G. Karvovsky. اتصال ماهواره ای مسائل اصلی ساخت و بهره برداری از یک سیستم ارتباطی ماهواره ای. قسمت 1.

G. Karvovsky

دنیای ارتباطات. اتصال! شماره 1، 2002

سیگنالی که در 4 اکتبر 1957 توسط فانوس رادیویی اولین ماهواره زمین مصنوعی شوروی ارسال شد و توسط ایستگاه های رادیویی جهان دریافت شد، نه تنها آغاز عصر فضایی را نشان داد، بلکه مسیر توسعه ماهواره را نیز مشخص کرد. ارتباطات رفت بعدها ایجاد شدند سیستم های ماهواره ایارتباطات (CCC) که انتقال و دریافت برنامه های تلویزیون مرکزی و رادیو رادیویی را عملاً در سراسر کشور ما تضمین می کند. امروزه ارتباطات ماهواره ای جزء مهمی از شبکه ارتباطات به هم پیوسته روسیه است.

سیستم های ارتباطی ماهواره ای

SCS خود از دو جزء اصلی (بخش) تشکیل شده است: فضا و زمین (شکل 1).

برنج. 1. سیستم ارتباط ماهواره ای

جزء فضا (بخش) SSS شامل ISS است که در مدارهای خاصی پرتاب می شود، بخش زمینی شامل یک مرکز کنترل سیستم ارتباطی (TsUSS)، ایستگاه های زمینی (ES) واقع در مناطق (ایستگاه های منطقه ای - RS) و پایانه های مشترک (AT) با تغییرات مختلف است.

استقرار و نگهداری CCC در حالت کار - کار دشوارکه نه تنها توسط خود سیستم ارتباطی، بلکه توسط مجموعه موشکی و فضایی نیز حل می شود. این مجموعه شامل کیهان‌ها با مکان‌های پرتاب برای پرتاب موشک‌های حامل و همچنین مجتمع‌های فرمان اندازه‌گیری رادیویی-تکنیکی (KIMS) است که حرکت ایستگاه فضایی بین‌المللی را رصد کرده، پارامترهای مدار آنها را کنترل و تصحیح می‌کند.

CCS را می توان بر اساس ویژگی هایی مانند: وضعیت سیستم، نوع مدارهای ISS و سیستم متعلق به یک سرویس رادیویی خاص طبقه بندی کرد.

وضعیت سیستم به هدف آن، منطقه مورد استفاده، موقعیت و مالکیت ایستگاه های زمینی بستگی دارد. بسته به وضعیت، CCC را می توان به دو دسته تقسیم کرد بین المللی(جهانی و منطقه ای) ملیو بخش.

با توجه به نوع مدارهای مورد استفاده، سیستم های دارای ISS روشن زمین ثابتمدار (GEO) و در مدار غیر زمین ثابت: بیضوی(HEO) مدار پایین(LEO) و ارتفاع متوسط(MEO). طبق مقررات رادیویی، CCC ها می توانند به یکی از سه سرویس اصلی تعلق داشته باشند: درست شدخدمات ماهواره ای (FSS) متحرکسرویس ماهواره ای (MSS) و صدا و سیماخدمات ماهواره ای (RCC).

بخش فضایی

مدارها

انتخاب پارامترهای مدار ISS به هدف، منطقه خدمات ارتباطی مورد نیاز و برخی عوامل دیگر بستگی دارد. (میز 1،).

بیشترین سود را برای قرار دادن ISS مدارهای زمین ثابت(شکل 2).

برنج. 2. ISS در مدار است

مزیت اصلی آنها امکان ارتباط مداوم شبانه روزی در منطقه خدمات جهانی است. ماهواره های زمین ایستا در این مدار که با همان سرعت در جهت چرخش زمین حرکت می کنند، نسبت به نقطه «ماهواره فرعی» روی استوا ثابت می مانند. با یک آنتن همه جهته، سیگنال‌های ارسال شده از ایستگاه فضایی بین‌المللی در هر نقطه‌ای که در زاویه دید رادیویی قرار دارد، روی سطح زمین دریافت می‌شود. سه ایستگاه فضایی بین‌المللی که به طور مساوی در مدار قرار گرفته‌اند، ارتباط مستمری را عملاً در کل قلمرو زمین به استثنای مناطق قطبی (بالای 76.50 درجه شمالی و جنوبی) به مدت 12 تا 15 سال (منبع مداری فضاپیمای زمین‌ایستا مدرن) فراهم می‌کنند.

نقطه ضعف رله کردن سیگنال رادیویی از طریق ایستگاه فضایی بین المللی که در فاصله 36 هزار کیلومتری قرار دارد، تاخیر سیگنال است. برای سیستم های پخش رادیو و تلویزیون، تأخیر 250 میلی ثانیه (در هر جهت) بر کیفیت سیگنال ها تأثیری ندارد. سیستم های ارتباطی تلفن رادیویی نسبت به تاخیر حساس تر هستند و با تاخیر کلی (با در نظر گرفتن زمان پردازش و سوئیچینگ در شبکه های زمینی) بیش از 600 میلی ثانیه، کیفیت ارتباط بالا تضمین نمی شود. از این گذشته، زمانی که کانال ارتباطی دو بخش ماهواره ای را فراهم می کند، جهش به اصطلاح "دو" در این سیستم ها غیرقابل قبول است.

تعداد ایستگاه‌های فضایی که می‌توانند در یک مدار زمین‌ایستا قرار گیرند، توسط جداسازی مداری زاویه‌ای مجاز بین ماهواره‌های مجاور محدود می‌شود. حداقل تفکیک زاویه ای با انتخاب فضایی آنتن های داخلی و زمینی و همچنین دقت نگه داشتن فضاپیما در مدار تعیین می شود. طبق استانداردهای بین المللی باید 1-3 درجه باشد. در نتیجه، بیش از 360 ایستگاه فضایی را نمی توان در مدار زمین ثابت قرار داد.

تحت تأثیر تعدادی از عوامل ژئوفیزیکی، ایستگاه فضایی بین‌المللی «دریفت» می‌کند - مدار آن منحرف می‌شود، بنابراین اصلاح آن ضروری می‌شود.

مدارهای بیضویکه در آن ایستگاه فضایی بین المللی نمایش داده می شود، به گونه ای انتخاب می شوند که طول روز مضرب دوره مداری ماهواره باشد (شکل 2). برای ISS، مدارهای بیضوی سنکرون از انواع خاصی استفاده می شود. (جدول 2).

از آنجایی که سرعت ماهواره در اوج مدار بیضوی بسیار کمتر از حضیض است، زمان صرف شده توسط ISS در ناحیه دید در مقایسه با مدار دایره ای افزایش می یابد. به عنوان مثال، ایستگاه فضایی بین‌المللی "مولنیا" که با پارامترهایی به مدار پرتاب شد: اوج 40 هزار کیلومتر، حضیض 460 کیلومتر، شیب 63.5 درجه، جلسات ارتباطی به مدت 8 تا 10 ساعت را فراهم می‌کند. صورت فلکی مداری (OG) از سه ماهواره جهان را حفظ می‌کند. -ارتباط ساعتی ...

برای اطمینان از ارتباط مداوم شبانه روزی ایستگاه فضایی بین المللی در مدارهای Borealis، حداقل 8 فضاپیما مورد نیاز است (واقع در دو هواپیما مداری، چهار ماهواره در هر هواپیما).

هنگام انتخاب مدارهای بیضوی، تأثیر ناهمگونی های میدان گرانشی زمین در نظر گرفته می شود، که منجر به تغییر در عرض جغرافیایی نقطه فرعی ماهواره در اوج می شود، و همچنین اثرات خطرناک کمربندهای پایدار ذرات باردار به دام افتاده است. توسط میدان مغناطیسی زمین (کمربندهای تشعشعی ون آلن)، که توسط ایستگاه فضایی بین‌المللی هنگام حرکت در مدار عبور می‌کند.

یک ایستگاه فضایی بین‌المللی در مدار ارتفاع متوسط ​​(MEO) منطقه کوچک‌تری را نسبت به ایستگاه فضایی زمین‌ایستا پوشش می‌دهد (شکل 3). مدت اقامت ایستگاه فضایی بین المللی در منطقه دید رادیویی ایستگاه های زمینی 1.5 تا 2 ساعت می باشد، بنابراین برای برقراری ارتباط برای پرجمعیت ترین مناطق جهان و مناطق آبی قابل کشتیرانی، ایجاد OG ضروری است. 8-12 ماهواره. هنگام انتخاب مدار برای آنها، لازم است اثرات کمربندهای تشعشعی ون آلن واقع در صفحه استوایی را در نظر بگیرید. اولین کمربند پایدار تشعشع بالا از حدود 1.5 هزار کیلومتر شروع می شود و تا چندین هزار کیلومتر گسترش می یابد، "دهانه" آن حدود 300 کیلومتر در دو طرف استوا است. دومین کمربند با شدت به همان اندازه (10 هزار imp./s) در ارتفاعات 13 تا 19 هزار کیلومتری قرار دارد و حدود 500 کیلومتر را در دو طرف استوا پوشش می دهد. بنابراین، مسیرهای ISS باید بین کمربند اول و دوم ون آلن، یعنی در ارتفاع 5 تا 15 هزار کیلومتری عبور کنند.

برنج. 3.مناطق تحت پوشش زمین ISS در مدارهای مختلف

کل تأخیر سیگنال در هنگام برقراری ارتباط از طریق ماهواره‌های با ارتفاع متوسط ​​بیش از 130 میلی‌ثانیه نیست که امکان استفاده از آنها را برای ارتباطات رادیویی تلفنی با کیفیت بالا فراهم می‌کند. سیستم های ICO، Spaceway NGSO، Rostelesat، که در آنها OG تقریباً در همان ارتفاع (10352-10355 کیلومتر) با پارامترهای مداری مشابه ایجاد می شود، می تواند به عنوان نمونه ای از یک CCC در مدارهای با ارتفاع متوسط ​​باشد.

مدارهای دایره ای کمبسته به شیب صفحه مداری نسبت به صفحه استوایی، آنها به مدارهای استوایی کم (شیب 0 درجه، ارتفاع 2000 کیلومتر)، قطبی (90 درجه، 700-1500 کیلومتر) و شیب دار (700-1500 کیلومتر) تقسیم می شوند. شکل 4). سیستم‌های ارتباطی مدار پایین زمین (LEO) به سیستم‌های انتقال داده (LEO کوچک)، سیستم‌های تلفن رادیویی (LEO بزرگ) و سیستم‌های ارتباطی باند پهن (مگا LEO، گاهی اوقات با نام Super LEO) تقسیم می‌شوند.

ISS در این مدارها اغلب برای سازماندهی ارتباطات تلفن همراه و شخصی استفاده می شود. دوره مداری ماهواره در این مدارها از 90 دقیقه تا 2 ساعت است، مدت زمان صرف شده توسط ISS در منطقه دید رادیویی از 10-15 دقیقه تجاوز نمی کند، منطقه ارتباطی ISS در این مدارها کوچک است، بنابراین برای اطمینان از ارتباط مستمر، لازم است که OG شامل حداقل 48 ISS باشد ...

ماهواره های ارتباطی مصنوعی

ISS یک فضاپیما است که تجهیزات رله روی آن نصب شده است: فرستنده و گیرنده و آنتن که در فرکانس های مختلف کار می کنند. آنها سیگنال‌هایی را از یک ایستگاه فرستنده زمین (ES) دریافت می‌کنند، آن‌ها را تقویت می‌کنند، تبدیل فرکانس را انجام می‌دهند و سیگنال‌ها را به طور همزمان به همه ES واقع در منطقه دید رادیویی ماهواره ارسال می‌کنند. این ماهواره همچنین به تجهیزات کنترل موقعیت، تله متری و منبع تغذیه مجهز است. پایداری و جهت گیری آنتن توسط سیستم تثبیت کننده پشتیبانی می شود. تجهیزات تله متری ماهواره ای برای انتقال اطلاعات در مورد موقعیت ISS به زمین و دریافت دستورات برای تصحیح موقعیت استفاده می شود.

ارسال مجدد اطلاعات دریافتی را می توان بدون ذخیره سازی و با ذخیره سازی انجام داد، به عنوان مثال، تا زمانی که ISS وارد منطقه دید AP شود.

فرکانس ها

محدوده فرکانس برای سازماندهی ارتباطات ماهواره ای توسط "مقررات رادیویی" با در نظر گرفتن "پنجره های شفافیت رادیویی" جو زمین، تداخل رادیویی طبیعی و تعدادی از عوامل دیگر اختصاص داده شده است (جدول 3). توزیع فرکانس ها بین خدمات ارتباط رادیویی به شدت توسط دولت تنظیم و کنترل می شود. قوانین توافق شده بین المللی برای استفاده از باندهای اختصاص داده شده وجود دارد که برای اطمینان از سازگاری الکترونیکی تجهیزات رادیویی که در این باندها یا مجاور کار می کنند ضروری است. یک جفت فرکانس به فرستنده گیرنده ISS اختصاص داده شده است: فرکانس بالایی برای انتقال سیگنال از ES به ماهواره (بالادست)، فرکانس پایین - از ماهواره به ES (پایین دست).

جدول 3.محدوده فرکانس برای سازماندهی ارتباطات ماهواره ای

یک کانال ارتباطی ماهواره‌ای که در فرکانس‌های دریافت و ارسال اختصاص‌یافته کار می‌کند، باند فرکانسی (پهنای باند) مشخصی را اشغال می‌کند، که عرض آن میزان اطلاعات ارسال شده از طریق کانال را در واحد زمان تعیین می‌کند. یک گیرنده ماهواره ای معمولی که در فرکانس های 4 گیگاهرتز تا 6 گیگاهرتز کار می کند، پهنای باند 36 مگاهرتز را پوشش می دهد. زیاد است یا کم؟ به عنوان مثال، برای انتقال سیگنال تلویزیونی در استاندارد دیجیتال MPEG-2، یک کانال با پهنای باند 6 مگاهرتز مورد نیاز است، برای یک کانال تلفن - 0.010 مگاهرتز. بنابراین با کمک چنین گیرنده ای می توان 6 کانال تلویزیونی یا 3600 کانال تلفن را سازماندهی کرد. معمولاً 12 یا 24 فرستنده گیرنده (در برخی موارد بیشتر) روی ISS نصب می شود که به ترتیب 432 مگاهرتز یا 864 مگاهرتز می شود.

بخش زمینی

مرکز کنترل ارتباطات ماهواره ای (TsUSS) وضعیت سیستم های ISS روی برد را نظارت می کند، کار بر روی استقرار و تکمیل صورت فلکی مداری را برنامه ریزی می کند، مناطق دید رادیویی را محاسبه می کند و کار SSS را هماهنگ می کند.

ایستگاه های زمینی

ایستگاه های زمینی SSS (ZS) سیگنال های رادیویی را در بخش "Earth - ISS" ارسال و دریافت می کنند، مولتی پلکس، مدوله، پردازش سیگنال و تبدیل فرکانس، سازماندهی دسترسی به کانال های ISS و شبکه های زمینی پایانه های مشترک.

زمان ارتباط بین ES و ISS با زمانی که ISS در ناحیه دید رادیویی خود قرار دارد محدود می شود (شکل 5). این منطقه با طول قوس AB تعیین می‌شود که به ارتفاع مدار ماهواره و حداقل زاویه ارتفاع آنتن ES که ایستگاه فضایی بین‌المللی را ردیابی می‌کند در حالی که در منطقه دید رادیویی قرار دارد، تعیین می‌شود.

برنج. 5.منطقه دید رادیویی

در CCC از فرستنده، فرستنده، دریافت و کنترل ES چند منظوره استفاده می شود. این ایستگاه ها مجهز به تجهیزات فرستنده رادیویی، آنتن های گیرنده و فرستنده و همچنین سیستم ردیابی ارتباط با ISS هستند.

ایستگاه های ثابت چند منظوره توان عملیاتی بسیار بالایی دارند. آنها در مکان های خاص انتخاب شده، معمولا خارج از محدوده شهر قرار دارند تا از تداخل رادیویی متقابل با سیستم های ارتباطی زمینی جلوگیری شود. این ES ها مجهز به فرستنده های رادیویی پرقدرت (از چند تا ده کیلووات یا بیشتر)، گیرنده های رادیویی با حساسیت بالا و آنتن های گیرنده فرستنده هستند که دارای الگوی تشعشعی با لوب اصلی بسیار باریک و لوب های جانبی بسیار کم هستند. ES از این نوع برای سرویس دهی به شبکه های ارتباطی توسعه یافته در نظر گرفته شده است. برای اینکه بتوانند دسترسی عادی به ES را فراهم کنند، خطوط ارتباطی فیبر نوری مورد نیاز است.

ES با توان متوسط ​​می تواند بسیار متنوع باشد و تخصص آنها به نوع پیام های ارسالی بستگی دارد. ES از این نوع توسط CCS شرکتی خدمات رسانی می شود که اغلب از انتقال ویدئو، صدا و داده، کنفرانس ویدئویی، ایمیل پشتیبانی می کند.

برخی از APهایی که CCCهای شرکتی را ارائه می دهند شامل چندین هزار ترمینال میکرو هستند (VSATs - Very Small Aperture Terminal). همه پایانه ها به یک ES اصلی (MES - Master Earth Station) متصل می شوند و شبکه ای را تشکیل می دهند که دارای توپولوژی ستاره ای است و از دریافت / انتقال داده ها و همچنین دریافت اطلاعات صوتی و تصویری پشتیبانی می کند.

همچنین CCS های مبتنی بر STS وجود دارند که می توانند یک یا چند نوع پیام (اطلاعات داده، صوتی و/یا تصویری) را دریافت کنند. توپولوژی چنین شبکه هایی نیز ستاره ای شکل است.

مهمترین عنصر شبکه - سیستم نظارت و تشخیص، وظایف زیر را انجام می دهد:

مانیتورینگ رادیویی کانال های ارتباطی ماهواره ای؛

آزمایش کانال های ارتباطی ماهواره ای در حین کار تعمیر و بازسازی و نگهداری AP ها، در حین استقرار AP ها و راه اندازی آنها.

تجزیه و تحلیل وضعیت عملکردی CVS، که بر اساس آن توصیه هایی برای حالت های عملکرد ES ایجاد شده است.

نظارت رادیویی امکان بررسی استفاده صحیح از منبع فرکانس ISS، ردیابی تداخل و شناسایی تلاش‌های دسترسی غیرمجاز به کانال‌های ارتباطی ماهواره‌ای را فراهم می‌کند. علاوه بر این، پارامترهای تشعشعات ES پایش شده و بدتر شدن کیفیت کانال های ارتباطی ماهواره ای به دلیل شرایط آب و هوایی و آب و هوایی ثبت می شود.

از تاریخچه CCC

اولین ماهواره زمین مصنوعی (AES) که در اکتبر 1957 به مدار نزدیک زمین پرتاب شد، 83.6 کیلوگرم وزن داشت و دارای یک فرستنده رادیویی فانوس دریایی بود که سیگنال هایی را ارسال می کرد که برای کنترل پرواز استفاده می شد. نتایج اولین پرتاب و اولین آزمایش‌ها در انتقال سیگنال‌های رادیویی از فضا، امکان سازمان‌دهی یک سیستم ارتباطی را که در آن ماهواره به عنوان یک تکرارکننده سیگنال رادیویی فعال یا غیرفعال عمل می‌کند، به وضوح نشان داده است. با این حال، برای این امر لازم است ماهواره هایی ایجاد شود که بتوان تجهیزاتی با جرم به اندازه کافی بزرگ روی آنها نصب کرد و سیستم های موشکی قدرتمندی داشت که بتوانند این ماهواره ها را در مدار نزدیک زمین قرار دهند.

چنین وسایل نقلیه پرتابی ایجاد شد و در مدت کوتاهی ماهواره های انبوه بزرگی ساخته شد که قادر به حمل تجهیزات پیچیده علمی، تحقیقاتی، ویژه و همچنین تجهیزات ارتباطی بودند. پایه و اساس ایجاد سیستم های ماهواره ای برای اهداف مختلف گذاشته شد: هواشناسی، ناوبری، شناسایی، ارتباطات. اهمیت این سیستم ها را به سختی می توان دست بالا گرفت. سیستم ارتباط ماهواره ای در میان آنها جایگاه پیشرو را به خود اختصاص می دهد.

بلافاصله پس از پرتاب اولین ماهواره، آزمایشات استفاده از ماهواره در سیستم ارتباطی کشور آغاز شد و ایجاد سامانه ارتباطی ماهواره ای آغاز شد. ایستگاه های فرستنده و گیرنده زمین مجهز به آنتن های سهموی با قطر آینه 12 متر ساخته شد.در 23 آوریل 1965، یک ماهواره ارتباطی مصنوعی (ISS) "Molniya" به مداری بیضی شکل بالا پرتاب شد.

یک مدار بیضوی بلند با اوج 40 هزار کیلومتری، واقع در بالای نیمکره شمالی، و یک دوره مداری دوازده ساعته، این امکان را برای ایستگاه فضایی بین‌المللی فراهم کرد تا سیگنال رادیویی را تقریباً دو بار در روز به سراسر کشور ارسال کند. 9 ساعت. اولین نتیجه عملا قابل توجه در سال 1965 به دست آمد، زمانی که تبادل برنامه های تلویزیونی بین مسکو و ولادی وستوک از طریق ISS انجام شد. در اکتبر 1967، اولین سیستم ارتباطی ماهواره ای جهان "Orbit" به بهره برداری رسید.

در سال 1975، ایستگاه فضایی رادوگا به مدار استوایی دایره ای یا زمین ایستایی با ارتفاع 35786 کیلومتری با دوره چرخش به دور زمین معادل 24 ساعت پرتاب شد. جهت چرخش ماهواره با جهت چرخش سیاره ما منطبق بود ، در آسمان بی حرکت ماند و همانطور که بود در بالای سطح زمین "معلق" بود. این ارتباط دائمی را از طریق چنین ماهواره ای فراهم می کرد و ردیابی آن را آسان تر می کرد. پس از آن، ISS "Horizon" به مدار زمین ثابت پرتاب شد.

تجربه عملیاتی Orbita SCS نشان داده است پیشرفتهای بعدیسیستم های مرتبط با ساخت ایستگاه های زمینی از این نوع برای خدمات رسانی به شهرها و شهرهای با جمعیت چند هزار نفری توجیه اقتصادی ندارد. در سال 1976، یک سیستم ارتباطی ماهواره ای اقتصادی تر "Ekran" ایجاد شد که ایستگاه فضایی بین المللی آن به مدار زمین ثابت پرتاب شد. ایستگاه‌های فرستنده و گیرنده زمینی ساده‌تر و فشرده‌تر این سیستم در سکونتگاه‌های کوچک، روستاها، در ایستگاه‌های هواشناسی واقع در سیبری، مناطق شمال دور، تا حدی خاور دور نصب شد و برنامه‌های تلویزیون مرکزی را برای جمعیت خود به ارمغان آورد.

در سال 1980 عملیات Moskva SCS آغاز شد که ایستگاه های زمینی آن از طریق ایستگاه فضایی Gorizont کار می کردند. ایستگاه های انتقال زمین این SSS شبیه به ایستگاه های SSS "Orbit" و "Ekran" بود، اما دارای ایستگاه های دریافت زمین کوچک بود که امکان قرار دادن آنها را در مراکز ارتباطی، روی تکرار کننده های کم مصرف و در چاپخانه ها فراهم می کرد. سیگنال رادیویی دریافت شده توسط ایستگاه دریافت زمینی به یک تکرار کننده تلویزیونی کم مصرف منتقل می شد که با کمک آن برنامه تلویزیونی به مشترکین تحویل داده می شد. CCC "مسکو" امکان انتقال برنامه های تلویزیون مرکزی و صفحات روزنامه های مرکزی را به دورافتاده ترین نقاط کشور و نهادهای اتحاد جماهیر شوروی تقریباً در تمام کشورهای اروپایی، آمریکای شمالی و آسیای مرزی فراهم کرد.

ارتباطات ماهواره ای - امروز

در حال حاضر، یک صورت فلکی مداری در سیستم ارتباطات ماهواره ای مدنی فدرال استفاده می شود که شامل 12 فضاپیمای ایالتی (SC) است که توسط شرکت دولتی "ارتباطات فضایی" اداره می شود. صورت فلکی مداری شامل دو فضاپیمای سری Express است که در سال‌های 1994 و 1996 پرتاب شدند، هفت فضاپیمای سری Gorizont که در دهه 1970 توسعه یافتند، یکی از سری Ekran-M و دو ماهواره جدید مدرن از سری Express-A. علاوه بر این ISS، ISS از نوع Yamal-100 (اپراتور - OAO Gazkom)، Bonum-1 و برخی دیگر در مدار هستند. تولید فضاپیمای نسل جدید (Express-AM، Yamal-200) در حال انجام است. حدود 65 شرکت ارتباطات ماهواره ای در روسیه فعالیت می کنند که حدود 7 درصد از کل اپراتورهای مخابراتی را تشکیل می دهد. این شرکت ها طیف گسترده ای از خدمات مخابراتی را به مشتریان خود ارائه می دهند: از اجاره کانال های دیجیتالو مسیرهای ارائه خدمات تلفن، پخش تلویزیونی و رادیویی، چند رسانه ای.

امروزه CCS به یکی از اجزای مهم شبکه ارتباطی متصل روسیه (BCC) تبدیل شده است. "برنامه اقدامات اضطراری برای حمایت دولتی برای حفظ، پر کردن و توسعه سیستم های ارتباطی و پخش ماهواره ای روسیه برای اهداف دولتی" (فرمان دولت فدراسیون روسیه 1 فوریه 2000 شماره 87) و "برنامه فضایی فدرال" روسیه برای سالهای 2001-2005 توسعه یافته و در حال اجرا هستند. "(قطعنامه دولت فدراسیون روسیه 30 مارس 2000 شماره 288).

دستورالعمل برای توسعه CCC

توسعه ارتباطات ماهواره‌ای برای مقاصد غیرنظامی در سطوح دولتی، بین‌بخشی (GKRCH) و بخش‌ای (وزارت ارتباطات و اطلاع‌رسانی فدراسیون روسیه، Rosaviakosmos و غیره) انجام می‌شود. سیستم های ارتباطی ماهواره ای روسیه تحت صلاحیت ایالت هستند و توسط اپراتورهای تجاری دولتی داخلی (GP KS) یا خصوصی اداره می شوند.

مطابق با مفهوم اتخاذ شده برای توسعه VSS در روسیه، یک VSS آینده نگر باید شامل سه زیر سیستم باشد:

ارتباطات ماهواره ای ثابت برای سرویس دهی به شبکه ارتباطات به هم پیوسته روسیه، و همچنین شبکه های همپوشانی و شرکتی؛

پخش تلویزیونی و رادیویی ماهواره ای، از جمله پخش مستقیم، که مرحله جدیدی در توسعه رسانه های الکترونیکی مدرن است.

ارتباطات ماهواره ای شخصی سیار به نفع مشترکین تلفن همراه و از راه دور در روسیه و خارج از کشور.

ارتباطات ماهواره ای ثابت

سرویس ماهواره ای ثابت یک سرویس ارتباط رادیویی بین ایستگاه های زمینی در یک مکان معین (نقطه ثابت واقع در مناطق خاص) است.

جهات اصلی استفاده از ارتباطات ثابت:

سازماندهی خطوط ارتباطی ستون فقرات، درون منطقه ای و محلی به عنوان بخشی از نیروهای مسلح روسیه.<

ارائه منبعی برای ایجاد شبکه های انتقال داده؛

توسعه ارتباطات شرکتی و شبکه های انتقال داده با استفاده از فن آوری های مدرن VSAT، از جمله دسترسی به اینترنت؛

توسعه شبکه ارتباطی بین المللی؛

توزیع برنامه های تلویزیونی و رادیویی فدرال، منطقه ای، محلی و تجاری در سراسر کشور؛

توسعه شبکه های انتقال روزنامه ها و مجلات مرکزی؛

افزونگی شبکه اصلی ستون فقرات VSS روسیه.

سیستم ارتباطات ماهواره‌ای ثابت در سال‌های آینده بر پایه ماهواره‌های عملیاتی «گوریزونت»، ماهواره‌های جدید «اکسپرس-آ»، «یامال-100» و ماهواره‌های LMI-1 سازمان بین‌المللی «اینترسپوتنیک» خواهد بود. بعداً ماهواره های جدید «اکسپرس کی» و «یامال 200/300» به بهره برداری خواهند رسید.

شبکه های ارتباطی ماهواره ای نقش عمده ای در نوسازی سیستم های ارتباطی در مناطق شمال شرقی روسیه خواهند داشت.

"طرح کلی مولفه ماهواره ای شبکه اولیه نیروهای مسلح روسیه" که توسط OJSC Giprosvyaz به دستور OJSC Rostelecom و شرکت دولتی "ارتباطات فضایی" توسعه یافته است، روش استفاده از سیستم های ماهواره ای را برای نیروهای مسلح روسیه تعریف می کند. .

پیش بینی می شود که توسعه شبکه های شرکتی عمدتاً بر اساس ماهواره های روسی مطابق با اولویت های تعیین شده توسط فرمان شماره 1016 دولت فدراسیون روسیه در 98/02/09 انجام شود.

سیستم پخش تلویزیون دیجیتال مدرن "Moscow" / "Moscow Global" باید مبنایی برای انتقال برنامه های تلویزیونی با استفاده از سرویس ثابت ماهواره ای شود. این امر امکان انتقال برنامه های تلویزیونی دولتی و همه روسی (RTR، "Kultura"، ORT) را با سه ماهواره به جای ده ماهواره فعلی به تمام مناطق پخش منطقه ای امکان پذیر می کند.

سرویس پخش

سرویس پخش بر اساس ماهواره های پخش مستقیم تلویزیون، مانند ISS "Bonum-1" است که در 36 درجه شرقی قرار دارد. و بیش از دوجین برنامه تلویزیونی را در بخش اروپایی روسیه پخش می کند.

گسترش بیشتر سیستم پخش تلویزیون ماهواره ای (با امکان پخش حداکثر 40-50 برنامه تلویزیونی تجاری) برای ایجاد یک شبکه توزیع تلویزیونی در مناطق کم جمعیت شرقی روسیه و همچنین برای رفع نیازهای تلویزیون منطقه ای در نظر گرفته شده است. برنامه ها. این CCS خدمات جدیدی مانند تلویزیون دیجیتال با کیفیت بالا، دسترسی به اینترنت و غیره را ارائه خواهد کرد. در آینده می تواند به طور کامل جایگزین سیستم توزیع تلویزیون ماهواره ای موجود بر اساس استفاده از سرویس ماهواره ای ثابت شود.

ارتباطات ماهواره ای سیار

سیستم ارتباط ماهواره ای سیار روسیه بر اساس ماهواره های Horizont مستقر شده و برای سازماندهی ارتباطات دولتی و در راستای منافع شرکت دولتی Morsvyaz-Sputnik استفاده می شود. همچنین می توان از سیستم های "Inmarsat" و "Eutelsat" (زیر سیستم "Evteltraks") استفاده کرد.

مطابق با فرمان دولت فدراسیون روسیه مورخ 2 سپتامبر 1998، شماره 1016، در حین اجرای پروژه های ماهواره های امیدوارکننده، باید اقدامات لازم برای حفظ شبکه ارتباطات ماهواره ای سیار در حد لازم برای حفظ سیستم انجام شود. ارتباطات دولت و ریاست جمهوری

سیستم ارتباط تلفن همراه شخصی

در کشور ما چندین پروژه ارتباطات ماهواره ای شخصی سیار (Rostelesat، Signal، Molniya Zond) در حال توسعه است.

شرکت های روسی در چندین پروژه ارتباطات ماهواره ای شخصی بین المللی (Iridium، Globalstar، ICO و غیره) مشارکت دارند. در حال حاضر شرایط خاصی برای استفاده از سیستم های ارتباطی سیار در قلمرو فدراسیون روسیه و ارتباط آنها با نیروی هوایی روسیه در حال انجام است. موارد زیر در توسعه و ایجاد مجتمع های SSS نقش دارند: اپراتور دولتی SE "ارتباطات فضایی" کراسنویارسک NPO / PM به نام Reshetnev و Alcatel (ایجاد سه ماهواره نسل جدید "Express A")، NIIR، TsNIIS، Giprosvyaz LLC، GSP RTV، Rostelecom OJSC و غیره.

نتیجه

سیستم های ارتباطی و انتقال داده های ماهواره ای قادر به ارائه سرعت لازم در استقرار و پیکربندی مجدد سیستم، قابلیت اطمینان و کیفیت ارتباط، استقلال تعرفه ها از راه دور هستند. تقریباً همه انواع اطلاعات از طریق کانال های ماهواره ای با ضریب دسترسی بالا منتقل می شوند.

امروزه سیستم های ارتباطی ماهواره ای به بخشی جدایی ناپذیر از ستون فقرات مخابراتی جهان تبدیل شده اند و کشورها و قاره ها را به هم متصل می کنند. آنها با موفقیت در بسیاری از کشورهای جهان مورد استفاده قرار می گیرند و جایگاه واقعی خود را در شبکه ارتباطی داخلی روسیه به دست آورده اند.

ادبیات

Timofeev V. V. درباره مفهوم توسعه ارتباطات ماهواره ای در روسیه. - «بولتن ارتباطات»، 1378، شماره 12.

واسیلی پاولوف (رئیس بخش رادیو، تلویزیون و ارتباطات ماهواره ای وزارت ارتباطات فدراسیون روسیه). از سخنرانی در جلسه ای در مورد CCS روسیه و نقش آن در برآوردن نیازهای اپراتورهای بخش و شرکتی. - «شبکه ها»، 1379، شماره 6.

Durev V.G.، Zenevich F.O.، Kruk B.I. و همکاران مخابرات. مقدمه ای بر تخصص. - م.، 1988.

مقررات رادیویی برای ارتباطات رادیویی فدراسیون روسیه. نسخه رسمی. مصوب 1378/01/01 با تصمیم کمیته دولتی فرکانس‌های رادیویی در تاریخ 1377/09/28 به اجرا درآمد. 1999.

لئونید نودیایف. سیستم های ماهواره ای قسمت 1. مدارها و پارامترها - "شبکه ها"، 1999، №1-2.

کتابچه راهنمای مهندسی فناوری فضایی. - م.، 1977.

MOU Parabel Gymnasium

چکیده

سیستم های ارتباطی ماهواره ای

تکمیل شد

گوروشکینا کسنیا

دانش آموز کلاس یازدهم

بررسی شد

بوریسوف الکساندر ولادیمیرویچ

پارابل

سال 2010

مقدمه 3

1. اصول سازماندهی کانال های ارتباطی ماهواره ای 4

2. مدار ماهواره های ارتباطی 5

3. طرح معمولی سازماندهی خدمات ارتباطی ماهواره ای 6

4. زمینه های کاربرد ارتباطات ماهواره ای 6

4.1. اصول ارتباط ماهواره ای VSAT 7

4.2.اصول سازماندهی ارتباطات ماهواره ای سیار 7

5. فناوری های مورد استفاده در ارتباطات ماهواره ای 8

6. تاریخچه ایجاد سیستم های ارتباطی ماهواره ای 11

6.1. اولین خطوط ارتباطی و پخش ماهواره ای از طریق ماهواره "مولنیا-1" 12

6.2. اولین سامانه ماهواره ای جهان "اوربیتا" برای پخش برنامه های تلویزیونی 13

6.3. اولین سیستم پخش مستقیم تلویزیون جهان "اکران" 14

6.4. سیستم های توزیع برنامه های تلویزیونی "مسکو" و "مسکو-گلوبال 15".

6.5. سیستم پخش تلویزیون ماهواره ای در محدوده 12 گیگاهرتز 16

6.6. ایجاد سیستم Intersputnik 16

6.7. ایجاد لینک ماهواره ای برای ارتباطات دولتی 17

6.8. در نتیجه ... 17

فهرست ادبیات استفاده شده 20

معرفی

سیستم های ارتباطی ماهواره ای (SSS) از دیرباز شناخته شده اند و برای انتقال سیگنال های مختلف در فواصل طولانی استفاده می شوند. از بدو پیدایش، ارتباطات ماهواره ای به سرعت توسعه یافته است و با انباشت تجربه، بهبود تجهیزات، توسعه روش های انتقال سیگنال، انتقال از خطوط ارتباط ماهواره ای منفرد به سیستم های محلی و جهانی صورت گرفته است.

چنین نرخ های توسعه CCS با تعدادی از مزایایی که آنها دارند توضیح داده می شود. اینها به ویژه شامل پهنای باند بالا، فضاهای همپوشانی نامحدود، کیفیت بالا و قابلیت اطمینان کانال های ارتباطی است. این مزایا، که امکانات گسترده ارتباطات ماهواره ای را تعیین می کند، آن را به یک وسیله ارتباطی منحصر به فرد و مؤثر تبدیل می کند. ارتباطات ماهواره ای در حال حاضر شکل اصلی ارتباطات بین المللی و ملی در فواصل طولانی و متوسط ​​است. با توسعه شبکه های ارتباطی موجود، استفاده از ماهواره های زمین مصنوعی برای ارتباطات همچنان در حال گسترش است. بسیاری از کشورها در حال راه اندازی شبکه های ملی ارتباطات ماهواره ای خود هستند.

یک سیستم ارتباطی یکپارچه خودکار در کشور ما در حال ایجاد است. برای این، ابزارهای فنی مختلف ارتباط در حال توسعه، بهبود و یافتن زمینه های کاربردی جدید هستند.

در مقاله خود، اصول سازماندهی سیستم های ماهواره ای، دامنه، تاریخچه ایجاد CCS را در نظر خواهم گرفت. امروزه توجه زیادی به پخش ماهواره ای می شود، بنابراین باید بدانیم این سیستم چگونه کار می کند.

1. اصول سازماندهی کانال های ارتباطی ماهواره ای

ارتباط ماهواره ای یکی از انواع ارتباطات رادیویی است که مبتنی بر استفاده از ماهواره های زمین مصنوعی به عنوان تکرار کننده است.

ارتباطات ماهواره ای بین ایستگاه های زمینی انجام می شود که هم می تواند ثابت و هم متحرک باشد. ارتباطات ماهواره ای توسعه ارتباطات رله رادیویی سنتی با قرار دادن یک تکرار کننده در ارتفاع بسیار بالا (از صدها تا ده ها هزار کیلومتر) است. از آنجایی که منطقه دید آن در این مورد تقریباً نیمی از زمین است، نیازی به زنجیره ای از تکرار کننده ها نیست. برای انتقال از طریق ماهواره، سیگنال باید مدوله شود. مدولاسیون در ایستگاه زمینی انجام می شود. سیگنال مدوله شده تقویت می شود، به فرکانس مورد نظر منتقل می شود و به آنتن فرستنده تغذیه می شود.

در سال‌های اولیه تحقیق، از تکرارکننده‌های ماهواره‌ای غیرفعال استفاده می‌شد که بازتاب‌کننده ساده سیگنال رادیویی (اغلب یک کره فلزی یا پلیمری با پوشش فلزی) بود که هیچ تجهیزات ارسال و دریافتی را روی هواپیما حمل نمی‌کرد. چنین ماهواره هایی فراگیر نشده اند. همه ماهواره های ارتباطی مدرن فعال هستند. تکرار کننده های فعال مجهز به تجهیزات الکترونیکی برای دریافت، پردازش، تقویت و ارسال مجدد سیگنال هستند. تکرار کننده های ماهواره ای می توانند غیر احیا کننده و احیا کننده باشند.

یک ماهواره غیر احیا کننده، با دریافت سیگنال از یک ایستگاه زمینی، آن را به فرکانس دیگری منتقل می کند، آن را تقویت می کند و به ایستگاه زمینی دیگر ارسال می کند. ماهواره می تواند از چندین کانال مستقل برای انجام این عملیات استفاده کند که هر کدام با قسمت خاصی از طیف کار می کنند (این کانال های پردازشی فرستنده نامیده می شوند).

ماهواره احیا کننده سیگنال دریافتی را دمودوله کرده و مجدداً آن را تعدیل می کند. در نتیجه، تصحیح خطا دو بار انجام می شود: در ماهواره و در ایستگاه زمینی دریافت کننده. نقطه ضعف این روش پیچیدگی (و در نتیجه هزینه بسیار بالاتر ماهواره) و همچنین افزایش تاخیر در ارسال سیگنال است.

2. مدار ماهواره های ارتباطی

مدارهایی که فرستنده های ماهواره ای در آنها قرار دارند به سه دسته تقسیم می شوند:

1 - استوایی، 2 - مایل، 3 - قطبی

یک نوع مهم از مدار استوایی است مدار زمین ثابت، که ماهواره بر روی آن با سرعت زاویه ای برابر با سرعت زاویه ای زمین، در جهت منطبق با جهت چرخش زمین می چرخد. مزیت بارز مدار زمین ثابت این است که گیرنده در منطقه خدماتی، ماهواره را همیشه "می بیند". با این حال، تنها یک مدار زمین ثابت وجود دارد و پرتاب همه ماهواره ها به آن غیرممکن است. نقطه ضعف دیگر آن ارتفاع زیاد و در نتیجه هزینه بالاتر پرتاب ماهواره به مدار است. علاوه بر این، یک ماهواره در مدار زمین ثابت قادر به سرویس دهی به ایستگاه های زمینی در ناحیه دور قطبی نیست.

مدار مایلبه شما اجازه می دهد تا این مشکلات را حل کنید، اما به دلیل حرکت ماهواره نسبت به ناظر زمینی، برای دسترسی شبانه روزی به ارتباطات، لازم است حداقل سه ماهواره در یک مدار پرتاب شوند.

مدار قطبی- حالت محدود کننده مایل.

هنگام استفاده از مدارهای شیبدار، ایستگاه های زمینی مجهز به سیستم های ردیابی هستند که آنتن را به سمت ماهواره نشانه می گیرند. ایستگاه هایی که با ماهواره ها در مدار زمین ثابت کار می کنند معمولاً به چنین سیستم هایی برای جبران انحراف از مدار زمین ثابت ایده آل نیز مجهز هستند. استثنا آنتن های کوچکی است که برای دریافت تلویزیون ماهواره ای استفاده می شود: الگوی تابش آنها به اندازه کافی گسترده است، بنابراین آنها ارتعاشات ماهواره ای را در نزدیکی نقطه ایده آل احساس نمی کنند. یکی از ویژگی های اکثر سیستم های ارتباطی ماهواره ای سیار، اندازه کوچک آنتن ترمینال است که دریافت سیگنال را دشوار می کند.

3. طرح معمولی سازماندهی خدمات ارتباطی ماهواره ای

• اپراتور بخش ماهواره با هزینه شخصی خود یک ماهواره ارتباطی ایجاد می کند و سفارش ساخت ماهواره را به یکی از سازندگان ماهواره می دهد و پرتاب و نگهداری آن را انجام می دهد. پس از قرار گرفتن ماهواره در مدار، اپراتور بخش ماهواره شروع به ارائه خدمات برای اجاره منبع فرکانس ماهواره رله به شرکت های خدمات ارتباطی ماهواره ای می کند.

• یک اپراتور خدمات ارتباطات ماهواره ای با یک اپراتور بخش ماهواره ای برای استفاده (اجاره) از ظرفیت های یک ماهواره ارتباطی، با استفاده از آن به عنوان تکرار کننده با یک منطقه خدمات بزرگ، قراردادی منعقد می کند. یک اپراتور خدمات ارتباطات ماهواره ای زیرساخت زمینی شبکه خود را بر روی یک پلت فرم تکنولوژیکی خاص که توسط شرکت های تولید کننده تجهیزات زمینی برای ارتباطات ماهواره ای تولید می شود، می سازد.

4. حوزه های کاربرد ارتباطات ماهواره ای:

• ارتباطات ماهواره ای ستون فقرات:در ابتدا، ظهور ارتباطات ماهواره ای به دلیل نیاز به انتقال حجم زیادی از اطلاعات بود. با گذشت زمان، سهم انتقال صدا در حجم کل ترافیک ستون فقرات به طور پیوسته کاهش می یابد و جای خود را به انتقال داده می دهد. با توسعه شبکه های فیبر نوری، شبکه دوم شروع به جابجایی ارتباطات ماهواره ای از بازار ستون فقرات کرد.

• سیستم های VSAT: سیستم های VSAT (پایانه دیافراگم بسیار کوچک) خدمات ارتباطی ماهواره ای را به مشتریان (معمولاً سازمان های کوچک) که به پهنای باند بالایی نیاز ندارند، ارائه می دهند. سرعت انتقال داده برای ترمینال VSAT معمولاً از 2048 کیلوبیت بر ثانیه تجاوز نمی کند. کلمه "دیافراگم بسیار کوچک" به اندازه آنتن های ترمینال نسبت به اندازه آنتن های ستون فقرات قدیمی اشاره دارد. VSATهایی که در باند C کار می کنند معمولاً از آنتن هایی با قطر 1.8-2.4 متر و در باند Ku - 0.75-1.8 متر استفاده می کنند. سیستم های VSAT از فناوری کانال بر اساس تقاضا استفاده می کنند.

• سیستم های ارتباط ماهواره ای سیار: یکی از ویژگی های اکثر سیستم های ماهواره ای سیار اندازه کوچک آنتن ترمینال است که دریافت سیگنال را با مشکل مواجه می کند.

4.1. اصول سازماندهی ارتباطات ماهواره ای VSAT:

عنصر اصلی شبکه VSAT ماهواره ای NCC است. این مرکز کنترل شبکه است که دسترسی به تجهیزات مشتری را از اینترنت، شبکه تلفن عمومی، سایر پایانه های شبکه VSAT فراهم می کند و تبادل ترافیک را در شبکه شرکتی مشتری پیاده سازی می کند. NCC یک اتصال پهن باند به کانال های ارتباطی ستون فقرات ارائه شده توسط اپراتورهای ستون فقرات دارد و انتقال اطلاعات از یک پایانه VSAT راه دور به دنیای خارج را فراهم می کند.

4.2. اصول سازماندهی ارتباطات ماهواره ای سیار:

برای اینکه قدرت سیگنالی که به گیرنده ماهواره سیار می رسد کافی باشد، یکی از دو راه حل استفاده می شود:

• ماهواره ها در مدار زمین ثابت قرار دارند. از آنجایی که این مدار در فاصله 35786 کیلومتری زمین قرار دارد، باید یک فرستنده قدرتمند روی ماهواره نصب شود.
• بسیاری از ماهواره ها در مدارهای مایل یا قطبی قرار دارند. در عین حال، توان فرستنده مورد نیاز چندان زیاد نیست و هزینه پرتاب ماهواره به مدار کمتر است. با این حال، این رویکرد نه تنها به تعداد زیادی ماهواره، بلکه به شبکه گسترده ای از سوئیچ های زمینی نیز نیاز دارد.

• تجهیزات مشتری (پایانه های ماهواره ای سیار، تلفن های ماهواره ای) از طریق یک ماهواره رله و ایستگاه های رابط یک اپراتور خدمات ماهواره ای سیار با دنیای خارج یا با یکدیگر تعامل دارند که اتصال به کانال های ارتباطی خارجی زمینی (شبکه تلفن عمومی، اینترنت و غیره را فراهم می کند. .)

5. فن آوری های مورد استفاده در ارتباطات ماهواره ای

م استفاده چندگانه از فرکانس ها در ارتباطات ماهواره ایاز آنجایی که فرکانس های رادیویی یک منبع محدود هستند، لازم است اطمینان حاصل شود که فرکانس های مشابه می توانند توسط ایستگاه های زمینی مختلف استفاده شوند. این میتواند با دو راه انجام شود:

• جداسازی فضایی - هر آنتن ماهواره فقط سیگنالی را از یک منطقه خاص دریافت می کند و مناطق مختلف ممکن است از فرکانس های مشابهی استفاده کنند.

• جداسازی پلاریزاسیون - آنتن های مختلف سیگنالی را در صفحات قطبی متقابل عمود بر یکدیگر دریافت و ارسال می کنند، در حالی که فرکانس های مشابه را می توان دو بار (برای هر یک از هواپیماها) استفاده کرد.

اچ محدوده فرکانس

انتخاب فرکانس برای انتقال داده از ایستگاه زمینی به ماهواره و از ماهواره به ایستگاه زمینی خودسرانه نیست. فرکانس به عنوان مثال بر جذب امواج رادیویی در جو و همچنین ابعاد مورد نیاز آنتن های فرستنده و گیرنده تأثیر می گذارد. فرکانس هایی که در آن انتقال از ایستگاه زمینی به ماهواره انجام می شود با فرکانس هایی که برای انتقال از ماهواره به ایستگاه زمینی استفاده می شود (معمولاً اولی فوق) متفاوت است. فرکانس های مورد استفاده در ارتباطات ماهواره ای به محدوده های تعیین شده با حروف تقسیم می شوند:

نام محدوده	فرکانس ها	کاربرد
		ارتباطات ماهواره ای سیار
		ارتباطات ماهواره ای سیار
	4 گیگاهرتز، 6 گیگاهرتز	ارتباطات ماهواره ای ثابت
	فرکانس برای ارتباطات ماهواره ای در این محدوده تعریف نشده است. برای کاربردهای راداری، برد مشخص شده 8-12 گیگاهرتز است.	ارتباطات ماهواره ای ثابت (برای مقاصد نظامی)
	11 گیگاهرتز، 12 گیگاهرتز، 14 گیگاهرتز
		ارتباطات ماهواره ای ثابت، پخش ماهواره ای
		ارتباطات ماهواره ای ثابت، ارتباطات بین ماهواره ای

باند Ku امکان دریافت با آنتن‌های نسبتاً کوچک را فراهم می‌کند و به همین دلیل در تلویزیون ماهواره‌ای (DVB) استفاده می‌شود، علی‌رغم اینکه شرایط آب و هوایی در این باند تأثیر بسزایی در کیفیت انتقال دارد. برای انتقال داده توسط کاربران بزرگ (سازمان ها)، اغلب از باند C استفاده می شود. این کار دریافت بهتری را فراهم می کند، اما به اندازه آنتن نسبتاً بزرگ نیاز دارد.

م کدگذاری مدولاسیون و تصحیح خطا

یکی از ویژگی های سیستم های ارتباطی ماهواره ای نیاز به کار در شرایط نسبت سیگنال به نویز نسبتا کم است که توسط چندین عامل ایجاد می شود:

• فاصله قابل توجه گیرنده از فرستنده،
• قدرت محدود ماهواره ای

ارتباطات ماهواره ای برای انتقال سیگنال های آنالوگ مناسب نیستند. بنابراین، برای انتقال گفتار، با استفاده از مدولاسیون کد پالس، از قبل دیجیتالی می شود.
برای انتقال داده های دیجیتال از طریق یک کانال ارتباطی ماهواره ای، ابتدا باید آنها را به یک سیگنال رادیویی که محدوده فرکانسی خاصی را اشغال می کند تبدیل کرد. برای این کار از مدولاسیون استفاده می شود (مدولاسیون دیجیتال را کلید زدن نیز می گویند).

به دلیل قدرت سیگنال پایین، نیاز به سیستم های تصحیح خطا وجود دارد. برای این کار، از طرح‌های کدگذاری تصحیح خطا استفاده می‌شود، اغلب نسخه‌های مختلف کدهای کانولوشن، و همچنین کدهای توربو.

6. تاریخچه ایجاد سیستم های ارتباطی ماهواره ای

ایده ایجاد سیستم های ارتباطی ماهواره ای جهانی بر روی زمین در سال 1945 مطرح شد. آرتور کلارک، که بعدها به یک نویسنده مشهور علمی تخیلی تبدیل شد. اجرای این ایده تنها 12 سال پس از ظهور موشک های بالستیک امکان پذیر شد که با کمک آنها 4 اکتبر 1957اولین ماهواره زمین مصنوعی (AES) به مدار زمین پرتاب شد. برای کنترل پرواز ماهواره، یک فرستنده رادیویی کوچک روی آن قرار داده شد - یک فانوس دریایی که در محدوده کار می کند 27 مگاهرتز... بعد از چند سال 12 آوریل 1961... برای اولین بار در جهان در فضاپیمای شوروی "Vostok" Yu.A. گاگارین یک پرواز تاریخی به دور زمین انجام داد. در همان زمان، فضانورد ارتباط رادیویی منظمی با زمین داشت. اینگونه بود که کار سیستماتیک بر روی مطالعه و استفاده از فضای بیرونی برای حل کارهای مختلف صلح آمیز آغاز شد.

ایجاد فناوری فضایی امکان توسعه سیستم های بسیار موثر برای ارتباطات و پخش رادیویی از راه دور را فراهم کرده است. در ایالات متحده، کار فشرده بر روی ایجاد ماهواره های ارتباطی آغاز شد. چنین آثاری در کشور ما شروع به ظهور کرد. قلمرو وسیع و توسعه ضعیف ارتباطی آن، به ویژه در مناطق کم جمعیت شرقی، که ایجاد شبکه های ارتباطی با استفاده از سایر ابزارهای فنی (لینک های رله رادیویی، خطوط کابل و غیره) با هزینه های بالایی همراه است، این نوع ارتباط جدید را بسیار ساخته است. امیدوار کننده

در خاستگاه ایجاد سیستم های رادیویی ماهواره ای داخلی، دانشمندان و مهندسان برجسته داخلی بودند که سرپرستی مراکز علمی بزرگ را بر عهده داشتند: م.ف. رشتنف، M.R. کاپلانوف، N.I. کلاشینکف، ال.یا. کانتور

وظایف اصلی دانشمندان به شرح زیر بود:

توسعه تکرار کننده های ماهواره ای برای پخش تلویزیونی و ارتباطات (اکران، رادوگا، گالز)، از سال 1969 تکرار کننده های ماهواره ای در آزمایشگاه جداگانه ای به سرپرستی M.V. برادسکی ;

ایجاد پروژه های سیستمی برای ساخت ارتباطات و پخش ماهواره ای؛

توسعه تجهیزات برای ایستگاه های زمینی ارتباطات ماهواره ای (ES): مدولاتورها، دمولاتورهای کاهش آستانه سیگنال های FM (مدولاسیون فرکانس)، دستگاه های دریافت و ارسال و غیره.

کار همه جانبه در زمینه تجهیز ایستگاه های مخابراتی و پخش ماهواره ای به تجهیزات؛

توسعه تئوری ردیابی دمدولاتورهای FM با آستانه نویز کاهش یافته، روش های دسترسی چندگانه، روش های مدولاسیون و کدگذاری تصحیح خطا.

توسعه اسناد هنجاری و فنی برای کانال ها، مسیرهای تلویزیون و تجهیزات ارتباطی سیستم های ماهواره ای.

توسعه سیستم های کنترل و مانیتورینگ AP و شبکه های ارتباطی و پخش ماهواره ای.

متخصصان NIIR بسیاری از سامانه های ملی ارتباط و پخش ماهواره ای ایجاد شد که هنوز فعال هستند... ارسال و دریافت تجهیزات زمینی و هوایی این سیستم ها نیز در NIIR توسعه یافته است. علاوه بر تجهیزات، متخصصان مؤسسه روش‌های طراحی را هم برای خود سیستم‌های ماهواره‌ای و هم برای دستگاه‌های جداگانه موجود در ترکیب آنها پیشنهاد کردند. تجربه طراحی سیستم های ارتباطی ماهواره ای متخصصان NIIR در نشریات علمی و تک نگاری های متعددی منعکس شده است.

6.1. اولین خطوط ارتباطی و پخش ماهواره ای از طریق ماهواره های "مولنیا-1".

اولین آزمایش‌ها بر روی ارتباطات ماهواره‌ای با انعکاس امواج رادیویی از ماهواره بازتابنده آمریکایی "اکو" و ماه، که به عنوان تکرارکننده‌های غیرفعال استفاده می‌شوند، توسط متخصصان NIIR انجام شد. در سال 1964... تلسکوپ رادیویی در رصدخانه روستای زیمنکی، منطقه گورکی، پیام های تلگراف و یک نقاشی ساده را از رصدخانه بانک جودرل بریتانیا دریافت کرد.

این آزمایش امکان استفاده موفقیت آمیز از اجرام فضایی برای سازماندهی ارتباطات روی زمین را ثابت کرد.

چندین پروژه سیستمی در آزمایشگاه ارتباطات ماهواره ای آماده شد و سپس در توسعه اولین سیستم ارتباطات ماهواره ای داخلی "Molniya-1" شرکت کرد. محدوده فرکانس زیر 1 گیگاهرتزسازمان اصلی ایجاد این سیستم موسسه تحقیقاتی ارتباطات رادیویی مسکو (MNIIRS) بود. طراح ارشد سیستم مولنیا-1 است آقای. کاپلانوف- معاون رئیس MNIIRS.

در دهه 60، NIIR در حال توسعه یک مجتمع فرستنده گیرنده برای سیستم رله رادیویی تروپوسفر Gorizont بود که در محدوده فرکانسی زیر 1 گیگاهرتز نیز کار می کند. این مجموعه اصلاح شد و تجهیزات ایجاد شده به نام "Gorizont-K" برای تجهیز اولین خط ارتباطی ماهواره ای "Molniya-1" که مسکو و ولادیوستوک را به هم متصل می کرد، استفاده شد. این خط برای انتقال یک برنامه تلویزیونی یا طیف گروهی 60 کانال تلفن در نظر گرفته شده بود. با مشارکت متخصصان NIIR دو ایستگاه زمینی (ES) در این شهرها تجهیز شد. MNIIRS یک تکرارکننده روی اولین ماهواره ارتباطی مصنوعی "Molniya-1" را توسعه داد که با موفقیت پرتاب شد. 23 آوریل 1965... این ماهواره به مداری بسیار بیضوی با دوره مداری 12 ساعت پرتاب شد. چنین مداری برای سرویس دهی به قلمرو اتحاد جماهیر شوروی واقع در عرض های جغرافیایی شمالی مناسب بود، زیرا به مدت هشت ساعت در هر مدار ماهواره از هر نقطه از کشور قابل مشاهده بود. . علاوه بر این، پرتاب به چنین مداری از قلمرو ما با مصرف انرژی کمتری نسبت به مدار زمین ثابت انجام می شود. مدار ماهواره "Molniya-1" تا به امروز اهمیت خود را حفظ کرده است و علیرغم توسعه غالب ماهواره های geostationary استفاده می شود.

6.2. اولین سامانه ماهواره ای جهان «مدار» برای پخش برنامه های تلویزیونی

پس از تکمیل تحقیقات بر روی قابلیت های فنی ماهواره های "مولنیا-1" توسط متخصصان NIIR N.V. Talyzin و L. Ya. کانتورپیشنهاد شد با ایجاد اولین سامانه پخش ماهواره ای جهان «اوربیت» مشکل تامین برنامه های تلویزیونی تلویزیون مرکزی به مناطق شرق کشور حل شود. در محدوده 1 گیگاهرتز بر اساس تجهیزات "Horizon-K".

در سال 1965-1967.در مدت زمان کوتاهی در مناطق شرقی کشورمان، 20 ایستگاه زمینی «اوربیت» و یک ایستگاه فرستنده مرکزی جدید «رزرو» به طور همزمان ساخته و به بهره برداری رسید. سیستم Orbita به اولین سیستم ماهواره ای دایره ای، تلویزیونی و توزیعی جهان تبدیل شده است که در آن از قابلیت های ارتباطات ماهواره ای به طور موثر استفاده می شود.

لازم به ذکر است که محدوده ای که در آن سیستم مدار جدید در فرکانس 800-1000 مگاهرتز کار می کرد با محدوده ای که تحت مقررات رادیویی برای سرویس ماهواره ای ثابت تخصیص داده شده بود، مطابقت نداشت. کار بر روی انتقال سیستم Orbita به باند C 6/4 GHz توسط متخصصان NIIR در دوره 1970-1972 انجام شد. ایستگاهی که در محدوده فرکانس جدید کار می کند "Orbit-2" نامگذاری شد. مجموعه کاملی از تجهیزات برای آن برای کار در محدوده فرکانس بین المللی - در بخش زمین-فضا - در محدوده 6 گیگاهرتز، در بخش کیهان-زمین - در محدوده 4 گیگاهرتز ایجاد شد. تحت هدایت V.M. تسیریناسیستمی برای اشاره و ردیابی آنتن ها با یک دستگاه نرم افزاری توسعه داده شد. این سیستم از یک خودکار افراطی و یک روش اسکن مخروطی استفاده می کرد.

ایستگاه "Orbita-2" شروع به اجرا کرد از سال 1972.، آ تا پایان سال 1986... حدود 100 مورد از آنها ساخته شده است.بسیاری از آنها هنوز هم ایستگاه های فرستنده گیرنده را کار می کنند.

بعداً برای بهره برداری از شبکه Orbit-2، اولین ماهواره زمین ثابت شوروی "Raduga" ایجاد و به مدار پرتاب شد؛ I. Ostrovsky، Yu.M. Fomin و غیره) در همان زمان، فناوری ساخت و روش های ساخت پردازش زمینی محصولات فضایی ایجاد و تسلط یافت.

برای سیستم Orbit-2، دستگاه های انتقال دهنده گرادیان جدید (I.E.Mach، M.Z. Zeitlin، و غیره)، و همچنین تقویت کننده های پارامتریک (A.V. Sokolov، E.L. Ratbil، BC Sanin، VM Krylov) و دستگاه های دریافت سیگنال (VIDyachkov، VMDorofeev، Yu.A. Afanasyev، VAPolukhin، و غیره).

6.3. اولین سیستم پخش مستقیم تلویزیون جهان "اکران"

توسعه گسترده سیستم Orbita به عنوان وسیله ای برای ارائه برنامه های تلویزیونی در اواخر دهه 70، به دلیل هزینه بالای AP، از نظر اقتصادی غیرقابل توجیه شد، که نصب آن را در نقطه ای با جمعیت کمتر از 100-200 هزار نفر نامناسب می کند. مردم. سیستم Ekran موثرتر بود و در محدوده فرکانس زیر 1 گیگاهرتز کار می کرد و دارای قدرت بالای فرستنده تکرار کننده داخلی (تا 300 وات) بود. هدف از ایجاد این سیستم پوشش مناطق کم جمعیت با پخش تلویزیونی در مناطق سیبری، شمال دور و بخشی از شرق دور بود. برای اجرای آن، فرکانس های 714 و 754 مگاهرتز اختصاص داده شد که در آن امکان ایجاد دستگاه های گیرنده نسبتاً ساده و ارزان وجود داشت. سیستم اکران در واقع اولین سیستم پخش مستقیم ماهواره ای در جهان شد.

دریافت تاسیسات این سیستم باید هم برای سرویس دهی به شهرک های کوچک و هم برای دریافت انفرادی برنامه های تلویزیونی مقرون به صرفه باشد.

اولین ماهواره سامانه اکران پرتاب شد 26 اکتبر 1976 . به مدار زمین ثابت در 99 درجه شرقی کمی بعد در کراسنویارسک، ایستگاه های دریافت جمعی "Ekran-KR-1" و "Ekran-KR-10" با قدرت فرستنده تلویزیونی خروجی 1 و 10 وات منتشر شدند. ایستگاه زمینی ارسال سیگنال به ماهواره های اکران دارای آنتنی با قطر آینه 12 متر بود که مجهز به فرستنده گرادیان 5 کیلوواتی بود که در باند 6 گیگاهرتز کار می کرد. تاسیسات دریافت این سیستم که توسط متخصصان NIIR توسعه یافته است، ساده ترین و ارزان ترین ایستگاه های دریافت در بین تمام ایستگاه های اجرا شده در آن سال ها بودند. تا پایان سال 87 تعداد ایستگاه های اکران نصب شده به 4500 رسید.

6.4 سیستم های توزیع برنامه های تلویزیونی "مسکو" و "مسکو-گلوبال"

پیشرفت بیشتر در توسعه سیستم های پخش تلویزیونی ماهواره ای در کشور ما با ایجاد سیستم Moskva همراه است که در آن ES های منسوخ شده سیستم Orbita با ES های کوچک جایگزین شدند. توسعه ES های کوچک آغاز شد. در سال 1974در ابتکار عمل N.V. Talyzin و L. Ya. کانتور.

برای سیستم "Moskva" در ماهواره های "Horizon"، یک بشکه قدرت افزایش یافته ارائه شد که در باند 4 گیگاهرتز به یک آنتن باریک پرتو کار می کرد. نسبت های انرژی در سیستم به گونه ای انتخاب شدند که استفاده از یک آنتن سهموی کوچک با قطر آینه 2.5 متر در ES دریافت کننده بدون هدایت خودکار را تضمین کردند. یکی از ویژگی های اساسی سیستم "مسکو" رعایت دقیق هنجارهای چگالی شار توان طیفی در سطح زمین بود که توسط مقررات به منظور ارتباطات برای سیستم های خدمات ثابت تعیین شده است.... این امکان استفاده از این سیستم را برای پخش تلویزیونی در سراسر اتحاد جماهیر شوروی فراهم کرد. این سیستم دریافت با کیفیت بالا از برنامه های تلویزیونی و رادیویی مرکزی را فراهم می کرد. متعاقباً کانال دیگری در سیستم ایجاد شد که برای انتقال صفحات روزنامه در نظر گرفته شده است.

این ایستگاه ها همچنین در مؤسسات داخلی مستقر در خارج از کشور (در اروپا، شمال آفریقا و تعدادی از مناطق دیگر) گسترده شده اند که امکان پذیرش برنامه های داخلی را برای شهروندان ما در خارج از کشور فراهم می کند. هنگام ایجاد سیستم "مسکو" از تعدادی اختراع و راه حل های اصلی استفاده شد که امکان بهبود ساخت خود سیستم و مجتمع های سخت افزاری آن را فراهم کرد. این سیستم به عنوان نمونه اولیه بسیاری از سیستم‌های ماهواره‌ای بود که بعداً در ایالات متحده و اروپای غربی ایجاد شد، که در آن از ماهواره‌های با توان متوسط ​​که در باند خدمات ماهواره‌ای ثابت کار می‌کردند برای ارائه برنامه‌های تلویزیونی به ESهای کوچک و با هزینه متوسط ​​استفاده شد. .

طی سالهای 1986-1988.توسعه یک سیستم ویژه "Moscow-Global" با APهای کوچک انجام شد که برای تامین برنامه های تلویزیون مرکزی به دفاتر نمایندگی داخلی در خارج از کشور و همچنین برای انتقال مقدار کمی از اطلاعات گسسته در نظر گرفته شده است. این سیستم نیز فعال است. سازماندهی یک کانال تلویزیونی، سه کانال برای انتقال اطلاعات گسسته با نرخ 4800 بیت در ثانیه و دو کانال با نرخ 2400 بیت در ثانیه را فراهم می کند. کانال های اطلاعاتی گسسته به نفع کمیته پخش تلویزیونی و رادیویی، TASS و APN (خبرگزاری سیاسی) مورد استفاده قرار گرفت. برای پوشش تقریباً کل قلمرو کره زمین، از دو ماهواره در مدار زمین ثابت در 11 درجه غربی استفاده می کند. و 96 درجه شرقی. ایستگاه های دریافت دارای آینه ای به قطر 4 متر هستند، تجهیزات را می توان هم در یک ظرف مخصوص و هم در داخل خانه قرار داد.

6.5. سیستم پخش تلویزیون ماهواره ای در محدوده 12 گیگاهرتز

از سال 1976... در NIIR، کار بر روی ایجاد یک سیستم تلویزیون ماهواره‌ای اساساً جدید در آن سال‌ها در محدوده فرکانس 12 گیگاهرتز (STV-12) که برای چنین پخش تلویزیونی ماهواره‌ای اختصاص داده شده بود، آغاز شد، که محدودیت‌های قدرت تابشی ذاتی در سیستم‌های Ekran را نداشت. و مسکو می تواند با پخش چند برنامه ای تلویزیونی و همچنین تبادل برنامه ها و حل مشکل پخش جمهوری اسلامی، پوشش کل قلمرو کشورمان را فراهم کند. در ایجاد این سیستم، NIIR سازمان مادر بود.

متخصصان این مؤسسه مطالعاتی را انجام دادند که پارامترهای بهینه این سیستم را تعیین کردند و تکرارکننده‌های چند بشکه‌ای روی هواپیما و تجهیزات انتقال و دریافت ES را توسعه دادند. در مرحله اول توسعه این سیستم، از ماهواره داخلی "گالز" استفاده شد، سیگنال ها به صورت آنالوگ مخابره شدند، از تجهیزات دریافت وارداتی استفاده شد. بعداً انتقال به تجهیزات دیجیتال مبتنی بر ماهواره خارجی و همچنین تجهیزات ارسال و دریافت انجام شد.

6.6. ایجاد سیستم Intersputnik

در سال 1967 گرم.توسعه همکاری های بین المللی کشورهای سوسیالیستی در زمینه ارتباطات ماهواره ای آغاز شد. هدف آن ایجاد بود بین المللیسیستم ماهواره ای "Intersputnik"، طراحی شده برای پاسخگویی به نیازهای بلغارستان، مجارستان، آلمان، مغولستان، لهستان، رومانی، اتحاد جماهیر شوروی و چکسلواکی در ارتباطات تلفنی، انتقال داده ها و تبادل برنامه های تلویزیونی ... در سال 1969 گرم.پروژه این سیستم، پایه قانونی سازمان "Intersputnik"، و در سال 1971توافق نامه ای برای ایجاد آن امضا شد.

سیستم Intersputnik به دومین سیستم ارتباطات ماهواره ای بین المللی جهان (بعد از Intelsat) تبدیل شده است. متخصصان NIIR پروژه های ZS را توسعه داده اند که با کمک اتحاد جماهیر شوروی در بسیاری از کشورهای جامعه سوسیالیستی ساخته شده است. اولین ایستگاه هوایی خارج از کشور در کوبا و دومین ایستگاه در چکسلواکی تأسیس شد. در مجموع، NIIR بیش از ده ایستگاه هوایی در خارج از کشور را برای دریافت برنامه های تلویزیونی، هوایی و برنامه های ویژه تامین کرده است.

در ابتدا، Intersputnik از ماهواره های Molniya-3 در مداری بسیار بیضی شکل استفاده کرد و از سال 1978، دو ماهواره چندجانبه زمین ثابت از نوع Horizon با نقاط ایستگاه در 14 درجه غربی استفاده کرد. و 53 درجه (و سپس 80 درجه) طول شرقی. در ابتدا، ZS به فرستنده Gradient-K و مجتمع دریافت Orbit-2 مجهز شد.

تمام سیستم‌ها و راه‌حل‌های فنی برای ایجاد سیستم Intersputnik و همچنین سخت‌افزار AP توسط متخصصان NIIR همراه با کارخانه آزمایشی NIIR Promsvyazradio و سازمان‌های مجری مشترک ایجاد شده‌اند. سیستم Intersputnik هنوز در حال کار است و تنه های صورت فلکی فضایی روسیه را اجاره می دهد و همچنین از ماهواره LMI-1 زمین ثابت خود در 75 درجه شرقی استفاده می کند. این کار با همکاری انجمن تولید ایسکرا (کراسنویارسک)، کارخانه های مهندسی رادیو مسکو و پودولسک انجام شد.

ناظر کار بود S.V. بورودیچ .

6.7. ایجاد پیوند ماهواره ای برای ارتباطات دولتی

در سال 1972... یک توافقنامه بین دولتی بین اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده در مورد ایجاد یک خط ارتباط مستقیم دولتی (LPS) بین سران کشورها در مواقع اضطراری منعقد شد. اجرای این قرارداد مهم دولتی به متخصصان NIIR سپرده شد. طراح ارشد توسعه LPS بود V.L. بیکوفو مجریان مسئول - I.A. یاستربتسف، A.N. وروبیف

در قلمرو اتحاد جماهیر شوروی، دو ZS ایجاد شد: یکی (در دوبنا در نزدیکی مسکو)، دومی (در زولوچف در نزدیکی لووف). LPS به بهره برداری رسید در سال 1975... تا به امروز از طریق ZS "Dubna" کار می کند. این اولین تجربه ایجاد خط ماهواره ای توسط متخصصان داخلی در سیستم بین المللی اینتلست بود.

6.8. در بازداشت…

در 1960-1980. متخصصان NIIR مشکلات بسیار مهمی را برای مشکلات پیچیده ایالتی و فنی ما در ایجاد سیستم های ارتباطی و پخش ماهواره ای ملی حل می کردند.

· سامانه هایی برای پخش برنامه های تلویزیونی در قلمرو وسیع کشورمان از جمله پخش مستقیم تلویزیون های ماهواره ای ایجاد شد. بسیاری از سیستم‌های ایجاد شده در NIIR اولین‌ها در جهان بودند: Orbit، Ekran، Moskva و غیره. تجهیزات قسمت زمینی این سیستم‌ها و همچنین تجهیزات داخلی نیز توسط NIIR توسعه داده شد و توسط صنایع داخلی تولید شد.

· سیستم های ارتباطی و پخش ماهواره ای پاسخگویی به نیازهای ده ها میلیون نفر از شهروندان کشورمان، به ویژه کسانی که در مناطق کم جمعیت سیبری غربی و خاور دور زندگی می کردند، ممکن ساخت. با ایجاد سامانه‌های ماهواره‌ای در این مناطق، شهروندان برای اولین بار فرصت دریافت برنامه‌های تلویزیون مرکزی را به صورت لحظه‌ای داشتند.

· معرفی سیستم های ماهواره ای برای توسعه اقتصادی و اجتماعی هر دو منطقه دور افتاده سیبری و خاور دور و کل کشور بسیار مهم بود.

· جمعیت ساخالین، کامچاتکا، قلمرو خاباروفسک و بسیاری از مناطق دورافتاده دیگر به شبکه تلفن عمومی دسترسی پیدا کردند.

· دانشمندان NIIR تحقیقات اولیه ای را با هدف ایجاد روش هایی برای محاسبه انواع مختلف دستگاه های مورد استفاده در سیستم های ارتباطی ماهواره ای انجام دادند. آنها همچنین متدولوژی هایی را برای طراحی سیستم های ارتباطی ماهواره ای ایجاد کردند و تعدادی تک نگاری اساسی و مقالات علمی در مورد مشکلات ارتباط ماهواره ای نوشتند.

خروجی

مشخصه سازمان های مدرن حجم زیادی از اطلاعات مختلف، عمدتاً الکترونیکی و مخابراتی است که هر روز از آنها عبور می کند. بنابراین، داشتن خروجی با کیفیت بالا به گره های سوئیچینگ که دسترسی به تمام خطوط ارتباطی مهم را فراهم می کند، مهم است. در روسیه که فواصل بین شهرک ها بسیار زیاد است و کیفیت خطوط زمینی ضعیف است، راه حل بهینه برای این موضوع استفاده از سیستم های ارتباطی ماهواره ای (SSS) است.

در ابتدا از CCC برای انتقال سیگنال تلویزیون استفاده می شد. کشور ما دارای قلمرو وسیعی است که باید با وسایل ارتباطی پوشش داده شود. پس از ظهور ارتباطات ماهواره ای، یعنی سیستم Orbit-2، انجام این کار آسان تر شد. بعداً تلفن های ماهواره ای ظاهر شدند که مزیت اصلی آنها استقلال از حضور هر گونه شبکه تلفن محلی است. ارتباط تلفنی با کیفیت بالا تقریباً از هر جای دنیا در دسترس است.

در چارچوب برنامه «سرویس ارتباط جهانی» ریاست جمهوری، در هر شهرک تلفن های عمومی نصب شد و در مناطق به ویژه دورافتاده از تلفن های ماهواره ای استفاده شد.

بر اساس برنامه هدف فدرال "توسعه پخش تلویزیون و رادیو در فدراسیون روسیه برای 2009-2015"، پخش دیجیتال در روسیه معرفی می شود. این برنامه به طور کامل تامین مالی شده است، از جمله بودجه به ایجاد ماهواره های چند منظوره اختصاص خواهد یافت.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. منبع اینترنتی "تاریخچه ارتباطات ماهواره ای" http://sviazist.nnov.ru/modules/myarticles/article.php?storyid=1026

2. منبع اینترنتی "اصول سازماندهی ارتباطات ماهواره ای" http://vsatinfo.ru/index.php?option=com_sobi2&catid=30&Itemid=0

3. منبع اینترنتی "دانشنامه آزاد"

http://ru.wikipedia.org

مرور

برای چکیده "سیستم های ارتباطی ماهواره ای"

دانش آموزان 11 پایه MOU Parabel Gymnasium

گوروشکینا زنیا

موضوع چکیده به طور کامل افشا شده است. مطالب در تمام بخش ها جالب است و به شیوه ای قابل دسترس و واضح ارائه شده است. تصاویر زیبا ساختار چکیده دنبال می شود. این اثر می تواند به عنوان کمک آموزشی برای دانش آموزان استفاده شود.

رتبه "عالی"

کارشناس: معلم فیزیک Borisov A.V

مهندسان بر روی اولین ماهواره ارتباطات تجاری Early Bird کار می کنند

طبق استانداردهای امروزی، ماهواره Early Bird ( INTELSAT I) بیش از قابلیت های متوسطی داشت: با پهنای باند 50 مگاهرتز می توانست تا 240 کانال ارتباطی تلفنی را ارائه دهد. در هر زمان معین، ارتباط بین یک ایستگاه زمینی در ایالات متحده و تنها یکی از سه ایستگاه زمینی در اروپا (در بریتانیا، فرانسه یا آلمان) که توسط خطوط ارتباطی کابلی به هم متصل بودند، انجام می شود.

بعدها، فناوری پا به جلو گذاشت و ماهواره INTELSAT IXقبلاً دارای پهنای باند 3456 مگاهرتز بود.

برای مدت طولانی در اتحاد جماهیر شوروی، ارتباطات ماهواره ای تنها در راستای منافع وزارت دفاع اتحاد جماهیر شوروی توسعه یافت. به دلیل مخفی بودن بیشتر برنامه فضایی، توسعه ارتباطات ماهواره ای در کشورهای سوسیالیستی متفاوت از کشورهای غربی پیش رفت. توسعه ارتباطات ماهواره ای مدنی با توافق نامه ای بین 9 کشور از بلوک سوسیالیستی در مورد ایجاد سیستم ارتباطی Intersputnik آغاز شد که تنها در سال 1971 امضا شد.

تکرار کننده های ماهواره ای

ماهواره ارتباط غیرفعال Echo-2. کره بادی متالیزه به عنوان یک تکرار کننده غیرفعال عمل می کرد

در سال‌های اولیه تحقیق، از تکرارکننده‌های ماهواره‌ای غیرفعال استفاده می‌شد (مثلاً ماهواره‌های اکو و اکو-2)، که یک بازتاب‌دهنده سیگنال رادیویی ساده (اغلب یک کره فلزی یا پلیمری با کندوپاش فلزی) بودند، که هیچ انتقال و انتقالی نداشتند. دریافت تجهیزات در هواپیما. ... چنین ماهواره هایی فراگیر نشده اند. همه ماهواره های ارتباطی مدرن فعال هستند. تکرار کننده های فعال مجهز به تجهیزات الکترونیکی برای دریافت، پردازش، تقویت و ارسال مجدد سیگنال هستند. تکرار کننده های ماهواره ای می تواند باشد غیر احیا کنندهو احیا کننده... یک ماهواره غیر احیا کننده، با دریافت سیگنال از یک ایستگاه زمینی، آن را به فرکانس دیگری منتقل می کند، آن را تقویت می کند و به ایستگاه زمینی دیگر ارسال می کند. ماهواره می تواند از چندین کانال مستقل برای انجام این عملیات استفاده کند که هر کدام با قسمت خاصی از طیف کار می کنند (این کانال های پردازشی فرستنده نامیده می شوند).

ماهواره احیا کننده سیگنال دریافتی را دمودوله کرده و مجدداً آن را تعدیل می کند. در نتیجه، تصحیح خطا دو بار انجام می شود: در ماهواره و در ایستگاه زمینی دریافت کننده. نقطه ضعف این روش پیچیدگی (و در نتیجه هزینه بسیار بالاتر ماهواره) و همچنین افزایش تاخیر در ارسال سیگنال است.

مدار تکرار کننده ماهواره

مدارهایی که فرستنده های ماهواره ای در آنها قرار دارند به سه دسته تقسیم می شوند:

• استوایی،
• شیب دار،
• قطبی

یک تنوع مهم مدار استوایییک مدار زمین ثابت است که در آن یک ماهواره با سرعت زاویه ای برابر با سرعت زاویه ای زمین در جهتی منطبق با جهت چرخش زمین می چرخد. مزیت بارز مدار زمین ثابت این است که گیرنده در منطقه خدماتی، ماهواره را همیشه "می بیند".

با این حال، تنها یک مدار زمین ثابت وجود دارد و پرتاب همه ماهواره ها به آن غیرممکن است. نقطه ضعف دیگر آن ارتفاع زیاد و در نتیجه هزینه بالاتر پرتاب ماهواره به مدار است. علاوه بر این، یک ماهواره در مدار زمین ثابت قادر به سرویس دهی به ایستگاه های زمینی در ناحیه دور قطبی نیست.

مدار مایلبه شما اجازه می دهد تا این مشکلات را حل کنید، اما به دلیل حرکت ماهواره نسبت به ناظر زمینی، برای دسترسی شبانه روزی به ارتباطات، لازم است حداقل سه ماهواره در یک مدار پرتاب شوند.

مدار قطبی- حالت محدود کننده مورب (با شیب 90 درجه).

هنگام استفاده از مدارهای شیبدار، ایستگاه های زمینی مجهز به سیستم های ردیابی هستند که آنتن را به سمت ماهواره نشانه می گیرند. ایستگاه هایی که با ماهواره ها در مدار زمین ثابت کار می کنند معمولاً به چنین سیستم هایی برای جبران انحراف از مدار زمین ثابت ایده آل نیز مجهز هستند. استثنا آنتن های کوچکی است که برای دریافت تلویزیون ماهواره ای استفاده می شود: الگوی تابش آنها به اندازه کافی گسترده است، بنابراین آنها ارتعاشات ماهواره ای را در نزدیکی نقطه ایده آل احساس نمی کنند.

استفاده مجدد از فرکانس مناطق تحت پوشش

از آنجایی که فرکانس های رادیویی یک منبع محدود هستند، لازم است اطمینان حاصل شود که فرکانس های مشابه می توانند توسط ایستگاه های زمینی مختلف استفاده شوند. این میتواند با دو راه انجام شود:

• جداسازی فضایی- هر آنتن ماهواره فقط از یک منطقه خاص سیگنال دریافت می کند، در حالی که مناطق مختلف می توانند از فرکانس های مشابه استفاده کنند.

• جداسازی پلاریزاسیون- آنتن های مختلف یک سیگنال را در صفحات قطبی متقابل عمود بر هم دریافت و ارسال می کنند، در حالی که فرکانس های مشابه را می توان دو بار (برای هر یک از هواپیماها) استفاده کرد.

یک نقشه پوشش ماهواره ای معمولی شامل اجزای زیر است:

• پرتو جهانی- در سراسر منطقه تحت پوشش با ایستگاه های زمینی ارتباط برقرار می کند، فرکانس هایی به آن اختصاص می یابد که با سایر پرتوهای این ماهواره تلاقی نمی کنند.

• پرتوهای نیمکره غربی و شرقی- این پرتوها در صفحه A قطبی شده اند و از همان محدوده فرکانسی در نیمکره غربی و شرقی استفاده می شود.

• پرتوهای منطقه- در صفحه B (عمود بر A) قطبی شده و از فرکانسهای مشابه پرتوهای نیمکره استفاده می کنند. بنابراین، یک ایستگاه زمینی واقع در یکی از مناطق می تواند از پرتوهای نیمکره ای و یک پرتو جهانی نیز استفاده کند.

در این مورد، همه فرکانس ها (به جز فرکانس های رزرو شده برای پرتو جهانی) به طور مکرر استفاده می شود: در نیمکره غربی و شرقی و در هر یک از مناطق.

باندهای فرکانس

آنتن دریافت تلویزیون ماهواره ای (Ku-band)

دیش ماهواره برای باند سی

انتخاب فرکانس برای انتقال داده از ایستگاه زمینی به ماهواره و از ماهواره به ایستگاه زمینی خودسرانه نیست. فرکانس به عنوان مثال بر جذب امواج رادیویی در جو و همچنین ابعاد مورد نیاز آنتن های فرستنده و گیرنده تأثیر می گذارد. فرکانس هایی که در آن انتقال از ایستگاه زمینی به ماهواره انجام می شود با فرکانس هایی که برای انتقال از ماهواره به ایستگاه زمینی استفاده می شود (معمولاً اولی فوق) متفاوت است.

فرکانس های مورد استفاده در ارتباطات ماهواره ای به محدوده هایی تقسیم می شوند که با حروف نشان داده می شوند. متأسفانه، در ادبیات مختلف، مرزهای دقیق محدوده ها ممکن است مطابقت نداشته باشند. مقادیر راهنما در توصیه ITU V.431-6 آورده شده است:

نام محدوده	فرکانس ها (طبق ITU-R V.431-6)	کاربرد
L	1.5 گیگاهرتز	ارتباطات ماهواره ای سیار
اس	2.5 گیگاهرتز	ارتباطات ماهواره ای سیار
با	4 گیگاهرتز، 6 گیگاهرتز	ارتباطات ماهواره ای ثابت
ایکس	فرکانس ها برای ارتباطات ماهواره ای توسط توصیه های ITU-R تعریف نشده اند. برای کاربردهای راداری، برد مشخص شده 8-12 گیگاهرتز است.	ارتباطات ماهواره ای ثابت (برای مقاصد نظامی)
Ku	11 گیگاهرتز، 12 گیگاهرتز، 14 گیگاهرتز
ک	20 گیگاهرتز	ارتباطات ماهواره ای ثابت، پخش ماهواره ای
کا	30 گیگاهرتز	ارتباطات ماهواره ای ثابت، ارتباطات بین ماهواره ای

فرکانس های بالاتر نیز استفاده می شود، اما افزایش آنها به دلیل جذب بالای امواج رادیویی این فرکانس ها توسط جو مانع می شود. باند Ku امکان دریافت با آنتن‌های نسبتاً کوچک را فراهم می‌کند و به همین دلیل در تلویزیون ماهواره‌ای (DVB) استفاده می‌شود، علی‌رغم اینکه شرایط آب و هوایی در این باند تأثیر بسزایی در کیفیت انتقال دارد.

برای انتقال داده توسط کاربران بزرگ (سازمان ها)، اغلب از باند C استفاده می شود. این کار دریافت بهتری را فراهم می کند، اما به اندازه آنتن نسبتاً بزرگ نیاز دارد.

مدولاسیون و کدگذاری ضد نویز

یکی از ویژگی های سیستم های ارتباطی ماهواره ای نیاز به کار در شرایط نسبت سیگنال به نویز نسبتا کم است که توسط چندین عامل ایجاد می شود:

• فاصله قابل توجه گیرنده از فرستنده،
• قدرت محدود ماهواره ای (عدم توانایی در ارسال با توان بالا).

در نتیجه، ارتباطات ماهواره ای برای انتقال سیگنال های آنالوگ مناسب نیستند. بنابراین، برای انتقال گفتار، با استفاده از مدولاسیون کد پالس (PCM) از قبل دیجیتالی می شود.

برای انتقال داده های دیجیتال از طریق یک کانال ارتباطی ماهواره ای، ابتدا باید آنها را به یک سیگنال رادیویی که محدوده فرکانسی خاصی را اشغال می کند تبدیل کرد. برای این، مدولاسیون اعمال می شود (مدولاسیون دیجیتال نیز نامیده می شود دستکاری - اعمال نفوذ). متداول ترین انواع مدولاسیون دیجیتال برای کاربردهای ارتباطات ماهواره ای کلید شیفت فاز و مدولاسیون دامنه مربعی است. به عنوان مثال، سیستم های DVB-S2 از QPSK، 8-PSK، 16-APSK و 32-APSK استفاده می کنند.

مدولاسیون در ایستگاه زمینی انجام می شود. سیگنال مدوله شده تقویت می شود، به فرکانس مورد نظر منتقل می شود و به آنتن فرستنده تغذیه می شود. ماهواره سیگنال را دریافت می کند، تقویت می کند، گاهی اوقات بازسازی می کند، آن را به فرکانس دیگری منتقل می کند و با استفاده از یک آنتن فرستنده خاص، آن را به زمین ارسال می کند.

دسترسی چندگانه

برای اطمینان از امکان استفاده همزمان از یک تکرار کننده ماهواره ای توسط چندین کاربر، از سیستم های دسترسی چندگانه استفاده می شود:

• دسترسی چندگانه تقسیم فرکانس - به هر کاربر یک محدوده فرکانس جداگانه می دهد.

• دسترسی چندگانه تقسیم زمانی - به هر کاربر یک بازه زمانی مشخص (زمان زمانی) داده می شود که در طی آن داده ها را ارسال و دریافت می کند.

• دسترسی چندگانه تقسیم کد - در این مورد، به هر کاربر یک دنباله کد متعامد به دنباله کدهای کاربران دیگر داده می شود. داده های کاربر بر روی دنباله کد به گونه ای قرار می گیرند که سیگنال های ارسالی کاربران مختلف با یکدیگر تداخل نداشته باشند، اگرچه در فرکانس های مشابهی ارسال می شوند.

علاوه بر این، بسیاری از کاربران نیازی به دسترسی مداوم به ارتباطات ماهواره ای ندارند. به این کاربران با استفاده از فناوری DAMA (دسترسی چندگانه اختصاص داده شده به تقاضا) یک کانال ارتباطی (زمان زمانی) اختصاص داده می شود.

برنامه های کاربردی ارتباط ماهواره ای

ارتباطات ماهواره ای ستون فقرات

در ابتدا، ظهور ارتباطات ماهواره ای به دلیل نیاز به انتقال حجم زیادی از اطلاعات بود. اولین سیستم ارتباط ماهواره ای سیستم اینتلست بود، سپس سازمان های منطقه ای مشابه (یوتلست، عرب ست و دیگران) ایجاد شدند. با گذشت زمان، سهم انتقال صدا در حجم کل ترافیک ستون فقرات به طور پیوسته کاهش می یابد و جای خود را به انتقال داده می دهد.

با توسعه شبکه های فیبر نوری، شبکه دوم شروع به جابجایی ارتباطات ماهواره ای از بازار ستون فقرات کرد.

سیستم های VSAT

کلمه "دیافراگم بسیار کوچک" به اندازه آنتن های ترمینال نسبت به اندازه آنتن های ستون فقرات قدیمی اشاره دارد. VSATهایی که در باند C کار می کنند معمولاً از آنتن هایی با قطر 1.8-2.4 متر و در باند Ku - 0.75-1.8 متر استفاده می کنند.

سیستم های VSAT از فناوری کانال بر اساس تقاضا استفاده می کنند.

سیستم های ارتباط ماهواره ای سیار

یکی از ویژگی های اکثر سیستم های ارتباطی ماهواره ای سیار، اندازه کوچک آنتن ترمینال است که دریافت سیگنال را دشوار می کند. برای اینکه قدرت سیگنالی که به گیرنده می رسد کافی باشد، یکی از دو راه حل استفاده می شود:

• بسیاری از ماهواره ها روی آن قرار دارند موربیا قطبیمدارها در عین حال، توان فرستنده مورد نیاز چندان زیاد نیست و هزینه پرتاب ماهواره به مدار کمتر است. با این حال، این رویکرد نه تنها به تعداد زیادی ماهواره، بلکه به شبکه گسترده ای از سوئیچ های زمینی نیز نیاز دارد. روش مشابهی توسط اپراتورهای Iridium و Globalstar استفاده می شود.

اپراتورهای تلفن همراه با اپراتورهای ماهواره ای شخصی رقابت می کنند. مشخصاً، هر دو گلوبال استار و ایریدیوم با مشکلات مالی جدی مواجه شدند که ایریدیوم را به این وضعیت رساند سازماندهی مجددورشکستگی در سال 1999

در دسامبر 2006، یک ماهواره زمین ثابت آزمایشی Kiku-8 با مساحت آنتن بزرگ بی سابقه پرتاب شد، که قرار است برای آزمایش فناوری ارتباطات ماهواره ای با دستگاه های تلفن همراه بزرگتر از تلفن های همراه استفاده شود.

اینترنت ماهواره ای

ارتباطات ماهواره ای در سازماندهی "آخرین مایل" (کانال ارتباطی بین ارائه دهنده اینترنت و مشتری)، به ویژه در مکان هایی با زیرساخت ضعیف استفاده می شود.

ویژگی های این نوع دسترسی عبارتند از:

• جداسازی ترافیک ورودی و خروجی و جذب فناوری های اضافی برای ترکیب آنها. بنابراین، چنین ترکیباتی نامیده می شود نامتقارن.
• استفاده همزمان از کانال ماهواره ای ورودی توسط چندین کاربر (به عنوان مثال 200): داده ها به طور همزمان از طریق ماهواره برای همه مشتریان "میانگین" منتقل می شود، پایانه مشتری درگیر فیلتر کردن داده های غیر ضروری است (به همین دلیل، "ماهیگیری از ماهواره" ممکن است).

نوع کانال خروجی متمایز است:

• پایانه هایی که فقط برای دریافت سیگنال کار می کنند (ارزان ترین گزینه اتصال). در این صورت برای ترافیک خروجی باید اتصال اینترنتی متفاوتی داشته باشید که ارائه دهنده آن نام دارد ارائه دهنده زمینی... برای کار در چنین طرحی، نرم افزار تونل زنی درگیر است که معمولاً در تحویل ترمینال گنجانده می شود. علیرغم پیچیدگی (از جمله دشواری در راه اندازی)، این فناوری به دلیل سرعت بالای آن در مقایسه با Dial-up با قیمت نسبتاً پایین جذاب است.
• ترمینال های دریافت و ارسال کانال خروجی باریک سازماندهی شده است (در مقایسه با ورودی). هر دو جهت توسط یک دستگاه ارائه می شوند و بنابراین پیکربندی چنین سیستمی بسیار ساده تر است (به خصوص اگر ترمینال خارجی باشد و از طریق یک رابط اترنت به رایانه متصل باشد). چنین طرحی مستلزم نصب مبدل پیچیده تر (دریافت-فرستنده) روی آنتن است.

در هر صورت، داده ها از ارائه دهنده به مشتری، به عنوان یک قاعده، مطابق با استاندارد پخش دیجیتال DVB منتقل می شود، که امکان استفاده از تجهیزات مشابه را هم برای دسترسی به شبکه و هم برای دریافت تلویزیون ماهواره ای فراهم می کند.

معایب ارتباطات ماهواره ای

ایمنی ضعیف صدا

فواصل زیاد بین ایستگاه های زمینی و ماهواره باعث می شود نسبت سیگنال به نویز در گیرنده بسیار پایین باشد (بسیار کمتر از بسیاری از پیوندهای مایکروویو). برای ارائه احتمال خطای قابل قبول در این شرایط، استفاده از آنتن های بزرگ، عناصر کم نویز و کدهای تصحیح خطا پیچیده ضروری است. این مشکل به ویژه در سیستم های ارتباطات سیار حاد است، زیرا آنها محدودیت هایی در اندازه آنتن و، به عنوان یک قاعده، در قدرت فرستنده دارند.

تاثیر جو

کیفیت ارتباطات ماهواره ای به شدت تحت تأثیر تأثیرات در تروپوسفر و یونوسفر است.

جذب تروپوسفر

جذب سیگنال توسط جو به فرکانس آن بستگی دارد. حداکثر جذب در 22.3 گیگاهرتز (رزونانس بخار آب) و 60 گیگاهرتز (رزونانس اکسیژن) است. به طور کلی، جذب به طور قابل توجهی بر انتشار سیگنال های بالای 10 گیگاهرتز (یعنی شروع از باند Ku) تأثیر می گذارد. علاوه بر جذب، در هنگام انتشار امواج رادیویی در جو، اثر محو شدن نیز وجود دارد که ناشی از تفاوت در ضریب شکست لایه‌های مختلف جو است.

اثرات یونوسفر

اثرات در یونوسفر به دلیل نوسانات در توزیع الکترون های آزاد است. اثرات یونسفری موثر بر انتشار امواج رادیویی عبارتند از سوسو زدن, جذب, تاخیر انتشار, واریانس, تغییر فرکانس, چرخش صفحه پلاریزاسیون... همه این اثرات با افزایش فرکانس کاهش می یابد. برای سیگنال هایی با فرکانس های بالاتر از 10 گیگاهرتز، تأثیر آنها کم است.

سیگنال‌های فرکانس نسبتا پایین (باند L و تا حدی باند C) دچار مشکل می‌شوند سوسوزن یونوسفرناشی از بی نظمی در یونوسفر. نتیجه این سوسو زدن، قدرت سیگنال دائمی در حال تغییر است.

تاخیر انتشار سیگنال

مشکل تأخیر انتشار سیگنال به یک شکل بر تمام سیستم های ارتباطی ماهواره ای تأثیر می گذارد. سیستم‌هایی که از یک فرستنده ماهواره‌ای در مدار زمین ثابت استفاده می‌کنند، بیشترین تأخیر را دارند. در این حالت تأخیر ناشی از سرعت انتشار محدود امواج رادیویی حدود 250 میلی‌ثانیه است و با احتساب تأخیرهای مالتی پلکس، سوئیچینگ و پردازش سیگنال، تأخیر کل می‌تواند تا 400 میلی‌ثانیه باشد.

تأخیر انتشار در برنامه های بلادرنگ مانند تلفن نامطلوب ترین است. همچنین اگر زمان انتشار سیگنال از طریق کانال ارتباطی ماهواره ای 250 میلی ثانیه باشد، اختلاف زمانی بین ماکت های مشترکین نمی تواند کمتر از 500 میلی ثانیه باشد.

در برخی از سیستم ها (به عنوان مثال، سیستم های VSAT با استفاده از توپولوژی ستاره)، سیگنال دو بار از طریق پیوند ماهواره ای (از یک پایانه به یک سایت مرکزی و از یک سایت مرکزی به یک پایانه دیگر) منتقل می شود. در این حالت کل تاخیر دو برابر می شود.

تاثیر تداخل خورشیدی

را نیز ببینید

• JSC "سیستم های ماهواره ای اطلاعات" به نام آکادمیک MF Reshetnev "

یادداشت ها (ویرایش)

1. Vishnevsky V.I.، Lyakhov A.I.، Portnoy S.L.، Shakhnovich I.V.طرحی تاریخی از توسعه فناوری های شبکه // شبکه های انتقال اطلاعات پهن باند. - مونوگراف (منتشر شده با حمایت بنیاد روسیه برای تحقیقات پایه). - M .: "Technosphere"، 2005. - S. 20. - 592 p. - شابک 5-94836-049-0
2. تاریخچه کوتاه ماهواره ارتباطات. فناوری میلیارد دلاری
3. تاریخچه کوتاه ماهواره ارتباطات. دهکده جهانی: ارتباطات بین المللی
4. راهنمای ایستگاه زمینی ماهواره ای INTELSAT، 1999، ص. هجده
5. Sklyar B. ارتباطات دیجیتال. مبانی نظری و کاربرد عملی. اد. 2th .: Per. از انگلیسی - M.: انتشارات "ویلیامز"، 2004
6. وب سایت رسمی Intersputnik
7. مسائل مفهومی و حقوقی شبکه های چندسرویس ماهواره ای پهن باند
8. دنیس رودی. ارتباطات ماهواره ای McGraw-Hill Telecommunications، 2001، ص. 167
9. راهنمای ایستگاه زمینی ماهواره ای INTELSAT، 1999، ص. 2
10. راهنمای ایستگاه زمینی ماهواره ای INTELSAT، 1999، ص. 73
11. دنیس رودی. ارتباطات ماهواره ای McGraw-Hill Telecommunications, 2001, pp. 6، 108
12. راهنمای ایستگاه زمینی ماهواره ای INTELSAT، 1999، ص. 28
13. توصیه ITU-R V.431-6. نامگذاری باندهای فرکانس و طول موج مورد استفاده در مخابرات
14. دنیس رودی. ارتباطات ماهواره ای McGraw-Hill Telecommunications, 2001, pp. 6، 256
15. دنیس رودی. ارتباطات ماهواره ای McGraw-Hill Telecommunications، 2001، ص. 264
16. http://www.telesputnik.ru/archive/116/article/62.html استاندارد DVB-S2. وظایف جدید - راه حل های جدید // مجله ماهواره و تلویزیون کابلی و مخابرات "Telesputnik"
17. دنیس رودی. ارتباطات ماهواره ای McGraw-Hill Telecommunications، 2001، ص. 283
18. مورلوس ساراگوسا آر.هنر کدنویسی تصحیح خطا. روش ها، الگوریتم ها، کاربرد / هر. از انگلیسی V. B. Afanasyeva. - M .: Technosphere, 2006 .-- 320 p. - (دنیای ارتباطات). - 2000 نسخه. - شابک 5-94836-035-0
19. دکتر. لین نان لیکدهای LDPC، کاربرد در سیستم های ارتباطی نسل بعدی // کنفرانس شش ماهه فناوری وسایل نقلیه IEEE... - اکتبر 2003.
20. برنارد اسکلار.ارتباطات دیجیتال. مبانی نظری و کاربرد عملی = ارتباطات دیجیتال: مبانی و کاربردها. - ویرایش دوم - M .: "Williams"، 2007. - S. 1104. - ISBN 0-13-084788-7
21. سیستم ارتباط و پخش ماهواره ای یامال
22. سوالات متداول VSAT
23. دنیس رودی. ارتباطات ماهواره ای McGraw-Hill Telecommunications، 2001، ص. 68
24. دنیس رودی. ارتباطات ماهواره ای McGraw-Hill Telecommunications، 2001، ص. 91
25. دنیس رودی. ارتباطات ماهواره ای McGraw-Hill Telecommunications، 2001، ص. 93
26. بروس آر البرت. راهنمای برنامه های کاربردی ارتباطات ماهواره ای. - آرتک هاوس، شرکت، 2004، ص. 34.

پیوندها

• گزارش پانل WTEC در مورد فناوری و سیستم های ارتباطات ماهواره ای جهانی (انگلیسی)
• درباره ماهواره Early Bird در boeing.com
• تاریخچه کوتاه ماهواره های ارتباطات
• سوالات متداول VSAT
• سوالات متداول VSAT (روسی)
• اینترنت ماهواره ای و مرکز اطلاعات VSAT
• ارتباطات ماهواره ای و هوای فضایی (انگلیسی)
• ارتباطات ماهواره ای در اینترنت جهانی: مسائل، مشکلات و پتانسیل ها
• فناوری های مخابراتی ماهواره ای در مرحله کنونی (روس.)

ادبیات

1. کتاب راهنما ایستگاه زمینی ماهواره ای INTELSAT
2. دنیس رودی.ارتباطات ماهواره ای - مک گراو-هیل مخابرات، 2001.
3. بروس آر البرت.راهنمای برنامه های کاربردی ارتباطات ماهواره ای. - Artech House, Inc., 2004. - ISBN 1-58053-490-2
4. صعود به مدار، زندگی نامه علمی: نوشته های فنی آرتور سی. کلارک. - نیویورک: جان وایلی و پسران، 1984.

مشکلات دردناک توسط زنجیره ای از ایستگاه های فضایی با دوره مداری 24 ساعته که ارتفاع 42000 کیلومتری نسبت به مرکز زمین را در صفحه استوایی اشغال کرده اند حل می شود.

الف کلارک، 1945.

در عصر حجر، یک شبکه منسجم با تکرار اقدامات برای تنظیم میزان دود منتشر شده از آتش کار می کند. زمین دونده ها را می شناخت، ماک کوچولو بهترین شد. سیستم مدرن از فضاپیما استفاده می کند. مزیت ماهواره پوشش وسیع قلمرو است. امواج به طور عمده کوتاه استفاده می شود، قادر به انتشار در یک خط مستقیم. دنیا یکی است - قیمت ها همه جا هستند...

پیش نیازهای استفاده

ایده بازپخش توسط امیل گوارینی-فورزیو در سال 1899 مطرح شد. مفهوم انتقال سیگنال با واسطه توسط مجله آلمانی مهندسی برق (جلد 16، 35-36) منتشر شد. آرتور کلارک در سال 1945 مفهوم یک سیستم ارتباطی بین فضاپیماهای زمین ایستا را بیان کرد. نویسنده از گرفتن حق اختراع خودداری کرد و دو نتیجه را رد کرد:

1. احتمال اجرای ایده کم است.
2. نیاز به دادن ایده به کل بشریت.

در همان زمان، دانشمند مختصات بهترین پوشش مناطق سطح سیاره را نشان داد:

• 30 درجه شرقی - آفریقا، اروپا
• 150 درجه شرقی - چین، اقیانوسیه.
• 90 درجه غربی - آمریکا

نویسنده فرکانس کاری را کاهش داد و قصد خود را برای استفاده از 3 مگاهرتز با کاهش بازتابنده های فرضی (چند فوت) بیان کرد.

سیستم های مایکروویو زمینی

کنسرسیوم انگلیسی-فرانسوی به رهبری آندره کلاویه فراتر رفت. اولین تلاش های موفقیت آمیز برای استفاده از طیف امواج مایکروویو به سال 1931 برمی گردد. کانال انگلیسی انتقال اطلاعات را در فرکانس 1.7 گیگاهرتز (باند سلولی مدرن) به مدت 64 کیلومتر توسط ایستگاه های مجهز به ظروف با قطر 3 متر نشان داد که دوور و کاله را به هم متصل می کند.

جالب هست! اولین کانال تلویزیونی تجاری VHF از 300 مگاهرتز استفاده می کرد.

مورخان تمایل دارند جنگ جهانی دوم را اسبی ببینند که صنعت را به اوج رساند. اختراع klystron و بهبود فن آوری برای ساخت پارابولوئید کمک بسیار ارزشمندی کرد. اوج روابط بین اقیانوس اطلس به دهه 1950 برمی گردد.

برای مرجع! اولین خط رله که توسط هشت تکرار کننده تشکیل شد، نیویورک - بوستون، در سال 1947 ساخته شد.

آمریکا و اروپا انتقال اطلاعات توسط تکرار کننده ها (ارتباط رادیویی، به نام رله) را ایجاد کرده اند. پخش تجاری بلافاصله شروع شد. یکی از ویژگی های ارتباط مایکروویو، توانایی پیش بینی دقیق نتیجه در مرحله طراحی سیستم نامیده می شود.

برای مرجع! ارتباط رله ای یک فناوری برای انتقال سیگنال های دیجیتال و آنالوگ بین گیرنده ها در میدان دید است.

فضاپیما

اولین ماهواره شوروی (1957) تجهیزات ارتباطی را حمل می کرد. سه سال بعد، آمریکایی ها یک بالون بادی را تا ارتفاع 1500 کیلومتری بالا بردند که به لطف پوشش فلزی این کره به عنوان یک تکرار کننده غیرفعال عمل می کرد. در 20 آگوست 1964، 11 کشور، از جمله اتحاد جماهیر شوروی، قراردادی را برای ایجاد Intelsat (ارتباطات بین المللی) امضا کردند. بلوک شوروی راه رازداری را دنبال کرد در حالی که غرب پول درآورد. بلوک شرق در سال 1971 برنامه خود را ایجاد کرد.

ماهواره ها یک یافته واقعی بودند که به شما اجازه می دادند سواحل مخالف اقیانوس را به هم متصل کنید. فیبر نوری یک جایگزین است.

ارتش اولین کسی بود که اسب تیره را همراه با ارتباطات تروپوسفری به فضا پرتاب کرد که از اثر بازتاب امواج توسط لایه های بالایی استفاده می کرد. ارتباطات مایکروویو شوروی توسط گروه آسمانی ریولیت رهگیری شد. سیستمی که برای سازمان سیا (ایالات متحده آمریکا) توسعه یافته است. این دستگاه موقعیتی را گرفت که توسط پرتو زمینی ارتباطات رله اتحاد جماهیر شوروی و ضبط پیام ها گرفته شده بود. قلمروهای چین و اروپای شرقی تحت کنترل بود. قطر بازتابنده های چتر مانند به 20 متر می رسید.

رهبری ایالات متحده همیشه از نیات رهبران اتحاد جماهیر شوروی آگاه بوده و به همه چیز از جمله تماس های تلفنی گوش می دهد. امروزه، سیستم های ماهواره ای به لطف اثر داپلر، امکان حضور از راه دور در هر مکالمه "محرمانه" را که در اتاق هایی مجهز به یک پنجره معمولی دو جداره برگزار می شود، می دهد.

اولین تلاش ها برای پیاده سازی ایده های نیکولا تسلا در فضا ثبت شده است: انتقال بی سیم برق توسط آنتن های ماهواره ای. این حماسه از سال 1975 شروع شد. اکنون این مفهوم به خانه بازگشته است. برج واردنکلیف مدت هاست که ویران شده است، اما جزیره اصلی هاوایی 20 وات خود را به صورت بی سیم دریافت کرده است.

برای مرجع! ثابت شده است که استفاده از ارتباطات فضایی یک جایگزین مقرون به صرفه برای فیبر نوری است.

ویژگی های سیگنال

با این گفته، استفاده از ماهواره ها جای تعجبی ندارد.

پنجره های شفافیت

پدیده جذب امواج توسط جو از دیرباز شناخته شده است. دانشمندان با مطالعه این پدیده به این نتیجه رسیدند:

• تضعیف سیگنال با فرکانس تعیین می شود.
• پنجره های شفاف رعایت می شود.
• این پدیده توسط شرایط آب و هوایی تعدیل می شود.

به عنوان مثال، محدوده میلی متری (30-100 گیگاهرتز) به شدت توسط باران سرکوب می شود. مجاورت فرکانس 60 گیگاهرتز، مولکول های اکسیژن، 22 گیگاهرتز - آب را جذب می کند. فرکانس های زیر 1 گیگاهرتز توسط تابش کهکشان قطع می شود. نویز دما از جو تأثیر منفی دارد.

موارد فوق انتخاب فرکانس های ارتباطی فضایی مدرن را توضیح می دهد. لیست کاملی از ویژگی های سیگنال باند Ku در شکل نشان داده شده است.

از باند C نیز استفاده می شود.

مناطق پذیرایی

پرتو، با عبور از سطح زمین، منحنی های همسانگرد با دریافت معادل را تشکیل می دهد. مجموع تلفات عبارتند از:

1. 200 دسی بل - باند C.
2. 206 دسی بل - Ku-band.

تداخل خورشیدی می تواند با کیسه سازی تداخل ایجاد کند. بدترین شرایط به مدت 5-6 روز در فصل خارج از فصل (زمستان، پاییز) ایجاد می شود. تداخل لامپ کار تضمینی را برای تکنسین های ایستگاه زمینی فراهم می کند. سیستم های ردیابی برای مدت زمان یک پدیده طبیعی خاموش می شوند. در غیر این صورت، نعلبکی ها می توانند خورشید را بگیرند و دستورات اشتباهی را به سیستم های تثبیت کننده روی برد می دهند. بانک ها، فرودگاه ها هشدار دریافت می کنند: ارتباطات موقتاً مختل خواهد شد.

مناطق فرنل

موانع در اطراف برج ارتباطی باعث افزایش امواج می شوند و مناطق تضعیف / افزایش سیگنال را تشکیل می دهند. این پدیده نیاز به یک فضای تمیز در نزدیکی فرستنده گیرنده را توضیح می دهد. خوشبختانه اجاق های مایکروویو فاقد این عیب هستند. به لطف یک ویژگی مهم، هر ساکن تابستانی NTV + را با یک بشقاب می گیرد.

سوسو زدن

تغییرات غیر قابل پیش بینی در جو باعث می شود سیگنال دائما تغییر کند. نوسانات دامنه تا 12 دسی بل بر پهنای باند 500 مگاهرتز تأثیر می گذارد. این پدیده حداکثر 2-3 ساعت طول می کشد. سوسو زدن از ردیابی ماهواره توسط ایستگاه های زمینی جلوگیری می کند و نیاز به اقدامات پیشگیرانه دارد.

خطی بودن پرتو

یکی از ویژگی های مایکروویو یک مسیر پرتوی مستطیلی در نظر گرفته می شود. این پدیده به شما امکان می دهد قدرت را متمرکز کنید و الزامات سیستم های روی برد را کاهش دهید. مطمئناً اولین کار جاسوسی بود. بعداً، آنتن‌ها از هدایت محدود خودداری کردند و سرزمین‌های وسیعی مانند روسیه را پوشش دادند.

مهندسان این ملک را یک نقطه ضعف می نامند: دور زدن کوه ها، دره ها غیرممکن است.

ویژگی های اضافه کردن موج

عملا هیچ الگوی تداخلی وجود ندارد. می توان کانال های فرکانس مجاور را به میزان قابل توجهی فشرده کرد.

ظرفیت

قضیه Kotelnikov حد بالایی طیف سیگنال ارسالی را تعریف می کند. آستانه مستقیماً توسط فرکانس حامل تنظیم می شود. مایکروویو به دلیل مقادیر بالای خود تا 30 برابر بیشتر از VHF اطلاعات دارد.

امکان بازسازی

توسعه فناوری های دیجیتال راه را برای تکنیک های تصحیح خطا باز کرده است. ماهواره های مصنوعی:

• سیگنال ضعیف دریافت کرد.
• رمزگشایی شده؛
• رفع اشکالات؛
• کدگذاری شده
• گذشت.

کیفیت عالی ارتباطات ماهواره ای به یک "ضرب المثل" تبدیل شده است.

آنتن های زمینی

به ظروف ماهواره ای پارابولوئید می گویند. قطر آن به 4 متر می رسد. علاوه بر موارد فوق، 2 نوع آنتن ارتباطی رله ای (هر دو زمینی) وجود دارد:

1. لنزهای دی الکتریک
2. آنتن های بوق.

پارابولوئیدها گزینش پذیری بالایی دارند و به پرتو اجازه می دهند در هزاران کیلومتر با هم ارتباط برقرار کنند. سنج معمولی قادر به انتقال سیگنال نیست، عملکرد بالاتری مورد نیاز است.

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد

ماهواره‌های جاسوسی دائماً حرکت می‌کردند و آسیب‌ناپذیری نسبی و محرمانه بودن نظارت را فراهم می‌کردند. استفاده از فناوری های صلح آمیز مسیر دیگری را در پیش گرفت. مفهوم کلارک اجرا شد:

• مدار استوایی صدها ماهواره زمین ایستا را در خود جای داده است.
• پایداری موقعیت باعث سهولت نشانه گیری تجهیزات زمینی می شود.
• ارتفاع مداری (35786 متر) ثابت است، زیرا لازم است گرانش زمین توسط نیروی گریز از مرکز متعادل شود.

این دستگاه بخشی از قلمرو سیاره را پوشش می دهد.

سیستم Intelsat توسط 19 ماهواره تشکیل شده است که در چهار منطقه گروه بندی شده اند. مشترک 2-4 را همزمان می بیند.

طول عمر سیستم 10-15 سال است، سپس تجهیزات منسوخ تعویض می شوند. اثرات گرانشی سیارات و خورشید نیاز به استفاده از سیستم های تثبیت کننده را آشکار می کند. فرآیند اصلاح به طور قابل توجهی منبع سوخت وسایل نقلیه را کاهش می دهد. مجتمع Intelsat امکان انحراف موقعیت تا 3 درجه را فراهم می کند و عمر ازدحام مداری را (بیش از سه سال) افزایش می دهد.

فرکانس ها

پنجره شفافیت به محدوده 2 تا 10 گیگاهرتز محدود شده است. اینتلست از منطقه 4-6 گیگاهرتز (باند C) استفاده می کند. افزایش بار باعث انتقال بخشی از ترافیک به باند Ku (14، 11، 12 گیگاهرتز) شد. منطقه کار در بخش هایی بین فرستنده ها توزیع می شود. سیگنال زمینی دریافت می شود، تقویت می شود، بازتاب می شود.

چالش ها و مسائل

1. هزینه بالای راه اندازی. غلبه بر 35 هزار کیلومتر منابع زیادی را می طلبد.
2. تأخیر انتشار سیگنال از یک چهارم ثانیه بیشتر می شود (به 1 ثانیه می رسد).
3. زاویه شیب کوچک خط دید یک هواپیمای مصنوعی باعث افزایش هزینه های انرژی می شود.
4. فضای پذیرایی به صورت بی اثر پوشش داده شده است. فضاهای غول پیکر فاقد مشترک هستند. راندمان پخش بسیار پایین است.
5. پنجره های شفافیت باریک هستند، ایستگاه های زمینی باید از نظر جغرافیایی پراکنده شوند تا قطبی شدن تغییر کند.

راه حل ها

تا حدی معایب با معرفی یک مدار شیبدار از بین می رود. این ماهواره دیگر زمین ثابت نیست (به بالا به ماهواره های جاسوسی جنگ سرد مراجعه کنید). برای اطمینان از برقراری ارتباط شبانه روزی، حداقل سه دستگاه با فاصله مساوی مورد نیاز است.

مدار قطبی

مدار قطبی به تنهایی قادر است سطح را بپوشاند. با این حال، چندین دوره مداری فضاپیما مورد نیاز خواهد بود. انبوهی از ماهواره ها که در گوشه و کنار قرار گرفته اند می توانند مشکل را حل کنند. مدارهای قطبی پخش تجاری را دور زده اند و به یک دستیار وفادار برای سیستم ها تبدیل شده اند:

• جهت یابی؛
• هواشناسی؛
• ایستگاه های کنترل زمینی

مدار مایل

Tilt با موفقیت توسط ماهواره های شوروی استفاده شد. مدار با پارامترهای زیر مشخص می شود:

• دوره گردش - 12 ساعت؛
• شیب - 63 درجه.

سه ماهواره که به مدت 8/12 ساعت قابل مشاهده هستند، ارتباط با مناطق قطبی غیرقابل دسترس از استوا را فراهم می کنند.

تلفن ماهواره ای

ابزار موبایل مستقیماً فضا را جذب می کند و برج های زمینی را دور می زند. اولین Inmarsat در سال 1982 امکان دسترسی به دریانوردان را فراهم کرد. این گونه زمینی هفت سال بعد ایجاد شد. کانادا اولین کشوری بود که مزایای تجهیز مناطق بیابانی را با ساکنان نادر تشخیص داد. پس از این برنامه، ایالات متحده تسلط یافت.

مشکل با پرتاب ماهواره های کم پرواز حل می شود:

1. مدت زمان تیراژ 70..100 دقیقه است.
2. ارتفاع 640..1120 کیلومتر.
3. منطقه تحت پوشش دایره ای به شعاع 2800 کیلومتر است.

با در نظر گرفتن پارامترهای فیزیکی، مدت یک جلسه ارتباط فردی محدوده 4-15 دقیقه را پوشش می دهد. حفظ عملکرد مستلزم مقدار مشخصی تلاش است. چند تاجر آمریکایی در دهه 90 ورشکست شدند و نتوانستند مشترکان کافی به دست آورند.

وزن و ابعاد به طور مداوم در حال بهبود هستند. Globalstar نرم افزار اختصاصی گوشی هوشمند را ارائه می دهد که از بلوتوث برای دریافت سیگنال یک گیرنده ماهواره ای نسبتا حجیم استفاده می کند.

تلفن های ماهواره ای به یک آنتن گیرنده قدرتمند، ترجیحاً یک آنتن ثابت نیاز دارند. آنها عمدتا ساختمان ها و حمل و نقل را تجهیز می کنند.

اپراتورها

1. ACES تنها با یک ماهواره آسیا را پوشش می دهد.
2. قدیمی ترین اپراتور اینمارست (1979). قایق های تفریحی، کشتی ها را تجهیز می کند. با 11 هواپیما، این شرکت به آرامی با کمک ACES در حال گسترش به بازار تلفن همراه است.
3. Thuraya به آسیا، استرالیا، اروپا، آفریقا، خاورمیانه خدمات می دهد.
4. MSAT / SkyTerra یک ارائه دهنده آمریکایی است که از تجهیزاتی معادل Inmarsat استفاده می کند.
5. Terrestar آمریکای شمالی را پوشش می دهد.
6. IDO Global Communications غیر فعال است.

شبکه های

پروژه های تجاری محدود است.

گلوبال استار

گلوبال استار زاییده فکر مشترک کوالکام و شرکت لورال است که بعداً توسط آلکاتل، ودافون، هیوندای، ایر تاچ، دویچه هوافضا حمایت شد. پرتاب 12 ماهواره مختل شد، اولین تماس در 1 نوامبر 1998 انجام شد. هزینه اولیه (فوریه 2000) 1.79 دلار در دقیقه بود. این شرکت پس از پشت سر گذاشتن یک سری ورشکستگی ها و تحولات، مشتریانی را در 120 کشور ارائه می دهد.

50٪ از ترافیک ایالات متحده (بیش از 10000 تماس) را فراهم می کند. عملیات توسط تکرار کننده های زمینی پشتیبانی می شود. در مجموع 40 مورد، از جمله 7 مورد در آمریکای شمالی قرار دارند. سرزمین‌های خالی از تکرارکننده‌های زمینی منطقه‌ای از سکوت را تشکیل می‌دهند (آسیای جنوبی، آفریقا). اگر چه دستگاه ها مرتباً بلندی های بهشتی را می چرخانند.

مشترکین شماره تلفن ایالات متحده را دریافت می کنند، به استثنای برزیل، که در آنجا کد +8818 را اختصاص می دهند.

لیست خدمات:

• تماسهای صوتی.
• سیستم های تعیین موقعیت با خطای 30 کیلومتر.
• دسترسی به بسته اینترنت 9.6 کیلوبیت بر ثانیه.
• ارتباطات سیار CSD GSM.
• رومینگ.

این تلفن ها از فناوری CDMA Qualcomm استفاده می کنند، به استثنای Ericsson و Telit که سیم کارت های سنتی را می پذیرند. ایستگاه های پایه مجبور به پشتیبانی از هر دو استاندارد هستند.

ایریدیوم

ارائه دهنده از مدار قطبی استفاده می کند و 100٪ پوشش سیاره ای را ارائه می دهد. برگزارکنندگان ورشکست شدند و شرکت در سال 2001 احیا شد.

جالبه! ایریدیوم عامل جرقه های شبانه آسمان است. ماهواره های پرنده به وضوح با چشم غیر مسلح قابل مشاهده هستند.

ناوگان این شرکت شامل 66 ماهواره با استفاده از 6 مسیر مدار پایین زمین با ارتفاع 780 کیلومتر است. دستگاه ها با استفاده از باند Ka ارتباط برقرار می کنند. سهم شیر توسط شرکت های ورشکستگی سابق اداره می شد. از ژانویه 2017، 7 واحد به روز شده است. بازسازی ادامه دارد: گروه اول (10 قطعه) در 14 ژانویه، دوم در 25 ژوئن و سوم در 9 اکتبر پرواز کردند.

جالبه! ماهواره Iridium 33 در 10 فوریه 2009 با 2251 روسیه کاسموس برخورد کرد. زباله های آسمانی امروز بر فراز سیبری در حال پرواز هستند.

این شرکت همچنان به ارائه خدمات به 850 هزار مشترک ادامه می دهد. 23 درصد سود توسط دولت پرداخت شد. هزینه تماس 0.75 دلار - 1.5 دلار در دقیقه است. برگشت به تماس با قیمت 4 دلار در دقیقه (Google Voice) نسبتاً گران است. زمینه های معمول استخدام برای کارفرمایان:

1. تولید نفت.
2. ناوگان دریایی.
3. هواپیمایی.
4. مسافران.
5. دانشمندان

ساکنان ایستگاه قطبی جنوبی آموندسن-اسکات خواستار تشکر ویژه شدند. این شرکت بسته های تماس با مدت زمان 50-5000 دقیقه را در همه جا به فروش می رساند. اعتبار اولی چیزهای زیادی برای دلخواه باقی می گذارد، موارد گران قیمت (5000 دقیقه = 4000 دلار) به مدت 2 سال عملیاتی می شوند. تمدید ماهانه - 45 دلار:

• 75 دقیقه هزینه 175 دلار است و به مدت 1 ماه قابل استفاده است.
• 500 دقیقه - 600-700 دلار، مدت استفاده 1 سال است.

تلفن ها

مالکان قبلی دستگاه های تلفن را از دو تولید کننده به مشتریان خود عرضه می کردند:

موتورولا 9500 همراه اولین آزمایش تجاری این شرکت شد. نسخه 9575 مقاوم در برابر ضربه موبایل، که هنوز وجود دارد، در سال 2011 متولد شد، همراه با دکمه تماس اضطراری GSM، یک رابط موقعیت مکانی پیشرفته. این دستگاه یک نقطه اتصال Wi-Fi را راه اندازی می کند و به کاربران تلفن های هوشمند معمولی امکان ارسال ایمیل، پیامک و مرور اینترنت را می دهد.

تجهیزات Kyocera توسط سازنده رها شده است. مدل ها توسط نمایندگی ها به فروش می رسد. KI-G100 که بر اساس یک تلفن GSM با فرکانس 900 مگاهرتز ساخته شده است، مجهز به یک کیس مجهز به آنتن قدرتمندی است که پخش را دریافت می کند. امکان دریافت پیامک فراهم شده است، فقط مدل های خاصی می توانند مسموم شوند (9522). SS-66K به یک آنتن توپ غیر معمول مجهز شده است.

1. 9575 یک گوشی ضد ضربه و ضد آب با پوشش ضد گرد و غبار است. دمای منفی 20 تا مثبت 50 درجه سانتیگراد را تحمل می کند.
2. 9555 - مجهز به هدست داخلی، رابط USB، آداپتور به پورت سریال RS-232.
3. 9505A یک گجت آجری شکل سنگین است. مجهز به رابط بومی RS-232.
4. SS-55K یک نسخه محدود است. اندازه باور نکردنی، فروخته شده توسط فروشندگان eBay.

سایر تجهیزات شرکت شامل:

1. پیجرها
2. تلفن های همراه
3. تجهیزات قایق بادبانی، هواپیما.

شناورها

شناورهای شناور، یادآور سیستم ردیابی سونامی، قادر به دریافت / انتقال پیام های کوتاه هستند. این رابط به شما امکان می دهد از عملکرد تلفن مارکی استفاده کنید که از گرفتن ماهواره امتناع می کند.

معرفی. 2

هدف کار .. 3

1. توسعه شبکه ارتباطی ماهواره ای. 4

2. وضعیت فعلی شبکه ارتباطی ماهواره ای. 7

3. سیستم ارتباط ماهواره ای. 12

3.1. تکرار کننده های ماهواره .. 12

3.2. مدارهای تکرار کننده های ماهواره ای 13

3.3. مناطق تحت پوشش 15

4. کاربرد ارتباطات ماهواره ای. 16

4.1. ارتباطات ماهواره ای تنه. 16

4.2. سیستم VSAT 16

4.3. ایستگاه کنترل مرکزی 17

4.4. تکرار کننده ماهواره ای 17

4.5. پایانه های VSAT مشترک .. 18

5. تکنولوژی VSAT. هجده

6. سیستم ارتباط ماهواره ای جهانی Globalstar 20

6.1. بخش زمینی Globalstar 21

6.2. بخش زمینی Globalstar در روسیه. 22

6.3. فناوری سیستم گلوبالاستار 23

6.4. کاربردهای سیستم Globalstar 23

7. طراحی شبکه ارتباطی ماهواره ای. 24

7.1. محاسبه هزینه های سرمایه ای برای پرتاب ماهواره و نصب تجهیزات لازم. 24

7.2. محاسبه هزینه های عملیاتی. 25

7.3. حقوق و دستمزد .. 25

7.4. حق بیمه .. 26

7.5. کسر استهلاک 26

7.6. هزینه های برق برای نیازهای تولید. 26

7.7. محاسبه درآمد. 27

7.8. محاسبه شاخص های عملکرد 28

7.9. محاسبه کارایی یک پروژه سرمایه گذاری. 31

نتیجه. 35

فهرست منابع استفاده شده 40

معرفی

واقعیت های مدرن در حال حاضر در مورد اجتناب ناپذیر بودن جایگزینی تلفن های همراه معمولی و علاوه بر این، تلفن های ثابت با ارتباطات ماهواره ای صحبت می کنند. آخرین فن آوری های ارتباطات ماهواره ای راه حل های فنی و مقرون به صرفه موثری را برای توسعه خدمات ارتباطی همه جانبه و شبکه های پخش مستقیم صوتی و تلویزیونی ارائه می دهد. به لطف دستاوردهای برجسته در زمینه میکروالکترونیک، استفاده از تلفن های ماهواره ای به قدری فشرده و قابل اعتماد شده است که تمام تقاضاها از سوی گروه های مختلف کاربران انجام می شود و خدمات اجاره دستگاه های ماهواره ای یکی از پر تقاضاترین خدمات در ماهواره های مدرن است. بازار ارتباطات چشم انداز توسعه قابل توجه، مزایای آشکار نسبت به سایر تلفن ها، قابلیت اطمینان و تضمین ارتباطات بدون وقفه - همه اینها در مورد تلفن های ماهواره ای است.

ارتباطات ماهواره ای امروزه تنها راه حل مقرون به صرفه برای ارائه خدمات ارتباطی به مشترکین در مناطق با تراکم جمعیت کم است که توسط تعدادی از مطالعات اقتصادی تایید شده است. اگر تراکم جمعیت کمتر از 1.5 نفر در کیلومتر مربع باشد، ماهواره تنها راه حل فنی امکان پذیر و مقرون به صرفه است. این نشان دهنده چشم انداز قابل توجهی برای توسعه خدمات ارتباطات ماهواره ای است، به ویژه برای مناطق با تراکم جمعیت کم در یک منطقه بزرگ.

هدف از کار

برای آشنایی با تاریخچه ارتباطات ماهواره ای، ویژگی ها و چشم اندازهای توسعه و طراحی ارتباطات ماهواره ای.

1. توسعه شبکه ارتباط ماهواره ای

تاریخچه توسعه ارتباطات ماهواره ای

تاریخچه چهل و پنج ساله توسعه CVS دارای پنج مرحله مشخص است:

1957-1965 دوره مقدماتی که در اکتبر 1957 پس از پرتاب اولین ماهواره زمین مصنوعی جهان توسط اتحاد جماهیر شوروی آغاز شد و یک ماه بعد و دومین ماهواره. این اتفاق در بحبوحه جنگ سرد و مسابقه تسلیحاتی سریع رخ داد، بنابراین، طبیعتاً، فناوری ماهواره در درجه اول به مالکیت ارتش تبدیل شد. مرحله مورد بررسی با پرتاب ماهواره های آزمایشی اولیه، از جمله ماهواره های ارتباطی، که عمدتاً به مدارهای پایین زمین پرتاب می شدند، مشخص می شود.

اولین ماهواره رله زمین ایستا، TKLSTAR، در راستای منافع ارتش ایالات متحده ایجاد شد و در جولای 1962 به مدار زمین پرتاب شد. در همان دوره، سری SYN-COM (ماهواره ارتباطات همزمان) از ماهواره های ارتباطی نظامی ایالات متحده توسعه یافت.

دو ماهواره اول به مدارهای بیضوی ژئوسنکرون پرتاب شدند. ماهواره زمین ایستا این سری SYNCOM-3 در فوریه 1963 به مدار پرتاب شد و نمونه اولیه اولین GSR تجاری غیرنظامی INTELSAT-1 (همچنین EARLY BIRD) بود که اولین CP سازمان بین المللی Intelsat (ماهواره مخابراتی بین المللی) شد. سازمان)، در اوت 1964 تأسیس شد. در این دوره هنوز خدمات ارتباطی ماهواره ای تجاری در دسترس نبود، اما امکان تولید، پرتاب و ارتباط موفقیت آمیز از طریق ماهواره ها در مدار پایین زمین به صورت تجربی ثابت شد.

1965-1973 دوره توسعه CCS جهانی بر اساس تکرار کننده های زمین ثابت. سال 1965 با پرتاب زمین ثابت SR INTELSAT-1 در آوریل مشخص شد که آغاز استفاده تجاری از ارتباطات ماهواره ای بود. ماهواره‌های اولیه سری INTELSAT ارتباطات بین قاره‌ای را فراهم می‌کردند و عمدتاً از ستون فقرات بین تعداد کمی از ایستگاه‌های زمینی دروازه ملی پشتیبانی می‌کردند و رابطی را برای شبکه‌های زمینی عمومی ملی فراهم می‌کردند.

کانال های ترانک اتصالاتی را فراهم می کردند که ترافیک تلفن، سیگنال های تلویزیونی و ارتباطات تلکس را حمل می کردند. به طور کلی، CCC Intelsat خطوط ارتباطی کابلی بین قاره ای زیردریایی را که در آن زمان وجود داشت، تکمیل و پشتیبانی کرد. تا اوایل دهه 1970، تقریباً تمام CCSهای موجود برای انتقال ترافیک تلفن بین‌المللی و پخش برنامه‌های تلویزیونی استفاده می‌شد.

1973-1982 مرحله انتشار گسترده CCS منطقه ای و ملی. در این دوره، شبکه های منطقه ای، به عنوان مثال، Eulelsat، Aussat و شبکه های ارتباطی ماهواره ای ملی، به عنوان مثال، Skynet در ایالات متحده، به شدت مستقر شدند که خدمات اصلی آن هنوز تلفن و تلویزیون و همچنین مقدار کمی بود. از انتقال داده ها اما در حال حاضر این خدمات به تعداد زیادی از پایانه های زمینی ارائه می شد و در برخی موارد انتقال مستقیم به پایانه های کاربران انجام می شد.

در این مرحله از توسعه تاریخی CCC، سازمان بین المللی Inmarsat ایجاد شد که شبکه ارتباطی جهانی Inmarsat را مستقر کرد که هدف اصلی آن برقراری ارتباط با کشتی های دریایی بود. در آینده، اینمارست خدمات خود را به انواع کاربران تلفن همراه گسترش داد.

1982-1990 دوره توسعه سریع و گسترش پایانه های کوچک زمینی. در دهه 1980، پیشرفت در فناوری و فناوری عناصر کلیدی CCC، و همچنین اصلاحات برای آزادسازی و غیر انحصاری صنعت ارتباطات در تعدادی از کشورها، امکان استفاده از کانال های ماهواره ای را در شبکه های ارتباطی تجاری شرکت ها به نام VSAT فراهم کرد. در ابتدا، این شبکه ها با در دسترس بودن کانال های ارتباطی با پهنای باند متوسط ​​(بیش از 64 کیلوبیت بر ثانیه)، تنها انتقال اطلاعات داده ها را فراهم کردند، کمی بعد، انتقال صدای دیجیتال و سپس ویدئو اجرا شد.

شبکه‌های VSAT امکان نصب ایستگاه‌های زمینی فشرده برای ارتباطات ماهواره‌ای را در مجاورت دفاتر کاربر فراهم می‌آورد و از این طریق مشکل "آخرین مایل" را برای تعداد زیادی از کاربران شرکت حل می‌کند، شرایطی را برای تبادل راحت و کارآمد اطلاعات ایجاد می‌کند. کاهش بار شبکه های عمومی زمینی.

استفاده از ماهواره های ارتباطی "هوشمند".

· از نیمه اول دهه 90، CCS وارد مرحله جدیدی از توسعه کمی و کیفی خود شده است.

تعداد زیادی از شبکه های ارتباطی ماهواره ای جهانی و منطقه ای در حال بهره برداری، تولید یا طراحی بودند. فناوری ارتباطات ماهواره ای به یک منطقه مورد توجه و فعالیت تجاری تبدیل شده است. در این بازه زمانی، رشد انفجاری در سرعت ریزپردازنده های همه منظوره و حجم دستگاه های حافظه نیمه هادی و افزایش قابلیت اطمینان و همچنین کاهش مصرف برق و هزینه این قطعات وجود داشته است. الکترونیک نیمه هادی برای کاربردهای فضایی باید در برابر تشعشع مقاوم باشد. که با روش های خاص تکنولوژیکی و محافظ دقیق مدارهای الکترونیکی به دست می آید.

ظهور ریزپردازنده‌های مقاوم در برابر تشعشع با فرکانس ساعت (1-4) مگاهرتز و مدارهای RAM پرسرعت با حجم (10 ^ 5-10 ^ 6) مگابیت به عنوان مبنایی فناوری برای اجرای عملی واقعی " هوشمند» BR «GCهایی با قابلیت ها و ویژگی هایی که در نگاه اول فوق العاده به نظر می رسید.

2. وضعیت فعلی شبکه ارتباطی ماهواره ای

از بسیاری از پروژه های تجاری MSS (ماهواره موبایل) زیر 1 گیگاهرتز، یکی اجرا شده است، Orbcomm، که شامل 30 ماهواره غیر زمین ثابت (غیر GSO) است که پوشش زمین را فراهم می کند.

با توجه به استفاده از محدوده فرکانس نسبتاً پایین، این سیستم امکان ارائه خدمات انتقال داده با سرعت پایین را به دستگاه های ساده و کم هزینه مشترک مانند پست الکترونیکی، صفحه بندی دو طرفه و خدمات کنترل از راه دور فراهم می کند. کاربران اصلی Orbcomm شرکت های حمل و نقل هستند که این سیستم یک راه حل مقرون به صرفه برای کنترل و مدیریت حمل و نقل بار ارائه می دهد.

معروف ترین اپراتور در بازار MSS اینمارست است. حدود 30 نوع دستگاه مشترک، اعم از قابل حمل و سیار در بازار وجود دارد: برای استفاده زمینی، دریایی و هوایی، ارائه صدا، فکس و انتقال داده با سرعت 600 bps تا 64 kbps. سه سیستم MSS برای Inmarsat رقابت می کنند، به ویژه Globalstar، Iridium و Thuraya.

دو مورد اول به ترتیب با استفاده از صورت های فلکی بزرگ که از 40 و 79 ماهواره غیر GSO تشکیل شده اند، تقریباً کامل سطح زمین را پوشش می دهند. Thuraya قرار است در سال 2007 با پرتاب سومین ماهواره زمین ثابت (GSO) برای پوشش قاره آمریکا، جایی که در حال حاضر در دسترس نیست، جهانی شود. هر سه سیستم خدمات تلفنی و داده های با سرعت پایین را به گیرنده هایی ارائه می دهند که از نظر وزن و اندازه با تلفن های همراه GSM قابل مقایسه هستند.

همچنین در جهان چهار سیستم MSS منطقه ای وجود دارد. در آمریکای شمالی، این Mobile Satellite Ventures (MVS) با استفاده از دو ماهواره MSAT است. در سال 2000، ماهواره سلولی آسیا (اندونزی) با ماهواره گارودا شروع به کار کرد و خدمات MSS را در منطقه آسیا ارائه کرد. در همان سال، دو ماهواره N-Star خدمات رسانی به مشترکین MSS دریایی را در منطقه ساحلی 200 مایلی ژاپن آغاز کردند. استرالیا دارای سیستم MSS دریایی مشابه Optus است.

اتحادیه بین المللی مخابرات (ITU) دیدگاه MSS را به عنوان بخش ماهواره ای سیستم های خدمات تلفن همراه نسل سوم IMT-200 تعریف می کند. شبکه‌های ماهواره‌ای می‌توانند مناطق خدماتی را که توسعه شبکه زمینی از نظر اقتصادی ناکارآمد است، به‌ویژه در مناطق دورافتاده و روستایی، پوشش داده و لوازم یدکی داغ برای آن ایجاد کنند.

استراتژی توسعه MSS مبتنی بر ایجاد مؤلفه زمینی کمکی (ATC) در ایالات متحده آمریکا و مؤلفه زمینی تکمیلی (CGC) در اروپا) است - این بخشی از MSS است که شامل ایستگاه های زمینی است که دارای یک دستگاه ثابت هستند. موقعیت و برای بهبود در دسترس بودن خدمات شبکه MSS در مناطق خدماتی که ایستگاه های ماهواره ای نمی توانند کیفیت مورد نیاز را ارائه دهند استفاده می شود.

دستگاه های مشترک در منطقه تحت پوشش ایستگاه های پایه با یک شبکه زمینی کار می کنند و پس از خروج از آن با استفاده از همان باند فرکانسی اختصاص داده شده برای MSS به کار با ماهواره سوئیچ می کنند. در عین حال، سیستم های MSS باید عملکرد خود را حفظ کرده و خدمات مورد نیاز را مستقل از ATC ارائه دهند. همچنین پیش‌بینی می‌شود که جزء ماهواره‌ای IMT-2000 در صورت بروز حادثه یا ازدحام شبکه‌های زمینی، پیوندهای تغذیه‌کننده، شبکه‌های اصلی و تجهیزات یدکی را فراهم کند.

ITU پیش‌بینی می‌کند که تا سال 2010، بخش ماهواره‌ای IMT-2000 به حدود 70 مگاهرتز در هر دو جهت برای کار نیاز دارد. مطابق با مقررات رادیویی، باند 1980-2010 / 2170-2200 مگاهرتز باید به عنوان باند ریشه استفاده شود. در صورت نیاز به استفاده از فرکانس‌های اضافی، دستگاه‌های اجرایی می‌توانند هر یک از فرکانس‌های اختصاص داده شده به MSS را در محدوده 1 تا 3 گیگاهرتز انتخاب کنند، به ویژه:

1525-1544 / 1626.5-1645.5 مگاهرتز؛

1545-1559 / 1646.5-1660.5 مگاهرتز؛

1610-1626.5 / 2483.5-2500 مگاهرتز؛

2500-2520 / 2670-2690 مگاهرتز.

تا به امروز، برنامه هایی برای اجرای مفاهیم توسعه برای سیستم های MSS موجود شناسایی شده اند. در دسامبر 2005، Inmarsat استقرار شبکه جهانی پهنای باند خود (BGAN) را اعلام کرد. این سامانه به دستگاه های مشترک سیار و قابل حمل با سرعت انتقال تا 432 کیلوبیت بر ثانیه خدمات ارائه می کند و با شبکه های تلفن همراه زمینی سازگار خواهد بود. Globalstar، Iridium و MVS تا 2012-2013 پیشنهاد می دهند. به روز رسانی کامل گروه بندی

هر سه شرکت در حال برنامه ریزی برای ایجاد یک جزء زمینی اضافی هستند. با این وجود، چندین واقعیت باید در نظر گرفته شود که می تواند به طور قابل توجهی بر نتایج کلی در مورد کارایی اقتصادی و چشم انداز توسعه PSS تأثیر بگذارد:

خدمات MSS عمدتاً توسط گروه های تخصصی مشترکین، به ویژه توسط شرکت های دریایی و هوانوردی، ادارات مختلف دولتی و خدمات ویژه مورد تقاضا است. به عنوان مثال، وزارت دفاع ایالات متحده بزرگترین کاربر شرکتی Iridium است که با قراردادی دو ساله به ارزش 72 میلیون دلار، اتصال نامحدود را برای 20000 کاربر فراهم می کند. به دنبال طوفان‌ها و سونامی‌های اخیر ایالات متحده در جنوب شرقی آسیا، Globalstar افزایش 300 درصدی اتصالات روزانه را در طول عملیات نجات و بازیابی اعلام کرد.

گلوبال استار و ایریدیوم مراحل ورشکستگی را طی کردند، بنابراین کارایی اقتصادی پروژه ها در عمل به دلیل نابودی سرمایه گذاران حاصل شد.

توسعه فن آوری باعث می شود تا عملکرد گیرنده های مشترک ماهواره ای به طور قابل توجهی بهبود یابد. با این وجود، به دلیل نیاز به تأمین انرژی بالا برای گیرنده‌های داخلی و طیف محدود مورد استفاده، ارائه خدمات مشابه به واحد مشترکین تلفن همراه مانند هنگام کار با یک شبکه تلفن همراه زمینی، از نظر اقتصادی بی‌سود یا از نظر فنی غیرممکن خواهد بود.

بنابراین، فناوری های ماهواره ای را نمی توان به عنوان رقبای قابل دوام برای شبکه های تلفن همراه زمینی در نظر گرفت. اجرای چنین پروژه هایی تنها در صورت تامین اعتبارات دولتی می تواند توجیه اقتصادی داشته باشد. استقرار بخش ATC در عمل تنها به این معنی است که اپراتورهای شبکه های زمینی قادر خواهند بود شبکه های خود را در باندهای اختصاص داده شده برای MSS توسعه دهند.

سیستم های MSS همچنان نقش مهمی را برای کار سازمان های مجری قانون و در از بین بردن پیامدهای بلایای طبیعی و بلایای مختلف ایفا خواهند کرد. برای مثال، اتحادیه بین‌المللی مخابرات، توافق‌نامه‌ای ویژه در مورد شرایط استفاده از پایانه‌های ثورایا برای ارائه اتصال برای کمک به کشورهای آسیب‌دیده در چنین مواردی دارد.

یک جهت تجاری امیدوارکننده در توسعه MSS ممکن است نه انتقال گفتار یا داده به گیرنده های مشترک، بلکه ارائه خدمات پخش مختلف باشد. در این صورت، شبکه‌های روی هم برای شبکه‌های تلفن همراه زمینی ایجاد می‌شوند که می‌توانند به طور کارآمد، هم از نظر اقتصادی و هم از نظر استفاده از طیف، خدماتی را در توپولوژی نقطه به چند نقطه ارائه دهند. این ممکن است شامل پخش برنامه های صدا و تلویزیون و پخش انواع مختلف داده ها برای همه یا دسته های خاص مشترکان باشد.

به عنوان مثال، بزرگترین اپراتور تلویزیون ماهواره ای بریتانیا، BSkyB، قراردادی را با Vodafon برای ایجاد بسته تلویزیونی SKY Mobile امضا کرده است که به مشترکین تلفن همراه امکان دریافت انواع برنامه های پخش را می دهد. پروژه مشابهی با نام Unlimited Mobile TV که شامل ایجاد یک شبکه پخش ترکیبی زمینی-ماهواره ای است توسط Alcatel و SFR در فرانسه راه اندازی شده است.

یکی دیگر از کاربردهای خاص خدمات MSS که در حال حاضر در اروپا در حال بررسی است، می تواند ارائه انواع خدمات به گیرنده های گروهی نصب شده بر روی وسایل نقلیه پرسرعت مانند قطارها و اتوبوس های بین شهری و بین المللی باشد.

3. سیستم ارتباط ماهواره ای

3.1. تکرار کننده های ماهواره ای

برای اولین سال‌های تحقیق، از تکرارکننده‌های ماهواره‌ای غیرفعال استفاده شد (مثلاً ماهواره‌های اکو و اکو-2)، که یک بازتابنده سیگنال رادیویی ساده (اغلب یک کره فلزی یا پلیمری با کندوپاش فلزی) بودند که هیچ تجهیزات انتقالی را حمل نمی‌کردند. هیئت مدیره چنین ماهواره هایی فراگیر نشده اند.

همه ماهواره های ارتباطی مدرن فعال هستند. تکرار کننده های فعال مجهز به تجهیزات الکترونیکی برای دریافت، پردازش، تقویت و ارسال مجدد سیگنال هستند. تکرار کننده های ماهواره ای می توانند غیر احیا کننده و احیا کننده باشند. یک ماهواره غیر احیا کننده، با دریافت سیگنال از یک ایستگاه زمینی، آن را به فرکانس دیگری منتقل می کند، آن را تقویت می کند و به ایستگاه زمینی دیگر ارسال می کند. ماهواره می تواند از چندین کانال مستقل برای انجام این عملیات استفاده کند که هر کدام با قسمت خاصی از طیف کار می کنند (این کانال های پردازشی فرستنده نامیده می شوند).

ماهواره احیا کننده سیگنال دریافتی را دمودوله کرده و مجدداً آن را تعدیل می کند. در نتیجه، تصحیح خطا دو بار انجام می شود: در ماهواره و در ایستگاه زمینی دریافت کننده. نقطه ضعف این روش پیچیدگی (و در نتیجه هزینه بسیار بالاتر ماهواره) و همچنین افزایش تاخیر در ارسال سیگنال است.

3.2. مدار تکرار کننده ماهواره

مدارهایی که فرستنده های ماهواره ای در آنها قرار دارند به سه دسته تقسیم می شوند:

استوایی

شیب دار

قطبی

یک نوع مهم از مدار استوایی، مدار زمین ثابت است که در آن ماهواره با سرعت زاویه ای برابر با سرعت زاویه ای زمین در جهتی منطبق با جهت چرخش زمین می چرخد. مزیت بارز مدار زمین ثابت این است که گیرنده در منطقه خدماتی، ماهواره را همیشه "می بیند".

با این حال، تنها یک مدار زمین ثابت وجود دارد و پرتاب همه ماهواره ها به آن غیرممکن است. نقطه ضعف دیگر آن ارتفاع زیاد و در نتیجه هزینه بالای پرتاب ماهواره به مدار است. علاوه بر این، یک ماهواره در مدار زمین ثابت قادر به سرویس دهی به ایستگاه های زمینی در ناحیه دور قطبی نیست.

یک مدار شیبدار می تواند این مشکلات را حل کند، اما با توجه به حرکت ماهواره نسبت به ناظر زمینی، لازم است حداقل سه ماهواره در یک مدار پرتاب شود تا امکان دسترسی شبانه روزی به ارتباطات فراهم شود.

هنگام استفاده از مدارهای شیبدار، ایستگاه های زمینی مجهز به سیستم های ردیابی هستند که آنتن را به سمت ماهواره نشانه می گیرند. ایستگاه هایی که با ماهواره ها در مدار زمین ثابت کار می کنند معمولاً به چنین سیستم هایی برای جبران انحراف از مدار زمین ثابت ایده آل نیز مجهز هستند. استثنا آنتن های کوچکی است که برای دریافت تلویزیون ماهواره ای استفاده می شود: الگوی تابش آنها به اندازه کافی گسترده است، بنابراین آنها ارتعاشات ماهواره ای را در نزدیکی نقطه ایده آل احساس نمی کنند.

قطبی - مداری که دارای تمایل مدار به صفحه استوایی در نود درجه است.

3.3. مناطق تحت پوشش

از آنجایی که فرکانس های رادیویی یک منبع محدود هستند، لازم است اطمینان حاصل شود که فرکانس های مشابه می توانند توسط ایستگاه های زمینی مختلف استفاده شوند. این را می توان به دو روش انجام داد: جداسازی فضایی - هر آنتن ماهواره سیگنال را فقط از یک منطقه خاص دریافت می کند، در حالی که مناطق مختلف می توانند از فرکانس های یکسان استفاده کنند، جداسازی قطبی - آنتن های مختلف سیگنالی را در صفحات قطبی متقابل عمود بر یکدیگر دریافت و ارسال می کنند، در حالی که فرکانس های یکسان و یکسان را می توان دو بار (برای هر یک از صفحات) اعمال کرد.

یک نقشه پوشش معمولی برای یک ماهواره در مدار زمین ثابت شامل اجزای زیر است: پرتو جهانی - با ایستگاه های زمینی در سراسر منطقه تحت پوشش ارتباط برقرار می کند و فرکانس هایی به آنها اختصاص می یابد که با پرتوهای دیگر در آن ماهواره تلاقی نمی کنند. پرتوهای نیمکره غربی و شرقی - این پرتوها در صفحه A قطبی شده اند، با همان محدوده فرکانسی که در نیمکره غربی و شرقی استفاده می شود. پرتوهای ناحیه در صفحه B (عمود بر A) قطبی می شوند و از فرکانس های مشابه پرتوهای نیمکره استفاده می کنند. بنابراین، یک ایستگاه زمینی واقع در یکی از مناطق می تواند از پرتوهای نیمکره ای و یک پرتو جهانی نیز استفاده کند.

در این مورد، همه فرکانس ها (به جز فرکانس های رزرو شده برای پرتو جهانی) به طور مکرر استفاده می شود: در نیمکره غربی و شرقی و در هر یک از مناطق.

4. کاربرد ارتباطات ماهواره ای

4.1. ارتباطات ماهواره ای ستون فقرات

در ابتدا، ظهور ارتباطات ماهواره ای به دلیل نیاز به انتقال حجم زیادی از اطلاعات بود. اولین سیستم ارتباط ماهواره ای سیستم اینتلست بود، سپس سازمان های منطقه ای مشابه (یوتلست، عرب ست و دیگران) ایجاد شدند. با گذشت زمان، سهم انتقال صدا در حجم کل ترافیک ستون فقرات به طور پیوسته کاهش می یابد و جای خود را به انتقال داده می دهد. با توسعه شبکه های فیبر نوری، شبکه دوم شروع به جابجایی ارتباطات ماهواره ای از بازار ستون فقرات کرد.

4.2. سیستم VSAT

در میان فناوری‌های ماهواره‌ای، توسعه فناوری‌های ارتباطی ماهواره‌ای مانند VSAT (ترمینال دیافراگم بسیار کوچک) توجه ویژه‌ای را به خود جلب می‌کند.

بر اساس تجهیزات VSAT، می توان شبکه های چندسرویسی ساخت که تقریباً تمام خدمات ارتباطی مدرن را ارائه می دهند: دسترسی به اینترنت؛ ارتباط تلفنی؛ ترکیب شبکه های محلی (ساخت شبکه های VPN)؛ انتقال اطلاعات صوتی و تصویری؛ افزونگی کانال های ارتباطی موجود؛ جمع آوری داده ها، نظارت و کنترل از راه دور تاسیسات صنعتی و موارد دیگر.

کمی تاریخ توسعه شبکه های VSAT با پرتاب اولین ماهواره ارتباطی آغاز می شود. در اواخر دهه 60، در جریان آزمایشات با ماهواره ATC-1، یک شبکه آزمایشی متشکل از 25 ایستگاه زمینی، ارتباطات تلفنی ماهواره ای در آلاسکا ایجاد شد. Linkabit، یکی از اولین شرکت هایی که VSAT های باند Ku را توسعه داد، با M/A-COM ادغام شد که بعداً به تامین کننده پیشرو تجهیزات VSAT تبدیل شد. Hughes Communications این بخش را از M / A-COM به دست آورد و آن را به سیستم های شبکه Hughes تبدیل کرد. امروزه، Hughes Network Systems پیشروترین ارائه دهنده ارتباطات ماهواره ای باند پهن در جهان است. شبکه ارتباطی ماهواره ای مبتنی بر VSAT شامل سه عنصر کلیدی است: ایستگاه کنترل مرکزی (NCC)، رله ماهواره ای و پایانه های VSAT مشترک.

4.3. ایستگاه کنترل مرکزی

NCC شامل تجهیزات دریافت و ارسال، دستگاه های تغذیه کننده آنتن و مجموعه ای از تجهیزات است که وظایف نظارت و کنترل عملکرد کل شبکه، توزیع مجدد منابع آن، شناسایی نقص ها، صورتحساب خدمات شبکه و ارتباط با خطوط ارتباطی زمینی را انجام می دهد. برای اطمینان از قابلیت اطمینان ارتباطات، تجهیزات حداقل 100٪ افزونگی دارند. ایستگاه مرکزی با هر خطوط ترانک زمینی وصل است و توانایی سوئیچ کردن جریان اطلاعات را دارد و در نتیجه از تعامل اطلاعاتی کاربران شبکه با یکدیگر و با مشترکین شبکه های خارجی (اینترنت، شبکه های سلولی، PSTN و غیره) پشتیبانی می کند.

4.4. ماهواره تکرار کننده

شبکه های VSAT بر پایه ماهواره های رله زمین ایستا هستند. مهم ترین ویژگی یک ماهواره، قدرت فرستنده های آنبرد و تعداد کانال های فرکانس رادیویی (ترانک یا فرستنده) روی آن است. ترانک استاندارد دارای پهنای باند 36 مگاهرتز است که با حداکثر توان خروجی حدود 40 مگابیت در ثانیه مطابقت دارد. به طور متوسط ​​توان فرستنده ها بین 20 تا 100 وات است. در روسیه می توان از ماهواره های ارتباطی و پخش یامال به عنوان نمونه هایی از ماهواره های رله نام برد. آنها برای توسعه بخش فضایی OJSC Gazkom در نظر گرفته شده اند و در موقعیت های مداری 49 درجه شرقی نصب شده اند. d. و 90 درجه شرقی. و غیره.

4.5. پایانه های VSAT مشترک

پایانه VSAT مشترک یک ایستگاه ارتباطی ماهواره ای کوچک با آنتن 0.9 تا 2.4 متر است که عمدتاً برای تبادل اطلاعات قابل اعتماد از طریق کانال های ماهواره ای طراحی شده است. این ایستگاه از یک دستگاه تغذیه کننده آنتن، یک واحد فرکانس رادیویی خارجی خارجی و یک واحد داخلی (مودم ماهواره ای) تشکیل شده است. واحد خارجی یک فرستنده گیرنده کوچک یا فقط یک گیرنده است. یونیت داخلی کانال ماهواره ای را با تجهیزات ترمینال کاربر (کامپیوتر، سرور LAN، تلفن، فکس و غیره) متصل می کند.

5. تکنولوژی VSAT

دو نوع اصلی دسترسی به کانال ماهواره ای وجود دارد: دو طرفه (دوبلکس) و یک طرفه (ساده، نامتقارن یا ترکیبی).

هنگام سازماندهی دسترسی یک طرفه، همراه با تجهیزات ماهواره ای، لزوما از یک کانال ارتباطی زمینی (خط تلفن، فیبر نوری، شبکه های سلولی، اترنت رادیویی) استفاده می شود که به عنوان کانال درخواست (که به آن کانال برگشت نیز می گویند) استفاده می شود. کانال ماهواره ای به عنوان یک کانال مستقیم برای دریافت اطلاعات به پایانه مشترک استفاده می شود (از استاندارد DVB استفاده می شود). یک مجموعه استاندارد متشکل از یک آنتن سهموی گیرنده، یک مبدل و یک گیرنده DVB ماهواره ای به شکل یک کارت PCI نصب شده در رایانه یا یک بلوک USB خارجی به عنوان تجهیزات دریافت کننده استفاده می شود.

هنگام سازماندهی دسترسی دو طرفه، تجهیزات VSAT را می توان برای کانال های رو به جلو و معکوس استفاده کرد. وجود خطوط زمین در این مورد الزامی نیست، اما می توان از آنها نیز استفاده کرد (مثلاً به منظور افزونگی).

کانال مستقیم معمولاً مطابق با مشخصات استاندارد DVB-S تشکیل می شود و از طریق ماهواره ارتباطی به کلیه ایستگاه های مشترک شبکه واقع در منطقه کاری پخش می شود. در کانال بازگشتی، جریان های TDMA نسبتا پایین جداگانه ای تشکیل می شوند. در عین حال، برای افزایش ظرفیت شبکه، از فناوری به اصطلاح چند فرکانس TDMA (MF-TDMA) استفاده می شود که امکان پرش فرکانس را در هنگام بارگذاری بیش از حد یکی از کانال های معکوس فراهم می کند.

شبکه های VSAT را می توان در توپولوژی های زیر سازماندهی کرد: توپولوژی های کاملا مشبک (هر کدام با هر کدام)، شعاعی (ستاره)، و گره شعاعی (ترکیب). هر توپولوژی مزایا و معایب خاص خود را دارد، انتخاب یک یا توپولوژی دیگر باید با در نظر گرفتن ویژگی های فردی پروژه انجام شود. ارتباط ماهواره ای نوعی ارتباط رادیویی است. سیگنال های ماهواره ای، به ویژه در باندهای Ku و Ka فرکانس بالا، در اتمسفرهای مرطوب (باران، مه، ابرها) مستعد تضعیف هستند. این نقطه ضعف در طراحی سیستم به راحتی برطرف می شود.

ارتباطات ماهواره ای در معرض تداخل سایر تجهیزات رادیویی است. با این حال، برای ارتباطات ماهواره ای، باندهای فرکانسی اختصاص داده شده است که توسط سیستم های رادیویی دیگر استفاده نمی شود و علاوه بر این، از آنتن های باریکه در سیستم های ماهواره ای برای خلاص شدن کامل از تداخل استفاده می شود. بنابراین، بسیاری از معایب سیستم های ارتباطی ماهواره ای با طراحی شبکه مناسب، انتخاب فناوری و محل نصب آنتن برطرف می شود.

فناوری VSAT یک سیستم بسیار منعطف است که به شما امکان می‌دهد شبکه‌هایی ایجاد کنید که سخت‌ترین نیازها را برآورده کنند و طیف گسترده‌ای از خدمات انتقال داده را ارائه دهند. پیکربندی مجدد شبکه، از جمله تغییر پروتکل های تبادل، افزودن پایانه های جدید یا تغییر موقعیت جغرافیایی آنها، بسیار سریع انجام می شود. محبوبیت VSAT در مقایسه با سایر انواع ارتباطات هنگام ایجاد شبکه های شرکتی با ملاحظات زیر توضیح داده می شود: برای شبکه هایی با تعداد پایانه های زیاد و با فواصل قابل توجه بین مشترکین، هزینه های عملیاتی به طور قابل توجهی کمتر از هنگام استفاده از شبکه های زمینی است.

6. سیستم ارتباط ماهواره ای جهانی Globalstar

سیستم Globalstar کنسرسیومی از Globalstar L. P از شرکت های مخابراتی بین المللی Loral Space & Telecommunications، Qualcomm، Elsag Baily، Space Systems / Loral، Daimler-Benz Aerospace، Alenia، Alcatel، Hyundai، Dacom و اپراتورهای مخابراتی - France Telecom، Vodafone است. برو بالا. این کنسرسیوم در سال 1991 تاسیس شد. سیستم گلوبال استار به عنوان یک سیستم طراحی شده برای تعامل با شبکه های سلولی موجود، تکمیل و گسترش قابلیت های آنها با ارائه ارتباطات خارج از مناطق تحت پوشش شکل گرفت. علاوه بر این، این سیستم فرصتی را برای استفاده از آن به عنوان جایگزینی برای ارتباطات ثابت در مناطق دورافتاده که استفاده از ارتباطات سلولی یا شبکه عمومی به دلایلی غیرممکن است، فراهم می کند.
در روسیه، اپراتور سیستم ارتباطات ماهواره ای گلوبالاستار، شرکت سهامی بسته GlobalTel است. CJSC GlobalTel به عنوان ارائه دهنده انحصاری خدمات ارتباطات ماهواره ای سیار جهانی سیستم گلوبالاستار، خدمات ارتباطی را در سراسر فدراسیون روسیه ارائه می دهد. به لطف ایجاد CJSC GlobalTel، ساکنان روسیه یک فرصت دیگر برای برقراری ارتباط از طریق ماهواره از هر نقطه روسیه با تقریباً هر جای دنیا دارند.

سامانه گلوبال استار با استفاده از 48 ماهواره فعال و 8 ماهواره یدکی LEO واقع در ارتفاع 1410 کیلومتری، ارتباطات ماهواره ای را با کیفیت بالا در اختیار مشترکین خود قرار می دهد. (876 مایل) از سطح زمین. این سیستم پوشش جهانی تقریباً کل سطح کره زمین را بین 700 عرض جغرافیایی شمالی و جنوبی با انبساط تا 740 فراهم می کند. ماهواره ها می توانند سیگنال هایی را تا 80 درصد از سطح زمین دریافت کنند، یعنی تقریباً از هر نقطه ای در جهان. به استثنای مناطق قطبی و برخی از مناطق بخش مرکزی اقیانوس ها ... ماهواره های سیستم ساده و قابل اعتماد هستند.

6.1. بخش زمینی Globalstar

بخش زمینی سیستم گلوبالاستار از مراکز کنترل فضاپیما، مراکز کنترل ارتباطات، شبکه ای از ایستگاه های دروازه زمینی منطقه ای و شبکه تبادل داده تشکیل شده است.
ایستگاه های دروازه برای سازماندهی دسترسی رادیویی کاربران سیستم گلوبالاستار به مراکز سوئیچینگ سیستم در هنگام برقراری ارتباط بین کاربران سیستم و همچنین با کاربران شبکه های زمینی و ماهواره ای ارتباطات ثابت و سیار با اپراتورهای آن طراحی شده اند. اتصال متقابل انجام می شود. دروازه ها بخشی از سیستم گلوبالاستار هستند و خدمات مخابراتی قابل اعتمادی را برای پایانه های مشترکین ثابت و سیار در سراسر منطقه خدمات جهانی ارائه می دهند.مراکز کنترل زمینی برنامه های ارتباطی برای دروازه ها را برنامه ریزی می کنند و تخصیص منابع ماهواره ای به هر دروازه را کنترل می کنند. مرکز کنترل بخش ماهواره ای سیستم ماهواره را نظارت می کند. همراه با ابزار مرکز ذخیره، مدارها را کنترل می کند، اطلاعات تله متری را پردازش می کند و دستورات را به صورت فلکی ماهواره صادر می کند. ماهواره های سیستم گلوبال استار به طور مداوم داده های تله متری را ارسال می کنند که سلامت سیستم و همچنین اطلاعاتی در مورد وضعیت کلی ماهواره ها را رصد می کند. این مرکز همچنین پرتاب ماهواره ها و روند استقرار آنها در فضا را رصد می کند. مرکز کنترل بخش ماهواره ای و مراکز کنترل زمینی از طریق شبکه داده گلوبالاستار با یکدیگر تماس دائمی دارند.

6.2. بخش زمینی Globalstar در روسیه

بخش زمینی روسیه از سیستم گلوبال استار شامل 3 دروازه است که در نزدیکی مسکو، نووسیبیرسک و خاباروفسک قرار دارند. آنها قلمرو روسیه را از مرز جنوبی تا 74 گرم پوشش می دهند. با. NS. و از مرز غربی تا نصف النهار 180 با ارائه کیفیت تضمینی خدمات در جنوب موازی 70.

ایستگاه‌های دروازه روسی Globalstar از طریق گره‌های سوئیچینگ خودکار به شبکه PSTN متصل می‌شوند، دارای خطوط اتصال با مراکز سوئیچینگ بین‌المللی هستند و همچنین توسط مسیرهای دیجیتال "هر یک به هر" به هم متصل می‌شوند. هر دروازه با شبکه های ثابت و سلولی موجود در روسیه یکپارچه شده است. ایستگاه های دروازه وضعیت ایستگاه بین شهری شبکه ملی فدراسیون روسیه را دارند. در عین حال، بخش روسی سیستم ماهواره ای گلوبالاستار به عنوان یک شبکه ارتباطی جدید در قلمرو فدراسیون روسیه در نظر گرفته می شود.

6.3. فناوری سیستم گلوبال استار

ماهواره ها بر اساس معماری لوله خم کار می کنند - دریافت سیگنال مشترک، چندین ماهواره با استفاده از فناوری CDMA به طور همزمان آن را به نزدیکترین دروازه زمینی پخش می کنند. دروازه زمین قوی ترین سیگنال را انتخاب می کند، آن را مجاز می کند و آن را به مشترک فراخوانده هدایت می کند.

6.4. زمینه های کاربرد سیستم گلوبالاستار

سیستم گلوبال استار برای ارائه خدمات ماهواره ای با کیفیت بالا برای طیف گسترده ای از کاربران از جمله: ارتباط صوتی، سرویس پیام کوتاه، رومینگ، موقعیت یابی، ارتباط فکس، انتقال داده، اینترنت موبایل طراحی شده است.

افراد تجاری و خصوصی که در مناطقی کار می کنند که تحت پوشش شبکه های تلفن همراه نیستند، یا ویژگی های کاری آنها شامل سفرهای کاری مکرر به مکان هایی است که هیچ ارتباطی وجود ندارد یا کیفیت اتصال ضعیف است، می توانند با استفاده از دستگاه های قابل حمل و سیار مشترک شوند.

این سیستم برای یک مصرف کننده گسترده طراحی شده است: نمایندگان رسانه ها، زمین شناسان، کارگران استخراج و فرآوری نفت و گاز، فلزات گرانبها، مهندسان عمران، مهندسان قدرت. کارمندان ساختارهای دولتی روسیه - وزارتخانه ها و بخش ها (به عنوان مثال، وزارت موقعیت های اضطراری)، می توانند به طور فعال از ارتباطات ماهواره ای در فعالیت های خود استفاده کنند. کیت های مخصوص نصب بر روی وسایل نقلیه می تواند در هنگام استفاده در وسایل نقلیه تجاری، ماهیگیری و سایر انواع کشتی های دریایی و رودخانه ای، حمل و نقل ریلی و غیره موثر باشد.

7. طراحی شبکه ارتباطی ماهواره ای.

7.1. محاسبه هزینه های سرمایه ای برای پرتاب ماهواره و نصب تجهیزات لازم.

جدول 1.1.- داده های اولیه برای محاسبه هزینه های سرمایه

K در مورد - سرمایه گذاری سرمایه برای خرید تجهیزات برای سرویس ماهواره.

K s - سرمایه گذاری های سرمایه ای برای دستیابی به ماهواره.

K m - هزینه های نصب تجهیزات؛

K tr - هزینه های حمل و نقل؛