experimentálních družic, včetně komunikačních družic, které byly vypouštěny převážně na nízké oběžné dráhy Země.

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

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

1965-1973 Období rozvoje globálního CCS založeného na geostacionárních opakovačích. Rok 1965 byl ve znamení dubnového startu geostacionárního SR INTELSAT-1, který znamenal počátek komerčního využití družicové komunikace. Rané družice řady INTELSAT zajišťovaly transkontinentální komunikaci a hlavně podporovaly páteřní sítě mezi malým počtem pozemských stanic s národní bránou a poskytovaly rozhraní k národním veřejným pozemním sítím.

Kmenové kanály poskytovaly spojení, která přenášela telefonní provoz, televizní signály a telexovou komunikaci. Obecně CCC Intelsat doplňoval a zálohoval podmořské transkontinentální kabelové komunikační linky, které v té době existovaly. Až do počátku 70. let 20. století byly prakticky všechny existující CCS využívány k přenosu mezinárodního telefonního provozu a vysílání televizních programů.

1973-1982 Fáze rozsáhlého šíření regionálních a národních CCS. V tomto období byly poměrně intenzivně nasazovány regionální, například Eulelsat, Aussat a národní satelitní komunikační sítě, například Skynet ve Spojených státech, jejichž hlavními službami byly stále telefonie a televize, stejně jako malé množství přenosu dat. Nyní však byly tyto služby poskytovány velkému počtu pozemních terminálů a v některých případech byl přenos prováděn přímo do uživatelských terminálů.

Na této etapě historického vývoje CCC vznikla mezinárodní organizace Inmarsat, která nasadila globální komunikační síť Inmarsat, jejímž hlavním cílem bylo zajišťovat komunikaci s námořními loděmi. V budoucnu Inmarsat rozšířil své služby na všechny typy mobilních uživatelů.

1982-1990 Období prudkého rozvoje a rozšíření malých pozemních terminálů. V 80. letech umožnily pokroky v technologii a technologii klíčových prvků CCC, stejně jako reformy k liberalizaci a demonopolizaci komunikačního průmyslu v řadě zemí, použití satelitních kanálů v podnikových obchodních komunikačních sítích, nazývaných VSAT. Nejprve tyto sítě s dostupností komunikačních kanálů s průměrnou šířkou pásma (ne více než 64 kbit / s) poskytovaly jediný přenos informací dat, o něco později byl implementován digitální přenos hlasu a poté video.

Sítě VSAT umožnily instalovat kompaktní pozemské stanice pro satelitní komunikaci v těsné blízkosti uživatelských kanceláří, čímž vyřešily problém „poslední míle“ pro velké množství firemních uživatelů, vytvořily podmínky pro pohodlnou a efektivní výměnu informací a zmírnění zátěže veřejných pozemních sítí.

Využití "chytrých" komunikačních satelitů.

· Od první poloviny 90. let vstoupily CCS do kvantitativně i kvalitativně nové etapy svého rozvoje.

V provozu, výrobě nebo návrhu bylo velké množství globálních a regionálních satelitních komunikačních sítí. Satelitní komunikační technologie se stala oblastí významného zájmu a obchodní činnosti. Během tohoto časového období došlo k explozivnímu nárůstu rychlosti univerzálních mikroprocesorů a objemu polovodičových paměťových zařízení při současném zvýšení spolehlivosti a také snížení spotřeby energie a nákladů na tyto komponenty. Polovodičová elektronika pro vesmírné aplikace musí být odolná vůči záření. čehož je dosaženo speciálními technologickými metodami a pečlivým stíněním elektronických obvodů.

Vznik radiaci odolných mikroprocesorů s taktovací frekvencí (1-4) MHz a vysokorychlostních obvodů RAM o objemu (10 ^ 5-10 ^ 6) Mbit posloužil jako technologický základ pro praktickou realizaci skutečně „ inteligentní" BR "GC se schopnostmi a vlastnostmi, které se na první pohled zdály fantastické.

2. Současný stav satelitní komunikační sítě

Z mnoha komerčních projektů MSS (mobilní družice) pod 1 GHz byl realizován jeden, Orbcomm, který zahrnuje 30 negeostacionárních (non-GSO) družic poskytujících pokrytí Země.

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

Nejznámějším operátorem na trhu MSS je Inmarsat. Na trhu je asi 30 typů účastnických zařízení, přenosných i mobilních: pro pozemní, námořní a letecké použití, poskytující přenos hlasu, faxu a dat rychlostí od 600 bps do 64 kbps. O Inmarsat soutěží tři systémy MSS, konkrétně Globalstar, Iridium a Thuraya.

První dva poskytují téměř úplné pokrytí zemského povrchu pomocí velkých konstelací, v tomto pořadí, sestávajících ze 40 a 79 satelitů mimo GSO. Thuraya by se měla dostat na svět v roce 2007 s vypuštěním třetí geostacionární družice (GSO) pro pokrytí amerického kontinentu, kde v současnosti není k dispozici. Všechny tři systémy poskytují telefonní a nízkorychlostní datové služby přijímačům srovnatelným hmotností a velikostí s mobilními telefony GSM.

Také ve světě existují čtyři regionální systémy MSS. V Severní Americe je to Mobile Satellite Ventures (MVS) využívající dva satelity MSAT. V roce 2000 zahájil provoz Asia Cellular Satellite (Indonésie) se satelitem Garuda, který poskytuje služby MSS v asijském regionu. Ve stejném roce začaly dva satelity N-Star sloužit předplatitelům námořní MSS v 200-mílové pobřežní zóně Japonska. Austrálie má podobný námořní systém MSS, Optus.

Mezinárodní telekomunikační unie (ITU) definuje perspektivu MSS jako satelitní segment systémů mobilních služeb třetí generace IMT-200. Satelitní sítě mohou poskytovat pokrytí obslužným oblastem, kde je ekonomicky neefektivní vyvíjet pozemní síť, zejména ve vzdálených a venkovských oblastech, a vytvářet pro ni horké rezervy.

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

Účastnická zařízení v oblasti pokrytí základnových stanic budou pracovat s pozemní sítí a po jejím opuštění se přepnou na práci se satelitem využívajícím stejné frekvenční pásmo přidělené pro MSS. Systémy MSS si přitom musí zachovat funkčnost a poskytovat požadované služby nezávisle na ATC. Předpokládá se také, že satelitní komponenta IMT-2000 poskytne napájecí spoje, hlavní sítě a horké náhradní díly v případě nehody nebo přetížení pozemní sítě.

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

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

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

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

2500-2520 / 2670-2690 MHz.

K dnešnímu dni již byly identifikovány programy pro implementaci vývojových koncepcí pro stávající systémy MSS. V prosinci 2005 oznámil Inmarsat nasazení své širokopásmové globální sítě (BGAN). Systém poskytuje služby mobilním a přenosným účastnickým zařízením s přenosovou rychlostí až 432 kbps a bude kompatibilní s pozemními mobilními sítěmi. Globalstar, Iridium a MVS navrhují do roku 2012-2013. kompletní aktualizace seskupení.

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

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

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

technologický vývoj umožňuje výrazně zlepšit výkon satelitních účastnických přijímačů. Nicméně vzhledem k nutnosti zajistit vysokou energii pro palubní přijímače a omezenému využívanému spektru bude ekonomicky nerentabilní nebo technicky nemožné poskytovat stejné služby mobilní účastnické jednotce jako při práci s pozemní mobilní sítí.

Satelitní technologie tedy nelze považovat za životaschopné konkurenty pro pozemní mobilní sítě. Realizace takových projektů může být ekonomicky ospravedlnitelná pouze v případě vládního financování. Nasazení segmentu ATC v praxi bude znamenat pouze to, že provozovatelé pozemních sítí budou moci rozvíjet své sítě v pásmech přidělených pro MSS.

Systémy MSS budou i nadále hrát důležitou roli pro práci orgánů činných v trestním řízení a při odstraňování následků přírodních katastrof a různých katastrof. Mezinárodní telekomunikační unie má například zvláštní dohodu o podmínkách používání terminálů Thuraya pro poskytování konektivity na pomoc postiženým zemím v takových případech.

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

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

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

3. Satelitní komunikační systém

3.1. Satelitní opakovače

V prvních letech výzkumu se používaly pasivní družicové opakovače (příkladem jsou družice Echo a Echo-2), které byly jednoduchým reflektorem rádiového signálu (často kovová nebo polymerová koule s kovovým rozprašováním), které nenesly žádné vysílací zařízení. prkno. Takové satelity se nerozšířily.

Všechny moderní komunikační satelity jsou aktivní. Aktivní opakovače jsou vybaveny elektronickým zařízením pro příjem, zpracování, zesílení a retranslaci signálu. Satelitní opakovače mohou být neregenerační a regenerační. Neregenerativní družice, která přijme signál z jedné pozemské stanice, přenese jej na jinou frekvenci, zesílí a přenese jej na jinou pozemskou stanici. Satelit může využívat několik nezávislých kanálů provádějících tyto operace, z nichž každý pracuje s určitou částí spektra (těmto zpracovatelským kanálům se říká transpondéry).

3.2. Dráhy družicového opakovače

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

Rovníkový

Nakloněný

Polární

Důležitým typem rovníkové dráhy je geostacionární dráha, při které se družice otáčí úhlovou rychlostí rovnou úhlové rychlosti Země ve směru, který se shoduje se směrem otáčení Země. Zjevnou výhodou geostacionární oběžné dráhy je to, že přijímač v obsluhované oblasti „vidí“ satelit neustále.

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

Šikmá dráha může tyto problémy vyřešit, nicméně vzhledem k pohybu družice vůči pozemnímu pozorovateli je nutné vynést na jednu dráhu alespoň tři družice, aby byl zajištěn nepřetržitý přístup ke komunikaci.

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

3.3. Oblasti pokrytí

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

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

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

4. Aplikace družicových komunikací

4.1. Páteřní satelitní komunikace

4.2. systém VSAT

Mezi satelitními technologiemi přitahuje zvláštní pozornost vývoj technologií satelitní komunikace, jako je VSAT (Very Small Aperture Terminal).

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

Trocha historie. Rozvoj sítí VSAT začíná vypuštěním prvního komunikačního satelitu. Koncem 60. let byla v průběhu experimentů s družicí ATC-1 vytvořena experimentální síť skládající se z 25 pozemských stanic, satelitní telefonní komunikace na Aljašce. Linkabit, jeden z prvních, kdo vyvinul VSAT v Ku-pásmu, se spojil s M/A-COM, který se později stal předním dodavatelem zařízení VSAT. Hughes Communications získala divizi od M / A-COM a přeměnila ji na Hughes Network Systems. Dnes je Hughes Network Systems předním světovým poskytovatelem širokopásmové satelitní komunikace. Satelitní komunikační síť založená na VSAT zahrnuje tři klíčové prvky: centrální řídicí stanici (NCC), satelitní relé a účastnické terminály VSAT.

4.3. Centrální řídící stanice

NCC zahrnuje přijímací a vysílací zařízení, anténní napáječe a komplex zařízení, které plní funkce monitorování a řízení provozu celé sítě, přerozdělování jejích zdrojů, identifikace poruch, účtování za síťové služby a propojení s pozemními komunikačními linkami. Pro zajištění spolehlivosti komunikace má zařízení minimálně 100% redundanci. Centrální stanice je propojena s libovolnými pozemními dálkovými linkami a má schopnost přepínat informační toky, čímž podporuje informační interakci uživatelů sítě mezi sebou navzájem a s účastníky externích sítí (internet, celulární sítě, PSTN atd.).

4.4. Opakovací satelit

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

4.5. Účastnické terminály VSAT

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

5. Technologie VSAT

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

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

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

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

Sítě VSAT mohou být organizovány v následujících topologiích: plně propojené (každá s každým), radiální (hvězda) a radiální uzel (kombinované) topologie. Každá topologie má své výhody a nevýhody, výběr jedné nebo druhé topologie musí být proveden s ohledem na individuální vlastnosti projektu. Satelitní komunikace je druh rádiové komunikace. Satelitní signály, zejména ve vysokofrekvenčních pásmech Ku a Ka, jsou náchylné k útlumu ve vlhké atmosféře (déšť, mlha, mraky). Tuto nevýhodu lze snadno překonat při návrhu systému.

Satelitní komunikace je rušena jinými rádiovými zařízeními. Pro satelitní komunikaci jsou však přidělena frekvenční pásma, která jiné rádiové systémy nepoužívají a navíc se v satelitních systémech používají úzkopaprskové antény, aby se zcela zbavily rušení. Většina nevýhod satelitních komunikačních systémů je tedy eliminována kompetentním návrhem sítě, volbou technologie a umístěním antény.

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

6. Globální satelitní komunikační systém Globalstar

Systém Globalstar je konsorciem Globalstar L. P mezinárodních telekomunikačních společností Loral Space & Telecommunications, Qualcomm, Elsag Baily, Space Systems / Loral, Daimler-Benz Aerospace, Alenia, Alcatel, Hyundai, Dacom a telekomunikačních operátorů - France Telecom, Vodafone Jít nahoru. Konsorcium bylo založeno v roce 1991. Systém Globalstar byl vytvořen jako systém navržený tak, aby spolupracoval se stávajícími celulárními sítěmi, doplňoval a rozšiřoval jejich schopnosti poskytováním komunikace mimo oblasti pokrytí. Kromě toho systém poskytuje možnost jej použít jako alternativu pro pevnou komunikaci v odlehlých oblastech, kde je použití mobilní komunikace nebo veřejné sítě z nějakého důvodu nemožné.
V Rusku je provozovatelem satelitního komunikačního systému Globalstar uzavřená akciová společnost GlobalTel. Jako výhradní poskytovatel globálních mobilních satelitních komunikačních služeb pro systém Globalstar poskytuje CJSC GlobalTel komunikační služby po celé Ruské federaci. Díky vytvoření CJSC GlobalTel mají obyvatelé Ruska ještě jednu příležitost komunikovat přes satelit odkudkoli v Rusku s téměř kdekoli na světě.

Systém Globalstar poskytuje svým předplatitelům satelitní komunikaci vysoké kvality pomocí 48 pracovních a 8 náhradních satelitů LEO umístěných ve výšce 1410 km. (876 mil) od povrchu Země. Systém poskytuje globální pokrytí téměř celého povrchu zeměkoule mezi 700 severní a jižní šířkou s rozšířením až 740. Satelity jsou schopny přijímat signály až z 80 % povrchu Země, tedy téměř odkudkoli na světě s výjimkou polárních oblastí a některých zón centrální části oceánů ... Satelity systému jsou jednoduché a spolehlivé.

6.1. Pozemní segment Globalstar

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

6.2. Pozemní segment Globalstar v Rusku

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

Ruské vstupní stanice Globalstar jsou připojeny k síti PSTN prostřednictvím automatických spojovacích uzlů, mají spojovací linky s mezinárodními spojovacími centry a jsou také propojeny digitálními cestami „každý s každým“. Každá brána je integrována se stávajícími pevnými a mobilními sítěmi v Rusku. Vstupní stanice mají status meziměstské stanice národní sítě Ruské federace. Ruský segment satelitního systému Globalstar je přitom považován za novou komunikační síť na území Ruské federace.

6.3. Technologie systému Globalstar

Satelity fungují podle architektury ohnutých trubek – příjem signálu účastníka, několik satelitů jej pomocí technologie CDMA současně vysílá do nejbližší pozemní brány. Pozemní brána vybere nejsilnější signál, autorizuje jej a směruje k volanému účastníkovi.

6.4. Oblasti použití systému Globalstar

Systém Globalstar je navržen tak, aby poskytoval vysoce kvalitní satelitní služby pro širokou škálu uživatelů, včetně: hlasové komunikace, služby krátkých zpráv, roamingu, určování polohy, faxové komunikace, datových přenosů, mobilního internetu.

Podnikatelé a soukromé osoby pracující v oblastech, které nejsou pokryty celulárními sítěmi, nebo specifika jejich práce zahrnují časté služební cesty do míst, kde není připojení nebo kde je špatná kvalita připojení, se mohou stát předplatiteli pomocí přenosných a mobilních zařízení.

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

7. Návrh satelitní komunikační sítě.

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

Tabulka 1.1.- Výchozí údaje pro výpočet kapitálových nákladů

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

K s - kapitálové investice na pořízení satelitu;

K m - náklady na instalaci zařízení;

K tr - náklady na dopravu;