Satelliitsidevõrk. Satelliidiühendus

G. Karvovski. Satelliidiühendus. Satelliitsidesüsteemi ehitamise ja toimimise põhiküsimused. 1. osa.

G. Karvovski

Suhtlemise maailm. Ühendage! nr 1, 2002

4. oktoobril 1957 esimese Nõukogude tehissatelliidi raadiomajaka poolt edastatud signaal, mille võtsid vastu maailma raadiojaamad, ei tähistanud mitte ainult kosmoseajastu algust, vaid ka suunda, milles satelliidi arendamine toimus. side läks. Hiljem loodi satelliitsüsteemid side (CCC), mis tagas Kesktelevisiooni ja Raadioringhäälingu saadete edastamise ja vastuvõtmise praktiliselt kogu meie riigi territooriumil. Tänapäeval on satelliitside Venemaa omavahel ühendatud sidevõrgu oluline komponent.

Satelliitsidesüsteemid

SCS ise koosneb kahest põhikomponendist (segmendist): ruum ja maapind (joonis 1).

Riis. üks. Satelliitsidesüsteem

Ruumikomponent (segment) CCS sisaldab teatud orbiitidele suunatud ISS-i, maapealne segment hõlmab sidesüsteemi juhtimiskeskust (CUSS), piirkondades asuvaid maajaamu (ES) ja mitmesuguste modifikatsioonidega abonendi terminale (AT).

CCC kasutuselevõtt ja hooldamine töökorras raske ülesanne, mida ei lahenda mitte ainult sidesüsteemi enda vahendid, vaid ka raketi- ja kosmosekompleks. Sellesse kompleksi kuuluvad kosmodroomid koos kanderakettide stardikohtadega, samuti raadiotehnilised käsu-mõõtmiskompleksid (KIMS), mis jälgivad ISS-i liikumist, kontrollivad ja korrigeerivad nende orbiitide parameetreid.

CCS-i saab klassifitseerida selliste tunnuste järgi nagu: süsteemi olek, ISS-i orbiitide tüüp ja süsteem, mis kuulub konkreetsesse raadioteenusesse.

Süsteemi olek sõltub selle eesmärgist, teenindatavast piirkonnast, maajaamade asukohast ja omandist. Olenevalt staatusest võib CCC jagada rahvusvaheline(ülemaailmne ja piirkondlik), rahvuslik ja osakondlik.

Kasutatavate orbiitide tüübi järgi, süsteemid, kus ISS on sisse lülitatud geostatsionaarne orbiit (GEO) ja edasi mittegeostatsionaarne orbiit: elliptiline(HEO), madala orbiidiga(LEO) ja keskmise kõrgusega(MEO). Raadioeeskirjade kohaselt võivad CCC-d kuuluda ühte kolmest põhiteenusest - fikseeritud satelliitteenus (FSS), liigutatavad satelliitteenus (MSS) ja ringhääling satelliitteenus (RCC).

Kosmose segment

Orbiidid

ISS-i orbiidi parameetrite valik sõltub eesmärgist, nõutavast side teeninduspiirkonnast ja mõnest muust tegurist. (Tabel 1,).

Kõige kasulikum ISS-i paigutamisel geostatsionaarsed orbiidid(joon. 2).

Riis. 2. ISS orbiidid

Nende peamine eelis on pidev ööpäevaringne suhtlus globaalses teeninduspiirkonnas. Sellel orbiidil olevad geostatsionaarsed satelliidid, mis liiguvad Maa pöörlemissuunas sama kiirusega, jäävad ekvaatoril asuva "satelliidi" punkti suhtes paigale. Mitmesuunalise antenniga võetakse ISS-ilt edastatud signaale vastu Maa pinnal mis tahes punktides, mis jäävad raadio nähtavuse nurga alla. Kolm ühtlaselt orbiidile paigutatud ISS-i pakuvad pidevat sidet praktiliselt kogu Maa territooriumil, välja arvatud polaarvööndid (üle 76,50 ° N ja S) 12–15 aasta jooksul (kaasaegsete geostatsionaarsete kosmoselaevade orbitaalressurss).

Raadiosignaali 36 tuhande km kaugusel asuva ISS-i kaudu edastamise puuduseks on signaali viivitus. Raadio- ja teleringhäälingusüsteemide puhul ei mõjuta 250 ms viivitus (mõlemal suunal) signaalide kvaliteeti. Raadiotelefoni sidesüsteemid on viite suhtes tundlikumad ning üle 600 ms koguhilinega (võttes arvesse maapealsete võrkude töötlemis- ja lülitusaega) ei ole kõrge sidekvaliteet tagatud. Veelgi enam, nn "topelt" hüpe, kui sidekanal näeb ette kaks satelliidiosa, on nendes süsteemides vastuvõetamatu.

Geostatsionaarsele orbiidile paigutatavate ISS-ide arvu piirab külgnevate satelliitide orbiidi lubatud nurkeraldus. Minimaalne nurkeraldus määratakse parda- ja maaantennide ruumilise selektiivsuse ning orbiidil hoidva kosmoseaparaadi täpsusega. Rahvusvaheliste standardite järgi peaks see olema 1-3 °. Järelikult ei saa geostatsionaarsele orbiidile paigutada rohkem kui 360 ISS-i.

Mitmete geofüüsikaliste tegurite mõjul ISS "triivib" – selle orbiit on moonutatud, mistõttu on vaja seda korrigeerida.

Elliptilised orbiidid, millel kuvatakse ISS, on valitud nii, et päeva kestus on satelliidi orbitaalperioodi kordne (joonis 2). ISS-i jaoks kasutatakse teatud tüüpi sünkroonseid elliptilisi orbiite. (Tabel 2).

Kuna satelliidi kiirus elliptilise orbiidi apogees on palju väiksem kui perigeel, pikeneb ISS-i nähtavuse tsoonis viibimise aeg võrreldes ringorbiidiga. Näiteks ISS "Molniya", mis saadeti orbiidile parameetritega: apogee 40 tuhat km, perigee 460 km, kalle 63,5 °, pakub sideseansse, mis kestavad 8-10 tundi. Kolmest satelliidist koosnev orbitaalne tähtkuju (OG) hoiab globaalset - kellasuhtlus ...

ISS-i pideva ööpäevaringse side tagamiseks Borealise orbiitidel on vaja vähemalt 8 kosmoselaeva (asuvad kahel orbitaaltasandil, igal tasapinnal neli satelliiti).

Elliptiliste orbiitide valikul võetakse arvesse Maa gravitatsioonivälja ebahomogeensuse mõju, mis toob kaasa satelliidi alampunkti laiuskraadi muutumise apogees, samuti lõksus olevate laetud osakeste stabiilsete vööde ohtlikke mõjusid. Maa magnetvälja poolt (Van Alleni kiirgusvööd), mida läbib orbiidil liikudes ISS.

Keskmise kõrgusega orbiidi (MEO) ISS katab väiksema ala kui geostatsionaarne ISS (joonis 3). ISS-i viibimise kestus maajaamade raadio nähtavuse tsoonis on 1,5-2 tundi, mistõttu on maailma kõige asustatud piirkondade ja laevatatavate veealade side tagamiseks vaja luua 8-12 satelliidist koosnev OG. . Neile orbiidi valimisel tuleb arvestada ekvatoriaaltasandil paiknevate Van Alleni kiirgusvööde mõjuga. Esimene stabiilne kõrge kiirgusega vöö algab 1,5 tuhande km kõrguselt ja ulatub mitme tuhande kilomeetrini, selle "ulatus" on mõlemal pool ekvaatorit ligikaudu 300 km. Teine võrdselt kõrge intensiivsusega vöö (10 tuhat imp./s) asub kõrgustel 13 kuni 19 tuhat km, kattes umbes 500 km mõlemal pool ekvaatorit. Seetõttu peavad ISS-i marsruudid läbima esimese ja teise Van Alleni vöö vahel, st 5–15 tuhande km kõrgusel.

Riis. 3. ISS Maa levialad erinevatel orbiitidel

Signaali koguviivitus keskmise kõrgusega satelliitide kaudu suhtlemisel ei ületa 130 ms, mis võimaldab neid kasutada kvaliteetse raadiotelefonside jaoks. Süsteemid ICO, Spaceway NGSO, Rostelesat, milles OG luuakse ligikaudu samal kõrgusel (10352–10355 km) ja sarnaste orbiidiparameetritega, võivad olla CCC näited keskmise kõrgusega orbiitidel.

Madalad ringorbiidid olenevalt orbiidi tasandi kaldest ekvaatoritasapinna suhtes jagatakse need madalateks ekvaatorilisteks (kalle 0 °, kõrgus 2000 km), polaarseteks (90 °, 700–1500 km) ja kaldega (700–1500 km) orbiitideks ( joonis 4). Low-Earth Orbit (LEO) sidesüsteemid jagunevad andmeedastussüsteemideks (väike LEO), raadiotelefonisüsteemideks (suur LEO) ja lairiba sidesüsteemideks (mega LEO, mõnikord ka nimetus Super LEO).

Nendel orbiitidel olevaid ISS-e kasutatakse kõige sagedamini mobiilse ja isikliku suhtluse korraldamiseks. Satelliidi tiirlemisperiood nendel orbiitidel on 90 minutist 2 tunnini, ISS-i raadionähtavuse tsoonis viibimise aeg ei ületa 10-15 minutit, ISS-i sidepiirkond neil orbiitidel on väike, mistõttu on vaja tagada. pidev side, on vajalik, et OG sisaldaks vähemalt 48 ISS-i ...

Kunstlikud sidesatelliidid

ISS on kosmoselaev, millele on paigaldatud releeseadmed: transiiverid ja erinevatel sagedustel töötavad antennid. Nad võtavad vastu maapealsest saatejaamast (ES) signaale, võimendavad neid, teostavad sageduste teisendamist ja edastavad signaale samaaegselt kõikidele satelliidi raadionähtavusvööndis asuvatele ES-tele. Satelliidil on ka seadmed selle asukoha, telemeetria ja toiteallika juhtimiseks. Antenni stabiilsust ja orientatsiooni toetab stabiliseerimissüsteem. Satelliittelemeetriaseadmeid kasutatakse ISS-i asukoha kohta teabe edastamiseks Maale ja käskude vastuvõtmiseks asukoha korrigeerimiseks.

Vastuvõetud teabe taasedastamine võib toimuda ilma salvestamiseta ja salvestamisega, näiteks seni, kuni ISS siseneb AP nähtavustsooni.

Sagedused

Satelliitside korraldamise sagedusvahemikud määratakse raadioeeskirjadega, võttes arvesse Maa atmosfääri "raadio läbipaistvuse aknaid", loomulikke raadiohäireid ja mitmeid muid tegureid (tabel 3). Raadiosideteenuste vaheline sageduste jaotus on rangelt reguleeritud ja riigi kontrolli all. Jaotatud sagedusalade kasutamiseks on kehtestatud rahvusvaheliselt kokkulepitud reeglid, mis on vajalikud nendel või naabersagedusaladel töötavate raadioseadmete elektroonilise ühilduvuse tagamiseks. ISS-i transiiverile eraldatakse paar sagedust: ülemine signaali edastamiseks ES-ist satelliidile (ülesvoolu), alumine - satelliidilt ES-le (allavoolu).

Tabel 3. Sagedusvahemikud satelliitside korraldamiseks

Satelliidi sidekanal, mis töötab eraldatud vastuvõtu- ja edastussagedustel, hõivab teatud sagedusriba (ribalaiuse), mille laius määrab kanali kaudu edastatava teabe hulga ajaühikus. Tüüpiline satelliidi transiiver, mis töötab sagedustel 4 GHz kuni 6 GHz, katab ribalaiuse 36 MHz. Kas seda on palju või vähe? Näiteks digitaalse MPEG-2 standardi telesignaali edastamiseks on vaja kanalit ribalaiusega 6 MHz, telefonikanali jaoks - 0,010 MHz. Seetõttu on sellise transiiveri abil võimalik korraldada 6 televisiooni või 3600 telefonikanalit. Tavaliselt paigaldatakse ISS-ile 12 või 24 transiiverit (mõnel juhul rohkemgi), mille tulemuseks on vastavalt 432 MHz või 864 MHz.

Maapealne segment

Satelliitside juhtimiskeskus (TsUSS) jälgib ISS-i pardasüsteemide seisukorda, kavandab töid orbitaalkonstellatsiooni kasutuselevõtul ja täiendamisel, arvutab raadionähtavuse tsoone ja koordineerib SSS-i tööd.

Maajaamad

Maajaamad SSS (ZS) edastavad ja võtavad vastu raadiosignaale sektsioonis "Maa - ISS", multipleksivad, moduleerivad, signaali töötlevad ja sagedusmuundavad, korraldavad juurdepääsu ISS-i kanalitele ja abonenditerminalide maapealsetele võrkudele.

Sideaeg ES-i ja ISS-i vahel on piiratud aja jooksul, mil ISS on oma raadionähtavuse tsoonis (joonis 5). Selle tsooni määrab AB-kaare pikkus, mis sõltub satelliidi orbiidi kõrgusest ja ISS-i jälgiva ES-antenni minimaalsest kõrgusnurgast, kui see on raadio nähtavuse tsoonis.

Riis. 5. Raadio nähtavuse ala

CCC-s kasutatakse multifunktsionaalset trans-vastuvõtmist, edastamist, vastuvõtmist ja juhtimist ES. Need jaamad on varustatud raadiosaateseadmete, vastuvõtu- ja saateantennide ning jälgimissüsteemiga, mis võimaldab sidet ISS-iga.

Multifunktsionaalsetel püsijaamadel on väga suur läbilaskevõime. Need asuvad spetsiaalselt valitud kohtades, tavaliselt väljaspool linna piire, et vältida vastastikuseid raadiohäireid maapealsete sidesüsteemidega. Need ES-d on varustatud suure võimsusega raadiosaatjatega (mitu kuni kümme või enam kW), kõrge tundlikkusega raadiovastuvõtjate ja saate-vastuvõtuantennidega, mille kiirgusmuster on väga kitsa põhisagara ja väga madala külgsagara tasemega. Seda tüüpi ES on ette nähtud arenenud sidevõrkude teenindamiseks; et need suudaksid pakkuda tavalist juurdepääsu ES-le, on vaja fiiberoptilisi sideliine.

Keskmise läbilaskevõimega ES võib olla väga mitmekesine ja nende spetsialiseerumine sõltub edastatavate sõnumite tüübist. Seda tüüpi ES-sid teenindab ettevõtte CCS, mis kõige sagedamini toetab video-, kõne- ja andmeedastust, videokonverentse, e-posti.

Mõned ettevõtete CCC-sid teenindavad AP-d sisaldavad mitu tuhat mikroterminali (VSAT-id – Very Small Aperture Terminal). Kõik terminalid on ühendatud ühe peamise ES-iga (MES - Master Earth Station), moodustades võrgu, millel on tähttopoloogia ja mis toetab andmete vastuvõtmist / edastamist, samuti heli- ja videoinfo vastuvõtmist.

Samuti on olemas STS-põhised CCS-id, mis võivad vastu võtta üht või mitut tüüpi sõnumeid (andme-, heli- ja/või videoteave). Ka selliste võrkude topoloogia on tähekujuline.

Võrgu kõige olulisem element - seire- ja diagnostikasüsteem - täidab järgmisi funktsioone:

satelliitsidekanalite raadioseire;

satelliitsidekanalite testimine AP-de remondi- ja taastamistöödel ning hooldustöödel, AP-de kasutuselevõtul ja kasutuselevõtul;

CVS-i funktsionaalse seisundi analüüs, mille põhjal töötatakse välja soovitused ES-i töörežiimide kohta.

Raadioseire võimaldab kontrollida ISS-i sagedusressursi õiget kasutamist, jälgida häireid ja tuvastada satelliitsidekanalitele volitamata juurdepääsu katseid. Lisaks jälgitakse ES kiirguse parameetreid ning fikseeritakse satelliitsidekanalite kvaliteedi halvenemine seoses ilmastiku- ja kliimatingimustega.

CCC ajaloost

1957. aasta oktoobris Maa-lähedasele orbiidile saadetud esimene tehissatelliit (AES) kaalus 83,6 kg ja selle pardal oli raadiosaatja, mis edastas signaale, mida kasutati lennu juhtimiseks. Selle esimese stardi tulemused ja esimesed katsed kosmosest raadiosignaalide edastamisel on selgelt näidanud võimalust korraldada sidesüsteem, milles satelliit toimiks aktiivse või passiivse raadiosignaali kordajana. Selleks on aga vaja luua satelliidid, millele on võimalik paigaldada piisavalt suure massiga seadmeid, ning omada võimsaid raketisüsteeme, mis suudaksid need satelliidid maalähedasele orbiidile viia.

Sellised kanderaketid loodi ja lühikese ajaga töötati välja suured massisatelliidid, mis on võimelised kandma keerulisi teadus-, uurimis-, eriseadmeid ja sideseadmeid. Pandi alus satelliidisüsteemide loomisele erinevatel eesmärkidel: meteoroloogiline, navigatsioon, luure, side. Nende süsteemide tähtsust on vaevalt võimalik üle hinnata. Nende hulgas on juhtival kohal satelliitsidesüsteem.

Kohe pärast esimese satelliidi starti hakati katsetama satelliitide kasutamist riigi sidesüsteemis ja hakati looma satelliitsidesüsteemi. Ehitati 12 m peegli läbimõõduga paraboolantennidega varustatud Maa transiiverjaamad 23. aprillil 1965. aastal saadeti kõrgele elliptilisele orbiidile tehissidesatelliit (ISS) "Molnija".

Põhjapoolkera kohal asuv kõrge elliptiline orbiit, mille apogee on 40 tuhat km, ja 12-tunnine tiirlemisperiood võimaldas ISS-il tagada raadiosignaali edastamine peaaegu kogu riigi territooriumile kaks korda päevas. 9 tundi. Esimene praktiliselt oluline tulemus saadi 1965. aastal, kui ISS-i kaudu viidi läbi televisiooniprogrammide vahetus Moskva ja Vladivostoki vahel. 1967. aasta oktoobris võeti kasutusele maailma esimene satelliitsidesüsteem "Orbit".

1975. aastal saadeti Raduga ISS ringekvatoriaalsele ehk geostatsionaarsele orbiidile, mille kõrgus oli 35786 km ja mille pöördeperiood ümber Maa oli võrdne 24 tunniga. Satelliidi pöörlemissuund langes kokku meie planeedi pöörlemissuunaga, ta jäi taevas liikumatuks ja oli justkui Maa pinna kohal "rippunud". See võimaldas pidevat sidet sellise satelliidi kaudu ja hõlbustas selle jälgimist. Seejärel viidi ISS "Horizon" geostatsionaarsele orbiidile.

Seda on näidanud Orbita SCS-i kasutuskogemus edasine areng süsteemid, mis on seotud seda tüüpi maajaamade ehitamisega mitme tuhande elanikuga linnade teenindamiseks, ei ole majanduslikult põhjendatud. 1976. aastal loodi säästlikum satelliitsidesüsteem "Ekran", mille ISS viidi geostatsionaarsele orbiidile. Selle süsteemi lihtsamad ja kompaktsemad maapealsed transiiverjaamad paigaldati väikestesse asulatesse, küladesse, Siberis, Kaug-Põhja piirkondades, osaliselt Kaug-Idas asuvatesse meteoroloogiajaamadesse ja tõid nende elanikeni Kesktelevisiooni saated.

1980. aastal alustas tööd Moskva SCS, mille maajaamad töötasid Gorizonti ISSi kaudu. Selle SSS-i maapealsed saatejaamad sarnanesid SSS-i jaamadega "Orbit" ja "Ekran", kuid sellel olid väikesed maapealsed vastuvõtujaamad, mis võimaldasid neid paigutada sidekeskustesse, väikese võimsusega repiiteritesse ja trükikodadesse. Maapealse vastuvõtujaama poolt vastu võetud raadiosignaal edastati väikese võimsusega televisiooni repiiterisse, mille abil edastati telesaade tellijateni. CCC "Moskva" võimaldas edastada Kesktelevisiooni saateid ja kesksete ajalehtede lehti riigi kõige kaugematesse nurkadesse ja praktiliselt kõigi Euroopa, Põhja-Ameerika ja Aasia piiririikide nõukogude institutsioonidesse.

Satelliitside – täna

Praegu kasutatakse föderaalses tsiviilsatelliitsidesüsteemis orbitaalset tähtkuju, mis hõlmab 12 osariigi kosmoselaeva (SC), mis kuuluvad riigiettevõtte Kosmicheskaya Svyaz jurisdiktsiooni alla. Orbitaalkonstellatsiooni kuuluvad kaks 1994. ja 1996. aastal orbiidile saadetud Expressi seeria kosmoselaeva, seitse 1970. aastatel välja töötatud Gorizonti seeria kosmoselaeva, üks Ekran-M seeriast ja kaks uut kaasaegset Express-A seeria satelliiti. Lisaks nendele ISS-idele on orbiidil Yamal-100 tüüpi ISS (operaator - OAO Gazkom), Bonum-1 ja mõned teised. Käimas on uue põlvkonna kosmoselaevade (Express-AM, Yamal-200) tootmine. Venemaal tegutseb umbes 65 satelliitsideettevõtet, mis moodustab umbes 7% sideoperaatorite koguarvust. Need ettevõtted pakuvad oma klientidele laia valikut telekommunikatsiooniteenuseid alates rentimisest digitaalsed kanalid ja teed telefoniteenuste, televisiooni- ja raadioringhäälingu ning multimeedia pakkumiseni.

Tänapäeval on CCS-st saanud Venemaa omavahel ühendatud sidevõrgu (BCC) oluline komponent. "Eriabimeetmete programm riiklikuks toetuseks Venemaa satelliitside- ja ringhäälingusüsteemide säilitamiseks, täiendamiseks ja arendamiseks riiklikel eesmärkidel" (Vene Föderatsiooni valitsuse 1. veebruari 2000. a dekreet nr 87) ja "Föderaalne kosmos" Venemaa programm aastateks 2001-2005 on välja töötatud ja seda rakendatakse. "(Vene Föderatsiooni valitsuse 30. märtsi 2000. aasta resolutsioon nr 288).

Juhised CCC arendamiseks

Tsiviilotstarbelise satelliitside arendamisega tegeletakse valitsuse, osakondadevahelise (GKRCH) ja osakondade (Vene Föderatsiooni side- ja informatiseerimisministeerium, Rosaviakosmos jt) tasandil. Venemaa satelliitsidesüsteemid kuuluvad riigi jurisdiktsiooni alla ja neid haldavad riigisisesed (GP KS) või eraettevõtjad.

Vastavalt Venemaal VSS-i arendamise vastuvõetud kontseptsioonile peaks tulevane VSS sisaldama kolme alamsüsteemi:

fikseeritud satelliitside Venemaa omavahel ühendatud sidevõrgu, samuti katvate ja ettevõtete võrgu teenindamiseks;

satelliittelevisiooni- ja raadioringhääling, sealhulgas otselevi, mis on uus etapp kaasaegse elektroonilise meedia arengus;

mobiilne isiklik satelliitside mobiil- ja kaugabonentide huvides Venemaal ja välismaal.

Fikseeritud satelliitside

Püsisatelliitteenus on raadiosideteenus teatud asukohas (teatud piirkondades paiknevas fikseeritud punktis) asuvate maajaamade vahel.

Fikseeritud side kasutamise põhisuunad:

magistraal-, tsoonisiseste ja kohalike sideliinide korraldamine Venemaa relvajõudude osana;<

ressursi pakkumine andmeedastusvõrkude loomiseks;

ettevõtete side- ja andmeedastusvõrkude arendamine kaasaegsete VSAT-tehnoloogiate, sealhulgas Interneti-juurdepääsu abil;

rahvusvahelise suhtlusvõrgu arendamine;

föderaal-, piirkondlike, kohalike ja kommertstelevisiooni- ja raadioprogrammide levitamine kogu riigis;

kesksete ajalehtede ja ajakirjade edastusvõrkude arendamine;

Venemaa VSS-i põhivõrgu koondamine.

Satelliidi püsiside süsteem hakkab lähiaastatel põhinema töötavatel satelliitidel "Gorizont", uutel satelliitidel "Express-A", "Yamal-100" ja rahvusvahelise organisatsiooni "Intersputnik" satelliidil LMI-1. Hiljem võetakse kasutusele uued satelliidid "Express K" ja "Yamal 200/300".

Satelliitsidevõrgud mängivad Venemaa kirdepiirkondade sidesüsteemide moderniseerimisel suurt rolli.

OJSC Giprosvyaz poolt OJSC Rostelecomi ja riigiettevõtte "Space Communications" tellimusel välja töötatud "Vene relvajõudude esmase võrgu satelliidikomponendi üldskeem" määratleb Venemaa relvajõudude satelliidisüsteemide kasutamise korra. .

Ettevõtete võrkude arendamine toimub peamiselt Venemaa satelliitide baasil vastavalt Venemaa Föderatsiooni valitsuse 09.02.98 dekreediga nr 1016 määratud prioriteetidele.

Moderniseeritud digitaaltelevisiooni ringhäälingusüsteem "Moscow" / "Moscow Global" peaks saama satelliitside püsiteenuse abil telesaadete edastamise aluseks. See võimaldab edastada ühiskondlikult olulisi riiklikke ja ülevenemaalisi telesaateid (RTR, "Kultura", ORT) kõikidesse tsoonilevi tsoonidesse, senise kümne satelliidi asemel kolm.

Saateteenus

Ringhäälinguteenus põhineb otsestel televisiooniringhäälingu satelliitidel, nagu ISS "Bonum-1", mis käivitatakse 36 ° E. ja pakub enam kui kahe tosina teleprogrammi edastamist Venemaa Euroopa osas.

Kavas on satelliittelevisiooni ringhäälingusüsteemi edasine laiendamine (võimalusega edastada kuni 40-50 kommertstelevisiooni programmi), et luua televisiooni levivõrk Venemaa hõredalt asustatud idapoolsetes piirkondades, samuti rahuldada regionaaltelevisiooni vajadusi. programmid. See CCC hakkab pakkuma selliseid uusi teenuseid nagu digitaalne kõrglahutusega televisioon, Interneti-juurdepääs jne. Tulevikus võib see täielikult asendada olemasoleva satelliittelevisiooni jaotussüsteemi, mis põhineb püsisatelliitteenuse kasutamisel.

Mobiilne satelliitside

Venemaa mobiilside satelliitsidesüsteem on kasutusele võetud satelliitide Horizont baasil ning seda kasutatakse valitsusside korraldamiseks ja riigiettevõtte Morsvyaz-Sputnik huvides. Kasutada saab ka süsteeme "Inmarsat" ja "Eutelsat" (alamsüsteemid "Evteltraks").

Vastavalt Vene Föderatsiooni valitsuse 2. septembri 1998. aasta määrusele nr 1016 tuleks paljutõotavate satelliitide projektide elluviimisel võtta meetmeid mobiilse satelliitsidevõrgu säilitamiseks süsteemi hooldamiseks vajalikus mahus. valitsuse ja presidendi side.

Personaalne mobiilsidesüsteem

Meie riigis töötatakse välja mitmeid mobiilse personaalse satelliitside projekte (Rostelesat, Signal, Molniya Zond).

Venemaa ettevõtted on seotud mitmete rahvusvaheliste personaalsete satelliitsideprojektidega (Iridium, Globalstar, ICO jne). Praegu töötatakse välja konkreetsed tingimused mobiilsidesüsteemide kasutamiseks Vene Föderatsiooni territooriumil ja nende ühendamiseks Venemaa õhujõududega. SSS-i komplekside väljatöötamisega ja loomisega tegelevad: riiklik operaator SE "Space Communications", Krasnojarski MTÜ / PM. Reshetnev ja Alcatel (kolme uue põlvkonna "Express A" satelliidi loomine), NIIR, TsNIIS, Giprosvyaz LLC, GSP RTV, Rostelecom OJSC jne.

Järeldus

Satelliitside- ja andmeedastussüsteemid on võimelised tagama süsteemi kasutuselevõtu ja ümberkonfigureerimise vajaliku kiiruse, side töökindluse ja kvaliteedi, tariifide sõltumatuse kaugusest. Peaaegu igat tüüpi teavet edastatakse kõrge kättesaadavuse teguriga satelliitkanalite kaudu.

Tänapäeval on satelliitsidesüsteemidest saanud maailma telekommunikatsiooni selgroo lahutamatu osa, mis ühendab riike ja kontinente. Neid kasutatakse edukalt paljudes maailma riikides ja nad on võtnud oma õige koha Venemaa omavahel ühendatud sidevõrgus.

Kirjandus

Timofejev V. V. Satelliitside arendamise kontseptsioonist Venemaal. - "Sidebülletään", 1999, nr 12.

Vassili Pavlov (Vene Föderatsiooni Sideministeeriumi raadio-, televisiooni- ja satelliitside osakonna juhataja). Venemaa CCS-i ja selle rollist osakondade ja ettevõtete operaatorite vajaduste rahuldamisel peetud kõnest. - "Võrgud", 2000, nr 6.

Durev V.G., Zenevitš F.O., Kruk B.I. jt Telekommunikatsioon. Sissejuhatus erialasse. - M., 1988.

Vene Föderatsiooni raadioside eeskirjad. Ametlik väljaanne. Kinnitatud ja jõustatud alates 01.01.1999 Riikliku Raadiosageduskomitee otsusega 09.28.1998. 1999. aastal.

Leonid Nevdjajev. Satelliidisüsteemid 1. osa. Orbiidid ja parameetrid. - "Võrgud", 1999, nr 1-2.

Kosmosetehnoloogia inseneri käsiraamat. - M., 1977.

MOU Parabeli Gümnaasium

abstraktne

Satelliitsidesüsteemid

Lõpetatud

Goroškina Ksenia

11. klassi õpilane

Kontrollitud

Borisov Aleksander Vladimirovitš

Parabel

2010 aasta

Sissejuhatus 3

1. Satelliidi sidekanalite korraldamise põhimõtted 4

2. Sidesatelliitide orbiidid 5

3. Satelliitsideteenuste korralduse tüüpiline skeem 6

4. Satelliitside kasutusvaldkonnad 6

4.1. VSAT satelliitside põhimõtted 7

4.2. Mobiilside satelliitside korraldamise põhimõtted 7

5. Satelliitsides kasutatavad tehnoloogiad 8

6. Satelliitsidesüsteemide loomise ajalugu 11

6.1. Esimesed satelliitside- ja ringhäälinguliinid satelliitide "Molniya-1" kaudu 12

6.2. Maailma esimene satelliitsüsteem "Orbita" telesaadete levitamiseks 13

6.3. Maailma esimene otseülekandesüsteem Ekran 14

6.4. Telesaadete levisüsteemid "Moskva" ja "Moscow-Global 15

6.5. Satelliittelevisiooni edastussüsteem 12 GHz vahemikus 16

6.6. Intersputniku süsteemi loomine 16

6.7. Valitsusside satelliitside loomine 17

6.8. Kokkuvõtteks... 17

Kasutatud kirjanduse loetelu 20

Sissejuhatus

Satelliitsidesüsteemid (SSS) on tuntud juba pikka aega ja neid kasutatakse erinevate signaalide edastamiseks pikkade vahemaade taha. Alates selle loomisest on satelliitside kiiresti arenenud ning kogemuste kogunemise, seadmete täiustamise, signaaliedastusmeetodite arenguga on toimunud üleminek üksikutelt satelliitsideliinidelt kohalikele ja globaalsetele süsteemidele.

Selliseid CCS-i arengumäärasid seletatakse mitmete eelistega, mis neil on. Nende hulka kuuluvad eelkõige suur ribalaius, piiramatud kattuvad ruumid, sidekanalite kõrge kvaliteet ja töökindlus. Need eelised, mis määravad satelliitside laialdased võimalused, muudavad selle ainulaadseks ja tõhusaks sidevahendiks. Satelliitside on praegu peamine rahvusvahelise ja riikliku side vorm pikkadel ja keskmistel vahemaadel. Maa tehissatelliitide kasutamine sidepidamiseks laieneb, kui arenevad olemasolevad sidevõrgud. Paljud riigid loovad oma riiklikke satelliitsidevõrke.

Meie riigis on loomisel ühtne automatiseeritud sidesüsteem. Selleks arendavad, täiustavad ja leiavad uusi rakendusvaldkondi erinevad tehnilised sidevahendid.

Oma essees käsitlen satelliidisüsteemide korralduse põhimõtteid, ulatust ja CCSi loomise ajalugu. Tänapäeval pööratakse palju tähelepanu satelliitringhäälingule, seega peame teadma, kuidas süsteem töötab.

1. Satelliidi sidekanalite korraldamise põhimõtted

Satelliitside on üks raadioside liike, mis põhineb maa tehissatelliitide kasutamisel repiiteritena.

Maajaamade vahel toimub satelliitside, mis võivad olla nii fikseeritud kui ka mobiilsed. Satelliitside on traditsioonilise raadioreleega side edasiarendus, mille kaudu repiiter asetatakse väga kõrgele (sadadest kuni kümnete tuhandete kilomeetriteni). Kuna selle nähtavuse tsoon on sel juhul peaaegu pool Maast, pole kordajate ahelat vaja. Satelliidi kaudu edastamiseks peab signaal olema moduleeritud. Moduleerimine toimub maajaamas. Moduleeritud signaal võimendatakse, kantakse soovitud sagedusele ja suunatakse saateantennile.

Uurimise algusaastatel kasutati passiivseid satelliidirepeatereid, mis kujutasid endast lihtsat raadiosignaali reflektorit (sageli metallist või metallkattega polümeerist kera), mille pardal ei olnud saate- ja vastuvõtuseadmeid. Sellised satelliidid pole laialt levinud. Kõik kaasaegsed sidesatelliidid on aktiivsed. Aktiivsed repiiterid on varustatud elektrooniliste seadmetega signaali vastuvõtmiseks, töötlemiseks, võimendamiseks ja taasedastamiseks. Satelliidi repiiterid võivad olla mitteregeneratiivsed ja taastavad.

Mitteregeneratiivne satelliit, olles saanud signaali ühest maajaamast, kannab selle üle teisele sagedusele, võimendab ja edastab teise maajaama. Satelliit saab nende toimingute tegemiseks kasutada mitut sõltumatut kanalit, millest igaüks töötab teatud osa spektrist (neid töötlemiskanaleid nimetatakse transpondriteks).

Taastav satelliit demoduleerib vastuvõetud signaali ja moduleerib selle uuesti. Selle tulemusena tehakse veaparandus kaks korda: satelliidil ja vastuvõtvas maajaamas. Selle meetodi puuduseks on keerukus (ja seega ka satelliidi palju kõrgem hind), samuti signaali edastamise suurenenud viivitus.

2. Sidesatelliitide orbiidid

Orbiidid, millel asuvad satelliittransponderid, jagunevad kolme klassi:

1 - ekvatoriaalne, 2 - kaldus, 3 - polaarne

Ekvatoriaalorbiidi oluline tüüp on geostatsionaarne orbiit, millel satelliit pöörleb Maa nurkkiirusega võrdse nurkkiirusega suunas, mis langeb kokku Maa pöörlemissuunaga. Geostatsionaarse orbiidi ilmselge eelis on see, et teeninduspiirkonnas olev vastuvõtja "näeb" satelliiti kogu aeg. Siiski on ainult üks geostatsionaarne orbiit ja kõiki satelliite on sellele võimatu saata. Selle teine puudus on suur kõrgus ja sellest tulenevalt ka satelliidi orbiidile saatmise kõrgem hind. Lisaks ei suuda geostatsionaarsel orbiidil olev satelliit teenindada ringpolaarpiirkonna maajaamu.

Kald orbiit võimaldab teil neid probleeme lahendada, kuid satelliidi liikumise tõttu maapealse vaatleja suhtes on ööpäevaringse side juurdepääsu tagamiseks vaja ühele orbiidile saata vähemalt kolm satelliiti.

Polaarorbiit- kaldus piirjuht.

Kaldorbiitide kasutamisel on maajaamad varustatud jälgimissüsteemidega, mis suunavad antenni satelliidile. Geostatsionaarsel orbiidil satelliitidega töötavad jaamad on tavaliselt varustatud ka selliste süsteemidega, et kompenseerida kõrvalekaldeid ideaalsest geostatsionaarsest orbiidist. Erandiks on väikesed antennid, mida kasutatakse satelliittelevisiooni vastuvõtmiseks: nende kiirgusmuster on piisavalt lai, mistõttu nad ei taju satelliidi vibratsiooni ideaalse punkti lähedal. Enamiku mobiilsete satelliitsidesüsteemide eripäraks on terminali antenni väiksus, mis raskendab signaali vastuvõtmist.

3. Satelliitsideteenuste korralduse tüüpiline skeem

satelliidi segmendi operaator loob omal kulul sidesatelliidi, esitades ühele satelliiditootjatest tellimuse satelliidi valmistamiseks, ning teostab selle käivitamist ja hooldust. Pärast satelliidi orbiidile viimist hakkab satelliidi segmendi operaator pakkuma teenuseid releesatelliidi sagedusressursi rentimiseks satelliitsideteenuste ettevõtetele.

satelliitsideteenuse operaator sõlmib satelliidi segmendi operaatoriga lepingu sidesatelliidi võimsuste kasutamiseks (rentimiseks), kasutades seda suure teeninduspiirkonnaga repiiterina. Satelliitsideteenuste operaator ehitab oma võrgu maapealse infrastruktuuri spetsiaalsele tehnoloogilisele platvormile, mille toodavad satelliitside maapealseid seadmeid tootvad ettevõtted.

4. Satelliitside kasutusvaldkonnad:

Satelliidi põhiside: Esialgu tingis satelliitside tekkimist vajadus suure hulga teabe edastamise järele. Aja jooksul on kõneedastuse osakaal kogu magistraalliikluses pidevalt vähenenud, andes teed andmeedastusele. Kiudoptiliste võrkude arenedes hakkasid viimased satelliitsidet magistraalturult välja tõrjuma.

VSAT süsteemid: VSAT (Very Small Aperture Terminal) süsteemid pakuvad klientidele (tavaliselt väikestele organisatsioonidele) satelliitsideteenuseid, mis ei vaja suurt ribalaiust. VSAT-terminali andmeedastuskiirus ei ületa tavaliselt 2048 kbps. Sõnad "väga väike ava" viitavad terminali antennide suurusele võrreldes vanemate magistraalantennide suurusega. C-ribas töötavad VSAT-id kasutavad tavaliselt antenne läbimõõduga 1,8-2,4 m, Ku-ribas - 0,75-1,8 m VSAT-süsteemid kasutavad tellitava kanali tehnoloogiat.

Mobiilside satelliitsidesüsteemid: Enamiku mobiilsidesüsteemide eripäraks on terminali antenni väiksus, mis muudab signaali vastuvõtmise keeruliseks.

4.1. Satelliitside VSAT korraldamise põhimõtted:

Satelliidi VSAT-võrgu põhielement on NCC. See on võrgu juhtimiskeskus, mis pakub juurdepääsu kliendi seadmetele Internetist, üldkasutatavast telefonivõrgust ja muudest VSAT-võrgu terminalidest ning teostab liikluse vahetamist kliendi ettevõtte võrgus. NCC-l on lairibaühendus magistraalvõrgu operaatorite pakutavate magistraalsidekanalitega ja see tagab teabe edastamise kaug-VSAT-terminalist välismaailma.

4.2. Mobiilside satelliitside korraldamise põhimõtted:

Selleks, et mobiilsatelliidi vastuvõtjani jõudev signaali tugevus oleks piisav, kasutatakse ühte kahest lahendusest:

Satelliidid asuvad geostatsionaarsel orbiidil. Kuna see orbiit asub Maast 35 786 km kaugusel, tuleb satelliidile paigaldada võimas saatja.
Paljud satelliidid asuvad kald- või polaarorbiitidel. Samal ajal pole saatja vajalik võimsus nii suur ja satelliidi orbiidile viimise hind on väiksem. Kuid see lähenemine nõuab mitte ainult suurt hulka satelliite, vaid ka ulatuslikku maapealsete lülitite võrku.

Kliendi seadmed (mobiilsed satelliiditerminalid, satelliittelefonid) suhtlevad välismaailmaga või omavahel läbi releesatelliidi ja mobiilsideteenuse operaatori liidesjaamade, mis tagavad ühenduse väliste maapealsete sidekanalitega (üldkasutatav telefonivõrk, Internet jne). .)

5. Satelliitsides kasutatavad tehnoloogiad

M sageduste mitmekordne kasutamine satelliitsides. Kuna raadiosagedused on piiratud ressurss, on vaja tagada, et samu sagedusi saaksid kasutada erinevad maajaamad. Seda saab teha kahel viisil.

ruumiline eraldamine – iga satelliidiantenn saab signaali ainult kindlast piirkonnast ja erinevad alad võivad kasutada samu sagedusi.

polarisatsiooni eraldamine - erinevad antennid võtavad vastu ja edastavad signaali vastastikku risti asetsevates polarisatsioonitasandites, samas kui samu sagedusi saab kasutada kaks korda (iga tasapinna jaoks).

H sagedusvahemikud.

Andmete edastamise sageduse valik maajaamast satelliidile ja satelliidilt maajaamale ei ole meelevaldne. Sagedus mõjutab näiteks raadiolainete neeldumist atmosfääris, aga ka saate- ja vastuvõtuantennide vajalikke mõõtmeid. Sagedused, mille juures toimub ülekanne maajaamast satelliidile, erinevad satelliidilt maajaamale edastamiseks kasutatavatest sagedustest (tavaliselt eelnev). Satelliitsides kasutatavad sagedused on jagatud tähtedega tähistatud vahemikeks:

Vahemiku nimi	Sagedused	Rakendus
		Mobiilne satelliitside
		Mobiilne satelliitside
	4 GHz, 6 GHz	Fikseeritud satelliitside
	Selles vahemikus ei ole satelliitside jaoks sagedusi määratletud. Radarirakenduste puhul on määratud vahemik 8–12 GHz.	Fikseeritud satelliitside (sõjalistel eesmärkidel)
	11 GHz, 12 GHz, 14 GHz
		Fikseeritud satelliitside, satelliitlevi
		Fikseeritud satelliitside, satelliitsidevaheline side

Ku-band võimaldab vastuvõttu suhteliselt väikeste antennidega ja seetõttu kasutatakse seda satelliittelevisioonis (DVB), hoolimata asjaolust, et selle sagedusala ilmastikutingimused mõjutavad edastuskvaliteeti märkimisväärselt. Suurte kasutajate (organisatsioonide) andmete edastamiseks kasutatakse sageli C-riba. See tagab parema vastuvõtu, kuid nõuab üsna suurt antenni.

M modulatsioon ja veaparandus kodeerimine

Satelliitsidesüsteemide eripäraks on vajadus töötada suhteliselt madala signaali-müra suhte tingimustes, mis on põhjustatud mitmest tegurist:

vastuvõtja märkimisväärne kaugus saatjast,
piiratud satelliidi võimsus

Satelliitside ei sobi analoogsignaalide edastamiseks. Seetõttu digiteeritakse see kõne edastamiseks impulsskoodi modulatsiooni abil.
Digitaalsete andmete edastamiseks satelliitsidekanali kaudu tuleb need esmalt teisendada teatud sagedusala hõivavaks raadiosignaaliks. Selleks kasutatakse modulatsiooni (digitaalset modulatsiooni nimetatakse ka võtmeks).

Madala signaalivõimsuse tõttu tekib vajadus veaparandussüsteemide järele. Selleks kasutatakse erinevaid veaparandusi kodeerimisskeeme, enamasti erinevaid konvolutsioonikoodide versioone, aga ka turbokoode.

6. Satelliitsidesüsteemide loomise ajalugu

Idee luua Maa peal globaalsed satelliitsidesüsteemid esitati 1945. aastal. Arthur Clarke, kellest sai hiljem kuulus ulmekirjanik. Selle idee elluviimine sai võimalikuks alles 12 aastat pärast ballistiliste rakettide ilmumist, mille abil 4. oktoober 1957 lennutati orbiidile esimene kunstlik Maa satelliit (AES). Satelliidi lennu juhtimiseks asetati sellele väike raadiosaatja - laskeulatuses töötav majakas 27 MHz... Mõne aasta pärast 12. aprill 1961... esimest korda maailmas Nõukogude kosmoselaeval "Vostok" Yu.A. Gagarin tegi ajaloolise lennu ümber Maa. Samal ajal oli kosmonaudil regulaarne raadioside Maaga. Nii algas süsteemne töö maailmaruumi uurimise ja kasutamise kallal erinevate rahumeelsete ülesannete lahendamiseks.

Kosmosetehnoloogia loomine on võimaldanud välja töötada väga tõhusad süsteemid kaugraadioside ja ringhäälingu jaoks. USA-s algas intensiivne töö sidesatelliitide loomisel. Sellised teosed hakkasid meie riigis arenema. Selle suur territoorium ja kehv side areng, eriti hõredalt asustatud idapoolsetes piirkondades, kus sidevõrkude loomine muude tehniliste vahenditega (raadioreleeühendused, kaabelliinid jne) on seotud kõrgete kuludega, muutis selle uut tüüpi side väga heaks. paljutõotav.

Kodumaiste satelliitraadiosüsteemide loomise alguses olid silmapaistvad kodumaised teadlased ja insenerid, kes juhtisid suuri teaduskeskusi: M.F. Reshetnev, M.R. Kaplanov, N.I. Kalašnikov, L. Ya. Kantor

Teadlastele pandud peamised ülesanded olid järgmised:

Satelliidi repiiterite väljatöötamine telesaadete ja side jaoks (Ekran, Raduga, Gals), alates 1969. aastast on satelliitreiiterite väljatöötamine eraldi laboris, mida juhib M.V. Brodski ;

Süsteemiprojektide koostamine satelliitside ja ringhäälingu ehitamiseks;

Satelliitside maajaamade (ES) seadmete väljatöötamine: modulaatorid, FM (sagedusmodulatsiooni) signaalide läve alandavad demodulaatorid, vastuvõtu- ja saateseadmed jne;

Põhjalik töö satelliitside- ja ringhäälingujaamade varustamisel seadmetega;

Vähendatud müralävega FM-demodulaatorite jälgimise teooria väljatöötamine, mitmikpöördusmeetodid, modulatsioonimeetodid ja veaparandus kodeerimine;

Normatiivse ja tehnilise dokumentatsiooni väljatöötamine satelliitsüsteemide kanalite, televisiooniteede ja sideseadmete jaoks;

Juhtimis- ja seiresüsteemide arendamine AP ning satelliitside ja ringhäälinguvõrkude jaoks.

NIIR spetsialistid loodi palju riiklikke satelliitside- ja ringhäälingusüsteeme, mis töötavad siiani... NIIR-is töötati välja ka nende süsteemide edastavad ja vastuvõtvad maa- ja õhuseadmed. Lisaks seadmetele pakkusid instituudi spetsialistid välja projekteerimismeetodid nii satelliidisüsteemide endi kui ka nende koosseisu kuuluvate üksikute seadmete jaoks. NIIR-i spetsialistide satelliitsidesüsteemide projekteerimise kogemus kajastub arvukates teaduspublikatsioonides ja monograafiates.

6.1. Esimesed satelliitside- ja ringhäälinguliinid läbi satelliitide "Molniya-1".

NIIR spetsialistid viisid läbi esimesed katsed satelliitside alal, peegeldades raadiolaineid Ameerika peegeldavalt satelliidilt "Echo" ja Kuult, mida kasutati passiivsete repiiteritena. aastal 1964... Gorki oblastis Zimenki külas asuva observatooriumi raadioteleskoop võttis vastu telegraafiteateid ja lihtsa joonise Briti Jodrelli panga observatooriumilt.

See eksperiment tõestas kosmoseobjektide eduka kasutamise võimalust kommunikatsiooni korraldamiseks Maal.

Satelliitsidelaboris valmistati ette mitu süsteemiprojekti ja seejärel osales ta aastal esimese kodumaise satelliitsidesüsteemi "Molniya-1" väljatöötamises. sagedusvahemik alla 1 GHz. Selle süsteemi loomise juhtorganisatsioon oli Moskva raadioside uurimisinstituut (MNIIRS). Süsteemi Molnija-1 peakonstruktor on HÄRRA. Kaplanov- MNIIRSi juhataja asetäitja.

60ndatel töötas NIIR välja transiiveri kompleksi Gorizonti troposfäärilise raadioreleesüsteemi jaoks, mis töötab ka sagedusalas alla 1 GHz. Seda kompleksi muudeti ja loodud seadmeid nimega "Gorizont-K" kasutati Moskva ja Vladivostoki ühendava esimese satelliitsideliini "Molnija-1" varustamiseks. See liin oli ette nähtud 60 telefonikanalist koosneva teleprogrammi või grupispektri edastamiseks. NIIRi spetsialistide osalusel varustati nendes linnades kaks maajaama (ES). MNIIRS töötas välja esimese tehissidesatelliidi "Molniya-1" pardareiiteri, mis saadeti edukalt orbiidile. 23. aprill 1965... See suunati ülielliptilisele orbiidile tiirlemisperioodiga 12 tundi. Selline orbiit oli mugav põhjapoolsetel laiuskraadidel asuva NSV Liidu territooriumi teenindamiseks, kuna kaheksa tundi igal orbiidil oli satelliit nähtav igast riigi punktist. . Lisaks toimub meie territooriumilt sellisele orbiidile startimine väiksema energiakuluga kui geostatsionaarsele. Satelliidi "Molniya-1" orbiit on säilitanud oma tähtsuse tänapäevani ja seda kasutatakse vaatamata geostatsionaarsete satelliitide valitsevale arengule.

6.2. Maailma esimene satelliitsüsteem "Orbit" teleprogrammide levitamiseks

Pärast NIIR-i spetsialistide poolt satelliitide "Molniya-1" tehniliste võimaluste uurimise lõpetamist N.V. Talyzin ja L. Ya. Kantor aastal tehti ettepanek lahendada riigi idapoolsete piirkondade kesktelevisiooni telesaadete varustamise probleem, luues maailma esimese satelliitringhäälingusüsteemi "Orbit". 1 GHz vahemikus seadmete "Horizon-K" alusel.

Aastatel 1965-1967. Rekordlühikese ajaga ehitati ja võeti meie riigi idapoolsetes piirkondades üheaegselt kasutusele 20 maajaama "Orbit" ja uus keskne saatejaam "Reserve". Orbita süsteemist on saanud maailma esimene ring-, televisiooni-, jaotussatelliitide süsteem, milles satelliitside võimalusi kasutatakse kõige tõhusamalt.

Tuleb märkida, et vahemik, milles uus Orbit süsteem töötas sagedusel 800–1000 MHz, ei olnud kooskõlas raadioeeskirjade alusel satelliitside püsiteenuse jaoks eraldatud vahemikuga. Tööd Orbita süsteemi üleviimisel 6/4 GHz C-ribale teostasid NIIR spetsialistid aastatel 1970-1972. Uues sagedusalas töötav jaam sai nimeks "Orbiit-2". Selle jaoks loodi täiskomplekt varustust töötamiseks rahvusvahelises sagedusalas - Maa-kosmose lõigus - 6 GHz piirkonnas, Kosmose-Maa sektsioonis - 4 GHz vahemikus. Juhatuse all V.M. Tsirlina töötati välja süsteem antennide suunamiseks ja jälgimiseks tarkvaraseadmega. See süsteem kasutas äärmuslikku automaati ja koonilise skaneerimise meetodit.

Jaama "Orbita-2" hakati rakendama aastast 1972., a 1986. aasta lõpuks... neid ehitati umbes 100. Paljud neist töötavad siiani.

Hiljem loodi Orbit-2 võrgu tööks esimene Nõukogude geostatsionaarne satelliit Raduga, mis saadeti orbiidile; I. Ostrovski, Yu.M. Fomin jne. loodi ja meisterdati kosmosetoodete maapealne töötlemine.

Orbit-2 süsteemi jaoks töötati välja uued Gradient-edastusseadmed (I.E. Mach, M.Z. Zeitlin jt), samuti parameetrilised võimendid (A.V. Sokolov, E.L. Ratbil, BC Sanin, VM Krylov) ja signaali vastuvõtuseadmed (VIDyachkov, VMDorofejev, Yu.A. Afanasjev, VAPoluhhin jne).

6.3. Maailma esimene otsesaadete süsteem "Ekran"

Orbita süsteemi kui teleprogrammide pakkumise vahendi laialdane arendamine 70ndate lõpus muutus AP kõrge hinna tõttu majanduslikult põhjendamatuks, mistõttu ei ole otstarbekas paigaldada seda alla 100-200 tuhande elanikuga punkti. inimesed. Ekrani süsteem osutus tõhusamaks, töötades sagedusalas alla 1 GHz ja millel on pardal oleva repiiteri saatja suur võimsus (kuni 300 W). Selle süsteemi loomise eesmärk oli katta hajaasustusega alad telesaadetega Siberi, Kaug-Põhja ja osa Kaug-Ida piirkondades. Selle rakendamiseks eraldati sagedused 714 ja 754 MHz, millel oli võimalik luua üsna lihtsaid ja odavaid vastuvõtuseadmeid. Ekrani süsteemist sai tegelikult maailma esimene otsene satelliitlevisüsteem.

Selle süsteemi installatsioonide vastuvõtt pidi olema kuluefektiivne nii väikeasulate teenindamiseks kui ka telesaadete individuaalseks vastuvõtuks.

Ekrani süsteemi esimene satelliit lasti orbiidile 26. oktoober 1976 . geostatsionaarsele orbiidile 99° E Veidi hiljem vabastati Krasnojarskis kollektiivsed vastuvõtujaamad "Ekran-KR-1" ja "Ekran-KR-10", mille väljundtelevisiooni saatja võimsus oli 1 ja 10 vatti. Ekrani satelliitidele signaale edastaval maajaamal oli antenn peegli läbimõõduga 12 m, see oli varustatud 6 GHz sagedusalas töötava 5 kW Gradient saatjaga. Selle NIIR-i spetsialistide poolt välja töötatud süsteemi vastuvõtupaigaldised olid kõige lihtsamad ja odavamad vastuvõtujaamad nendel aastatel kasutusele võetud vastuvõtujaamadest. 1987. aasta lõpuks ulatus paigaldatud Ekrani jaamade arv 4500-ni.

6.4. Telesaadete levisüsteemid "Moskva" ja "Moskva-Global"

Edasiminek satelliittelevisiooni levisüsteemide arendamisel meie riigis on seotud Moskva süsteemi loomisega, mille käigus Orbita süsteemi tehniliselt vananenud ES-id asendati väikeste ES-idega Algas väikeste ES-ide arendamine. aastal 1974 algatusel N.V. Talyzin ja L. Ya. Kantor.

"Horizon" satelliitide süsteemi "Moskva" jaoks oli ette nähtud suurendatud võimsusega barrel, mis töötas sagedusalas 4 GHz kuni kitsa valgusvihuga antennini. Energiasuhted süsteemis olid valitud sellised, et need tagasid 2,5 m peegli läbimõõduga väikese paraboolantenni kasutamise vastuvõtvas ES-is ilma automaatse juhtimiseta. Süsteemi "Moskva" põhijooneks oli maapinna spektraalse võimsusvoo tiheduse normide range järgimine, mis on kehtestatud eeskirjadega püsiteenuse süsteemide side huvides.... See võimaldas seda süsteemi kasutada telesaadete edastamiseks kogu NSV Liidus. Süsteem võimaldas keskse tele- ja raadioprogrammide kvaliteetset vastuvõttu. Seejärel loodi süsteemi veel üks kanal, mis oli mõeldud ajalehelehtede edastamiseks.

Need jaamad on levinud ka välismaal asuvates kodumaistes asutustes (Euroopas, Põhja-Aafrikas ja mitmel muul territooriumil), mis võimaldas meie kodanikel välismaal vastu võtta kodumaiseid saateid. Süsteemi "Moskva" loomisel kasutati mitmeid leiutisi ja originaalseid lahendusi, mis võimaldasid täiustada nii süsteemi enda ehitust kui ka selle riistvarakomplekse. See süsteem toimis prototüübina paljudele satelliidisüsteemidele, mis loodi hiljem USA-s ja Lääne-Euroopas, kus keskmise võimsusega satelliite, mis töötasid fikseeritud satelliiditeenuse sagedusalas, kasutati telesaadete edastamiseks väikesemahulistele ja mõõdukate kuludega ES-idele. .

Aastatel 1986-1988. viidi läbi väikeste AP-dega spetsiaalse süsteemi "Moscow-Global" väljatöötamine, mis on ette nähtud kesksete telesaadete varustamiseks välismaistele kodumaistele esindustele, samuti väikese koguse diskreetse teabe edastamiseks. See süsteem on ka töökorras. See näeb ette ühe telekanali, kolme kanali diskreetse teabe edastamiseks kiirusega 4800 bit / s ja kahe kanali korraldamise kiirusega 2400 bit / s. Diskreetseid teabekanaleid kasutati televisiooni- ja raadioringhäälingu komitee, TASSi ja APN-i (Political News Agency) huvides. Peaaegu kogu maakera territooriumi katmiseks kasutab see kahte satelliiti, mis asuvad geostatsionaarsel orbiidil 11 ° W. ja 96 ° E. Vastuvõtujaamades on 4 m läbimõõduga peegel, seadmed võivad asuda nii spetsiaalses konteineris kui ka siseruumides.

6.5. Satelliittelevisiooni edastussüsteem 12 GHz vahemikus

Alates 1976. aastast... NIIR-is alustati nendel aastatel põhimõtteliselt uue satelliittelevisioonisüsteemi loomisega 12 GHz sagedusalas (STV-12), mis oli eraldatud selliseks satelliittelevisiooni edastamiseks ja millel ei oleks Ekrani süsteemidele omaseid piiranguid kiirgusvõimsusele. ja Moskva saaks mitmeprogrammilise telesaadetega katta kogu meie riigi territooriumi, samuti saadete vahetamise ja vabariikliku ringhäälingu probleemi lahendamise. Selle süsteemi loomisel oli NIIR emaorganisatsioon.

Instituudi spetsialistid viisid läbi uuringud, mis määrasid selle süsteemi optimaalsed parameetrid ning töötasid välja mitmetorulised pardareiiterid ja seadmed edastava ja vastuvõtva ES-i jaoks. Selle süsteemi väljatöötamise esimeses etapis kasutati kodumaist satelliiti "Gals", signaale edastati analoogkujul, kasutati imporditud vastuvõtuseadmeid. Hiljem mindi üle välismaisel satelliidil põhinevatele digitaalseadmetele, samuti saate- ja vastuvõtuseadmetele.

6.6. Intersputniku süsteemi loomine

Aastal 1967 g. algas sotsialismimaade rahvusvahelise koostöö arendamine satelliitside vallas. Selle eesmärk oli luua rahvusvaheline satelliitsüsteem "Intersputnik", mis on loodud vastama Bulgaaria, Ungari, Saksamaa, Mongoolia, Poola, Rumeenia, NSV Liidu ja Tšehhoslovakkia vajadustele telefoniside, andmeedastuse ja teleprogrammide vahetamise vallas ... Aastal 1969 g. töötati välja selle süsteemi projekt, organisatsiooni "Intersputnik" õiguslik alus ja aastal 1971 sõlmiti selle loomise leping.

Intersputniku süsteemist on saanud maailmas teine rahvusvaheline satelliitsidesüsteem (Intelsati järel). NIIR-i spetsialistid on välja töötanud ZS-i projektid, mis ehitati NSV Liidu abiga paljudes sotsialistliku kogukonna riikides. Esimene välislennujaam rajati Kuubal ja teine Tšehhoslovakkias. Kokku on NIIR tarninud enam kui kümnele välisriigis asuvale lennujaamale tele-, õhu- ja eriprogrammide vastuvõtuks.

Algselt kasutas Intersputnik satelliite Molnija-3 väga elliptilisel orbiidil ja alates 1978. aastast kahte mitmepoolset Horizon-tüüpi geostatsionaarset satelliiti, mille jaamapunktid olid 14 ° W. ja 53 ° (ja seejärel 80 °) idapikkust. Algselt oli ZS varustatud Gradient-K saatja ja Orbit-2 vastuvõtukompleksiga.

Kõik süsteemid ja tehnilised lahendused Intersputniku süsteemi loomiseks ning AP riistvara lõid NIIRi spetsialistid koos NIIR Promsvyazradio piloottehase ja kaastäitvate organisatsioonidega. Intersputniku süsteem töötab tänaseni, rendib Venemaa kosmosetähtkuju magistraalid, samuti kasutab selle geostatsionaarset satelliiti LMI-1, mis asub 75 ° E. Tööd tehti koostöös Iskra tootmisühinguga (Krasnojarsk), Moskva ja Podolski raadiotehnika tehastega.

Tööjuhendaja oli S.V. Boroditš .

6.7. Satelliidiühenduse loomine valitsusside jaoks

1972. aastal... sõlmiti NSV Liidu ja USA vahel valitsustevaheline leping riigipeade vahelise valitsussuhtlusliini (LPS) loomise kohta hädaolukorras. Selle olulise valitsusleppe elluviimine usaldati NIIRi spetsialistidele. LPS arenduse peadisainer oli V.L. Bykov ja vastutavad täitjad - I.A. Jastrebtsov, A.N. Vorobjev.

NSV Liidu territooriumil loodi kaks ZS-i: üks (Moskva lähedal Dubnas), teine (Lvovi lähedal Zolochevis). LPS pandi tööle aastal 1975... See tegutseb siiani ZS "Dubna" kaudu. See oli esimene kogemus satelliidiliini loomisel kodumaiste spetsialistide poolt rahvusvahelises Intelsati süsteemis.

6.8. Vahi all…

Aastatel 1960-1980. NIIRi spetsialistid lahendasid meie riigi jaoks väga olulisi ja tehniliselt keerulisi probleeme riiklike satelliitside- ja ringhäälingusüsteemide loomisel.

· Loodi süsteemid telesaadete levitamiseks meie riigi suurel territooriumil, sealhulgas satelliittelevisiooni otseülekanne. Paljud NIIR-is loodud süsteemid olid maailmas esimesed: Orbit, Ekran, Moskva jne. Nende süsteemide maapealse osa seadmed ja pardaseadmed töötas samuti välja NIIR, seda tootis kodumaine tööstus.

· Satelliitside- ja ringhäälingusüsteemid võimaldasid rahuldada kümnete miljonite meie riigi kodanike vajadusi, eriti nende vajadusi, kes elasid hõredalt asustatud Lääne-Siberi ja Kaug-Ida piirkondades. Nendes piirkondades satelliitsüsteemide loomisega avanes kodanikel esmakordselt võimalus keskseid telesaateid reaalajas vastu võtta.

· Satelliidisüsteemide kasutuselevõtt oli äärmiselt oluline nii Siberi ja Kaug-Ida kaugemate piirkondade kui ka kogu riigi majandusliku ja sotsiaalse arengu jaoks.

· Sahhalini, Kamtšatka, Habarovski territooriumi ja paljude teiste kaugemate piirkondade elanikud said juurdepääsu avalikule telefonivõrgule.

· NIIR-i teadlased viisid läbi originaaluuringud, mille eesmärk oli luua meetodid erinevate satelliitsidesüsteemides kasutatavate seadmete arvutamiseks. Nad lõid ka metoodikaid satelliitsidesüsteemide kujundamiseks ning kirjutasid mitmeid olulisi monograafiaid ja teadusartikleid satelliitsideprobleemide kohta.

Järeldus

Kaasaegseid organisatsioone iseloomustab suur hulk erinevat teavet, peamiselt elektroonilist ja telekommunikatsiooni, mis neid iga päev läbib. Seetõttu on oluline kvaliteetse väljundi olemasolu lülitussõlmedele, mis tagavad juurdepääsu kõigile olulistele sideliinidele. Venemaal, kus asulate vahelised vahemaad on tohutud ja maaliinide kvaliteet halb, on selle probleemi optimaalne lahendus satelliitsidesüsteemide (SSS) kasutamine.

Esialgu kasutati telesignaali edastamiseks CCC-sid. Meie riiki iseloomustab suur territoorium, mis tuleb sidevahenditega katta. Seda muutus lihtsamaks teha pärast satelliitside, nimelt süsteemi Orbit-2 tulekut. Hiljem ilmusid satelliittelefonid, mille peamine eelis on sõltumatus mis tahes kohalike telefonivõrkude olemasolust. Kvaliteetne telefonisuhtlus on saadaval peaaegu kõikjalt maailmast.

Presidendiprogrammi "Universaalne sideteenus" raames paigaldati igasse asulasse taksofonid, eriti kaugetes piirkondades kasutati satelliittaksofone.

Vastavalt föderaalsele sihtprogrammile "Tele- ja raadioringhäälingu arendamine Vene Föderatsioonis aastateks 2009-2015" võetakse Venemaal kasutusele digitaalringhääling. Programm on täielikult rahastatud, sealhulgas raha läheb multifunktsionaalsete satelliitide loomiseks.

Bibliograafia

1. Interneti-ressurss "Satelliidi side ajalugu" http://sviazist.nnov.ru/modules/myarticles/article.php?storyid=1026

2. Interneti-ressurss "Satelliitside korraldamise põhimõtted" http://vsatinfo.ru/index.php?option=com_sobi2&catid=30&Itemid=0

3. Interneti-ressurss "Vaba entsüklopeedia"

http://ru.wikipedia.org

Ülevaade

abstraktse "Satelliitsidesüsteemide" jaoks

11 klassi õpilased MOU Parabeli Gümnaasium

Goroškina Xenia

Abstrakti teema on täielikult avalikustatud. Kõigi jaotiste materjal on huvitav, esitatud arusaadavalt ja selgelt. Toredad illustratsioonid. Järgitakse abstrakti ülesehitust. Tööd on võimalik kasutada õppevahendina õpilastele.

Hinnang "SUUREPÄRANE"

Ekspert: Borisov A.V. füüsikaõpetaja

Insenerid töötavad maailma esimese kommertsside satelliidi Early Bird kallal

Tänapäeva standardite kohaselt on Early Bird satelliit ( INTELSAT I) oli enam kui tagasihoidlike võimalustega: 50 MHz ribalaiusega suutis see pakkuda kuni 240 telefonisidekanalit. Igal ajahetkel sai sidet pidada USA maajaama ja ainult ühe kolmest Euroopa maajaamast (Ühendkuningriigis, Prantsusmaal või Saksamaal), mis olid omavahel ühendatud kaabelsideliinidega.

Hiljem astus tehnoloogia edasi ja satelliit INTELSAT IX ribalaius oli juba 3456 MHz.

Pikka aega arendati NSV Liidus satelliitsidet ainult NSV Liidu kaitseministeeriumi huvides. Kosmoseprogrammi suurema salastatuse tõttu kulges satelliitside areng sotsialismimaades teisiti kui lääneriikides. Tsiviilsatelliitside arendamine sai alguse 9 sotsialistliku bloki riigi vahelisest kokkuleppest Intersputniku sidesüsteemi loomise kohta, mis allkirjastati alles 1971. aastal.

Satelliidi repiiterid

Passiivne sidesatelliit Echo-2. Metalliseeritud täispuhutav kera oli passiivne repiiter

Uurimise algusaastatel kasutati passiivseid satelliidireiitereid (näiteks Echo ja Echo-2 satelliidid), mis kujutasid endast lihtsat raadiosignaali reflektorit (sageli metallist või polümeerist metallist pihustamisega kera), millel ei olnud edastavat ega vastuvõttu. varustus pardal.... Sellised satelliidid pole laialt levinud. Kõik kaasaegsed sidesatelliidid on aktiivsed. Aktiivsed repiiterid on varustatud elektrooniliste seadmetega signaali vastuvõtmiseks, töötlemiseks, võimendamiseks ja taasedastamiseks. Satelliidi repiiterid võivad olla mitteregeneratiivne ja taastav... Mitteregeneratiivne satelliit, olles saanud signaali ühest maajaamast, kannab selle üle teisele sagedusele, võimendab ja edastab teise maajaama. Satelliit saab nende toimingute tegemiseks kasutada mitut sõltumatut kanalit, millest igaüks töötab teatud osa spektrist (neid töötlemiskanaleid nimetatakse transpondriteks).

Satelliidi repiiteri orbiidid

Orbiidid, millel asuvad satelliittransponderid, jagunevad kolme klassi:

ekvatoriaalne,
kaldu,
polaarne.

Oluline sort ekvatoriaalne orbiit on geostatsionaarne orbiit, millel satelliit pöörleb nurkkiirusega, mis on võrdne Maa nurkkiirusega, suunas, mis ühtib Maa pöörlemissuunaga. Geostatsionaarse orbiidi ilmselge eelis on see, et teeninduspiirkonnas olev vastuvõtja "näeb" satelliiti kogu aeg.

Siiski on ainult üks geostatsionaarne orbiit ja kõiki satelliite on sellele võimatu saata. Selle teine puudus on suur kõrgus ja sellest tulenevalt ka satelliidi orbiidile saatmise kõrgem hind. Lisaks ei ole geostatsionaarsel orbiidil olev satelliit suuteline teenindama ringpolaarses piirkonnas asuvaid maajaamu.

Polaarorbiit- kaldus (90º kaldega) piirjuht.

Sageduse taaskasutus. Katvusalad

Kuna raadiosagedused on piiratud ressurss, on vaja tagada, et samu sagedusi saaksid kasutada erinevad maajaamad. Seda saab teha kahel viisil.

ruumiline eraldatus- iga satelliidiantenn saab signaali ainult teatud piirkonnast, samas kui erinevad piirkonnad saavad kasutada samu sagedusi,

polarisatsiooni eraldamine- erinevad antennid võtavad vastu ja edastavad signaali vastastikku risti asetsevates polarisatsioonitasandites, samas kui samu sagedusi saab kasutada kaks korda (iga tasapinna jaoks).

Tüüpiline geostatsionaarne satelliidi leviala kaart sisaldab järgmisi komponente:

globaalne kiir- suhtleb maajaamadega kogu leviala ulatuses, talle on eraldatud sagedused, mis ei ristu selle satelliidi teiste kiirtega.

lääne- ja idapoolkera kiired- need kiired on polariseeritud A-tasandil ning sama sagedusvahemikku kasutatakse lääne- ja idapoolkeral.

tsooni kiired- polariseeritud tasapinnas B (risti A-ga) ja kasutada poolkerade kiirtega samu sagedusi. Seega võib ühes tsoonis asuv maajaam kasutada ka poolkerakujulisi kiiri ja globaalset kiirt.

Sel juhul kasutatakse kõiki sagedusi (välja arvatud globaalse kiirte jaoks reserveeritud) korduvalt: lääne- ja idapoolkeral ning igas tsoonis.

Sagedusribad

Antenn satelliittelevisiooni vastuvõtuks (Ku-band)

Satelliitantenn C-riba jaoks

Satelliitsides kasutatavad sagedused on jagatud vahemikeks, mis on tähistatud tähtedega. Kahjuks ei pruugi erinevas kirjanduses vahemike täpsed piirid kokku langeda. Suunised väärtused on toodud ITU soovituses V.431-6:

Vahemiku nimi	Sagedused (vastavalt ITU-R V.431-6)	Rakendus
L	1,5 GHz	Mobiilne satelliitside
S	2,5 GHz	Mobiilne satelliitside
KOOS	4 GHz, 6 GHz	Fikseeritud satelliitside
X	ITU-R soovitustega ei ole satelliitside jaoks sagedusi määratletud. Radarirakenduste puhul on määratud vahemik 8–12 GHz.	Fikseeritud satelliitside (sõjalistel eesmärkidel)
Ku	11 GHz, 12 GHz, 14 GHz
K	20 GHz	Fikseeritud satelliitside, satelliitlevi
Ka	30 GHz	Fikseeritud satelliitside, satelliitsidevaheline side

Kasutatakse ka kõrgemaid sagedusi, kuid nende tõusu takistab nende sageduste raadiolainete suur neeldumine atmosfääris. Ku-band võimaldab vastuvõttu suhteliselt väikeste antennidega ja seetõttu kasutatakse seda satelliittelevisioonis (DVB), hoolimata asjaolust, et selle sagedusala ilmastikutingimused mõjutavad edastuskvaliteeti märkimisväärselt.

Suurte kasutajate (organisatsioonide) andmete edastamiseks kasutatakse sageli C-riba. See tagab parema vastuvõtu, kuid nõuab üsna suurt antenni.

Modulatsioon ja müravastane kodeerimine

Satelliitsidesüsteemide eripäraks on vajadus töötada suhteliselt madala signaali-müra suhte tingimustes, mis on põhjustatud mitmest tegurist:

vastuvõtja märkimisväärne kaugus saatjast,
piiratud satelliidi võimsus (võimetus edastada suure võimsusega).

Seetõttu ei sobi satelliitside analoogsignaalide edastamiseks halvasti. Seetõttu on kõne edastamiseks see eelnevalt digiteeritud, kasutades näiteks impulsskoodmodulatsiooni (PCM).

Digitaalsete andmete edastamiseks satelliitsidekanali kaudu tuleb need esmalt teisendada teatud sagedusala hõivavaks raadiosignaaliks. Selleks rakendatakse modulatsiooni (nimetatakse ka digitaalseks modulatsiooniks manipuleerimine). Kõige tavalisemad satelliitsiderakenduste digitaalse modulatsiooni tüübid on faasinihke võtmed ja kvadratuur-amplituudmodulatsioon. Näiteks DVB-S2 süsteemid kasutavad QPSK, 8-PSK, 16-APSK ja 32-APSK.

Moduleerimine toimub maajaamas. Moduleeritud signaal võimendatakse, kantakse soovitud sagedusele ja suunatakse saateantennile. Satelliit võtab signaali vastu, võimendab, mõnikord taastub, kannab selle üle teisele sagedusele ja teatud saateantenni kasutades edastab selle maapinnale.

Mitmekordne juurdepääs

Et tagada satelliitreiiteri samaaegne kasutamine mitme kasutaja poolt, kasutatakse mitut juurdepääsusüsteemi:

Frequency Division Multiple Access – igale kasutajale eraldi sagedusvahemiku andmine.

time division multiple access – igale kasutajale antakse teatud ajavahemik (timeslot), mille jooksul ta andmeid edastab ja vastu võtab.

koodijaotusega mitmikjuurdepääs – sellisel juhul antakse igale kasutajale koodijada, mis on ortogonaalne teiste kasutajate koodijadadega. Kasutajaandmed kantakse koodijadale nii, et erinevate kasutajate edastatavad signaalid ei sega üksteist, kuigi edastatakse samadel sagedustel.

Lisaks ei vaja paljud kasutajad pidevat juurdepääsu satelliidile. Nendele kasutajatele määratakse nõudmisel sidekanal (ajapilu), kasutades DAMA (Demand Assigned Multiple Access) tehnoloogiat.

Satelliitside rakendused

Põhiline satelliitside

Esialgu tingis satelliitside tekkimist vajadus suure hulga teabe edastamise järele. Esimene satelliitsidesüsteem oli Intelsati süsteem, seejärel loodi sarnased piirkondlikud organisatsioonid (Eutelsat, Arabsat jt). Aja jooksul on kõneedastuse osakaal kogu magistraalliikluses pidevalt vähenenud, andes teed andmeedastusele.

Kiudoptiliste võrkude arenedes hakkasid viimased satelliitsidet magistraalturult välja tõrjuma.

VSAT süsteemid

Sõnad "väga väike ava" viitavad terminali antennide suurusele võrreldes vanemate magistraalantennide suurusega. C-ribas töötavad VSAT-id kasutavad tavaliselt antenne läbimõõduga 1,8–2,4 m, Ku-ribas - 0,75–1,8 m.

VSAT-süsteemid kasutavad tellitavat kanalitehnoloogiat.

Mobiilside satelliitsidesüsteemid

Enamiku mobiilsete satelliitsidesüsteemide eripäraks on terminali antenni väiksus, mis raskendab signaali vastuvõtmist. Selleks, et vastuvõtjani jõudev signaali tugevus oleks piisav, kasutatakse ühte kahest lahendusest:

Paljud satelliidid asuvad kaldus või polaarne orbiidid. Samal ajal pole saatja vajalik võimsus nii suur ja satelliidi orbiidile viimise hind on väiksem. Kuid see lähenemine nõuab mitte ainult suurt hulka satelliite, vaid ka ulatuslikku maapealsete lülitite võrku. Sarnast meetodit kasutavad operaatorid Iridium ja Globalstar.

Mobiilioperaatorid konkureerivad isiklike satelliitoperaatoritega. Iseloomulik on see, et nii Globalstar kui ka Iridium kogesid tõsiseid rahalisi raskusi, mis viisid Iridiumini ümberkorraldamine pankrotti 1999. aastal

2006. aasta detsembris lasti orbiidile rekordiliselt suure antennipinnaga eksperimentaalne geostatsionaarne satelliit Kiku-8, mida kavatsetakse kasutada satelliitside tehnoloogia testimiseks mobiilseadmetega, mis ei ole suuremad kui mobiiltelefonid.

Satelliit Internet

Satelliitsidet kasutatakse "viimase miili" (kommunikatsioonikanali Interneti-pakkuja ja kliendi vahel) korraldamisel, eriti halvasti arenenud infrastruktuuriga kohtades.

Seda tüüpi juurdepääsu funktsioonid on järgmised:

Sissetuleva ja väljamineva liikluse eraldamine ning lisatehnoloogiate kaasamine nende ühendamiseks. Seetõttu nimetatakse selliseid ühendeid asümmeetriline.
Sissetuleva satelliidikanali samaaegne kasutamine mitme (näiteks 200) kasutaja poolt: andmed edastatakse samaaegselt läbi satelliidi kõigi klientide jaoks, mis on "vahepealne", klienditerminal tegeleb mittevajalike andmete filtreerimisega (sellel põhjusel "Satelliidilt püüdmine") on võimalik).

Eristatakse väljuva kanali tüüpi:

Terminalid töötavad ainult signaali vastuvõtmiseks (odavaim ühendusvõimalus). Sel juhul peab teil väljamineva liikluse jaoks olema erinev Interneti-ühendus, mille pakkuja on nimetatud maapealne teenusepakkuja... Sellise skeemi järgi töötamiseks on kaasatud tunneldamistarkvara, mis tavaliselt sisaldub terminali tarnimises. Vaatamata keerukusele (sealhulgas seadistamisraskustele) on see tehnoloogia atraktiivne oma suure kiiruse tõttu võrreldes suhteliselt madala hinnaga sissehelistamisega.
Vastuvõtvad ja edastavad terminalid. Väljuv kanal on kitsalt organiseeritud (võrreldes sissetuleva kanaliga). Mõlemat suunda pakub sama seade ja seetõttu on sellist süsteemi palju lihtsam seadistada (eriti kui terminal on väline ja ühendatud arvutiga Etherneti liidese kaudu). Selline skeem eeldab keerukama (vastuvõtva-edastava) muunduri paigaldamist antennile.

Mõlemal juhul edastatakse andmed pakkujalt kliendile reeglina vastavalt DVB digitaalringhäälingu standardile, mis võimaldab kasutada samu seadmeid nii võrgule juurdepääsuks kui ka satelliittelevisiooni vastuvõtmiseks.

Satelliitside puudused

Nõrk mürakindlus

Maajaamade ja satelliidi vahelised suured kaugused põhjustavad vastuvõtja signaali-müra suhte väga madalaks (palju vähem kui enamiku mikrolaineühenduste puhul). Nendes tingimustes vastuvõetava vea tõenäosuse tagamiseks on vaja kasutada suuri antenne, madala müratasemega elemente ja keerulisi veaparanduskoode. See probleem on eriti terav mobiilsidesüsteemides, kuna neil on piirangud antenni suurusele ja reeglina saatja võimsusele.

Atmosfääri mõju

Satelliitside kvaliteeti mõjutavad tugevalt mõjud troposfääris ja ionosfääris.

Troposfääri neeldumine

Signaali neeldumine atmosfääris sõltub selle sagedusest. Neeldumise maksimumid on 22,3 GHz (veeauru resonants) ja 60 GHz (hapniku resonants). Üldiselt mõjutab neeldumine märkimisväärselt üle 10 GHz (st Ku-ribalt alustades) signaalide levikut. Lisaks neeldumisele tekib raadiolainete levimisel atmosfääris pleekimise efekt, mille põhjustab atmosfääri erinevate kihtide murdumisnäitajate erinevus.

Ionosfääri mõju

Mõju ionosfääris on tingitud vabade elektronide jaotumise kõikumisest. Raadiolainete levikut mõjutavad ionosfääriefektid hõlmavad järgmist virvendus, imendumine, levimise viivitus, dispersioon, sageduse muutus, polarisatsioonitasandi pöörlemine... Kõik need mõjud vähenevad sageduse suurenedes. Signaalide puhul, mille sagedus on üle 10 GHz, on nende mõju väike.

Suhteliselt madala sagedusega signaalid (L-riba ja osaliselt C-riba) kannatavad ionosfääri stsintillatsioon mis tulenevad ionosfääri ebakorrapärasusest. Selle virvenduse tulemuseks on pidevalt muutuv signaalitugevus.

Signaali levimise viivitus

Signaali levimise viivituse probleem mõjutab ühel või teisel viisil kõiki satelliitsidesüsteeme. Suurim latentsusaeg on süsteemidel, mis kasutavad geostatsionaarsel orbiidil satelliittransponderit. Sellisel juhul on raadiolainete lõplikust levimiskiirusest tulenev viivitus umbes 250 ms ning arvestades multipleksimise, kommuteerimise ja signaalitöötluse viivitusi, võib kogu viivitus olla kuni 400 ms.

Levikuviivitus on reaalajas rakendustes, näiteks telefonis, kõige ebasoovitavam. Veelgi enam, kui signaali levimisaeg läbi satelliidi sidekanali on 250 ms, ei tohi ajavahe abonentide koopiate vahel olla väiksem kui 500 ms.

Mõnes süsteemis (näiteks tähetopoloogiat kasutavad VSAT-süsteemid) edastatakse signaal kaks korda üle satelliidilingi (terminalist keskpunkti ja keskkohast teise terminali). Sel juhul kahekordistub kogu viivitus.

Päikese häirete mõju

Vaata ka

Akadeemik MF Reshetnevi nimeline JSC "Informatsioonisatelliitsüsteemid"

Märkmed (redigeeri)

Višnevski V.I., Ljahov A.I., Portnõi S.L., Šahnovitš I.V. Võrgutehnoloogiate arengu ajalooline visand // Lairiba infoedastusvõrgud. - Monograafia (ilmus Venemaa Alusuuringute Fondi toel). - M .: "Tehnosfäär", 2005. - S. 20. - 592 lk. - ISBN 5-94836-049-0
Sidesatelliitide lühiajalugu. Miljardi dollari tehnoloogia
Sidesatelliitide lühiajalugu. Globaalne küla: rahvusvaheline suhtlus
INTELSAT Satellite Earth Station Handbook, 1999, lk. kaheksateist
Sklyar B. Digitaalne suhtlus. Teoreetilised alused ja praktiline rakendus. Ed. 2., rev.: Per. inglise keelest - M .: Kirjastus "Williams", 2004
Intersputniku ametlik veebisait
Lairibasatelliitside multiteenusvõrkude kontseptuaalsed ja juriidilised küsimused
Dennis Roddy. Satelliitside. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, lk. 167
INTELSAT Satellite Earth Station Handbook, 1999, lk. 2
INTELSAT Satellite Earth Station Handbook, 1999, lk. 73
Dennis Roddy. Satelliitside. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, lk. 6, 108
INTELSAT Satellite Earth Station Handbook, 1999, lk. 28
Soovitus ITU-R V.431-6. Telekommunikatsioonis kasutatavate sagedus- ja lainepikkusribade nomenklatuur
Dennis Roddy. Satelliitside. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, lk. 6 256
Dennis Roddy. Satelliitside. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, lk. 264
http://www.telesputnik.ru/archive/116/article/62.html DVB-S2 standard. Uued ülesanded – uued lahendused // Satelliit- ja kaabeltelevisiooni ning telekommunikatsiooni ajakiri "Telesputnik"
Dennis Roddy. Satelliitside. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, lk. 283
Morelos-Zaragoza R. Vigade parandamise kodeerimise kunst. Meetodid, algoritmid, rakendus / kohta. inglise keelest V. B. Afanasjeva. - M .: Tehnosfäär, 2006 .-- 320 lk. - (Suhtlemismaailm). - 2000 eksemplari. - ISBN 5-94836-035-0
Dr. Lin-nan Lee LDPC koodid, rakendus järgmise põlvkonna sidesüsteemidele // IEEE poolaastane sõidukitehnoloogia konverents... - oktoober 2003.
Bernard Sklar. Digitaalne suhtlus. Teoreetilised alused ja praktiline rakendus = Digital Communications: Fundamentals and Applications. - 2. väljaanne - M .: "Williams", 2007. - S. 1104. - ISBN 0-13-084788-7
Yamali satelliitside- ja ringhäälingusüsteem
VSAT-i KKK
Dennis Roddy. Satelliitside. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, lk. 68
Dennis Roddy. Satelliitside. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, lk. 91
Dennis Roddy. Satelliitside. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, lk. 93
Bruce R. Elbert. Satelliitsiderakenduste käsiraamat. - Artech House, Inc., 2004, lk. 34.

Lingid

WTEC paneeli aruanne globaalse satelliitside tehnoloogia ja süsteemide kohta (eng.)
Teave Early Bird Satellite'i kohta saidil boeing.com
Sidesatelliitide lühiajalugu
VSAT-i KKK
VSAT-i KKK (vene keeles)
Satelliit-Internet ja VSAT-i teabekeskus
Satelliitside ja kosmoseilm (eng.)
Satelliitside ülemaailmses Internetis: probleemid, lõksud ja potentsiaal
Satelliittelekommunikatsiooni tehnoloogiad praeguses etapis (vene)

Kirjandus

INTELSATi satelliit-maajaama käsiraamat
Dennis Roddy. Satelliitside. - McGraw-Hill Telecommunications, 2001.
Bruce R. Elbert. Satelliitsiderakenduste käsiraamat. - Artech House, Inc., 2004. - ISBN 1-58053-490-2
Ascent to Orbit, a Scientific Autobiography: The Technical Writings of Arthur C. Clarke. - New York: John Wiley & Sons, 1984.

Valusaid probleeme lahendab 24-tunnise tiirlemisperioodiga kosmosejaamade kett, mille kõrgus Maa keskpunkti suhtes on 42 000 km ... ekvatoriaaltasandil.

A. Clark, 1945.

Kiviajal toimib ühtne võrgustik, kordades toiminguid, et reguleerida tulekahjust eralduva suitsu hulka. Maa teadis jooksjaid, Väike Muk sai parimaks. Kaasaegne süsteem kasutab kosmoseaparaate. Satelliidi eeliseks on territooriumi suur katvus. Laineid kasutatakse peamiselt lühikesi laineid, mis on võimelised levima sirgjooneliselt. Maailm on üks - hinnad on kõikjal ...

Kasutamise eeldused

Taaslevitamise idee mõtles välja Emile Guarini-Foresio 1899. aastal. Vahendatud signaaliedastuse kontseptsiooni avaldas German Journal for Electrical Engineering (köide 16, 35-36). Arthur Clarke väljendas 1945. aastal geostatsionaarsete kosmoselaevade vahelise sidesüsteemi kontseptsiooni. Kirjanik keeldus patenti võtmast, lükates tagasi kaks järeldust:

Idee elluviimise väike tõenäosus.
Vajadus anda idee inimkonnale tervikuna.

Samal ajal märkis teadlane planeedi pinna alade parima katvuse koordinaadid:

30 kraadi ida pool - Aafrika, Euroopa.
150 kraadi ida pool - Hiina, Okeaania.
90 kraadi W. - Ameerika.

Kirjanik alandas töösagedust, väljendades oma kavatsust kasutada 3 MHz, vähendades hüpoteetilisi reflektoreid (mõni jalg).

Maapealsed mikrolainesüsteemid

Inglise-Prantsuse konsortsium, mida juhtis André Clavier, läks kaugemale. Esimesed edukad katsed kasutada mikrolaineahju sidet pärinevad 1931. aastast. La Manche'i kanal demonstreeris teabe edastamist sagedusel 1,7 GHz (kaasaegne mobiilsidesagedus) 64 kilomeetrit 3-meetrise läbimõõduga taldrikutega varustatud jaamade kaudu, mis ühendavad Doveri ja Calais'd.

Huvitav! Esimene kommertslik VHF-telekanal kasutas sagedust 300 MHz.

Ajaloolased kipuvad pidama Teist maailmasõda hobuseks, mis tõi tööstuse tippu. Klüstroni leiutamine ja paraboloidide valmistamise tehnoloogiate täiustamine andsid hindamatu panuse. Atlandi-üleste suhete hiilgeaeg jääb 1950. aastatesse.

Viitamiseks! Esimene releeliin, mille moodustas kaheksa repiiterit, New York – Boston, ehitati 1947. aastal.

Ameerika ja Euroopa on loonud teabe edastamise repiiteritega (raadioside, nn relee). Kohe algas kommertsringhääling. Mikrolainekommunikatsiooni tunnuseks nimetatakse võimet tulemust täpselt ennustada juba süsteemi kavandamise etapis.

Viitamiseks! Releekommunikatsioon on tehnoloogia digitaalsete analoogsignaalide edastamiseks vastuvõtjate vahel vaateväljas.

Kosmoselaevad

Esimene Nõukogude satelliit (1957) kandis sideseadmeid. Kolm aastat hiljem tõstsid ameeriklased täispuhutava õhupalli 1500 km kõrgusele, mis täitis tänu kera metalliseeritud kattele passiivse repiiteri funktsiooni. 20. augustil 1964 allkirjastasid 11 riiki, sealhulgas NSV Liit, Intelsati (rahvusvahelise side) loomise lepingu. Nõukogude blokk järgis salatsemise teed, samal ajal kui lääs raha teenis. Idablokk lõi oma programmi 1971. aastal.

Satelliidid olid tõeline leid, mis võimaldas teil ühendada ookeani vastaskaldaid. Alternatiiviks on optiline kiud.

Sõjavägi oli esimene, kes lasi koos troposfääri sidega tumehobuse teele, mis kasutas ülemiste kihtide lainete peegeldust. Nõukogude mikrolaineahju side püüdis pealt taevarühmitus Rhyoliit. CIA (USA) jaoks välja töötatud süsteem. Seade asus positsiooni, mille hõivas Nõukogude relee side maakiir, salvestades teateid. Kontrolliti Hiina ja Ida-Euroopa territooriume. Vihmavarjulaadsete helkurite läbimõõt ulatus 20 meetrini.

USA juhtkond on alati teadnud NSV Liidu juhtide kavatsusi, kuulates kõike, ka telefonikõnesid. Tänapäeval võimaldavad satelliidisüsteemid tänu Doppleri efektile kaugjuhtimisega osaleda kõigis "konfidentsiaalsetes" vestlustes, mida peetakse tüüpilise topeltklaasiga aknaga ruumides.

Registreeritud on esimesed katsed Nikola Tesla ideid kosmoses ellu viia: elektri juhtmevaba edastamine satelliitantennide abil. Eepos sai alguse 1975. aastal. Nüüd on kontseptsioon koju tagasi jõudnud. Wardencliffe Tower on ammu hävinud, kuid Hawaii põhisaar sai oma 20 vatti juhtmevabalt.

Viitamiseks! Kosmosekommunikatsiooni kasutamine on osutunud optilise kiu majanduslikult tasuvaks alternatiiviks.

Signaali omadused

Pole ime, et satelliitide kasutamine on öeldud.

Läbipaistvad aknad

Lainete atmosfääri neeldumise nähtus on tuntud juba pikka aega. Seda nähtust uurinud teadlased jõudsid järeldusele:

Signaali sumbumine määratakse sagedusega.
Täheldatakse läbipaistvusaknaid.
Nähtust moduleerivad ilmastikutingimused.

Näiteks millimeetrivahemikku (30-100 GHz) surub vihm tugevalt alla. 60 GHz sageduse lähedus neelab hapniku molekule, 22 GHz - vett. Sagedused alla 1 GHz on galaktika kiirguse tõttu ära lõigatud. Atmosfääri temperatuurimüra avaldab negatiivset mõju.

Eelnev selgitab kaasaegsete kosmoseside sageduste valikut. Ku-riba signaali omaduste täielik loetelu on näidatud joonisel.

Kasutatakse ka C-riba.

Vastuvõtualad

Maa pinda läbiv kiir moodustab samaväärse vastuvõtuga isotroopsed kõverad. Kogukahjud on järgmised:

200 dB - C-riba.
206 dB - Ku-riba.

Päikesekiirgus võib segada pakkimist. Halvimad tingimused, mis kestavad 5-6 päeva, loob hooajaväli (talv, sügis). Valgusti häired tagavad maapealsete jaamade tehnikutele garanteeritud töö. Jälgimissüsteemid lülitatakse loodusnähtuse ajaks välja. Vastasel juhul võivad taldrikud Päikese kinni püüda, andes parda stabiliseerimissüsteemidele valesid käske. Pangad, lennujaamad saavad hoiatuse: side on ajutiselt häiritud.

Fresneli tsoonid

Sidetorni ümber olevad takistused kutsuvad esile lainete lisandumise, moodustades signaali sumbumise/tõusu tsoone. Nähtus selgitab vajadust puhta ruumi järele transiiveri läheduses. Õnneks mikrolaineahjudel see puudus puudub. Tänu olulisele funktsioonile püüab iga suveelanik NTV + taldrikuga.

Virvendus

Ettenägematud muutused atmosfääris põhjustavad signaali pidevat muutumist. Amplituudi kõikumised kuni 12 dB mõjutavad 500 MHz ribalaiust. Nähtus kestab maksimaalselt 2-3 tundi. Virvendus takistab maapealsetel jaamadel satelliidi jälgimist, mis nõuab ennetavaid meetmeid.

Tala lineaarsus

Mikrolaineahju tunnuseks peetakse sirgjoonelist kiirte trajektoori. Nähtus võimaldab koondada võimsust, alandades pardasüsteemidele esitatavaid nõudeid. Kindlasti oli esimene ülesanne spionaaž. Hiljem lakkasid antennid kitsalt suunatud, hõlmates suuri territooriume, näiteks Venemaad.

Insenerid nimetavad kinnistut miinuseks: mägedes, kuristikes on võimatu ringi sõita.

Laine lisamise omadused

Häiremustrit praktiliselt pole. Kõrvuti asetsevaid sageduskanaleid on võimalik oluliselt tihendada.

Mahutavus

Kotelnikovi teoreem määratleb edastatava signaali spektri ülemise piiri. Lävi määratakse otse kandesagedusega. Mikrolaineahi sisaldab oma kõrgete väärtuste tõttu kuni 30 korda rohkem teavet kui VHF.

Taastumise võimalus

Digitehnoloogiate areng on avanud tee vigade parandamise tehnikatele. Kunstlik satelliit:

sai nõrga signaali;
dekodeeritud;
parandatud vead;
kodeeritud;
edasi antud.

Satelliitside suurepärane kvaliteet on muutunud "vanasõnaks".

Maapealsed antennid

Satelliitantenne nimetatakse paraboloidideks. Läbimõõt ulatub 4 meetrini. Lisaks ülaltoodule on kahte tüüpi relee sideantenne (mõlemad maapealsed):

Dielektrilised läätsed.
Sarve antennid.

Paraboloidid tagavad suure selektiivsuse, võimaldades kiirel suhelda tuhandete kilomeetrite ulatuses. Tüüpiline taldrik ei ole võimeline signaali edastama, vajalik on suurem jõudlus.

Tööpõhimõte

Spioonsatelliidid liikusid pidevalt, pakkudes suhtelist haavamatust ja jälgimise salastatust. Rahumeelsete tehnoloogiate kasutamine läks teistmoodi. Clarki kontseptsiooni rakendati:

Ekvatoriaalne orbiit on koduks sadadele geostatsionaarsetele satelliitidele.
Asendi stabiilsus hõlbustab maapealsete seadmete suunamist.
Orbiidi kõrgus (35786 meetrit) on fikseeritud, kuna tsentrifugaaljõu abil on vaja tasakaalustada Maa gravitatsiooni.

Seade katab osa planeedi territooriumist.

Intelsati süsteem koosneb 19 satelliidist, mis on rühmitatud nelja piirkonda. Tellija näeb korraga 2-4.

Süsteemi eluiga on 10-15 aastat, seejärel vahetatakse välja vananenud seadmed. Planeetide ja Päikese gravitatsioonilised mõjud näitavad vajadust kasutada stabiliseerimissüsteeme. Korrektsiooniprotsess vähendab oluliselt sõidukite kütuseressurssi. Intelsati kompleks võimaldab positsioonide kõrvalekaldeid kuni 3 kraadi võrra, pikendades orbitaalparve eluiga (üle kolme aasta).

Sagedused

Läbipaistvusaken on piiratud 2–10 GHz vahemikuga. Intelsat kasutab 4–6 GHz piirkonda (C-riba). Koormuse suurenemine tingis osa liiklusest ülemineku Ku-sagedusalale (14, 11, 12 GHz). Tööala jaotatakse osade kaupa transpondritele. Maapealne signaal võetakse vastu, võimendatakse, väljastatakse tagasi.

Probleemid

Käivitamise kõrge hind. 35 tuhande kilomeetri läbimine nõuab palju ressursse.
Signaali levimise viivitus ületab veerand sekundit (jõuab 1 sekundini).
Tehislennuki vaatevälja väike kaldenurk suurendab energiakulusid.
Vastuvõtuala on ebaefektiivselt kaetud. Hiiglaslikel aladel pole tellijaid. Ringhäälingu efektiivsus on äärmiselt madal.
Läbipaistvusaknad on kitsad, maapealsed jaamad peavad polarisatsiooni muutmiseks olema geograafiliselt hajutatud.

Lahendused

Puudused kõrvaldatakse osaliselt kaldorbiidi kasutuselevõtuga. Satelliit lakkab olemast geostatsionaarne (vt eespool külma sõja spioonisatelliite). Ööpäevaringse suhtluse tagamiseks on vaja vähemalt kolme võrdsel kaugusel asuvat seadet.

Polaarorbiit

Ainuüksi polaarorbiit suudab pinda katta. Siiski on vaja mitu kosmoseaparaadi tiirlemisperioodi. Ümber nurga paigutatud satelliitide sülem suudab probleemi lahendada. Polaarorbiidid on kommertsringhäälingust mööda läinud, muutudes süsteemide ustavaks abiliseks:

navigeerimine;
meteoroloogia;
maapealsed juhtimisjaamad.

Kald orbiit

Kallutamist kasutasid edukalt Nõukogude satelliidid. Orbiiti iseloomustavad järgmised parameetrid:

ringlusperiood - 12 tundi;
kalle - 63 kraadi.

Kolm satelliiti, mis on nähtavad 8/12 tundi, pakuvad sidet ekvaatorilt ligipääsmatutele polaaraladele.

Satelliittelefon

Mobiilne vidin püüab otse ruumi, minnes maapealsetest tornidest mööda. Esimene 1982. aasta Inmarsat võimaldas meremeestele juurdepääsu. Maapealsed liigid loodi seitse aastat hiljem. Kanada oli esimene, kes tunnistas haruldaste elanikega kõrbealade varustamise eeliseid. Programmi järgselt õppis USA.

Probleem lahendatakse madalalt lendavate satelliitide käivitamisega:

Ringlusperiood on 70..100 minutit.
Kõrgus 640..1120 km.
Katvusala on ring raadiusega 2800 km.

Füüsilisi parameetreid arvestades jääb üksiku suhtlusseansi kestvus vahemikku 4-15 minutit. Jõudluse säilitamine nõuab teatud pingutust. Paar USA kaupmeest läksid 90ndatel pankrotti, ega saanud piisavalt tellijaid.

Kaal ja mõõtmed paranevad pidevalt. Globalstar pakub patenteeritud nutitelefoni tarkvara, mis kasutab suhteliselt mahuka satelliidivastuvõtja signaali püüdmiseks Bluetoothi.

Satelliittelefonid nõuavad võimsat vastuvõtuantenni, eelistatavalt fikseeritud antenni. Need varustavad peamiselt hooneid ja transporti.

Operaatorid

ACES katab Aasia ühe satelliidiga.
Inmarsati vanim operaator (1979). Varustab jahte, laevu. 11 lennukiga ettevõte laieneb ACeS-i abil aeglaselt mobiiliturule.
Thuraya teenindab Aasiat, Austraaliat, Euroopat, Aafrikat ja Lähis-Ida.
MSAT / SkyTerra on Ameerika pakkuja, kes kasutab Inmarsatiga samaväärseid seadmeid.
Terrestar katab Põhja-Ameerika.
IDO Global Communications ei ole aktiivne.

Võrgud

Äriprojektid on piiratud.

GlobalStar

GlobalStar on Qualcommi ja Loral Corporationi ühine vaimusünnitus, mida hiljem toetasid Alcatel, Vodafone, Hyundai, AirTouch, Deutsche Aerospace. 12 satelliidi start oli häiritud, esimene kõne toimus 1. novembril 1998. aastal. Esialgne maksumus (veebruar 2000) oli 1,79 $ / min. Pärast pankrottide ja muutuste läbimist pakub ettevõte kliente 120 riigis.

Pakub 50% USA liiklusest (üle 10 000 kõne). Töötamist toetavad maapealsed repiiterid. Kokku 40, sealhulgas 7 majutatud Põhja-Ameerikas. Maapealsete repiiteriteta territooriumid moodustavad vaikuse tsooni (Lõuna-Aasia, Aafrika). Kuigi seadmed kurseerivad regulaarselt taevaseid kõrgusi.

Abonendid saavad USA telefoninumbrid, välja arvatud Brasiilia, kus nad määravad koodi +8818.

Teenuste loend:

Häälkõned.
Positsioneerimissüsteemid veaga 30 km.
9,6 kbps Interneti-pakettjuurdepääs.
Mobiilside CSD GSM.
Rändlus.

Telefonid kasutavad Qualcommi CDMA tehnoloogiat, välja arvatud Ericsson ja Telit, mis aktsepteerivad traditsioonilisi SIM-kaarte. Tugijaamad on sunnitud toetama mõlemat standardit.

Iriidium

Pakkuja kasutab polaarorbiiti, pakkudes 100% planeedi katvust. Korraldajad läksid pankrotti ja ettevõte taastati 2001. aastal.

See on huvitav! Iridium on öiste taevasähvatuste süüdlane. Lendavad satelliidid on palja silmaga selgelt nähtavad.

Ettevõtte lennukiparki kuulub 66 satelliiti, mis kasutavad 6 madala maa orbiidi trajektoori kõrgusega 780 km. Seadmed suhtlevad Ka-riba abil. Lõviosa juhtisid endised pankrotifirmad. 2017. aasta jaanuari seisuga on uuendatud 7 ühikut. Regeneratsioon jätkub: esimene grupp (10 tk) lendas minema 14. jaanuaril, teine 25. juunil ja kolmas 9. oktoobril.

See on huvitav! Satelliit Iridium 33 rammis 10. veebruaril 2009 Vene Cosmos 2251. Siberi kohal lendab täna taevane praht.

Ettevõte jätkab teenuste osutamist 850 tuhandele abonendile. 23% kasumist maksis riik. Kõne hind on $ 0,75 - $ 1,5 / min. Tagasihelistamised on suhteliselt kallid, 4 dollarit minutis (Google Voice). Tüüpilised tööandjate töövaldkonnad:

Õli tootmine.
Mere laevastik.
Lennundus.
Reisijad.
Teadlased.

Amundsen-Scotti lõunapolaarjaama elanikud palusid eriliselt tänada. Ettevõte müüb kõikjal kõnepakette kestusega 50-5000 minutit. Endiste kehtivus jätab soovida, kallid (5000 minutit = 4000 dollarit) jäävad tööle 2 aastaks. Igakuine uuendamine - 45 dollarit:

75 minutit maksab 175 $ ja seda saab kasutada 1 kuu.
500 minutit - 600-700 dollarit, kasutusaeg - 1 aasta.

Telefonid

Endised omanikud varustasid oma kliente kahe tootja telefonidega:

Motorola 9500 sai ettevõtte esimese kommertsversiooni kaaslaseks. Mobiilne põrutuskindel versioon 9575, mis on siiani olemas, sündis 2011. aastal, millele lisandus GSM hädaabikõne nupp, täiustatud asukohaliides. Seade loob Wi-Fi leviala, mis võimaldab tavaliste nutitelefonide kasutajatel saata e-kirju, SMS-e ja sirvida Internetti.

Tootja on Kyocera seadmed hüljanud. Mudeleid müüvad edasimüüjad. 900 MHz GSM-telefonil põhinev KI-G100 on varustatud ümbrisega, mis on varustatud võimsa antenniga, mis ülekannet haarab. SMS-i vastuvõtmise võimalus on tagatud, mürgitada saab ainult teatud mudeleid (9522). SS-66K on varustatud ebatüüpilise kuulantenniga.

9575 on löögikindel, veekindel telefon, millel on tolmukindel korpus. Talub temperatuure miinus 20 kuni pluss 50 kraadi Celsiuse järgi.
9555 - varustatud sisseehitatud peakomplekti, USB-liidese, adapteriga RS-232 jadaporti.
9505A on kopsakas tellisekujuline vidin. Varustatud loomuliku RS-232 liidesega.
SS-55K on piiratud väljaanne. Uskumatu suurus, müüvad eBay edasimüüjad.

Muu ettevõtte varustus sisaldas:

Piiparid.
Taksofonid.
Varustus jahtidele, lennukitele.

Poid

Ujuvad poid, mis meenutavad tsunami jälgimissüsteemi, on võimelised vastu võtma/edastama lühisõnumeid. Liides võimaldab teil kasutada kaubamärgiga telefoni funktsioone, mis keelduvad satelliite püüdmast.

Sissejuhatus. 2

Töö eesmärk .. 3

1. Satelliitsidevõrgu arendamine. 4

2. Satelliitsidevõrgu hetkeseis. 7

3. Satelliitsidesüsteem. 12

3.1. Satelliidi repiiterid .. 12

3.2. Satelliidi repiiterite orbiidid. kolmteist

3.3. Katvusalad. 15

4. Satelliitside rakendamine. kuusteist

4.1. Magistraalsatelliitside. kuusteist

4.2. VSAT süsteem. kuusteist

4.3. Keskjuhtimisjaam. 17

4.4. Satelliidi repiiter. 17

4.5. Abonent VSAT terminalid .. 18

5. VSAT-tehnoloogia. kaheksateist

6. Globaalne satelliitsidesüsteem Globalstar 20

6.1. Maapealne segment Globalstar 21

6.2. Globalstari maapealne segment Venemaal. 22

6.3. Süsteemi Globalstar 23 tehnoloogia

6.4. Süsteemi Globalstar 23 rakendused

7. Satelliitsidevõrgu projekteerimine. 24

7.1. Kapitalikulude arvutamine satelliidi käivitamiseks ja vajalike seadmete paigaldamiseks. 24

7.2. Tegevuskulude arvutamine. 25

7.3. Palgaarvestus .. 25

7.4. Kindlustusmaksed .. 26

7.5. Amortisatsiooni mahaarvamised. 26

7.6. Elektrikulu tootmisvajadusteks. 26

7.7. Sissetulekute arvutamine. 27

7.8. Tulemusnäitajate arvutamine. 28

7.9. Investeerimisprojekti efektiivsuse arvutamine. 31

Järeldus. 35

Kasutatud allikate loetelu. 40

Sissejuhatus

Kaasaegne tegelikkus räägib juba tavapäraste mobiil- ja pealegi lauatelefonide asendamise paratamatusest satelliitside vastu. Uusimad satelliitsidetehnoloogiad pakuvad tõhusaid tehnilisi ja kulutõhusaid lahendusi nii kõikvõimalike sideteenuste kui ka otseste heli- ja telesaadete võrkude arendamiseks. Tänu silmapaistvatele saavutustele mikroelektroonika vallas on satelliittelefonid muutunud kasutuses nii kompaktseks ja töökindlaks, et kogu nõudlus tehakse erinevatelt kasutajarühmadelt ning satelliidiseadmete rentimise teenus on tänapäeva satelliidi üks nõutumaid teenuseid. side turg. Märkimisväärsed arenguväljavaated, ilmsed eelised teiste telefoniside ees, töökindlus ja garanteeritud katkematu side – kõik see puudutab satelliittelefone.

Satelliitside on tänapäeval ainuke kulutõhus lahendus madala asustustihedusega piirkondade abonentidele sideteenuste pakkumiseks, mida kinnitavad mitmed majandusuuringud. Satelliit on ainuke tehniliselt teostatav ja kulutõhus lahendus, kui rahvastikutihedus on alla 1,5 inimese/km2. See näitab olulisi väljavaateid satelliitsideteenuste arendamiseks, eriti piirkondades, kus rahvastikutihedus on suur.

Eesmärk

Tutvuda satelliitside ajaloo, satelliitside arendamise ja disaini omaduste ja väljavaadetega.

1. Satelliitsidevõrgu arendamine

Satelliitside arengu ajalugu

CVS-i neljakümne viie aastase arengu ajalool on viis iseloomulikku etappi:

1957-1965 Ettevalmistav periood, mis algas oktoobris 1957 pärast maailma esimese tehissatelliidi Maale saatmist Nõukogude Liidu poolt ning kuu aega hiljem ja teise. See juhtus keset külma sõda ja kiiret võidurelvastumist, nii et loomulikult sai satelliittehnoloogia peamiselt sõjaväe omandiks. Vaadeldavat etappi iseloomustab varajaste eksperimentaalsete satelliitide, sealhulgas sidesatelliitide, startimine, mis suunati valdavalt madalatele maakera orbiitidele.

Esimene geostatsionaarne releesatelliit TKLSTAR loodi USA armee huvides ja saadeti orbiidile 1962. aasta juulis. Samal perioodil töötati välja USA sõjaväe sidesatelliitide seeria SYN-COM (Synchronous Communications Satellite).

Kaks esimest satelliiti suunati geosünkroonsetele elliptilistele orbiitidele. Selle seeria geostatsionaarne satelliit SYNCOM-3 saadeti orbiidile 1963. aasta veebruaris ja see oli prototüüp esimesele tsiviilotstarbelisele kaubanduslikule GSR INTELSAT-1 (nimetatakse ka EARLY BIRD) prototüübiks, millest sai rahvusvahelise organisatsiooni Intelsat (International Telecommunications Satellite) esimene CP. Organisatsioon), asutati 1964. aasta augustis. Sel perioodil ei olnud kommertssatelliitsideteenused veel kättesaadavad, kuid katseliselt tõestati madalal orbiidil olevate satelliitide tootmise, käivitamise ja eduka side võimalus.

1965-1973 Geostatsionaarsetel repiiteritel põhineva globaalse CCS-i arenguperiood. 1965. aastat tähistas geostatsionaarse SR INTELSAT-1 startimine aprillis, mis tähistas satelliitside ärilise kasutamise algust. Varased INTELSAT-seeria satelliidid pakkusid mandritevahelist sidet ja toetasid peamiselt magistraalvõrke väikese arvu riiklike maapealsete maajaamade vahel, pakkudes liidest riiklikele avalikele maapealsetele võrkudele.

Magistraalkanalid pakkusid ühendusi, mis edastasid telefoniliiklust, telesignaale ja teleksisidet. Üldiselt täiendas ja varundas CCC Intelsat sel ajal eksisteerinud merealuseid mandriüleseid kaabelsideliine. Kuni 1970. aastate alguseni kasutati peaaegu kõiki olemasolevaid CCS-e rahvusvahelise telefoniliikluse edastamiseks ja telesaadete edastamiseks.

1973-1982 Piirkondliku ja riikliku CCSi laialdase levitamise etapp. Sel perioodil olid üsna intensiivselt kasutusele võetud regionaalsed, näiteks Eulelsat, Aussat ja riiklikud satelliitsidevõrgud, näiteks Skynet USA-s, mille põhiteenusteks olid endiselt telefon ja televisioon ning vähesel määral. andmete edastamisest. Kuid nüüd osutati neid teenuseid suurele hulgale maapealsetele terminalidele ja mõnel juhul viidi edastamine otse kasutajaterminalidesse.

CCC ajaloolise arengu sellel etapil loodi rahvusvaheline organisatsioon Inmarsat, mis võttis kasutusele Inmarsati globaalse sidevõrgu, mille põhieesmärk oli pakkuda sidet merelaevadega. Tulevikus laiendas Inmarsat oma teenuseid igat tüüpi mobiilikasutajatele.

1982-1990 Väikeste maapealsete terminalide kiire arengu ja leviku periood. 1980. aastatel võimaldasid CCC põhielementide tehnoloogia ja tehnoloogia areng, samuti reformid sidetööstuse liberaliseerimiseks ja demonopoliseerimiseks mitmes riigis kasutada satelliitkanaleid ettevõtete ärisidevõrkudes, mida nimetatakse VSAT-iks. Alguses pakkusid need keskmise ribalaiusega (mitte rohkem kui 64 kbit / s) sidekanalite olemasoluga võrgud ainsat andmeedastust, veidi hiljem rakendati digitaalset kõneedastust ja seejärel videot.

VSAT-võrgud võimaldasid paigaldada satelliitside jaoks kompaktsed maajaamad kasutajakontorite vahetusse lähedusse, lahendades sellega suure hulga ettevõtete kasutajate jaoks "viimase miili" probleemi, luues tingimused mugavaks ja tõhusaks teabevahetuseks ning avalike maapealsete võrkude koormuse leevendamine.

"Nutikate" sidesatelliitide kasutamine.

· Alates 90. aastate esimesest poolest on süsinikdioksiidi kogumine ja säilitamine jõudnud kvantitatiivselt ja kvalitatiivselt uude arenguetappi.

Suur hulk ülemaailmseid ja piirkondlikke satelliitsidevõrke oli kasutuses, tootmises või projekteerimisel. Satelliitsidetehnoloogia on muutunud olulise huvi ja äritegevuse valdkonnaks. Selle aja jooksul on plahvatuslikult kasvanud üldotstarbeliste mikroprotsessorite kiirus ja pooljuhtmäluseadmete maht, suurendades samal ajal töökindlust ning vähendades nende komponentide energiatarbimist ja maksumust. Kosmoserakenduste pooljuhtelektroonika peab olema kiirguskindel. mis saavutatakse spetsiaalsete tehnoloogiliste meetodite ja elektroonikalülituste hoolika varjestamise abil.

Kiirguskindlate mikroprotsessorite ilmumine taktsagedusega (1–4) MHz ja kiire RAM-i vooluringid mahuga (10 ^ 5–10 ^ 6) Mbit oli tehnoloogiliseks aluseks tõeliselt " intelligentsed" BR "GC-d, mille võimalused ja omadused tundusid esmapilgul fantastilised.

2. Satelliitsidevõrgu hetkeseis

Paljudest kaubanduslikest alla 1 GHz MSS (mobiilse satelliidi) projektidest on rakendatud üks, Orbcomm, mis hõlmab 30 mittegeostatsionaarset (mitte-GSO) satelliiti, mis pakuvad Maa katvust.

Tänu suhteliselt madalate sagedusvahemike kasutamisele võimaldab süsteem pakkuda madala kiirusega andmeedastusteenuseid lihtsatele odavatele abonendiseadmetele, nagu e-post, kahesuunaline otsinguteenus ja kaugjuhtimisteenused. Orbcommi peamised kasutajad on transpordiettevõtted, kellele see süsteem pakub kulutõhusat lahendust kaubavedude kontrollimiseks ja haldamiseks.

MSS-i turu kuulsaim operaator on Inmarsat. Turul on umbes 30 tüüpi abonendiseadmeid, nii kaasaskantavaid kui mobiilseid: maa-, mere- ja õhukasutuseks, mis pakuvad kõne-, faksi- ja andmeedastust kiirusega 600 bps kuni 64 kbps. Inmarsati nimel võistlevad kolm MSS-süsteemi, eelkõige Globalstar, Iridium ja Thuraya.

Esimesed kaks tagavad peaaegu täieliku maapinna katvuse, kasutades selleks suuri tähtkujusid, mis koosnevad vastavalt 40 ja 79 mitte-GSO satelliidist. Thuraya on plaanis muutuda ülemaailmseks 2007. aastal, kui käivitatakse kolmas geostatsionaarne (GSO) satelliit, mis katab Ameerika mandri, kus see praegu pole saadaval. Kõik kolm süsteemi pakuvad telefoni- ja väikese kiirusega andmesideteenuseid vastuvõtjatele, mis on kaalu ja suurusega võrreldavad GSM-mobiiltelefonidega.

Ka maailmas on neli piirkondlikku MSS-süsteemi. Põhja-Ameerikas on selleks Mobile Satellite Ventures (MVS), mis kasutab kahte MSAT satelliiti. Aastal 2000 alustas Asia Cellular Satellite (Indoneesia) tööd Garuda satelliidiga, pakkudes Aasia piirkonnas MSS-teenuseid. Samal aastal hakkasid Jaapani 200-miilises rannikuvööndis teenindama mere-MSS-i abonente kaks N-Star satelliiti. Austraalias on sarnane mere-MSS-süsteem Optus.

Rahvusvaheline Telekommunikatsiooni Liit (ITU) määratleb MSS perspektiivi kolmanda põlvkonna mobiilsideteenuste süsteemide IMT-200 satelliidi segmendina. Satelliidivõrgud võivad pakkuda katvust teeninduspiirkondades, kus maapealse võrgu arendamine on majanduslikult ebaefektiivne, eriti kaugetes ja maapiirkondades, ja luua selle jaoks kuumaid varusid.

MSS arendusstrateegia põhineb nn maapealse abikomponendi (ATC) loomisel USA-s ja täiendava maapealse komponendi (CGC) loomisel Euroopas - see on osa MSS-ist, mis hõlmab maapealseid jaamu, millel on fikseeritud positsiooni ja neid kasutatakse MSS-võrguteenuste kättesaadavuse parandamiseks teeninduspiirkondades, kus satelliitjaamad ei suuda pakkuda vajalikku kvaliteeti.

Tugijaamade levialas olevad abonendiseadmed töötavad maapealse võrguga ja väljumisel lülituvad tööle satelliidiga, kasutades sama MSS-i jaoks eraldatud sagedusala. Samal ajal peavad MSS-süsteemid säilitama oma funktsionaalsuse ja pakkuma vajalikke teenuseid ATC-st sõltumatult. Samuti on ette nähtud, et IMT-2000 satelliidikomponent pakub avarii või maapealse võrgu ülekoormuse korral sideühendusi, põhivõrke ja kuumaid varusid.

ITU prognoosib, et 2010. aastaks vajab IMT-2000 satelliidi segment mõlemas suunas töötamiseks umbes 70 MHz. Vastavalt raadioeeskirjadele tuleks juursagedusalana kasutada sagedusala 1980–2010 / 2170–2200 MHz. Kui on vaja kasutada lisasagedusi, võivad administratsioonid valida mis tahes MSS-ile eraldatud sagedustest vahemikus 1–3 GHz, eelkõige:

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.

Praeguseks on juba välja töötatud programmid olemasolevate MSS-süsteemide arenduskontseptsioonide rakendamiseks. 2005. aasta detsembris teatas Inmarsat oma ülemaailmse lairibavõrgu (BGAN) kasutuselevõtust. Süsteem pakub teenuseid mobiilsetele ja kaasaskantavatele abonendiseadmetele edastuskiirusega kuni 432 kbps ja ühildub maapealsete mobiilsidevõrkudega. Globalstar, Iridium ja MVS pakuvad 2012.–2013. rühmituse täielik värskendamine.

Kõik kolm ettevõtet plaanivad luua täiendava maapealse komponendi. Sellegipoolest tuleks arvesse võtta mitmeid asjaolusid, mis võivad oluliselt mõjutada üldisi järeldusi PSS-i majandusliku efektiivsuse ja arenguväljavaadete kohta:

MSS-teenuseid nõuavad peamiselt spetsiaalsed abonentide rühmad, eelkõige mere- ja lennundusettevõtted, erinevad valitsusasutused ja eriteenistused. Näiteks USA kaitseministeerium on Iridiumi suurim ärikasutaja, kellel on kaheaastane 72 miljoni dollari suurune leping, mis tagab piiramatu ühenduvuse 20 000 kasutajale. Globalstar teatab 300%-lisest igapäevaste ühenduste kasvust pääste- ja taastamisoperatsioonide ajal pärast hiljutisi USA orkaane ja tsunamit Kagu-Aasias;

Globalstar ja Iridium läbisid pankrotimenetluse, seega saavutati projektide majanduslik efektiivsus praktikas tänu investorite hukule;

tehnoloogia areng võimaldab oluliselt parandada satelliidi abonentide vastuvõtjate jõudlust. Sellegipoolest on rongisiseste vastuvõtjate suure energia pakkumise ja kasutatava spektri piiratuse tõttu majanduslikult kahjumlik või tehniliselt võimatu osutada mobiiliabonendi seadmele samu teenuseid, mis maapealse mobiilsidevõrguga töötades.

Seega ei saa satelliittehnoloogiaid pidada maapealsete mobiilsidevõrkude jaoks elujõuliste konkurentidena. Selliste projektide elluviimine saab olla majanduslikult põhjendatud ainult riikliku rahastamise korral. ATC segmendi kasutuselevõtt praktikas tähendab vaid seda, et maapealsete võrkude operaatorid saavad oma võrke arendada MSS-i jaoks eraldatud sagedusalades.

MSS-süsteemid jätkavad olulist rolli õiguskaitseorganite töös ning loodusõnnetuste ja erinevate katastroofide tagajärgede likvideerimisel. Näiteks Rahvusvahelisel Telekommunikatsiooniliidul on erikokkulepe Thuraya terminalide kasutustingimuste kohta, et võimaldada side sellistel juhtudel mõjutatud riikide abistamiseks.

Äriliselt paljutõotav suund MSS-i arendamisel ei pruugi olla kõne või andmeedastus abonendi vastuvõtjatele, vaid erinevate ringhäälinguteenuste pakkumine. Sel juhul luuakse maapealsete mobiilsidevõrkude kattuvad võrgud, mis suudavad nii ökonoomilisest kui ka spektrikasutuse seisukohalt tõhusalt osutada teenuseid punkt-mitmepunkti topoloogias. See võib hõlmata heli- ja telesaadete edastamist ning erinevat tüüpi andmete edastamist kõigile või teatud abonendikategooriatele.

Näiteks Suurbritannia suurim satelliittelevisiooni operaator BSkyB on sõlminud Vodafoniga lepingu SKY Mobile TV paketi loomiseks, mis pakub mobiiliabonentidele erinevaid saateid. Alcatel ja SFR on Prantsusmaal käivitanud sarnase projekti Unlimited Mobile TV, mis hõlmab maapealse ja satelliittelevisiooni hübriidringhäälinguvõrgu loomist.

Teine konkreetne MSS-teenuste rakendus, mida praegu Euroopas uuritakse, võiks olla igat tüüpi teenuste pakkumine grupivastuvõtjatele, mis on paigaldatud kiirsõidukitele, nagu linnadevahelised ja rahvusvahelised rongid ja bussid.

3. Satelliitsidesüsteem

3.1. Satelliidi repiiterid

Esimestel uurimisaastatel kasutati passiivseid satelliidireiitereid (näiteks Echo ja Echo-2 satelliidid), mis kujutasid endast lihtsat raadiosignaali reflektorit (sageli metallist või polümeerist metallist pihustamisega kera), millel ei olnud saateseadmeid. juhatus. Sellised satelliidid pole laialt levinud.

Kõik kaasaegsed sidesatelliidid on aktiivsed. Aktiivsed repiiterid on varustatud elektrooniliste seadmetega signaali vastuvõtmiseks, töötlemiseks, võimendamiseks ja taasedastamiseks. Satelliidi repiiterid võivad olla mitteregeneratiivsed ja taastavad. Mitteregeneratiivne satelliit, olles saanud signaali ühest maajaamast, kannab selle üle teisele sagedusele, võimendab ja edastab teise maajaama. Satelliit saab nende toimingute tegemiseks kasutada mitut sõltumatut kanalit, millest igaüks töötab teatud osa spektrist (neid töötlemiskanaleid nimetatakse transpondriteks).

3.2. Satelliidi repiiteri orbiidid

Orbiidid, millel asuvad satelliittransponderid, jagunevad kolme klassi:

Ekvatoriaalne

Kallutatud

Polaarne

Oluline ekvatoriaalorbiidi liik on geostatsionaarne orbiit, mille puhul satelliit pöörleb Maa nurkkiirusega võrdse nurkkiirusega suunas, mis ühtib Maa pöörlemissuunaga. Geostatsionaarse orbiidi ilmselge eelis on see, et teeninduspiirkonnas olev vastuvõtja "näeb" satelliiti kogu aeg.

Siiski on ainult üks geostatsionaarne orbiit ja kõiki satelliite on sellele võimatu saata. Selle teine puudus on suur kõrgus ja seega ka satelliidi orbiidile saatmise kõrge hind. Lisaks ei suuda geostatsionaarsel orbiidil olev satelliit teenindada ringpolaarpiirkonna maajaamu.

Kaldorbiit võib need probleemid lahendada, kuid satelliidi liikumise tõttu maapealse vaatleja suhtes on ööpäevaringse side juurdepääsu tagamiseks vaja ühele orbiidile saata vähemalt kolm satelliiti.

Polaar - orbiit, mille orbiidi kalle ekvaatoritasapinna suhtes on üheksakümmend kraadi.

3.3. Katvusalad

Kuna raadiosagedused on piiratud ressurss, on vaja tagada, et samu sagedusi saaksid kasutada erinevad maajaamad. Seda saab teha kahel viisil: ruumiline eraldamine – iga satelliidiantenn saab signaali ainult teatud piirkonnast, samas kui erinevad piirkonnad saavad kasutada samu sagedusi, polarisatsioonieraldus – erinevad antennid võtavad vastu ja edastavad signaali vastastikku risti asetsevates polarisatsioonitasandites, samas kui samu ja samu sagedusi saab rakendada kaks korda (iga tasapinna jaoks).

Geostatsionaarsel orbiidil oleva satelliidi tüüpiline levikaart sisaldab järgmisi komponente: globaalne kiir - suhtleb maajaamadega kogu leviala ulatuses, sellele eraldatakse sagedused, mis ei ristu selle satelliidi teiste kiirtega. Lääne- ja idapoolkera talad – need kiired on polariseeritud A-tasandil, sama sagedusvahemikuga, mida kasutatakse lääne- ja idapoolkeral. Tsoonikiired on polariseeritud B-tasandil (risti A-ga) ja kasutavad samu sagedusi, mis poolkerade talad. Seega võib ühes tsoonis asuv maajaam kasutada ka poolkerakujulisi kiiri ja globaalset kiirt.

Sel juhul kasutatakse kõiki sagedusi (välja arvatud globaalse kiirte jaoks reserveeritud) korduvalt: lääne- ja idapoolkeral ning igas tsoonis.

4. Satelliitside rakendamine

4.1. Põhiline satelliitside

4.2. VSAT süsteem

Satelliiditehnoloogiate hulgas pälvib erilist tähelepanu selliste satelliitsidetehnoloogiate nagu VSAT (Very Small Aperture Terminal) arendamine.

VSAT-seadmete baasil on võimalik ehitada multiteenusvõrke, mis pakuvad peaaegu kõiki kaasaegseid sideteenuseid: Interneti-juurdepääs; telefonisuhtlus; kohalike võrkude ühendamine (VPN-võrkude loomine); heli- ja videoteabe edastamine; olemasolevate sidekanalite koondamine; andmete kogumine, tööstusrajatiste jälgimine ja kaugjuhtimine ning palju muud.

Natuke ajalugu. VSAT-võrkude arendamine algab esimese sidesatelliidi käivitamisega. 60ndate lõpus loodi ATC-1 satelliidiga katsete käigus eksperimentaalne võrk, mis koosnes 25 maajaamast, satelliittelefoni side Alaskal. Linkabit, üks esimesi, kes arendas Ku-riba VSAT-e, ühines ettevõttega M / A-COM, millest sai hiljem juhtiv VSAT-seadmete tarnija. Hughes Communications omandas osakonna ettevõttelt M / A-COM, muutes selle Hughes Network Systemsiks. Tänaseks on Hughes Network Systems maailma juhtiv lairiba satelliitside pakkuja. VSAT-il põhinev satelliitsidevõrk sisaldab kolme põhielementi: keskjuhtimisjaam (NCC), satelliitrelee ja abonendi VSAT terminalid.

4.3. Keskjuhtimisjaam

NCC hõlmab vastuvõtu- ja edastusseadmeid, antenni toiteseadmeid ja seadmete kompleksi, mis täidab kogu võrgu töö jälgimise ja juhtimise, selle ressursside ümberjaotamise, rikete tuvastamise, võrguteenuste arvete esitamise ja maasideliinidega liidestamise funktsioone. Side töökindluse tagamiseks on seadmetel vähemalt 100% liiasus. Keskjaam on liidestatud mis tahes maapealsete magistraalsideliinidega ja sellel on võimalus vahetada teabevooge, toetades seeläbi võrgukasutajate omavahelist teabevahetust ja välisvõrkude (Internet, mobiilsidevõrgud, PSTN jne) abonentidega.

4.4. Repiiter satelliit

VSAT-võrgud põhinevad geostatsionaarsetel releesatelliitidel. Satelliidi kõige olulisemad omadused on pardal olevate saatjate võimsus ja sellel olevate raadiosageduskanalite (magistraalide või transponderite) arv. Tavalise pagasiruumi ribalaius on 36 MHz, mis vastab maksimaalsele läbilaskevõimele umbes 40 Mbps. Keskmiselt jääb saatjate võimsus vahemikku 20-100 vatti. Venemaal võib releesatelliitide näidetena tuua Jamali side- ja ringhäälingusatelliite. Need on ette nähtud OJSC Gazkomi kosmosesegmendi arendamiseks ja paigaldati orbitaalpositsioonidele 49 ° E. d ja 90° ida suunas. jne.

4.5. Abonendi VSAT terminalid

Abonendi VSAT terminal on väike satelliitsidejaam, mille antenn on läbimõõduga 0,9–2,4 m ja mis on mõeldud peamiselt usaldusväärseks andmevahetuseks satelliitkanalite kaudu. Jaam koosneb antenni toiteseadmest, välisest välisest raadiosagedusseadmest ja sisemisest seadmest (satelliitmodem). Välisseade on väike transiiver või lihtsalt vastuvõtja. Siseseade ühendab satelliitkanali kasutaja lõppseadmetega (arvuti, LAN-server, telefon, faks jne).

5. VSAT-tehnoloogia

Satelliidikanalile juurdepääsu on kahte peamist tüüpi: kahesuunaline (dupleks) ja ühesuunaline (simpleksne, asümmeetriline või kombineeritud).

Ühesuunalise juurdepääsu korraldamisel koos satelliitseadmetega kasutatakse tingimata maapealset sidekanalit (telefoniliin, fiiberoptiline, mobiilsidevõrgud, raadio Ethernet), mida kasutatakse päringukanalina (nimetatakse ka tagasikanaliks). Satelliitkanalit kasutatakse otsekanalina andmete vastuvõtmiseks abonenditerminali (kasutatakse DVB standardit). Vastuvõtuseadmena kasutatakse standardset komplekti, mis koosneb vastuvõtvast paraboolantennist, muundurist ja satelliit-DVB-vastuvõtjast arvutisse paigaldatud PCI-kaardi kujul või välisest USB-plokist.

Kahesuunalise juurdepääsu korraldamisel saab VSAT-seadmeid kasutada nii edasi- kui ka tagurpidikanalite jaoks. Maaliinide olemasolu pole sel juhul nõutav, kuid neid saab ka kasutada (näiteks koondamise eesmärgil).

Otsekanal moodustatakse tavaliselt vastavalt DVB-S standardi spetsifikatsioonidele ja edastatakse sidesatelliidi kaudu kõigile tööpiirkonnas asuvatele võrgu abonendijaamadele. Tagasikanalil moodustatakse eraldi suhteliselt madala kiirusega TDMA vood. Samal ajal kasutatakse võrgu läbilaskevõime suurendamiseks nn mitme sagedusega TDMA tehnoloogiat (MF-TDMA), mis näeb ette sageduse hüppamise, kui üks pöördkanalitest on ülekoormatud.

VSAT-võrke saab korraldada järgmistes topoloogiates: täielikult võrgustatud (igaüks neist), radiaalne (täht) ja radiaalsõlme (kombineeritud) topoloogia. Igal topoloogial on oma eelised ja puudused, ühe või teise topoloogia valikul tuleb arvestada projekti individuaalseid omadusi. Satelliitside on raadioside liik. Satelliidisignaalid, eriti kõrgsageduslike Ku- ja Ka-ribades, on niiskes keskkonnas (vihm, udu, pilved) vastuvõtlikud nõrgenemisele. Sellest puudusest saab süsteemi projekteerimisel kergesti üle.

Satelliitside on muude raadioseadmete häirete all. Satelliitside jaoks eraldatakse aga sagedusribasid, mida teised raadiosüsteemid ei kasuta ja lisaks kasutatakse satelliitsüsteemides kitsa valgusvihuga antenne, et häiretest täielikult vabaneda. Seega kõrvaldab enamik satelliitsidesüsteemide puudusi pädeva võrgukujunduse, tehnoloogia valiku ja antenni paigalduskohaga.

VSAT tehnoloogia on väga paindlik süsteem, mis võimaldab luua võrke, mis vastavad kõige rangematele nõuetele ja pakuvad laia valikut andmeedastusteenuseid. Võrgu ümberseadistamine, sealhulgas vahetusprotokollide muutmine, uute terminalide lisamine või nende geograafilise asukoha muutmine, toimub väga kiiresti. VSAT-i populaarsust võrreldes muude sidetüüpidega ettevõtete võrkude loomisel seletatakse järgmiste kaalutlustega: suure arvu terminalidega võrkude puhul, mille abonentide vahel on märkimisväärne vahemaa, on tegevuskulud oluliselt madalamad kui maapealsete võrkude kasutamisel.

6. Globaalne satelliitsidesüsteem Globalstar

Globalstar süsteem on Globalstar L. P konsortsium rahvusvahelistest telekommunikatsiooniettevõtetest Loral Space & Telecommunications, Qualcomm, Elsag Baily, Space Systems / Loral, Daimler-Benz Aerospace, Alenia, Alcatel, Hyundai, Dacom ja te- France Telecom, Vodafone Üles minema. Konsortsium asutati 1991. aastal. Globalstari süsteem moodustati süsteemina, mis on loodud olemasolevate mobiilsidevõrkudega koostoimimiseks, täiendades ja laiendades nende võimalusi, pakkudes sidet väljaspool levialasid. Lisaks annab süsteem võimaluse kasutada seda alternatiivina püsiside jaoks kaugemates piirkondades, kus mobiilside või avaliku võrgu kasutamine on mingil põhjusel võimatu.
Venemaal on Globalstar satelliitsidesüsteemi operaator suletud aktsiaselts GlobalTel. Globalstari süsteemi ülemaailmse mobiilsideteenuste eksklusiivse pakkujana pakub CJSC GlobalTel sideteenuseid kogu Venemaa Föderatsioonis. Tänu CJSC GlobalTeli loomisele on Venemaa elanikel veel üks võimalus suhelda satelliidi kaudu kõikjal Venemaal peaaegu kõikjal maailmas.

Globalstar süsteem pakub oma abonentidele kvaliteetset satelliitside, kasutades 48 töötavat ja 8 varu LEO satelliiti, mis asuvad 1410 km kõrgusel. (876 miili) Maa pinnast. Süsteem katab globaalselt peaaegu kogu maakera pinna vahemikus 700 põhja- ja lõunalaiuskraadi, laiendusega kuni 740. Satelliidid on võimelised vastu võtma signaale kuni 80% Maa pinnast, st peaaegu kõikjalt maailmast. välja arvatud polaaralad ja mõned ookeanide keskosa tsoonid ... Süsteemi satelliidid on lihtsad ja töökindlad.

6.1. Maapealne segment Globalstar

Süsteemi Globalstar maapealne segment koosneb kosmoselaevade juhtimiskeskustest, side juhtimiskeskustest, piirkondlike maapealsete lüüsijaamade võrgust ja andmevahetusvõrgust.
Lüüsijaamad on mõeldud Globalstari süsteemi kasutajate raadiojuurdepääsu korraldamiseks süsteemi kommutatsioonikeskustele süsteemi kasutajate vahelise side loomisel, samuti maapealsete ja satelliitside püsi- ja mobiilsidevõrkude kasutajatega, kelle operaatoritega ühendus toimub. Lüüsid on osa Globalstari süsteemist ja pakuvad usaldusväärseid telekommunikatsiooniteenuseid püsi- ja mobiilsideterminalidele kogu globaalses teeninduspiirkonnas.Maapealsed juhtimiskeskused kavandavad lüüside sidegraafikuid ja kontrollivad satelliidiressursside jaotamist igale lüüsile. Satelliidi segmendi juhtimiskeskus jälgib satelliidisüsteemi. Koos reservkeskuse vahenditega juhib see orbiite, töötleb telemeetrilist teavet ja annab käske satelliidi tähtkujule. Süsteemi Globalstar satelliidid edastavad pidevalt telemeetrilisi andmeid, mis jälgivad süsteemi seisukorda, aga ka infot satelliitide üldise seisukorra kohta. Keskus jälgib ka satelliitide starte ja nende kosmosesse paigutamise protsessi. Satelliidi segmendi juhtimiskeskus ja maapealsed juhtimiskeskused hoiavad Globalstari andmevõrgu kaudu üksteisega pidevat kontakti.

6.2. Globalstari maapealne segment Venemaal

Süsteemi Globalstar Venemaa maapealne segment sisaldab 3 väravat, mis asuvad Moskva, Novosibirski ja Habarovski lähedal. Need katavad Venemaa territooriumi lõunapiirist kuni 74 gr. Koos. sh. ja läänepiirist kuni 180. meridiaanini, pakkudes garanteeritud teenuse kvaliteeti 70. paralleelist lõuna pool.

Venemaa lüüsijaamad Globalstar on PSTN-võrguga ühendatud automaatsete lülitussõlmede kaudu, neil on ühendusliinid rahvusvaheliste kommutatsioonikeskustega ja need on omavahel ühendatud ka digitaalsete teede kaudu "igaühele". Iga lüüs on integreeritud Venemaa olemasolevate püsi- ja mobiilsidevõrkudega. Lüüsijaamad on Vene Föderatsiooni riikliku võrgu linnadevahelise jaama staatuses. Samal ajal peetakse Globalstar satelliidisüsteemi Venemaa segmenti Vene Föderatsiooni territooriumil uueks sidevõrguks.

6.3. Globalstar süsteemi tehnoloogia

Satelliidid töötavad painutatud toru arhitektuuri järgi - abonendi signaali vastuvõtmisel edastavad mitu satelliiti CDMA tehnoloogiat kasutades selle samaaegselt lähimasse maapealsesse lüüsi. Maavärav valib tugevaima signaali, volitab selle ja suunab selle helistatud abonendini.

6.4. Globalstar süsteemi kasutusvaldkonnad

Globalstari süsteem on loodud pakkuma kvaliteetseid satelliiditeenuseid paljudele kasutajatele, sealhulgas kõneside, lühisõnumiteenus, rändlus, positsioneerimine, faksiside, andmeedastus, mobiilne Internet.

Ettevõtjad ja eraisikud, kes töötavad piirkondades, mis ei ole mobiilsidevõrkudega kaetud või kelle töö spetsiifika on seotud sagedaste töölähetustega kohtadesse, kus puudub ühendus või ühendus on kehva kvaliteediga, võivad liituda kaasaskantavate ja mobiilsete seadmetega.

Süsteem on mõeldud laiale tarbijale: meedia esindajad, geoloogid, nafta ja gaasi, väärismetallide kaevandamise ja töötlemise töötajad, ehitusinsenerid, energeetikud. Venemaa riiklike struktuuride - ministeeriumide ja osakondade (näiteks eriolukordade ministeeriumi) töötajad saavad oma tegevuses aktiivselt kasutada satelliitsidet. Spetsiaalsed sõidukitele paigaldamise komplektid võivad olla tõhusad, kui neid kasutatakse tarbesõidukitel, kalapüügi- ja muud tüüpi mere- ja jõelaevadel, raudteetranspordil jne.

7. Satelliitsidevõrgu projekteerimine.

7.1. Kapitalikulude arvutamine satelliidi käivitamiseks ja vajalike seadmete paigaldamiseks.

Tabel 1.1.- Kapitalikulude arvutamise algandmed

K about - kapitaliinvesteeringud satelliidi teenindamiseks vajalike seadmete ostmiseks;

K s - kapitaliinvesteeringud satelliidi soetamiseks;

K m - seadmete paigalduskulud;

K tr - transpordikulud;