Satelīta sakaru tīkls. Satelīta savienojums

G. Karvovskis. Satelīta savienojums. Satelīta sakaru sistēmas uzbūves un darbības galvenie jautājumi. 1. daļa.

G. Karvovskis

Komunikācijas pasaule. Pievienojieties! 2002. gada nr.1

Signāls, ko 1957. gada 4. oktobrī raidīja pirmā padomju mākslīgā Zemes pavadoņa radiobāka un saņēma pasaules radiostacijas, iezīmēja ne tikai kosmosa ēras sākumu, bet arī iezīmēja virzienu, kādā satelīta attīstība. sakari gāja. Vēlāk tika izveidoti satelītu sistēmas sakarus (CCC), kas nodrošināja Centrālās televīzijas un radio apraides programmu pārraidi un uztveršanu praktiski visā mūsu valsts teritorijā. Mūsdienās satelīta sakari ir svarīga Krievijas savstarpēji savienotā sakaru tīkla sastāvdaļa.

Satelītu sakaru sistēmas

Pats SCS sastāv no divām pamata sastāvdaļām (segmentiem): telpas un zemes (1. att.).

Rīsi. 1. Satelīta sakaru sistēma

Kosmosa komponents (segments) SSS ietver ISS, palaists noteiktās orbītās, zemes segmentā ietilpst sakaru sistēmas vadības centrs (TsUSS), zemes stacijas (ES), kas atrodas reģionos (reģionālās stacijas - RS), un dažādu modifikāciju abonentu termināļi (AT).

CCC izvietošana un uzturēšana darba stāvoklī - grūts uzdevums, ko risina ne tikai pašas sakaru sistēmas līdzekļi, bet arī raķešu un kosmosa komplekss. Šajā kompleksā ietilpst kosmodromi ar palaišanas vietām nesējraķešu palaišanai, kā arī radiotehniskie komandu mērīšanas kompleksi (KIMS), kas uzrauga ISS kustību, kontrolē un koriģē to orbītu parametrus.

CCS var klasificēt pēc tādām pazīmēm kā: sistēmas statuss, ISS orbītu veids un sistēma, kas pieder noteiktam radio dienestam.

Sistēmas statuss ir atkarīgs no tās mērķa, apkalpojamās platības, zemes staciju atrašanās vietas un īpašumtiesībām. Atkarībā no statusa CCC var iedalīt starptautiskā(globālā un reģionālā līmenī), valsts un departamentu.

Pēc izmantoto orbītu veida sistēmas ar ieslēgtu ISS ģeostacionārs orbīta (GEO) un tālāk neģeostacionāra orbīta: eliptiska(HEO), zemas orbītas(LEO) un vidēja augstuma(MEO). Saskaņā ar Radionoteikumiem CCC var piederēt vienam no trim galvenajiem pakalpojumiem - fiksēts satelīta pakalpojums (FSS), kustams satelīta pakalpojumu (MSS) un apraide satelīta pakalpojums (RCC).

Kosmosa segments

Orbītas

ISS orbītas parametru izvēle ir atkarīga no mērķa, nepieciešamās sakaru apkalpošanas zonas un dažiem citiem faktoriem. (1. tabula).

Visizdevīgākais ISS izvietošanai ģeostacionāras orbītas(2. att.).

Rīsi. 2. ISS orbītas

To galvenā priekšrocība ir nepārtrauktas diennakts saziņas iespēja globālajā apkalpošanas zonā. Ģeostacionārie satelīti šajā orbītā, kas pārvietojas Zemes griešanās virzienā ar tādu pašu ātrumu, paliek nekustīgi attiecībā pret "apakšsatelīta" punktu uz ekvatora. Izmantojot daudzvirzienu antenu, no SKS pārraidītie signāli tiek uztverti uz Zemes virsmas visos punktos, kas atrodas radio redzamības leņķī. Trīs SKS, kas vienmērīgi novietotas orbītā, nodrošina nepārtrauktu saziņu praktiski visā Zemes teritorijā, izņemot polārās zonas (virs 76,50 ° N un S) 12-15 gadus (moderno ģeostacionāro kosmosa kuģu orbitālais resurss).

Radiosignāla pārraidīšanas caur ISS, kas atrodas 36 tūkstošu km attālumā, trūkums ir signāla aizkave. Radio un televīzijas apraides sistēmām 250 ms aizkave (katrā virzienā) neietekmē signālu kvalitāti. Radiotelefona sakaru sistēmas ir jutīgākas pret aizkavi, un ar kopējo aizkavi (ņemot vērā apstrādes un pārslēgšanas laiku virszemes tīklos), kas pārsniedz 600 ms, netiek nodrošināta augsta sakaru kvalitāte. Vēl jo vairāk šajās sistēmās nav pieļaujams tā sauktais "dubultais" lēciens, kad sakaru kanāls paredz divas satelīta sekcijas.

ISS skaitu, ko var novietot ģeostacionārā orbītā, ierobežo pieļaujamā leņķiskā orbītas atdalīšana starp blakus esošajiem satelītiem. Minimālo leņķisko atstatumu nosaka borta un zemes antenu telpiskā selektivitāte, kā arī kosmosa kuģa turēšanas orbītā precizitāte. Pēc starptautiskajiem standartiem tam jābūt 1-3 °. Līdz ar to ģeostacionārā orbītā var novietot ne vairāk kā 360 ISS.

Vairāku ģeofizisku faktoru ietekmē SKS "dreifē" - tās orbīta ir izkropļota, tāpēc rodas nepieciešamība to labot.

Eliptiskas orbītas, uz kuriem tiek attēloti ISS, ir izvēlēti tā, lai dienas ilgums būtu satelīta orbitālās perioda daudzkārtnis (2. att.). SKS tiek izmantotas noteikta veida sinhronās eliptiskās orbītas. (2. tabula).

Tā kā satelīta ātrums eliptiskās orbītas apogē ir daudz mazāks nekā perigejā, ISS pavadītais laiks redzamības zonā palielinās, salīdzinot ar apļveida orbītu. Piemēram, ISS "Molniya", kas orbītā palaists ar parametriem: apogejs 40 tūkstoši km, perigee 460 km, slīpums 63,5 °, nodrošina sakaru sesijas, kas ilgst 8-10 stundas. Trīs satelītu orbitālā konstelācija (OG) nodrošina globālu apogeju. - pulksteņa komunikācija ...

Lai nodrošinātu nepārtrauktu diennakts SKS saziņu Borealis orbītās, būs nepieciešami vismaz 8 kosmosa kuģi (atrodas divās orbitālajās plaknēs, katrā plaknē četri satelīti).

Izvēloties eliptiskas orbītas, tiek ņemta vērā Zemes gravitācijas lauka neviendabīguma ietekme, kas izraisa subsatelīta punkta platuma izmaiņas apogeja punktā, kā arī bīstamā ietekme, ko rada stabilas lādētu daļiņu joslas. ar Zemes magnētisko lauku (Van Allen radiācijas jostas), ko šķērso SKS, pārvietojoties orbītā.

Vidēja augstuma orbītas (MEO) ISS aptver mazāku laukumu nekā ģeostacionāra SKS (3. att.). SKS uzturēšanās ilgums zemes staciju radio redzamības zonā ir 1,5-2 stundas, tādēļ, lai nodrošinātu sakarus pasaules apdzīvotākajiem reģioniem un kuģojamiem akvatorijiem, nepieciešams izveidot OG 8-12 satelīti. Izvēloties tiem orbītu, jāņem vērā ekvatoriālajā plaknē esošo Van Allena starojuma jostu ietekme. Pirmā stabilā augsta starojuma josla sākas aptuveni 1,5 tūkstošu km attālumā un stiepjas līdz pat vairākiem tūkstošiem kilometru, tās "laidums" ir aptuveni 300 km abās ekvatora pusēs. Otrā tikpat augstas intensitātes josta (10 tūkst. imp./s) atrodas augstumā no 13 līdz 19 tūkst.km, aptverot ap 500 km abās ekvatora pusēs. Tāpēc SKS maršrutiem jāiet starp pirmo un otro Van Allen jostu, t.i., augstumā no 5 līdz 15 tūkstošiem km.

Rīsi. 3. ISS Zemes pārklājuma zonas dažādās orbītās

Kopējā signāla aizkave komunikācijas laikā caur vidēja augstuma satelītiem ir ne vairāk kā 130 ms, kas ļauj tos izmantot augstas kvalitātes radiotelefona sakariem. ICO, Spaceway NGSO, Rostelesat sistēmas, kurās OG ir izveidots aptuveni vienā augstumā (10352-10355 km) ar līdzīgiem orbitālajiem parametriem, var kalpot kā CCC piemērs vidēja augstuma orbītās.

Zemas apļveida orbītas atkarībā no orbitālās plaknes slīpuma vērtības attiecībā pret ekvatoriālo plakni tos iedala zemajos ekvatoriālajos (slīpums 0 °, augstums 2000 km), polārajos (90 °, 700–1500 km) un slīpajos (700–1500 km). ) orbītas (4. att.). Zemas Zemes orbītas (LEO) sakaru sistēmas tiek iedalītas datu pārraides sistēmās (mazais LEO), radiotelefonu sistēmās (lielā LEO) un platjoslas sakaru sistēmās (mega LEO, dažreiz arī apzīmējums Super LEO).

ISS šajās orbītās visbiežāk izmanto mobilo un personīgo sakaru organizēšanai. Satelīta orbitālais periods šajās orbītās ir no 90 minūtēm līdz 2 stundām, SKS pavadītais laiks radio redzamības zonā nepārsniedz 10-15 minūtes, SKS sakaru laukums šajās orbītās ir neliels, tāpēc, lai nodrošinātu nepārtraukta saziņa, ir nepieciešams, lai OG iekļautu vismaz 48 ISS ...

Mākslīgie sakaru satelīti

ISS ir kosmosa kuģis, uz kura ir uzstādīts releju aprīkojums: raiduztvērēji un antenas, kas darbojas dažādās frekvencēs. Viņi saņem signālus no zemes raidīšanas stacijas (ES), pastiprina tos, veic frekvences pārveidi un retranslējot signālus vienlaicīgi uz visiem ES, kas atrodas satelīta radio redzamības zonā. Satelīts ir aprīkots arī ar aprīkojumu tā atrašanās vietas, telemetrijas un strāvas padeves kontrolei. Antenas stabilitāti un orientāciju nodrošina stabilizācijas sistēma. Satelīta telemetrijas iekārtas tiek izmantotas, lai pārraidītu informāciju par SKS atrašanās vietu uz Zemi un saņemtu komandas pozīcijas korekcijai.

Saņemtās informācijas retranslāciju var veikt bez saglabāšanas un ar saglabāšanu, piemēram, līdz ISS nonāk AP redzamības zonā.

Frekvences

Satelītu sakaru organizēšanas frekvenču diapazoni tiek piešķirti ar "Radio noteikumiem", ņemot vērā zemes atmosfēras "radio caurspīdīguma logus", dabiskos radiotraucējumus un vairākus citus faktorus (3. tabula). Frekvenču sadalījumu starp radiosakaru dienestiem stingri regulē un kontrolē valsts. Ir starptautiski saskaņoti piešķirto joslu izmantošanas noteikumi, kas nepieciešami, lai nodrošinātu šajās vai blakus joslās strādājošo radioiekārtu elektronisko savietojamību. ISS raiduztvērējam tiek piešķirts frekvenču pāris: augšējā signāla pārraidei no ES uz satelītu (augšupstraumē), apakšējā - no satelīta uz ES (lejup).

3. tabula. Frekvenču diapazoni satelītsakaru organizēšanai

Satelīta sakaru kanāls, kas darbojas piešķirtajās uztveršanas un raidīšanas frekvencēs, aizņem noteiktu frekvenču joslu (joslas platumu), kuras platums nosaka pa kanālu pārraidītās informācijas daudzumu laika vienībā. Tipisks satelīta raiduztvērējs, kas darbojas frekvencēs no 4 GHz līdz 6 GHz, aptver 36 MHz joslas platumu. Vai tas ir daudz vai maz? Piemēram, lai pārraidītu televīzijas signālu digitālajā MPEG-2 standartā, nepieciešams kanāls ar joslas platumu 6 MHz, telefona kanālam - 0,010 MHz. Līdz ar to ar šāda raiduztvērēja palīdzību iespējams organizēt 6 televīzijas vai 3600 telefona kanālus. Parasti uz ISS tiek uzstādīti 12 vai 24 raiduztvērēji (dažos gadījumos vairāk), kas attiecīgi rada 432 MHz vai 864 MHz.

Zemes segments

Satelītu sakaru vadības centrs (TsUSS) uzrauga borta ISS sistēmu stāvokli, plāno darbu pie orbitālās konstelācijas izvietošanas un papildināšanas, aprēķina radio redzamības zonas un koordinē SSS darbu.

Zemes stacijas

Zemes stacijas SSS (ZS) pārraida un uztver radiosignālus sadaļā "Zeme - ISS", multipleksē, modulē, apstrādi un frekvences pārveido, organizē piekļuvi ISS kanāliem un abonentu termināļu virszemes tīkliem.

Saziņas laiku starp ES un ISS ierobežo laiks, kad ISS atrodas tās radio redzamības zonā (5. att.). Šo zonu nosaka AB loka garums, kas ir atkarīgs no satelīta orbītas augstuma un ES antenas minimālā pacēluma leņķa, kas izseko ISS, kamēr tā atrodas radio redzamības zonā.

Rīsi. 5. Radio redzamības zona

CCC tiek izmantota daudzfunkcionāla pārsūtīšanas, pārraidīšanas, uztveršanas un vadības ES. Šīs stacijas ir aprīkotas ar radio raidīšanas iekārtām, uztveršanas un raidīšanas antenām, kā arī izsekošanas sistēmu, kas nodrošina sakarus ar SKS.

Daudzfunkcionālajām fiksētajām stacijām ir ļoti augsta caurlaidspēja. Tie atrodas īpaši izvēlētās vietās, parasti ārpus pilsētas robežām, lai izvairītos no savstarpējiem radiotraucējumiem ar zemes sakaru sistēmām. Šie ES ir aprīkoti ar lieljaudas radio raidītājiem (no vairākiem līdz desmit un vairāk kW), augstas jutības radio uztvērējiem un raidīšanas-uztvērēja antenām, kurām ir starojuma shēma ar ļoti šauru galveno daivu un ļoti zemām sānu daivas. Šāda veida ES ir paredzētas attīstītu sakaru tīklu apkalpošanai; lai tie varētu nodrošināt normālu piekļuvi ES, ir nepieciešamas optiskās šķiedras sakaru līnijas.

ES ar vidējo caurlaidspēju var būt ļoti daudzveidīga, un to specializācija ir atkarīga no pārsūtīto ziņojumu veida. Šāda veida ES apkalpo korporatīvās CCS, kas visbiežāk atbalsta video, balss un datu pārraidi, videokonferences, e-pastu.

Dažos AP, kas apkalpo korporatīvos CCC, ir vairāki tūkstoši mikrotermināļu (VSAT — Very Small Aperture Terminal). Visi termināļi ir savienoti ar vienu galveno ES (MES - Master Earth Station), veidojot tīklu, kuram ir zvaigžņu topoloģija un kas atbalsta datu uztveršanu/pārsūtīšanu, kā arī audio un video informācijas uztveršanu.

Ir arī uz STS balstīti CCS, kas var saņemt viena vai vairāku veidu ziņojumus (datus, audio un/vai video informāciju). Arī šādu tīklu topoloģija ir zvaigžņveida.

Tīkla svarīgākais elements - uzraudzības un diagnostikas sistēma, veic šādas funkcijas:

    satelītu sakaru kanālu radio novērošana;

    satelītu sakaru kanālu pārbaude AP remonta un restaurācijas darbu un apkopes laikā, AP izvietošanas un nodošanas ekspluatācijā laikā;

    CVS funkcionālā stāvokļa analīze, uz kuras pamata tiek izstrādāti ieteikumi ES darbības režīmiem.

Radionovērošana ļauj pārbaudīt ISS frekvences resursa pareizu izmantošanu, izsekot traucējumus un atklāt mēģinājumus nesankcionēti piekļūt satelītu sakaru kanāliem. Papildus tiek uzraudzīti ES starojuma parametri un fiksēta satelītsakaru kanālu kvalitātes pasliktināšanās laika un klimatisko apstākļu ietekmē.

No CCC vēstures

Pirmais mākslīgais Zemes pavadonis (AES), kas tika palaists Zemes orbītā 1957. gada oktobrī, svēra 83,6 kg, un uz tā klāja bija bākas radioraidītājs, kas pārraidīja signālus, kas tika izmantoti lidojuma vadīšanai. Šīs pirmās palaišanas rezultāti un pirmie eksperimenti radiosignālu pārraidē no kosmosa ir skaidri parādījuši iespēju organizēt sakaru sistēmu, kurā satelīts darbosies kā aktīvs vai pasīvs radiosignāla atkārtotājs. Taču šim nolūkam ir jārada satelīti, uz kuriem iespējams uzstādīt pietiekami lielas masas iekārtas, un jābūt jaudīgām raķešu sistēmām, kas spētu šos satelītus nogādāt tuvajā Zemes orbītā.

Tika izveidotas šādas nesējraķetes, un īsā laikā tika izstrādāti lieli masu pavadoņi, kas spēj pārvadāt sarežģītas zinātniskās, pētniecības, speciālās iekārtas, kā arī sakaru iekārtas. Tika likts pamats satelītu sistēmu izveidei dažādiem mērķiem: meteoroloģiskai, navigācijai, izlūkošanai, sakariem. Šo sistēmu nozīmi diez vai var pārvērtēt. Satelītu sakaru sistēma ieņem vadošo vietu starp tām.

Uzreiz pēc pirmā satelīta palaišanas sākās eksperimenti par satelītu izmantošanu valsts sakaru sistēmā un sāka veidot satelītu sakaru sistēmu. Tika uzbūvētas Zemes raiduztvērēju stacijas, kas aprīkotas ar paraboliskām antenām ar spoguļa diametru 12 m 1965. gada 23. aprīlī augstā eliptiskā orbītā tika palaists mākslīgo sakaru pavadonis (SKS) "Molnija".

Augsta eliptiska orbīta ar 40 tūkstošu km apogeju, kas atrodas virs ziemeļu puslodes, un divpadsmit stundu orbitālais periods ļāva SKS nodrošināt radiosignāla pārraidi gandrīz visā valsts teritorijā divas reizes dienā. 9 stundas. Pirmais praktiski nozīmīgais rezultāts tika iegūts 1965. gadā, kad ar SKS starpniecību tika veikta televīzijas programmu apmaiņa starp Maskavu un Vladivostoku. 1967. gada oktobrī tika nodota ekspluatācijā pasaulē pirmā satelītsakaru sistēma "Orbit".

1975. gadā Raduga ISS tika palaists apļveida ekvatoriālā jeb ģeostacionārā orbītā ar augstumu 35786 km ar apgriezienu periodu ap Zemi, kas vienāds ar 24 stundām. Satelīta griešanās virziens sakrita ar mūsu planētas griešanās virzienu, tas palika nekustīgs debesīs un bija it kā "piekārts" virs Zemes virsmas. Tas nodrošināja pastāvīgu saziņu caur šādu satelītu un atviegloja tā izsekošanu. Pēc tam ISS "Horizon" tika palaists ģeostacionārajā orbītā.

To ir pierādījusi Orbita SCS darbības pieredze tālākai attīstībai sistēmas, kas saistītas ar šāda veida zemes staciju būvniecību, lai apkalpotu pilsētas ar vairākiem tūkstošiem iedzīvotāju, nav ekonomiski pamatotas. 1976. gadā tika izveidota ekonomiskāka satelītu sakaru sistēma "Ekran", kuras SKS tika palaists ģeostacionārajā orbītā. Šīs sistēmas vienkāršākas un kompaktākas zemes raiduztvērēju stacijas tika uzstādītas mazās apdzīvotās vietās, ciematos, meteoroloģiskajās stacijās, kas atrodas Sibīrijā, Tālo Ziemeļu reģionos, daļēji Tālajos Austrumos, un nogādāja to iedzīvotājiem Centrālās televīzijas programmas.

1980. gadā sāka darboties Maskavas SCS, kuras zemes stacijas darbojās caur Gorizontas SKS. Šīs SSS zemes raidīšanas stacijas bija līdzīgas SSS stacijām "Orbit" un "Ekran", taču tajā bija nelielas zemes uztveršanas stacijas, kas ļāva tās izvietot sakaru centros, uz mazjaudas retranslatoriem un tipogrāfijās. Virszemes uztveršanas stacijas uztvertais radiosignāls tika pārraidīts uz mazjaudas televīzijas retranslatoru, ar kura palīdzību televīzijas programma tika nogādāta abonentiem. CCC "Maskava" ļāva pārraidīt Centrālās televīzijas programmas un centrālo laikrakstu lapas uz attālākajiem valsts nostūriem un praktiski visu Eiropas, Ziemeļamerikas un pierobežas Āzijas valstu padomju iestādēm.

Satelīta sakari – šodien

Patlaban federālajā civilajā satelītsakaru sistēmā tiek izmantota orbitālā zvaigznājs, kurā ietilpst 12 valsts kosmosa kuģi (SC), kurus ekspluatē valsts uzņēmums "Space Communications". Orbitālajā zvaigznājā ietilpst divi Express sērijas kosmosa kuģi, kas palaisti 1994. un 1996. gadā, septiņi Gorizont sērijas kosmosa kuģi, kas izstrādāti 20. gadsimta 70. gados, viens no Ekran-M sērijas un divi jauni mūsdienīgi Express-A sērijas satelīti. Papildus šiem ISS orbītā atrodas Yamal-100 tipa ISS (operators - OAO Gazkom), Bonum-1 un daži citi. Notiek jaunās paaudzes kosmosa kuģu (Express-AM, Yamal-200) ražošana. Krievijā darbojas aptuveni 65 satelītsakaru uzņēmumi, kas ir aptuveni 7% no kopējā telekomunikāciju operatoru skaita. Šie uzņēmumi saviem klientiem sniedz plašu telekomunikāciju pakalpojumu klāstu: sākot no nomas digitālie kanāli un ceļi uz telefonijas pakalpojumu, televīzijas un radio apraides, multivides nodrošināšanu.

Mūsdienās CCS ir kļuvuši par svarīgu Krievijas savstarpēji savienotā sakaru tīkla (BCC) sastāvdaļu. "Ārkārtas pasākumu programma valsts atbalstam Krievijas satelītsakaru un apraides sistēmu saglabāšanai, papildināšanai un attīstībai valsts vajadzībām" (Krievijas Federācijas valdības 2000. gada 1. februāra dekrēts Nr. 87) un "Federālā kosmosa programma Krievijas Federācijas 2001.-2005. gadam ir izstrādāti un tiek īstenoti. "(Krievijas Federācijas valdības 2000. gada 30. marta rezolūcija Nr. 288).

Norādījumi CCC attīstībai

Satelītu sakaru attīstība civilām vajadzībām tiek risināta valdības, starpresoru (GKRCH) un departamentu (Krievijas Federācijas Sakaru un informatizācijas ministrija, Rosaviakosmos uc) līmenī. Krievijas satelītsakaru sistēmas ir valsts jurisdikcijā, un tās pārvalda valsts (GP KS) vai privāti komerciāli operatori.

Saskaņā ar pieņemto koncepciju VSS attīstībai Krievijā, paredzamajā VSS jāiekļauj trīs apakšsistēmas:

    fiksētie satelīta sakari Krievijas savstarpēji savienotā sakaru tīkla, kā arī pārklājuma un korporatīvo tīklu apkalpošanai;

    satelīttelevīzijas un radio apraide, tostarp tiešā apraide, kas ir jauns posms mūsdienu elektronisko plašsaziņas līdzekļu attīstībā;

    mobilie personālie satelīta sakari mobilo un attālo abonentu interesēs Krievijā un ārvalstīs.

Fiksētie satelīta sakari

Fiksētais satelītu pakalpojums ir radiosakaru pakalpojums starp zemes stacijām noteiktā vietā (fiksēts punkts, kas atrodas noteiktos apgabalos).

Galvenie fiksēto sakaru izmantošanas virzieni:

    mugurkaula, iekšzonas un vietējo sakaru līniju organizēšana Krievijas bruņoto spēku sastāvā;<

    Datu pārraides tīklu izveides resursa nodrošināšana;

    korporatīvo sakaru un datu pārraides tīklu attīstība, izmantojot modernās VSAT tehnoloģijas, tai skaitā interneta piekļuvi;

    starptautiskā komunikācijas tīkla attīstība;

    federālo, reģionālo, vietējo un komerciālo televīzijas un radio programmu izplatīšana visā valstī;

    centrālo laikrakstu un žurnālu pārraides tīklu attīstība;

    Krievijas VSS mugurkaula primārā tīkla atlaišana.

Fiksēto satelītsakaru sistēma turpmākajos gados balstīsies uz darbojošos satelītiem "Gorizont", jaunajiem satelītiem "Express-A", "Yamal-100" un starptautiskās organizācijas "Intersputnik" satelītu LMI-1. Vēlāk ekspluatācijā tiks nodoti jauni satelīti "Express K" un "Yamal 200/300".

Satelītu sakaru tīkliem būs liela nozīme sakaru sistēmu modernizācijā Krievijas ziemeļaustrumu reģionos.

"Krievijas bruņoto spēku primārā tīkla satelītu komponenta vispārējā shēma", ko OJSC Giprosvyaz izstrādāja pēc OJSC Rostelecom un valsts uzņēmuma "Space Communications" pasūtījuma, nosaka satelītu sistēmu izmantošanas kārtību Krievijas bruņotajiem spēkiem. .

Paredzēts, ka korporatīvo tīklu attīstība tiks veikta galvenokārt uz Krievijas satelītu bāzes saskaņā ar prioritātēm, kas noteiktas Krievijas Federācijas valdības dekrētā Nr.1016 09.02.98.

Modernizētajai digitālās televīzijas apraides sistēmai "Moscow" / "Moscow Global" jākļūst par pamatu televīzijas programmu pārraidīšanai, izmantojot fiksēto satelīta pakalpojumu. Tas dos iespēju pārraidīt sabiedriski nozīmīgas valsts un visas Krievijas televīzijas programmas (RTR, "Kultura", ORT) uz visām zonu apraides zonām ar trim satelītiem līdzšinējo desmit vietā.

Apraides pakalpojums

Apraides pakalpojums ir balstīts uz tiešajiem televīzijas apraides satelītiem, piemēram, ISS "Bonum-1", kas atrodas 36 ° E. un nodrošina vairāk nekā divu desmitu televīzijas programmu pārraidi Krievijas Eiropas daļā.

Satelīttelevīzijas apraides sistēmas tālāka paplašināšana (ar iespēju pārraidīt līdz 40-50 komerctelevīzijas programmām) paredzēta TV izplatīšanas tīkla izveidei mazapdzīvotajos Krievijas austrumu reģionos, kā arī reģionālās televīzijas vajadzību apmierināšanai. programmas. Šis CCS nodrošinās tādus jaunus pakalpojumus kā digitālā augstas izšķirtspējas televīzija, piekļuve internetam u.c. Nākotnē tā var pilnībā aizstāt esošo satelīttelevīzijas izplatīšanas sistēmu, kas balstīta uz fiksētā satelīta pakalpojuma izmantošanu.

Mobilie satelīta sakari

Krievijas mobilo satelītsakaru sistēma tiek izvietota uz Horizont satelītu bāzes un tiek izmantota valdības sakaru organizēšanai un valsts uzņēmuma Morsvyaz-Sputnik interesēs. Var izmantot arī sistēmas "Inmarsat" un "Eutelsat" (apakšsistēmas "Evteltraks").

Saskaņā ar Krievijas Federācijas valdības 1998. gada 2. septembra dekrētu Nr. 1016 perspektīvo satelītu projektu īstenošanas laikā jāveic pasākumi, lai saglabātu mobilo satelītsakaru tīklu tādā apjomā, kāds nepieciešams sistēmas uzturēšanai. valdības un prezidenta komunikācija.

Personīgā mobilo sakaru sistēma

Mūsu valstī tiek izstrādāti vairāki mobilo personālo satelītsakaru projekti (Rostelesat, Signal, Molniya Zond).

Krievijas uzņēmumi ir iesaistīti vairākos starptautiskos personālo satelītsakaru projektos (Iridium, Globalstar, ICO uc). Šobrīd tiek izstrādāti īpaši nosacījumi mobilo sakaru sistēmu izmantošanai Krievijas Federācijas teritorijā un to savienošanai ar Krievijas gaisa spēkiem. SSS kompleksu izstrādē un izveidē ir iesaistīti: valsts operators SE "Space Communications", Krasnojarskas NPO / PM Reshetnev un Alcatel (trīs jaunas paaudzes "Express A" satelītu izveide), NIIR, TsNIIS, Giprosvyaz LLC, GSP RTV, Rostelecom OJSC utt.

Secinājums

Satelītu sakaru un datu pārraides sistēmas spēj nodrošināt nepieciešamo sistēmas izvēršanas un pārkonfigurācijas ātrumu, sakaru uzticamību un kvalitāti, tarifu neatkarību no attāluma. Gandrīz visa veida informācija tiek pārraidīta pa satelīta kanāliem ar augstu pieejamības koeficientu.

Mūsdienās satelītu sakaru sistēmas ir kļuvušas par pasaules telekomunikāciju mugurkaula neatņemamu sastāvdaļu, kas savieno valstis un kontinentus. Tie tiek veiksmīgi izmantoti daudzās pasaules valstīs un ir ieņēmuši savu likumīgo vietu Krievijas savstarpēji savienotajā sakaru tīklā.

Literatūra

    Timofejevs V. V. Par satelītsakaru attīstības koncepciju Krievijā. - "Sakaru biļetens", 1999, 12.nr.

    Vasilijs Pavlovs (Krievijas Federācijas Sakaru ministrijas Radio, televīzijas un satelītsakaru nodaļas vadītājs). No runas sanāksmē par Krievijas CCS un tās lomu departamentu un korporatīvo operatoru vajadzību apmierināšanā. - "Tīkli", 2000, 6.nr.

    Durevs V.G., Zenevičs F.O., Kruks B.I. u.c. Telekomunikācijas. Ievads specialitātē. - M., 1988. gads.

    Krievijas Federācijas radiosakaru noteikumi. Oficiālais izdevums. Apstiprināts un stājies spēkā no 01.01.1999. ar Radiofrekvenču valsts komitejas 09.28.1998 lēmumu. 1999. gads.

    Leonīds Ņevdjajevs. Satelītu sistēmas 1. daļa. Orbītas un parametri. - "Tīkli", 1999, №1-2.

    Kosmosa tehnoloģiju inženierzinātņu rokasgrāmata. - M., 1977. gads.

SM Parabel ģimnāzija

abstrakts

Satelītu sakaru sistēmas

Pabeigts

Goroškina Ksenija

11. klases skolnieks

Pārbaudīts

Borisovs Aleksandrs Vladimirovičs

Parabel

2010 gads

3. ievads

1. Satelīta sakaru kanālu organizēšanas principi 4

2. Sakaru satelītu orbītas 5

3. Tipiska satelītsakaru pakalpojumu organizācijas shēma 6

4. Satelīta sakaru pielietojuma jomas 6

4.1. VSAT satelītsakaru principi 7

4.2.Mobilo satelītsakaru organizēšanas principi 7

5. Satelīta sakaros izmantotās tehnoloģijas 8

6. Satelītu sakaru sistēmu izveides vēsture 11

6.1. Pirmās satelītu sakaru un apraides līnijas caur "Molniya-1" satelītiem 12

6.2. Pasaulē pirmā satelītu sistēma "Orbita" televīzijas programmu izplatīšanai 13

6.3. Pasaulē pirmā tiešās televīzijas apraides sistēma Ekran 14

6.4. TV programmu izplatīšanas sistēmas "Moscow" un "Moscow-Global 15

6.5. Satelīttelevīzijas apraides sistēma 12 GHz diapazonā 16

6.6. Sistēmas Intersputnik izveide 16

6.7. Satelīta saites izveide valdības sakariem 17

6.8. Noslēgumā... 17

Izmantotās literatūras saraksts 20

Ievads

Satelītu sakaru sistēmas (SSS) ir zināmas jau ilgu laiku un tiek izmantotas dažādu signālu pārraidīšanai lielos attālumos. Kopš tās pirmsākumiem satelītsakari ir strauji attīstījušies, un, uzkrājoties pieredzei, pilnveidojoties aprīkojumam, attīstoties signālu pārraidīšanas metodēm, ir notikusi pāreja no atsevišķām satelītu sakaru līnijām uz lokālām un globālām sistēmām.

Šādi CCS attīstības tempi ir izskaidrojami ar vairākām priekšrocībām, kas tām piemīt. Tie jo īpaši ietver lielu joslas platumu, neierobežotas pārklāšanās vietas, sakaru kanālu augstu kvalitāti un uzticamību. Šīs priekšrocības, kas nosaka satelītsakaru plašās iespējas, padara to par unikālu un efektīvu saziņas līdzekli. Satelīta sakari pašlaik ir galvenais starptautisko un nacionālo sakaru veids lielos un vidējos attālumos. Mākslīgo zemes pavadoņu izmantošana saziņai turpina paplašināties, attīstoties esošajiem sakaru tīkliem. Daudzas valstis veido savus nacionālos satelītsakaru tīklus.

Mūsu valstī tiek veidota vienota automatizēta sakaru sistēma. Šim nolūkam tiek izstrādāti, pilnveidoti un atrasti jaunas pielietojuma jomas dažādi tehniskie saziņas līdzekļi.

Savā esejā es aplūkošu satelītu sistēmu organizācijas principus, apjomu, CCS izveides vēsturi. Mūsdienās liela uzmanība tiek pievērsta satelītu apraidei, tāpēc mums ir jāzina, kā sistēma darbojas.

1. Satelīta sakaru kanālu organizēšanas principi

Satelīta sakari ir viens no radiosakaru veidiem, kas balstās uz mākslīgo Zemes pavadoņu izmantošanu kā atkārtotājus.

Satelīta sakari tiek veikti starp zemes stacijām, kuras var būt gan fiksētas, gan mobilas. Satelīta sakari ir tradicionālo radioreleja sakaru attīstība, izvietojot retranslatoru ļoti lielā augstumā (no simtiem līdz desmitiem tūkstošu kilometru). Tā kā tā redzamības zona šajā gadījumā ir gandrīz puse no Zemes, nav nepieciešama atkārtotāju ķēde. Lai pārraidītu caur satelītu, signāls ir jāmodulē. Modulācija tiek veikta zemes stacijā. Modulētais signāls tiek pastiprināts, pārsūtīts uz vēlamo frekvenci un ievadīts raidīšanas antenā.

Pētījuma pirmajos gados tika izmantoti pasīvie satelīta retranslatori, kas bija vienkāršs radiosignāla atstarotājs (bieži vien metāla vai polimēra sfēra ar metāla pārklājumu), uz kuriem uz klāja nebija nevienas raidīšanas un uztveršanas iekārtas. Šādi satelīti nav kļuvuši plaši izplatīti. Visi mūsdienu sakaru satelīti ir aktīvi. Aktīvie retranslatori ir aprīkoti ar elektronisku iekārtu signālu uztveršanai, apstrādei, pastiprināšanai un retranslācijai. Satelītu atkārtotāji var būt neatjaunojoši un atjaunojoši.

Neatjaunojošs satelīts, saņēmis signālu no vienas zemes stacijas, pārsūta to uz citu frekvenci, pastiprina un pārraida uz citu zemes staciju. Satelīts šo darbību veikšanai var izmantot vairākus neatkarīgus kanālus, no kuriem katrs strādā ar noteiktu spektra daļu (šos apstrādes kanālus sauc par transponderiem).

Reģeneratīvais satelīts demodulē saņemto signālu un atkārtoti modulē to. Rezultātā kļūdu labošana tiek veikta divas reizes: satelītā un uztverošajā zemes stacijā. Šīs metodes trūkums ir sarežģītība (un līdz ar to arī daudz augstākas satelīta izmaksas), kā arī palielināta signāla pārraides aizkave.

2. Sakaru satelītu orbītas

Orbītas, uz kurām atrodas satelītu transponderi, ir iedalītas trīs klasēs:

1 - ekvatoriāls, 2 - slīps, 3 - polārs

Svarīgs ekvatoriālās orbītas veids ir ģeostacionārā orbīta, uz kura satelīts griežas ar leņķisko ātrumu, kas vienāds ar Zemes leņķisko ātrumu, virzienā, kas sakrīt ar Zemes griešanās virzienu. Ģeostacionārās orbītas acīmredzamā priekšrocība ir tā, ka uztvērējs apkalpošanas zonā visu laiku “redz” satelītu. Tomēr ir tikai viena ģeostacionāra orbīta, un tajā nav iespējams palaist visus satelītus. Otrs tā trūkums ir lielais augstums un līdz ar to arī augstākas izmaksas par satelīta palaišanu orbītā. Turklāt satelīts, kas atrodas ģeostacionārā orbītā, nespēj apkalpot zemes stacijas cirkumpolārajā reģionā.

Slīpa orbītaļauj atrisināt šīs problēmas, tomēr satelīta kustības dēļ attiecībā pret zemes novērotāju ir nepieciešams vienā orbītā palaist vismaz trīs satelītus, lai nodrošinātu diennakts piekļuvi sakariem.

Polārā orbīta- ierobežojošais slīpais gadījums.

Izmantojot slīpas orbītas, zemes stacijas ir aprīkotas ar izsekošanas sistēmām, kas vērš antenu uz satelītu. Stacijas, kas darbojas ar satelītiem ģeostacionārā orbītā, parasti ir aprīkotas arī ar šādām sistēmām, lai kompensētu novirzes no ideālās ģeostacionārās orbītas. Izņēmums ir mazas antenas, ko izmanto satelīttelevīzijas uztveršanai: to starojuma shēma ir pietiekami plaša, tāpēc tās nejūt satelīta vibrācijas ideālā punkta tuvumā. Lielākajai daļai mobilo satelītsakaru sistēmu raksturīga iezīme ir termināļa antenas mazais izmērs, kas apgrūtina signāla uztveršanu.

3. Tipiska satelītsakaru pakalpojumu organizācijas shēma

  • satelītu segmenta operators par saviem līdzekļiem izveido sakaru satelītu, veicot pasūtījumu satelīta ražošanai kādam no satelītu ražotājiem, un veic tā palaišanu un apkopi. Pēc satelīta nodošanas orbītā satelīta segmenta operators sāk sniegt pakalpojumus releja satelīta frekvenču resursa iznomāšanai satelītsakaru pakalpojumu uzņēmumiem.
  • satelītsakaru pakalpojumu operators slēdz līgumu ar satelīta segmenta operatoru par sakaru satelīta jaudu izmantošanu (nomu), izmantojot to kā atkārtotāju ar lielu apkalpošanas zonu. Satelītu sakaru pakalpojumu operators sava tīkla zemes infrastruktūru veido uz noteiktas tehnoloģiskās platformas, ko ražo uzņēmumi, kas ražo satelītsakaru zemes iekārtas.

4. Satelītu sakaru pielietojuma sfēras:

  • Pamatsatelīta sakari: Sākotnēji satelītsakaru rašanos noteica nepieciešamība pārraidīt lielu informācijas apjomu. Laika gaitā balss pārraides īpatsvars kopējā mugurkaula trafika apjomā ir nepārtraukti samazinājies, dodot vietu datu pārraidei. Attīstoties optisko šķiedru tīkliem, pēdējie sāka izspiest satelīta sakarus no mugurkaula tirgus.
  • VSAT sistēmas: VSAT (Very Small Aperture Terminal) sistēmas nodrošina satelītsakaru pakalpojumus klientiem (parasti mazām organizācijām), kam nav nepieciešams liels joslas platums. VSAT termināļa datu pārraides ātrums parasti nepārsniedz 2048 kbps. Vārdi "ļoti maza apertūra" attiecas uz termināla antenu izmēru attiecībā pret vecāku mugurkaula antenu izmēru. VSAT, kas darbojas C joslā, parasti izmanto antenas ar diametru 1,8-2,4 m, Ku joslā - 0,75-1,8 m VSAT sistēmās tiek izmantota pēc pieprasījuma kanālu tehnoloģija.
  • Mobilo satelītsakaru sistēmas: Lielākajai daļai mobilo satelītu sistēmu iezīme ir termināļa antenas mazais izmērs, kas apgrūtina signāla uztveršanu.

4.1. Satelīta sakaru VSAT organizēšanas principi:

Satelīta VSAT tīkla galvenais elements ir NCC. Tieši Tīkla vadības centrs nodrošina piekļuvi klienta iekārtām no interneta, publiskā telefonu tīkla, citiem VSAT tīkla termināļiem un realizē trafika apmaiņu klienta korporatīvajā tīklā. NCC ir platjoslas savienojums ar mugurkaula sakaru kanāliem, ko nodrošina mugurkaula operatori, un tas nodrošina informācijas pārsūtīšanu no attālā VSAT termināļa uz ārpasauli.

4.2. Mobilo satelītsakaru organizēšanas principi:

Lai signāla stiprums, kas sasniedz mobilo satelīta uztvērēju, būtu pietiekams, tiek izmantots viens no diviem risinājumiem:

  • Satelīti atrodas ģeostacionārā orbītā. Tā kā šī orbīta atrodas 35 786 km attālumā no Zemes, satelītā jāuzstāda jaudīgs raidītājs.
  • Daudzi satelīti atrodas slīpās vai polārās orbītās. Tajā pašā laikā nepieciešamā raidītāja jauda nav tik liela, un satelīta palaišanas orbītā izmaksas ir zemākas. Tomēr šai pieejai ir nepieciešams ne tikai liels skaits satelītu, bet arī plašs zemes slēdžu tīkls.
  • Klienta iekārtas (mobilie satelītu termināļi, satelīta telefoni) mijiedarbojas ar ārpasauli vai savā starpā caur releja satelītu un mobilo satelītsakaru pakalpojumu operatora interfeisa stacijām, kas nodrošina savienojumu ar ārējiem zemes sakaru kanāliem (publiskais telefonu tīkls, internets u.c. .)

5. Satelītu sakaros izmantotās tehnoloģijas

M daudzkārtēja frekvenču izmantošana satelītu sakaros. Tā kā radiofrekvences ir ierobežots resurss, ir jānodrošina, lai vienas un tās pašas frekvences varētu izmantot dažādas zemes stacijas. To var izdarīt divos veidos:

  • telpiskā atdalīšana — katra satelīta antena saņem signālu tikai no noteikta apgabala, un dažādas zonas var izmantot vienas un tās pašas frekvences.
  • polarizācijas atdalīšana - dažādas antenas uztver un raida signālu savstarpēji perpendikulārās polarizācijas plaknēs, savukārt vienas un tās pašas frekvences var izmantot divas reizes (katrai no plaknēm).

H frekvenču diapazoni.

Frekvences izvēle datu pārraidei no zemes stacijas uz satelītu un no satelīta uz zemes staciju nav patvaļīga. Frekvence ietekmē, piemēram, radioviļņu absorbciju atmosfērā, kā arī nepieciešamos raidošās un uztverošās antenas izmērus. Frekvences, kurās notiek pārraide no zemes stacijas uz satelītu, atšķiras no frekvencēm, ko izmanto pārraidei no satelīta uz zemes staciju (parasti iepriekš minētā). Satelīta sakaros izmantotās frekvences ir sadalītas diapazonos, kas apzīmēti ar burtiem:

Diapazona nosaukums

Frekvences

Pieteikums

Mobilie satelīta sakari

Mobilie satelīta sakari

4 GHz, 6 GHz

Fiksētie satelīta sakari

Satelīta sakariem šajā diapazonā frekvences nav noteiktas. Radara lietojumiem noteiktais diapazons ir 8–12 GHz.

Fiksētie satelītsakari (militāriem nolūkiem)

11 GHz, 12 GHz, 14 GHz

Fiksētie satelīta sakari, satelīta apraide

Fiksētie satelītu sakari, starpsatelītu sakari

Ku-band ļauj uztvert ar salīdzinoši mazām antenām, tāpēc to izmanto satelīttelevīzijā (DVB), neskatoties uz to, ka laikapstākļi šajā joslā būtiski ietekmē pārraides kvalitāti. Lielu lietotāju (organizāciju) datu pārraidei bieži izmanto C joslu. Tas nodrošina labāku uztveršanu, taču tam ir nepieciešams diezgan liels antenas izmērs.

M modulācija un kļūdu labošanas kodēšana

Satelītu sakaru sistēmu iezīme ir nepieciešamība strādāt relatīvi zemas signāla un trokšņa attiecības apstākļos, ko izraisa vairāki faktori:

  • ievērojams uztvērēja attālums no raidītāja,
  • ierobežota satelīta jauda

Satelīta sakari ir slikti piemēroti analogo signālu pārraidīšanai. Tāpēc, lai pārraidītu runu, tā ir iepriekš digitalizēta, izmantojot impulsa koda modulāciju.
Lai pārraidītu ciparu datus pa satelīta sakaru kanālu, tie vispirms ir jāpārvērš radiosignālā, kas aizņem noteiktu frekvenču diapazonu. Šim nolūkam tiek izmantota modulācija (digitālo modulāciju sauc arī par atslēgšanu).

Zemās signāla jaudas dēļ ir nepieciešamas kļūdu labošanas sistēmas. Šim nolūkam tiek izmantotas dažādas kļūdu labošanas kodēšanas shēmas, visbiežāk dažādas konvolūcijas kodu versijas, kā arī turbo kodus.

6. Satelītu sakaru sistēmu izveides vēsture

Ideja par globālu satelītu sakaru sistēmu izveidi uz Zemes tika izvirzīta 1945. gadā. Artūrs Klārks, kurš vēlāk kļuva par slavenu zinātniskās fantastikas rakstnieku. Šīs idejas īstenošana kļuva iespējama tikai 12 gadus pēc ballistisko raķešu parādīšanās, ar kuru palīdzību 1957. gada 4. oktobris orbītā tika palaists pirmais mākslīgais Zemes pavadonis (AES). Lai kontrolētu satelīta lidojumu, uz tā tika novietots neliels radio raidītājs - bāka, kas darbojas diapazonā 27 MHz... Pēc dažiem gadiem 1961. gada 12. aprīlis... pirmo reizi pasaulē uz padomju kosmosa kuģa "Vostok" Yu.A. Gagarins veica vēsturisku lidojumu ap Zemi. Tajā pašā laikā kosmonautam bija regulārs radio savienojums ar Zemi. Tā sākās sistemātisks darbs pie kosmosa izpētes un izmantošanas dažādu mierīgu uzdevumu risināšanai.

Kosmosa tehnoloģiju radīšana ir ļāvusi izstrādāt ļoti efektīvas sistēmas tālsatiksmes radiosakaru un apraides nodrošināšanai. Amerikas Savienotajās Valstīs sākās intensīvs darbs pie sakaru satelītu izveides. Šādi darbi sāka attīstīties mūsu valstī. Tā plašā teritorija un sliktā sakaru attīstība, īpaši mazapdzīvotajos austrumu rajonos, kur sakaru tīklu izveide, izmantojot citus tehniskos līdzekļus (radioreleju saites, kabeļu līnijas u.c.), ir saistīta ar augstām izmaksām, padarīja šo jauno sakaru veidu ļoti ļoti. daudzsološs.

Vietējo satelītu radio sistēmu izveides pirmsākumos bija izcili vietējie zinātnieki un inženieri, kuri vadīja lielus zinātniskos centrus: M.F. Rešetņevs, M.R. Kaplanovs, N.I. Kalašņikovs, L. Ja. Kantors

Galvenie zinātniekiem noteiktie uzdevumi bija šādi:

Satelītu retranslatoru attīstība televīzijas apraidei un sakariem (Ekran, Raduga, Gals), kopš 1969. gada satelītu atkārtotājus izstrādā atsevišķā laboratorijā, kuru vada M.V. Brodskis ;

Sistēmu projektu izveide satelītsakaru un apraides izbūvei;

Satelītu sakaru zemes staciju (ES) aprīkojuma izstrāde: modulatori, FM (frekvences modulācijas) signālu slieksni pazeminošie demodulatori, uztveršanas un raidīšanas ierīces utt.;

Visaptverošs darbs pie satelītsakaru un apraides staciju aprīkošanas ar aprīkojumu;

Izsekošanas FM demodulatoru ar samazinātu trokšņu slieksni teorijas izstrāde, daudzpiekļuves metodes, modulācijas metodes un kļūdu labošanas kodēšana;

Satelītu sistēmu kanālu, televīzijas un sakaru iekārtu normatīvās un tehniskās dokumentācijas izstrāde;

AP un satelītu sakaru un apraides tīklu kontroles un uzraudzības sistēmu izstrāde.

NIIR speciālisti tika izveidotas daudzas nacionālās satelītsakaru un apraides sistēmas, kas joprojām darbojas... Šo sistēmu raidīšanas un uztveršanas zemes un gaisa iekārtas arī tika izstrādātas NIIR. Papildus aprīkojumam institūta speciālisti piedāvāja projektēšanas metodes gan pašām satelītu sistēmām, gan atsevišķām to sastāvā iekļautajām ierīcēm. NIIR speciālistu satelītsakaru sistēmu projektēšanas pieredze ir atspoguļota daudzās zinātniskās publikācijās un monogrāfijās.

6.1. Pirmās satelītu sakaru un apraides līnijas caur "Molniya-1" satelītiem

Pirmos eksperimentus ar satelītu sakariem, atstarojot radioviļņus no amerikāņu atstarojošā satelīta "Echo" un Mēness, ko izmantoja kā pasīvos atkārtotājus, veica NIIR speciālisti. 1964. gadā... Radioteleskops, kas atradās Gorkijas apgabala Zimenku ciema observatorijā, saņēma telegrāfa ziņojumus un vienkāršu zīmējumu no Lielbritānijas Džodrelbankas observatorijas.

Šis eksperiments pierādīja iespēju veiksmīgi izmantot kosmosa objektus sakaru organizēšanai uz Zemes.

Satelītu sakaru laboratorijā tika sagatavoti vairāki sistēmu projekti, un pēc tam viņa piedalījās pirmās vietējās satelītsakaru sistēmas "Molniya-1" izstrādē g. frekvenču diapazons zem 1 GHz.Šīs sistēmas izveides galvenā organizācija bija Maskavas Radiosakaru pētniecības institūts (MNIIRS). Sistēmas Molnija-1 galvenais projektētājs ir M.R. Kaplanovs- MNIIRS vadītāja vietnieks.

Sešdesmitajos gados NIIR izstrādāja raidīšanas un uztveršanas kompleksu Gorizont troposfēras radioreleja sistēmai, kas darbojas arī frekvenču diapazonā zem 1 GHz. Šis komplekss tika pārveidots un izveidotā iekārta ar nosaukumu "Gorizont-K" tika izmantota, lai aprīkotu pirmo satelītsakaru līniju "Molniya-1", kas savienoja Maskavu un Vladivostoku. Šī līnija bija paredzēta televīzijas programmas vai 60 telefona kanālu grupas spektra pārraidei. Piedaloties NIIR speciālistiem, šajās pilsētās tika aprīkotas divas zemes stacijas (ES). MNIIRS izstrādāja pirmā mākslīgā sakaru pavadoņa "Molniya-1" borta atkārtotāju, kas tika veiksmīgi palaists 1965. gada 23. aprīlis... Tas tika palaists ļoti eliptiskā orbītā ar orbītas periodu 12 stundas. Šāda orbīta bija ērta, lai apkalpotu PSRS teritoriju, kas atrodas ziemeļu platuma grādos, jo astoņas stundas katrā orbītā satelīts bija redzams no jebkura valsts punkta. . Turklāt palaišana šādā orbītā no mūsu teritorijas tiek veikta ar mazāku enerģijas patēriņu nekā ģeostacionārā. Satelīta "Molniya-1" orbīta ir saglabājusi savu nozīmi līdz mūsdienām un tiek izmantota, neskatoties uz dominējošo ģeostacionāro satelītu attīstību.

6.2. Pasaulē pirmā satelītu sistēma "Orbit" televīzijas programmu izplatīšanai

Pēc tam, kad NIIR speciālisti ir pabeiguši pētījumu par "Molniya-1" satelītu tehniskajām iespējām N.V. Talyzin un L. Ya. Kantors gadā tika ierosināts risināt centrālās televīzijas TV programmu apgādes problēmu valsts austrumu reģionos, izveidojot pasaulē pirmo satelīta apraides sistēmu "Orbīta". 1 GHz diapazonā, pamatojoties uz "Horizon-K" aprīkojumu.

1965.-1967.gadā. rekordīsā laikā mūsu valsts austrumu rajonos vienlaikus tika uzbūvētas un ekspluatācijā nodotas 20 zemes stacijas "Orbīta" un jauna centrālā raidstacija "Reserve". Sistēma Orbita ir kļuvusi par pasaulē pirmo apļveida, televīzijas, sadales satelītu sistēmu, kurā visefektīvāk tiek izmantotas satelītsakaru iespējas.

Jāatzīmē, ka diapazons, kurā jaunā Orbit sistēma darbojās 800–1000 MHz, neatbilda tam, kas saskaņā ar Radionoteikumiem piešķirts fiksētā satelīta dienestam. Darbu pie Orbīta sistēmas pārnešanas uz 6/4 GHz C joslu veica NIIR speciālisti laika posmā no 1970. līdz 1972. gadam. Stacija, kas darbojas jaunajā frekvenču diapazonā, tika nosaukta par "Orbīta-2". Tam tika izveidots pilns aprīkojuma komplekts darbībai starptautiskajā frekvenču diapazonā - sadaļā Zeme-Kosmoss - 6 GHz diapazonā, sadaļā Cosmos-Earth - 4 GHz diapazonā. Vadībā V.M. Tsirlina tika izstrādāta antenu norādīšanas un izsekošanas sistēma ar programmatūras ierīci. Šajā sistēmā tika izmantots ekstrēmais automāts un koniskā skenēšanas metode.

Sāka ieviest staciju "Orbita-2". kopš 1972. gada., a līdz 1986. gada beigām... tika uzbūvēti ap 100. Daudzas no tām joprojām darbojas raiduztvērējstacijās.

Vēlāk tīkla Orbit-2 darbībai tika izveidots un orbītā palaists pirmais padomju ģeostacionārais satelīts "Raduga"; I. Ostrovskis, Ju.M. Fomins u.c.) Tajā pašā laikā ražošanas tehnoloģija un metodes tika izveidota un apgūta kosmosa izstrādājumu zemes apstrāde.

Sistēmai Orbit-2 tika izstrādātas jaunas Gradienta raidierīces (I.E. Mach, M.Z. Zeitlin u.c.), kā arī parametriskie pastiprinātāji (A.V. Sokolovs, E.L. Ratbil, BC Sanin, VM Krylov) un signālu uztveršanas ierīces (VIDyachkov, VMDorofejevs, Ju.A. Afanasjevs, VAPoluhins utt.).

6.3. Pasaulē pirmā tiešās televīzijas apraides sistēma "Ekran"

Plašā Orbīta sistēmas kā TV programmu nodrošināšanas līdzekļa attīstība 70. gadu beigās kļuva ekonomiski nepamatota AP augsto izmaksu dēļ, kas padara to nelietderīgi uzstādīt vietā, kur iedzīvotāju skaits ir mazāks par 100-200 tūkstošiem. cilvēkiem. Efektīvāka izrādījās Ekran sistēma, kas darbojās frekvenču diapazonā zem 1 GHz un tai ir liela iebūvētā retranslatora raidītāja jauda (līdz 300 W). Šīs sistēmas izveides mērķis bija aptvert reti apdzīvotas vietas ar TV apraidi Sibīrijas, Tālo Ziemeļu un daļā Tālo Austrumu reģionos. Tās īstenošanai tika piešķirtas frekvences 714 un 754 MHz, kurās bija iespējams izveidot diezgan vienkāršas un lētas uztveršanas ierīces. Ekran sistēma faktiski kļuva par pasaulē pirmo tiešās satelīta apraides sistēmu.

Šīs sistēmas uztveršanas instalācijām bija jābūt rentablai gan nelielu apdzīvotu vietu apkalpošanai, gan individuālai TV programmu uztveršanai.

Tika palaists pirmais Ekran sistēmas satelīts 1976. gada 26. oktobris . ģeostacionārajā orbītā 99 ° austrumu leņķī Nedaudz vēlāk Krasnojarskā tika izlaistas kolektīvās uztveršanas stacijas "Ekran-KR-1" un "Ekran-KR-10" ar izejas televīzijas raidītāja jaudu 1 un 10 vati. Zemes stacijai, kas raidīja signālus uz Ekran satelītiem, bija antena ar spoguļa diametru 12 m, tā bija aprīkota ar 5 kW Gradienta raidītāju, kas darbojās 6 GHz joslā. Šīs sistēmas NIIR speciālistu izstrādātās uztveršanas iekārtas bija vienkāršākās un lētākās uztveršanas stacijas no visām tajos gados ieviestajām. Līdz 1987. gada beigām uzstādīto Ekran staciju skaits sasniedza 4500.

6.4. TV programmu izplatīšanas sistēmas "Moscow" un "Moscow-Global"

Tālākais progress satelīttelevīzijas apraides sistēmu attīstībā mūsu valstī ir saistīts ar Maskavas sistēmas izveidi, kurā Orbita sistēmas tehniski novecojušās ES tika aizstātas ar mazām ES Sākās mazo ES attīstība. 1974. gadā pēc iniciatīvas N.V. Talyzin un L. Ya. Kantors.

Sistēmai "Moskva" uz "Horizon" satelītiem tika nodrošināta palielināta jaudas muca, kas darbojās 4 GHz joslā līdz šaura stara antenai. Enerģijas koeficienti sistēmā tika izvēlēti tā, lai nodrošinātu nelielas paraboliskās antenas ar 2,5 m spoguļa diametru izmantošanu uztvērējā ES bez automātiskās vadības. Sistēmas "Maskava" pamatiezīme bija stingra spektrālās jaudas plūsmas blīvuma normu ievērošana uz Zemes virsmas, kas noteikta noteikumos fiksētā dienesta sistēmu sakaru nodrošināšanai.... Tas ļāva izmantot šo sistēmu televīzijas apraidei visā PSRS. Sistēma nodrošināja augstas kvalitātes centrālo TV un radio programmu uztveršanu. Pēc tam sistēmā tika izveidots cits kanāls, kas paredzēts laikrakstu lappušu pārraidei.

Šīs stacijas ir kļuvušas plaši izplatītas arī vietējās iestādēs, kas atrodas ārvalstīs (Eiropā, Āfrikas ziemeļos un vairākās citās teritorijās), kas ļāva mūsu pilsoņiem ārzemēs pieņemt vietējās programmas. Veidojot sistēmu "Maskava", tika izmantoti vairāki izgudrojumi un oriģināli risinājumi, kas ļāva uzlabot gan pašas sistēmas uzbūvi, gan tās aparatūras kompleksus. Šī sistēma kalpoja kā prototips daudzām satelītu sistēmām, kas tika izveidotas vēlāk ASV un Rietumeiropā, kurās vidējas jaudas satelīti, kas darbojās fiksētā satelīta pakalpojumu diapazonā, tika izmantoti, lai piegādātu TV programmas maziem un vidēji dārgiem ES. .

Laikā 1986.-1988. tika veikta speciālas sistēmas "Moscow-Global" izstrāde ar maziem AP, kas paredzēta centrālo TV programmu piegādei iekšzemes pārstāvniecībām ārvalstīs, kā arī neliela apjoma diskrētas informācijas pārraidīšanai. Šī sistēma arī darbojas. Tas paredz organizēt vienu TV kanālu, trīs kanālus diskrētas informācijas pārraidei ar ātrumu 4800 biti / s un divus kanālus ar ātrumu 2400 biti / s. Diskrēti informācijas kanāli tika izmantoti Televīzijas un radio apraides komitejas, TASS un APN (politisko ziņu aģentūras) interesēs. Lai aptvertu gandrīz visu zemeslodes teritoriju, tas izmanto divus satelītus, kas atrodas ģeostacionārā orbītā 11 ° W. un 96°E. Saņemšanas stacijās ir spogulis ar diametru 4 m, iekārtas var novietot gan speciālā konteinerā, gan iekštelpās.

6.5. Satelīttelevīzijas apraides sistēma 12 GHz diapazonā

Kopš 1976. gada... NIIR tika uzsākts darbs pie principiāli jaunas satelīttelevīzijas sistēmas izveides tajos gados 12 GHz frekvenču diapazonā (STV-12), kas atvēlēts šādai satelīttelevīzijas apraidei, kurai nebūtu Ekran sistēmām raksturīgo izstarotās jaudas ierobežojumu. un Maskava varētu nodrošināt visas mūsu valsts teritorijas pārklājumu ar daudzprogrammu TV apraidi, kā arī programmu apmaiņu un republikas apraides problēmas risinājumu. Šīs sistēmas izveidē NIIR bija mātes organizācija.

Institūta speciālisti veica pētījumus, kas noteica šīs sistēmas optimālos parametrus, un izstrādāja daudzstobru borta retranslatorus un iekārtas raidīšanas un uztveršanas ES. Šīs sistēmas izstrādes pirmajā posmā tika izmantots vietējais satelīts "Gals", signāli tika pārraidīti analogā veidā, tika izmantotas importētas uztvērēja iekārtas. Vēlāk tika veikta pāreja uz digitālajām iekārtām, kas balstītas uz ārzemju satelītu, kā arī raidīšanas un uztveršanas iekārtām.

6.6. Intersputnik sistēmas izveide

1967. gadā g. sākās sociālistisko valstu starptautiskās sadarbības attīstība satelītsakaru jomā. Tās mērķis bija radīt starptautiskā satelītu sistēma "Intersputnik", kas izstrādāta, lai apmierinātu Bulgārijas, Ungārijas, Vācijas, Mongolijas, Polijas, Rumānijas, PSRS un Čehoslovākijas vajadzības telefonu sakaros, datu pārraidē un TV programmu apmaiņā ... 1969. gadā g. tika izstrādāts šīs sistēmas projekts, organizācijas "Intersputnik" juridiskā bāze, un 1971. gadā tika parakstīts līgums par tā izveidi.

Intersputnik sistēma ir kļuvusi par otro starptautisko satelītsakaru sistēmu pasaulē (pēc Intelsat). NIIR speciālisti ir izstrādājuši ZS projektus, kas ar PSRS palīdzību tika uzbūvēti daudzās sociālistiskās kopienas valstīs. Pirmā gaisa stacija ārvalstīs tika izveidota Kubā, bet otrā - Čehoslovākijā. Kopumā NIIR ir apgādājis vairāk nekā desmit gaisa stacijas ārvalstīs TV, ētera un speciālo programmu uztveršanai.

Sākotnēji Intersputnik izmantoja Molnija-3 satelītus ļoti eliptiskā orbītā, un kopš 1978. gada divus daudzpusējus ģeostacionārus Horizon tipa satelītus ar stacijas punktiem 14 ° W. un 53 ° (un pēc tam 80 °) austrumu garuma. Sākotnēji ZS bija aprīkots ar Gradient-K raidītāju un Orbit-2 uztveršanas kompleksu.

Visus sistēmas un tehniskos risinājumus Intersputnik sistēmas izveidei, kā arī AP aparatūru radīja NIIR speciālisti kopā ar NIIR Promsvyazradio izmēģinājuma rūpnīcu un līdzizpildītājām organizācijām. Sistēma Intersputnik darbojas arī šodien, iznomājot Krievijas kosmosa zvaigznāja stumbrus, kā arī izmantojot savu ģeostacionāro satelītu LMI-1, kas atrodas 75 ° austrumu leņķī. Darbs tika veikts sadarbībā ar Iskra ražošanas apvienību (Krasnojarska), Maskavas un Podoļskas radiotehnikas rūpnīcām.

Darba vadītājs bija S.V. Borodičs .

6.7. Satelīta saites izveide valdības sakariem

1972. gadā... tika noslēgts starpvaldību līgums starp PSRS un ASV par tiešās valdības sakaru līnijas (LPS) izveidi starp valstu vadītājiem ārkārtas gadījumos. Šī svarīgā valdības līguma īstenošana tika uzticēta NIIR speciālistiem. LPS attīstības galvenais projektētājs bija V.L. Bikovs, un atbildīgie izpildītāji - I.A. Jastrebcovs, A.N. Vorobjevs.

PSRS teritorijā tika izveidotas divas ZS: viena (Dubnā pie Maskavas), otra (Zoločevā pie Ļvovas). LPS tika nodota ekspluatācijā 1975. gadā... Tas līdz šim darbojas ar ZS "Dubna" starpniecību. Šī bija pirmā pieredze satelīta līnijas izveidē, ko veica vietējie speciālisti Intelsat starptautiskajā sistēmā.

6.8. Apcietinājumā…

1960.-1980.gadā. NIIR speciālisti risināja mūsu valstij ļoti svarīgas un tehniski sarežģītas nacionālo satelītsakaru un apraides sistēmu izveides problēmas.

· Tika izveidotas sistēmas TV programmu izplatīšanai plašajā mūsu valsts teritorijā, ieskaitot tiešo satelīta TV apraidi. Daudzas NIIR radītās sistēmas bija pirmās pasaulē: Orbit, Ekran, Moskva uc Šo sistēmu zemes daļas aprīkojumu, kā arī borta aprīkojumu izstrādāja arī NIIR, to ražoja vietējā rūpniecība.

· Satelīta sakaru un apraides sistēmas ļāva apmierināt desmitiem miljonu mūsu valsts pilsoņu vajadzības, īpaši tos, kuri dzīvoja mazapdzīvotos Rietumsibīrijas un Tālo Austrumu reģionos. Šajos reģionos izveidojot satelītu sistēmas, iedzīvotājiem pirmo reizi bija iespēja uztvert centrālās televīzijas programmas reāllaikā.

· Satelītu sistēmu ieviešana bija ārkārtīgi svarīga gan Sibīrijas un Tālo Austrumu attālo reģionu, gan visas valsts ekonomiskajai un sociālajai attīstībai.

· Sahalīnas, Kamčatkas, Habarovskas apgabala un daudzu citu attālu apgabalu iedzīvotāji ieguva piekļuvi publiskajam telefonu tīklam.

· NIIR zinātnieki veica oriģinālus pētījumus, kuru mērķis bija radīt metodes dažādu satelītsakaru sistēmās izmantoto ierīču aprēķināšanai. Viņi arī izveidoja metodoloģijas satelītu sakaru sistēmu projektēšanai un uzrakstīja vairākas fundamentālas monogrāfijas un zinātniskus rakstus par satelītu sakaru problēmām.

Izvade

Mūsdienu organizācijām raksturīgs liels daudzums dažādas informācijas, galvenokārt elektroniskās un telekomunikāciju, kas caur tām iziet katru dienu. Tāpēc ir svarīgi nodrošināt augstas kvalitātes izvadi komutācijas mezgliem, kas nodrošina piekļuvi visām svarīgajām sakaru līnijām. Krievijā, kur attālumi starp apdzīvotām vietām ir milzīgi un zemes līniju kvalitāte ir slikta, optimālais risinājums šai problēmai ir satelītu sakaru sistēmu (SSS) izmantošana.

Sākotnēji CCC tika izmantoti televīzijas signāla pārraidīšanai. Mūsu valstij ir raksturīga plaša teritorija, kas jāpārklāj ar sakaru līdzekļiem. To kļuva vieglāk izdarīt pēc satelītsakaru, proti, sistēmas Orbit-2, parādīšanās. Vēlāk parādījās satelīttelefoni, kuru galvenā priekšrocība ir neatkarība no jebkādu vietējo telefonu tīklu klātbūtnes. Kvalitatīvi telefona sakari ir pieejami gandrīz no jebkuras vietas pasaulē.

Prezidenta programmas "Universālais sakaru dienests" ietvaros katrā apdzīvotā vietā tika uzstādīti taksofoni, īpaši nomaļās vietās tika izmantoti satelīta taksofoni.

Saskaņā ar federālo mērķprogrammu "TV un radio apraides attīstība Krievijas Federācijā 2009.-2015.gadam" Krievijā tiek ieviesta digitālā apraide. Programma ir pilnībā finansēta, tostarp līdzekļi tiks novirzīti daudzfunkcionālu satelītu izveidei.

Bibliogrāfija

1. Interneta resurss "Satelītu sakaru vēsture" http://sviazist.nnov.ru/modules/myarticles/article.php?storyid=1026

2. Interneta resurss "Satelīta sakaru organizēšanas principi" http://vsatinfo.ru/index.php?option=com_sobi2&catid=30&Itemid=0

3. Interneta resurss "Brīvā enciklopēdija"

http://ru.wikipedia.org


Pārskats

par abstraktu "Satelītu sakaru sistēmas"

Skolēni 11 klase SM Parabel ģimnāzija

Goroškina Ksenija

Abstrakta tēma ir pilnībā atklāta. Materiāls visās sadaļās ir interesants, pieejams un pārskatāms. Jaukas ilustrācijas. Tiek ievērota abstrakta struktūra. Darbu var izmantot kā mācību līdzekli skolēniem.

Vērtējums "IZCILI"

Eksperts: Borisovs A.V. fizikas skolotājs

Inženieri strādā pie pasaulē pirmā komerciālā sakaru satelīta Early Bird

Pēc mūsdienu standartiem Early Bird satelīts ( INTELSAT I) bija vairāk nekā pieticīgas iespējas: ar 50 MHz joslas platumu tas varēja nodrošināt līdz 240 tālruņa sakaru kanāliem. Jebkurā laikā sakarus varēja veikt starp zemes staciju ASV un tikai vienu no trim zemes stacijām Eiropā (Apvienotajā Karalistē, Francijā vai Vācijā), kuras bija savstarpēji savienotas ar kabeļu sakaru līnijām.

Vēlāk tehnoloģija virzījās uz priekšu un satelīts INTELSAT IX jau bija 3456 MHz joslas platums.

PSRS ilgu laiku satelītsakari tika attīstīti tikai PSRS Aizsardzības ministrijas interesēs. Pateicoties lielākai kosmosa programmas slepenībai, satelītsakaru attīstība sociālistiskajās valstīs noritēja savādāk nekā Rietumvalstīs. Civilo satelītsakaru attīstība sākās ar vienošanos starp 9 sociālistiskā bloka valstīm par Intersputnik sakaru sistēmas izveidi, kas tika parakstīta tikai 1971. gadā.

Satelītu atkārtotāji

Pasīvo sakaru satelīts Echo-2. Metalizētā piepūšamā sfēra kalpoja kā pasīvs atkārtotājs

Pētījuma pirmajos gados tika izmantoti pasīvie satelītu atkārtotāji (piemēri ir satelīti Echo un Echo-2), kas bija vienkāršs radiosignāla atstarotājs (bieži vien metāla vai polimēra sfēra ar metāla izsmidzināšanu), kam nebija raidīšanas un uztveršanas. aprīkojums uz kuģa.... Šādi satelīti nav kļuvuši plaši izplatīti. Visi mūsdienu sakaru satelīti ir aktīvi. Aktīvie retranslatori ir aprīkoti ar elektronisku iekārtu signālu uztveršanai, apstrādei, pastiprināšanai un retranslācijai. Satelītu atkārtotāji var būt neatjaunojošs un atjaunojošs... Neatjaunojošs satelīts, saņēmis signālu no vienas zemes stacijas, pārsūta to uz citu frekvenci, pastiprina un pārraida uz citu zemes staciju. Satelīts šo darbību veikšanai var izmantot vairākus neatkarīgus kanālus, no kuriem katrs strādā ar noteiktu spektra daļu (šos apstrādes kanālus sauc par transponderiem).

Reģeneratīvais satelīts demodulē saņemto signālu un atkārtoti modulē to. Rezultātā kļūdu labošana tiek veikta divas reizes: satelītā un uztverošajā zemes stacijā. Šīs metodes trūkums ir sarežģītība (un līdz ar to arī daudz augstākas satelīta izmaksas), kā arī palielināta signāla pārraides aizkave.

Satelīta atkārtotāja orbītas

Orbītas, uz kurām atrodas satelītu transponderi, ir iedalītas trīs klasēs:

  • ekvatoriāls,
  • slīpi,
  • polārais.

Svarīga šķirne ekvatoriālā orbīta ir ģeostacionāra orbīta, kurā satelīts griežas ar leņķisko ātrumu, kas vienāds ar Zemes leņķisko ātrumu, virzienā, kas sakrīt ar Zemes griešanās virzienu. Ģeostacionārās orbītas acīmredzamā priekšrocība ir tā, ka uztvērējs apkalpošanas zonā visu laiku “redz” satelītu.

Tomēr ir tikai viena ģeostacionāra orbīta, un tajā nav iespējams palaist visus satelītus. Otrs tā trūkums ir lielais augstums un līdz ar to arī augstākas izmaksas par satelīta palaišanu orbītā. Turklāt satelīts, kas atrodas ģeostacionārā orbītā, nespēj apkalpot zemes stacijas cirkumpolārajā reģionā.

Slīpa orbītaļauj atrisināt šīs problēmas, tomēr satelīta kustības dēļ attiecībā pret zemes novērotāju ir nepieciešams vienā orbītā palaist vismaz trīs satelītus, lai nodrošinātu diennakts piekļuvi sakariem.

Polārā orbīta- ierobežojošais slīpais gadījums (ar slīpumu 90º).

Izmantojot slīpas orbītas, zemes stacijas ir aprīkotas ar izsekošanas sistēmām, kas vērš antenu uz satelītu. Stacijas, kas darbojas ar satelītiem ģeostacionārā orbītā, parasti ir aprīkotas arī ar šādām sistēmām, lai kompensētu novirzes no ideālās ģeostacionārās orbītas. Izņēmums ir mazas antenas, ko izmanto satelīttelevīzijas uztveršanai: to starojuma shēma ir pietiekami plaša, tāpēc tās nejūt satelīta vibrācijas ideālā punkta tuvumā.

Frekvences atkārtota izmantošana. Pārklājuma zonas

Tā kā radiofrekvences ir ierobežots resurss, ir jānodrošina, lai vienas un tās pašas frekvences varētu izmantot dažādas zemes stacijas. To var izdarīt divos veidos:

  • telpiskā atdalīšana- katra satelīta antena saņem signālu tikai no noteikta apgabala, savukārt dažādi apgabali var izmantot vienas un tās pašas frekvences,
  • polarizācijas atdalīšana- dažādas antenas uztver un raida signālu savstarpēji perpendikulārās polarizācijas plaknēs, savukārt vienas un tās pašas frekvences var izmantot divas reizes (katrai no plaknēm).

Tipiskā ģeostacionārā satelīta pārklājuma karte ietver šādus komponentus:

  • globālais stars- sazinās ar zemes stacijām visā pārklājuma zonā, tam tiek piešķirtas frekvences, kas nekrustojas ar citiem šī satelīta stariem.
  • rietumu un austrumu puslodes stari- šie stari ir polarizēti A plaknē, un tas pats frekvenču diapazons tiek izmantots rietumu un austrumu puslodē.
  • zonas stari- polarizēts plaknē B (perpendikulāri A) un izmantot tādas pašas frekvences kā pusložu stari. Tādējādi zemes stacija, kas atrodas vienā no zonām, var izmantot arī puslodes starus un globālo staru kūli.

Šajā gadījumā visas frekvences (izņemot tās, kas rezervētas globālajam staram) tiek izmantotas atkārtoti: rietumu un austrumu puslodē un katrā no zonām.

Frekvenču joslas

Antena satelīttelevīzijas uztveršanai (Ku-band)

Satelītantena C joslai

Frekvences izvēle datu pārraidei no zemes stacijas uz satelītu un no satelīta uz zemes staciju nav patvaļīga. Frekvence ietekmē, piemēram, radioviļņu absorbciju atmosfērā, kā arī nepieciešamos raidošās un uztverošās antenas izmērus. Frekvences, kurās notiek pārraide no zemes stacijas uz satelītu, atšķiras no frekvencēm, ko izmanto pārraidei no satelīta uz zemes staciju (parasti iepriekš minētā).

Satelīta sakaros izmantotās frekvences ir sadalītas diapazonos, kas apzīmēti ar burtiem. Diemžēl dažādās literatūrā precīzas diapazonu robežas var nesakrist. Orientējošās vērtības ir norādītas ITU ieteikumā V.431-6:

Diapazona nosaukums Frekvences (saskaņā ar ITU-R V.431-6) Pieteikums
L 1,5 GHz Mobilie satelīta sakari
S 2,5 GHz Mobilie satelīta sakari
AR 4 GHz, 6 GHz Fiksētie satelīta sakari
X Satelīta sakariem frekvences nav noteiktas ITU-R ieteikumos. Radara lietojumiem noteiktais diapazons ir 8–12 GHz. Fiksētie satelītsakari (militāriem nolūkiem)
Ku 11 GHz, 12 GHz, 14 GHz
K 20 GHz Fiksētie satelīta sakari, satelīta apraide
Ka 30 GHz Fiksētie satelītu sakari, starpsatelītu sakari

Tiek izmantotas arī augstākas frekvences, taču to palielināšanu kavē lielā šo frekvenču radioviļņu absorbcija atmosfērā. Ku-band ļauj uztvert ar salīdzinoši mazām antenām, tāpēc to izmanto satelīttelevīzijā (DVB), neskatoties uz to, ka laikapstākļi šajā joslā būtiski ietekmē pārraides kvalitāti.

Lielu lietotāju (organizāciju) datu pārraidei bieži izmanto C joslu. Tas nodrošina labāku uztveršanu, taču tam ir nepieciešams diezgan liels antenas izmērs.

Modulācija un prettrokšņu kodēšana

Satelītu sakaru sistēmu iezīme ir nepieciešamība strādāt relatīvi zemas signāla un trokšņa attiecības apstākļos, ko izraisa vairāki faktori:

  • ievērojams uztvērēja attālums no raidītāja,
  • ierobežota satelīta jauda (nespēja pārraidīt ar lielu jaudu).

Tā rezultātā satelīta sakari ir slikti piemēroti analogo signālu pārraidīšanai. Tāpēc, lai pārraidītu runu, tā ir iepriekš digitalizēta, izmantojot, piemēram, impulsa koda modulāciju (PCM).

Lai pārraidītu ciparu datus pa satelīta sakaru kanālu, tie vispirms ir jāpārvērš radiosignālā, kas aizņem noteiktu frekvenču diapazonu. Šim nolūkam tiek izmantota modulācija (saukta arī par digitālo modulāciju manipulācijas). Visizplatītākie satelītsakaru lietojumprogrammu digitālās modulācijas veidi ir fāzes nobīdes atslēgas un kvadrātveida amplitūdas modulācija. Piemēram, DVB-S2 sistēmas izmanto QPSK, 8-PSK, 16-APSK un 32-APSK.

Modulācija tiek veikta zemes stacijā. Modulētais signāls tiek pastiprināts, pārsūtīts uz vēlamo frekvenci un ievadīts raidīšanas antenā. Satelīts uztver signālu, pastiprina, dažreiz atjauno, pārsūta to uz citu frekvenci un, izmantojot noteiktu raidīšanas antenu, pārraida uz zemi.

Vairākkārtēja piekļuve

Lai nodrošinātu iespēju vairākiem lietotājiem vienlaikus izmantot satelīta atkārtotāju, tiek izmantotas vairākas piekļuves sistēmas:

  • Frequency Division Multiple Access – katram lietotājam piešķirot atsevišķu frekvenču diapazonu.
  • laika dalīšanas daudzkārtēja piekļuve - katram lietotājam tiek piešķirts noteikts laika intervāls (laika posms), kura laikā viņš pārraida un saņem datus.
  • koda dalīšanas daudzkārtēja piekļuve - šajā gadījumā katram lietotājam tiek piešķirta koda secība, kas ir ortogonāla citu lietotāju kodu secībām. Lietotāja dati tiek uzlikti uz kodu secības tā, lai dažādu lietotāju pārraidītie signāli netraucētu viens otram, lai gan tie tiek pārraidīti vienādās frekvencēs.

Turklāt daudziem lietotājiem nav nepieciešama pastāvīga piekļuve satelītu sakariem. Šiem lietotājiem pēc pieprasījuma tiek piešķirts saziņas kanāls (laika slots), izmantojot DAMA (pieprasījuma piešķirtās vairākkārtējas piekļuves) tehnoloģiju.

Satelīta sakaru lietojumprogrammas

Mugurkauls satelīta sakari

Sākotnēji satelītsakaru rašanos noteica nepieciešamība pārraidīt lielu informācijas apjomu. Pirmā satelītu sakaru sistēma bija Intelsat sistēma, pēc tam tika izveidotas līdzīgas reģionālās organizācijas (Eutelsat, Arabsat un citas). Laika gaitā balss pārraides īpatsvars kopējā mugurkaula trafika apjomā ir nepārtraukti samazinājies, dodot vietu datu pārraidei.

Attīstoties optisko šķiedru tīkliem, pēdējie sāka izspiest satelīta sakarus no mugurkaula tirgus.

VSAT sistēmas

Vārdi "ļoti maza apertūra" attiecas uz termināla antenu izmēru attiecībā pret vecāku mugurkaula antenu izmēru. VSAT, kas darbojas C joslā, parasti izmanto antenas ar diametru 1,8-2,4 m, Ku joslā - 0,75-1,8 m.

VSAT sistēmas izmanto kanālu tehnoloģiju pēc pieprasījuma.

Mobilo satelītsakaru sistēmas

Lielākajai daļai mobilo satelītsakaru sistēmu raksturīga iezīme ir termināļa antenas mazais izmērs, kas apgrūtina signāla uztveršanu. Lai signāla stiprums, kas sasniedz uztvērēju, būtu pietiekams, tiek izmantots viens no diviem risinājumiem:

  • Daudzi satelīti atrodas uz slīps vai polārais orbītas. Tajā pašā laikā nepieciešamā raidītāja jauda nav tik liela, un satelīta palaišanas orbītā izmaksas ir zemākas. Tomēr šai pieejai ir nepieciešams ne tikai liels skaits satelītu, bet arī plašs zemes slēdžu tīkls. Līdzīgu metodi izmanto operatori Iridium un Globalstar.

Mobilo sakaru operatori konkurē ar personīgajiem satelītu operatoriem. Raksturīgi, ka gan Globalstar, gan Iridium piedzīvoja nopietnas finansiālas grūtības, kas noveda pie Iridium reorganizāciju bankrots 1999

2006. gada decembrī tika palaists eksperimentāls ģeostacionārs satelīts Kiku-8 ar rekordlielu antenas laukumu, ko paredzēts izmantot, lai pārbaudītu satelīta sakaru tehnoloģiju ar mobilajām ierīcēm, kas nav lielākas par mobilajiem tālruņiem.

Satelīta internets

Satelīta sakari tiek izmantoti "pēdējās jūdzes" (komunikācijas kanāla starp interneta pakalpojumu sniedzēju un klientu) organizēšanā, īpaši vietās ar vāji attīstītu infrastruktūru.

Šāda veida piekļuves funkcijas ir šādas:

  • Ienākošās un izejošās trafika atdalīšana un papildu tehnoloģiju piesaiste to apvienošanai. Tāpēc šādus savienojumus sauc asimetrisks.
  • Ienākošā satelīta kanāla vienlaicīga izmantošana vairākiem (piemēram, 200) lietotājiem: dati tiek vienlaicīgi pārsūtīti caur satelītu visiem klientiem, kas ir "izmūrēti", klienta terminālis nodarbojas ar nevajadzīgo datu filtrēšanu (šī iemesla dēļ "Makšķerēšana no satelīta") ir iespējams).

Izšķir izejošā kanāla veidu:

  • Termināļi, kas darbojas tikai signāla uztveršanai (lētākā savienojuma iespēja). Šajā gadījumā izejošajai trafikai ir jābūt citam interneta savienojumam, kura nodrošinātājs ir nosaukts virszemes pakalpojumu sniedzējs... Lai strādātu šādā shēmā, tiek izmantota tunelēšanas programmatūra, kas parasti ir iekļauta termināļa piegādē. Neskatoties uz sarežģītību (tostarp iestatīšanas grūtībām), šī tehnoloģija ir pievilcīga tās lielā ātruma dēļ, salīdzinot ar iezvanpieeju par salīdzinoši zemu cenu.
  • Saņemšanas un pārsūtīšanas termināļi. Izejošais kanāls ir sakārtots šauri (salīdzinājumā ar ienākošo). Abus virzienus nodrošina viena un tā pati ierīce, un tāpēc šādu sistēmu ir daudz vieglāk konfigurēt (īpaši, ja terminālis ir ārējs un ir savienots ar datoru, izmantojot Ethernet interfeisu). Šādai shēmai ir nepieciešams uz antenas uzstādīt sarežģītāku (uztveršanas-raidīšanas) pārveidotāju.

Jebkurā gadījumā dati no pakalpojumu sniedzēja klientam parasti tiek pārsūtīti saskaņā ar DVB ciparu apraides standartu, kas ļauj izmantot vienu un to pašu aprīkojumu gan piekļuvei tīklam, gan satelīttelevīzijas uztveršanai.

Satelīta sakaru trūkumi

Vāja trokšņu imunitāte

Milzīgie attālumi starp zemes stacijām un satelītu izraisa ļoti zemu signāla un trokšņa attiecību uztvērējā (daudz mazāk nekā lielākajā daļā mikroviļņu savienojumu). Lai šajos apstākļos nodrošinātu pieņemamu kļūdu iespējamību, ir jāizmanto lielas antenas, zema trokšņa elementi un sarežģīti kļūdu labošanas kodi. Šī problēma ir īpaši aktuāla mobilo sakaru sistēmās, jo tām ir ierobežojumi attiecībā uz antenas izmēru un, kā likums, raidītāja jaudu.

Atmosfēras ietekme

Satelītu sakaru kvalitāti spēcīgi ietekmē ietekme troposfērā un jonosfērā.

Troposfēras absorbcija

Signāla absorbcija atmosfērā ir atkarīga no tā frekvences. Absorbcijas maksimumi ir 22,3 GHz (ūdens tvaiku rezonanse) un 60 GHz (skābekļa rezonanse). Kopumā absorbcija būtiski ietekmē signālu izplatīšanos virs 10 GHz (tas ir, sākot no Ku joslas). Papildus absorbcijai radioviļņu izplatīšanās laikā atmosfērā notiek izbalēšanas efekts, ko izraisa dažādu atmosfēras slāņu refrakcijas koeficientu atšķirība.

Jonosfēras ietekme

Ietekme jonosfērā ir saistīta ar brīvo elektronu sadalījuma svārstībām. Jonosfēras ietekme, kas ietekmē radioviļņu izplatīšanos, ietver mirgot, absorbcija, izplatīšanās kavēšanās, dispersiju, frekvences maiņa, polarizācijas plaknes rotācija... Visi šie efekti samazinās, palielinoties biežumam. Signāliem, kuru frekvence pārsniedz 10 GHz, to ietekme ir maza.

Salīdzinoši zemas frekvences signāli (L-josla un daļēji C-josla) cieš no jonosfēras scintilācija kas rodas no nelīdzenumiem jonosfērā. Šīs mirgošanas rezultāts ir nepārtraukti mainīgs signāla stiprums.

Signāla izplatīšanās aizkave

Signāla izplatīšanās kavēšanās problēma vienā vai otrā veidā ietekmē visas satelītu sakaru sistēmas. Sistēmām, kas izmanto satelīta retranslatoru ģeostacionārā orbītā, ir vislielākais latentums. Šajā gadījumā aizkave radioviļņu ierobežotā izplatīšanās ātruma dēļ ir aptuveni 250 ms, un, ņemot vērā multipleksēšanas, komutācijas un signālu apstrādes kavējumus, kopējā aizkave var būt līdz 400 ms.

Izplatīšanās aizkave ir visnevēlamākā reāllaika lietojumprogrammās, piemēram, telefonijā. Turklāt, ja signāla izplatīšanās laiks pa satelītsakaru kanālu ir 250 ms, laika starpība starp abonentu replikām nedrīkst būt mazāka par 500 ms.

Dažās sistēmās (piemēram, VSAT sistēmās, kurās tiek izmantota zvaigžņu topoloģija) signāls tiek pārraidīts divas reizes pa satelīta saiti (no termināļa uz centrālo vietu un no centrālās vietas uz citu termināli). Šajā gadījumā kopējā kavēšanās tiek dubultota.

Saules traucējumu ietekme

Skatīt arī

  • Akadēmiķa MF Rešetņeva vārdā nosauktā AS "Informācijas satelītu sistēmas"

Piezīmes (rediģēt)

  1. Višņevskis V.I., Ļjahovs A.I., Portnojs S.L., Šahnovičs I.V. Tīkla tehnoloģiju attīstības vēsturiskā skice // Platjoslas informācijas pārraides tīkli. - Monogrāfija (publicēta ar Krievijas Fundamentālo pētījumu fonda atbalstu). - M .: "Tehnosfēra", 2005. - S. 20. - 592 lpp. - ISBN 5-94836-049-0
  2. Sakaru satelīta īsa vēsture. Miljarda dolāru tehnoloģija
  3. Sakaru satelīta īsa vēsture. Globālais ciems: starptautiskā komunikācija
  4. INTELSAT satelītu Zemes stacijas rokasgrāmata, 1999, 1. lpp. astoņpadsmit
  5. Sklyar B. Digitālā komunikācija. Teorētiskie pamati un praktiskais pielietojums. Ed. 2., rev.: Per. no angļu valodas - M .: Izdevniecība "Williams", 2004
  6. Intersputnik oficiālā vietne
  7. Platjoslas satelītu daudzpakalpojumu tīklu konceptuālie un juridiskie jautājumi
  8. Deniss Rodijs. Satelīta sakari. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, 1. lpp. 167
  9. INTELSAT satelītu Zemes stacijas rokasgrāmata, 1999, 1. lpp. 2
  10. INTELSAT satelītu Zemes stacijas rokasgrāmata, 1999, 1. lpp. 73
  11. Deniss Rodijs. Satelīta sakari. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, lpp. 6, 108
  12. INTELSAT satelītu Zemes stacijas rokasgrāmata, 1999, 1. lpp. 28
  13. Ieteikums ITU-R V.431-6. Telekomunikācijās izmantoto frekvenču un viļņu garuma joslu nomenklatūra
  14. Deniss Rodijs. Satelīta sakari. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, lpp. 6, 256
  15. Deniss Rodijs. Satelīta sakari. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, 1. lpp. 264
  16. http://www.telesputnik.ru/archive/116/article/62.html DVB-S2 standarts. Jauni uzdevumi - jauni risinājumi // Satelītu un kabeļtelevīzijas un telekomunikāciju žurnāls "Telesputnik"
  17. Deniss Rodijs. Satelīta sakari. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, 1. lpp. 283
  18. Morelosa-Saragoza R. Kļūdu labošanas kodēšanas māksla. Metodes, algoritmi, pielietojums / per. no angļu valodas V. B. Afanasjeva. - M .: Tehnosfēra, 2006 .-- 320 lpp. - (Komunikācijas pasaule). - 2000 eksemplāru. - ISBN 5-94836-035-0
  19. Dr. Lin-nan Lī LDPC kodi, pielietojums nākamās paaudzes sakaru sistēmām // IEEE pusgada transportlīdzekļu tehnoloģiju konference... - 2003. gada oktobris.
  20. Bernards Sklārs. Digitālā komunikācija. Teorētiskie pamati un praktiskais pielietojums = Digital Communications: Fundamentals and Applications. - 2. izd. - M .: "Williams", 2007. - S. 1104. - ISBN 0-13-084788-7
  21. Jamalas satelītu sakaru un apraides sistēma
  22. VSAT FAQ
  23. Deniss Rodijs. Satelīta sakari. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, 1. lpp. 68
  24. Deniss Rodijs. Satelīta sakari. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, 1. lpp. 91
  25. Deniss Rodijs. Satelīta sakari. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, 1. lpp. 93
  26. Brūss R. Elberts. Satelīta sakaru lietojumprogrammu rokasgrāmata. - Artech House, Inc., 2004, lpp. 34.

Saites

  • WTEC grupas ziņojums par globālo satelītsakaru tehnoloģiju un sistēmām (inž.)
  • Par Early Bird satelītu vietnē boeing.com
  • Sakaru satelītu īsa vēsture
  • VSAT FAQ
  • VSAT FAQ (krievu valodā)
  • Satelīta internets un VSAT informācijas centrs
  • Satelīta sakari un kosmosa laikapstākļi (ang.)
  • Satelīta sakari globālajā internetā: problēmas, nepilnības un potenciāls
  • Satelītu telekomunikāciju tehnoloģijas pašreizējā stadijā (rus.)

Literatūra

  1. INTELSAT satelītu Zemes stacijas rokasgrāmata
  2. Deniss Rodijs. Satelīta sakari. - McGraw-Hill Telecommunications, 2001.
  3. Brūss R. Elberts. Satelīta sakaru lietojumprogrammu rokasgrāmata. - Artech House, Inc., 2004. - ISBN 1-58053-490-2
  4. Ascent to Orbit, zinātniska autobiogrāfija: Artura Klārka tehniskie raksti. - Ņujorka: John Wiley & Sons, 1984.

Sāpīgās problēmas risina kosmosa staciju ķēde ar 24 stundu orbītas periodu, kas aizņem 42 000 km augstumu attiecībā pret Zemes centru ... ekvatoriālajā plaknē.

A. Klārks, 1945. gads.

Akmens laikmetā saskanīgs tīkls darbojas, atkārtojot darbības, lai regulētu ugunsgrēka izdalīto dūmu daudzumu. Zeme pazina skrējējus, Mazais Muks kļuva par labāko. Mūsdienu sistēma izmanto kosmosa kuģus. Satelīta priekšrocība ir lielais teritorijas pārklājums. Viļņus izmanto galvenokārt īsus, kas spēj izplatīties taisnā līnijā. Pasaule ir viena – cenas ir visur...

Priekšnoteikumi lietošanai

Retranslācijas ideju izdomāja Emīls Gvarīni-Foresio 1899. gadā. Mediētās signālu pārraides koncepciju publicēja Vācijas Elektrotehnikas žurnāls (16., 35.-36. sējums). Artūrs Klārks 1945. gadā izteica koncepciju par sakaru sistēmu starp ģeostacionāriem kosmosa kuģiem. Rakstnieks atteicās pieņemt patentu, noraidot divus secinājumus:

  1. Zema varbūtība, ka ideja tiks īstenota.
  2. Nepieciešamība dot ideju cilvēcei kopumā.

Tajā pašā laikā zinātnieks norādīja planētas virsmas apgabalu labākā pārklājuma koordinātas:

  • 30 grādi uz austrumiem - Āfrika, Eiropa.
  • 150 grādi uz austrumiem - Ķīna, Okeānija.
  • 90 grādi W. - Amerika.

Rakstnieks pazemināja darba frekvenci, paužot nodomu izmantot 3 MHz, samazinot hipotētiskos atstarotājus (dažas pēdas).

Uz zemes bāzētas mikroviļņu sistēmas

Angļu un franču konsorcijs Andrē Klavjē vadībā gāja tālāk. Pirmie veiksmīgie mēģinājumi izmantot mikroviļņu sakaru diapazonu ir datēti ar 1931. gadu. Lamanšs demonstrēja informācijas pārraidi ar frekvenci 1,7 GHz (mūsdienu šūnu josla) 64 kilometru garumā, izmantojot stacijas, kas aprīkotas ar 3 metru diametra šķīvjiem, savienojot Doveru un Kalē.

Interesanti! Pirmais komerciālais VHF televīzijas kanāls izmantoja 300 MHz.

Vēsturnieki mēdz uzskatīt Otro pasaules karu par zirgu, kas nozari izvirzīja virsotnē. Klistrona izgudrojums un paraboloīdu ražošanas tehnoloģiju uzlabošana deva nenovērtējamu ieguldījumu. Transatlantisko attiecību ziedu laiki aizsākās pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados.

Uzziņai! Pirmā releja līnija, ko veido astoņi retranslatori, Ņujorka - Bostona, tika uzbūvēta 1947. gadā.

Amerika un Eiropa ir izveidojušas informācijas pārraidi, izmantojot atkārtotājus (radio sakari, ko sauc par releju). Tūlīt sākās komerciālā apraide. Mikroviļņu komunikācijas iezīme tiek saukta par spēju precīzi paredzēt rezultātu jau sistēmas projektēšanas stadijā.

Uzziņai! Releja sakari ir tehnoloģija digitālo, analogo signālu pārraidīšanai starp uztvērējiem redzes laukā.

Kosmosa kuģis

Pirmais padomju satelīts (1957) pārvadāja sakaru iekārtas. Trīs gadus vēlāk amerikāņi pacēla 1500 km augstumā piepūšamo balonu, kas, pateicoties sfēras metalizētajam pārklājumam, kalpoja kā pasīvais atkārtotājs. 1964. gada 20. augustā 11 valstis, tostarp PSRS, parakstīja līgumu par Intelsat (starptautisko sakaru) izveidi. Padomju bloks sekoja slepenības ceļam, kamēr Rietumi pelnīja naudu. Austrumu bloks izveidoja savu programmu 1971. gadā.

Satelīti bija īsts atradums, kas ļāva savienot okeāna pretējos krastus. Optiskā šķiedra ir alternatīva.

Militārie spēki bija pirmie, kas palaida tumšo zirgu kopā ar troposfēras komunikāciju, kas izmantoja viļņu atstarošanas efektu augšējos slāņos. Padomju mikroviļņu sakarus pārtvēra debesu grupa Riolīts. Sistēma, kas izstrādāta CIP (ASV). Ierīce ieņēma pozīciju, ko uztver padomju releja sakaru zemes stars, ierakstot ziņojumus. Tika kontrolētas Ķīnas un Austrumeiropas teritorijas. Lietussargam līdzīgo atstarotāju diametrs sasniedza 20 metrus.

ASV vadība vienmēr ir zinājusi PSRS līderu ieceres, uzklausot visu, arī telefona zvanus. Mūsdienās satelītu sistēmas, pateicoties Doplera efektam, ļauj attālināti apmeklēt visas "konfidenciālas" sarunas, kas notiek telpās, kas aprīkotas ar tipisku stikla pakešu logu.

Tiek reģistrēti pirmie mēģinājumi īstenot Nikolas Teslas idejas kosmosā: bezvadu elektroenerģijas pārraide ar satelītantenām. Eposs sākās 1975. gadā. Tagad koncepcija ir atgriezusies mājās. Wardencliffe Tower jau sen ir iznīcināts, bet galvenā Havaju sala saņēma savus 20 vatus bezvadu režīmā.

Uzziņai! Kosmosa komunikāciju izmantošana ir izrādījusies ekonomiski dzīvotspējīga optiskās šķiedras alternatīva.

Signāla īpašības

Nav brīnums, ka tiek izmantoti satelīti.

Caurspīdīgi logi

Atmosfēras viļņu absorbcijas fenomens ir zināms jau ilgu laiku. Zinātnieki, izpētījuši šo fenomenu, secināja:

  • Signāla vājināšanos nosaka frekvence.
  • Tiek ievēroti caurspīdīguma logi.
  • Šo parādību modulē laika apstākļi.

Piemēram, milimetru diapazonu (30-100 GHz) stipri nomāc lietus. 60 GHz frekvences apkārtne absorbē skābekļa molekulas, 22 GHz - ūdeni. Frekvences zem 1 GHz nogriež galaktikas starojums. Temperatūras troksnis no atmosfēras negatīvi ietekmē.

Iepriekš minētais izskaidro mūsdienu kosmosa sakaru frekvenču izvēli. Pilns Ku-joslas signāla raksturlielumu saraksts ir parādīts attēlā.

Tiek izmantota arī C josla.

Uzņemšanas zonas

Stars, šķērsojot Zemes virsmu, veido līdzvērtīgas uztveršanas izotropiskas līknes. Kopējie zaudējumi ir:

  1. 200 dB - C josla.
  2. 206 dB - Ku josla.

Saules traucējumi var traucēt iepakošanu maisos. Sliktākos apstākļus, kas ilgst 5-6 dienas, rada nesezona (ziema, rudens). Gaismekļa traucējumi nodrošina zemes staciju tehniķiem garantētu darbu. Izsekošanas sistēmas tiek izslēgtas uz dabas parādības laiku. Pretējā gadījumā apakštasītes var noķert Sauli, dodot nepareizas komandas borta stabilizācijas sistēmām. Bankas, lidostas saņem brīdinājumu: īslaicīgi tiks traucēti sakari.

Freneļa zonas

Šķēršļi ap sakaru torni izraisa viļņu pievienošanu, veidojot signāla vājināšanās / pieauguma zonas. Šī parādība izskaidro nepieciešamību pēc tīras vietas raiduztvērēja tuvumā. Par laimi, mikroviļņu krāsnīm nav šī trūkuma. Pateicoties svarīgai funkcijai, katrs vasaras iedzīvotājs noķer NTV + ar šķīvi.

Mirgošana

Neprognozējamas izmaiņas atmosfērā liek signālam pastāvīgi mainīties. Amplitūdas svārstības līdz 12 dB ietekmē 500 MHz joslas platumu. Parādība ilgst maksimāli 2-3 stundas. Mirgošana neļauj zemes stacijām izsekot satelītam, tādēļ ir jāveic profilaktiskas darbības.

Sijas linearitāte

Mikroviļņu krāsns iezīme tiek uzskatīta par taisnu staru trajektoriju. Šī parādība ļauj koncentrēt jaudu, pazeminot prasības borta sistēmām. Protams, pirmais uzdevums bija spiegošana. Vēlāk antenas pārstāja būt šauri virzītas, aptverot plašas teritorijas, piemēram, Krieviju.

Inženieri īpašumu sauc par mīnusu: nav iespējams apbraukt kalnus, gravas.

Viļņu pievienošanas iezīmes

Interferences modeļa praktiski nav. Ir iespējams ievērojami kompaktēt blakus esošos frekvenču kanālus.

Jauda

Koteļņikova teorēma nosaka pārraidītā signāla spektra augšējo robežu. Slieksni tieši nosaka nesējfrekvence. Mikroviļņu krāsns augsto vērtību dēļ satur līdz pat 30 reizēm vairāk informācijas nekā VHF.

Reģenerācijas iespēja

Digitālo tehnoloģiju attīstība ir pavērusi ceļu kļūdu labošanas paņēmieniem. Mākslīgais satelīts:

  • saņēma vāju signālu;
  • dekodēts;
  • izlabotas kļūdas;
  • kodēts;
  • nodots.

Lieliskā satelītsakaru kvalitāte ir kļuvusi par "sakāmvārdu".

Virszemes antenas

Satelītšķīvjus sauc par paraboloīdiem. Diametrs sasniedz 4 metrus. Papildus iepriekšminētajam ir 2 veidu releja sakaru antenas (abas zemes):

  1. Dielektriskās lēcas.
  2. Ragas antenas.

Paraboloīdi nodrošina augstu selektivitāti, ļaujot staram sazināties tūkstošiem kilometru. Tipiska šķīvīte nespēj pārraidīt signālu, ir nepieciešama lielāka veiktspēja.

Darbības princips

Spiegu satelīti pastāvīgi pārvietojās, nodrošinot relatīvu neievainojamību un novērošanas slepenību. Mierīgu tehnoloģiju izmantošana paņēma citu ceļu. Klārka koncepcija tika īstenota:

  • Ekvatoriālajā orbītā atrodas simtiem ģeostacionāru satelītu.
  • Pozīcijas stabilitāte nodrošina vieglu zemes aprīkojuma norādīšanu.
  • Orbitālais augstums (35786 metri) ir fiksēts, jo ir nepieciešams līdzsvarot zemes gravitāciju ar centrbēdzes spēku.

Ierīce aptver daļu planētas teritorijas.

Intelsat sistēmu veido 19 satelīti, kas sagrupēti četros reģionos. Abonents vienlaikus redz 2-4.

Sistēmas kalpošanas laiks ir 10-15 gadi, pēc tam tiek mainītas novecojušās iekārtas. Planētu un Saules gravitācijas ietekme atklāj nepieciešamību izmantot stabilizācijas sistēmas. Korekcijas process ievērojami samazina transportlīdzekļu degvielas resursus. Intelsat komplekss pieļauj pozīcijas novirzes līdz 3 grādiem, pagarinot orbītas spieta mūžu (vairāk nekā trīs gadus).

Frekvences

Caurspīdības logs ir ierobežots līdz 2–10 GHz diapazonam. Intelsat izmanto 4–6 GHz reģionu (C josla). Slodzes pieaugums izraisīja daļas satiksmes pāreju uz Ku joslu (14, 11, 12 GHz). Darba zona tiek sadalīta pa daļām retranslatoriem. Virszemes signāls tiek uztverts, pastiprināts, izstarots atpakaļ.

Problēmas

  1. Augstās palaišanas izmaksas. 35 tūkstošu kilometru pārvarēšana prasa daudz līdzekļu.
  2. Signāla izplatīšanās aizkave pārsniedz ceturtdaļu sekundes (sasniedzot 1 s).
  3. Neliels mākslīgā gaisa kuģa redzamības līnijas slīpuma leņķis palielina enerģijas izmaksas.
  4. Uzņemšanas zona ir nosegta neefektīvi. Milzu telpās nav abonentu. Apraides efektivitāte ir ārkārtīgi zema.
  5. Caurspīdības logi ir šauri, zemes stacijas ir jāizkaisa ģeogrāfiski, lai mainītu polarizāciju.

Risinājumi

Daļēji trūkumi tiek novērsti, ieviešot slīpu orbītu. Satelīts pārstāj būt ģeostacionārs (skatīt iepriekš Aukstā kara spiegu satelītus). Lai nodrošinātu saziņu visu diennakti, ir nepieciešamas vismaz trīs vienādā attālumā esošās ierīces.

Polārā orbīta

Tikai polārā orbīta spēj nosegt virsmu. Tomēr būs nepieciešami vairāki kosmosa kuģa orbītas periodi. Satelītu bars, kas atrodas ap stūri, spēj atrisināt problēmu. Polārās orbītas ir apiejušas komerciālo apraidi, kļūstot par uzticamu sistēmu palīgu:

  • navigācija;
  • meteoroloģija;
  • zemes kontroles stacijas.

Slīpa orbīta

Tilt veiksmīgi izmantoja padomju satelīti. Orbītu raksturo šādi parametri:

  • aprites periods - 12 stundas;
  • slīpums - 63 grādi.

Redzams 8/12 stundas, trīs satelīti nodrošina sakarus ar polārajiem reģioniem, kas nav pieejami no ekvatora.

Satelīta tālrunis

Mobilais sīkrīks tieši uztver vietu, apejot zemes torņus. Pirmais Inmarsat 1982. gadā nodrošināja piekļuvi jūrniekiem. Sauszemes suga tika izveidota septiņus gadus vēlāk. Kanāda bija pirmā, kas atzina priekšrocības, ko sniedz tuksneša apgabalu aprīkošana ar retiem iedzīvotājiem. Pēc programmas, ASV apguva.

Problēma tiek atrisināta, palaižot zemu lidojošus satelītus:

  1. Aprites periods ir 70..100 minūtes.
  2. Augstums 640..1120 km.
  3. Pārklājuma zona ir aplis ar rādiusu 2800 km.

Ņemot vērā fiziskos parametrus, individuālas komunikācijas sesijas ilgums ir 4-15 minūšu diapazons. Veiktspējas uzturēšana prasa zināmu piepūli. Pāris ASV tirgotāju bankrotēja 90. gados, nespējot iegūt pietiekami daudz abonentu.

Svars un izmēri nepārtraukti uzlabojas. Globalstar piedāvā patentētu viedtālruņa programmatūru, kas izmanto Bluetooth, lai uztvertu relatīvi apjomīga satelīta uztvērēja signālu.

Satelīta tālruņiem nepieciešama jaudīga uztvērēja antena, vēlams fiksēta antena. Tie galvenokārt aprīko ēkas un transportu.

Operatori

  1. ACES aptver Āziju ar vienu satelītu.
  2. Inmarsat vecākais operators (1979). Aprīko jahtas, kuģus. Ar 11 lidmašīnām uzņēmums ar ACeS palīdzību lēnām izvēršas mobilo sakaru tirgū.
  3. Thuraya apkalpo Āziju, Austrāliju, Eiropu, Āfriku un Tuvos Austrumus.
  4. MSAT / SkyTerra ir amerikāņu pakalpojumu sniedzējs, kas izmanto Inmarsat līdzvērtīgu aprīkojumu.
  5. Terrestar aptver Ziemeļameriku.
  6. IDO Global Communications ir neaktīvs.

Tīkli

Komerciālo projektu skaits ir ierobežots.

GlobalStar

GlobalStar ir Qualcomm un Loral Corporation kopīgs idejas avots, ko vēlāk atbalstīja Alcatel, Vodafone, Hyundai, AirTouch, Deutsche Aerospace. Tika traucēta 12 satelītu palaišana, pirmais izsaukums notika 1998. gada 1. novembrī. Sākotnējās izmaksas (2000. gada februāris) bija 1,79 USD / min. Pēc bankrotu un pārvērtību sērijas uzņēmums nodrošina klientus 120 valstīs.

Nodrošina 50% no ASV trafika (vairāk nekā 10 000 zvanu). Darbību atbalsta zemes retranslatori. Kopā 40, tostarp 7 izmitināti Ziemeļamerikā. Teritorijas, kurās nav zemes atkārtotāju, veido klusuma zonu (Dienvidāzija, Āfrika). Lai gan ierīces regulāri peld debesu augstumos.

Abonenti saņem ASV tālruņu numurus, izņemot Brazīliju, kur viņi piešķir kodu +8818.

Pakalpojumu saraksts:

  • Balss zvani.
  • Pozicionēšanas sistēmas ar kļūdu 30 km.
  • 9,6 kbps interneta pakešu piekļuve.
  • Mobilie sakari CSD GSM.
  • Viesabonēšana.

Tālruņi izmanto Qualcomm CDMA tehnoloģiju, izņemot Ericsson un Telit, kas pieņem tradicionālās SIM kartes. Bāzes stacijas ir spiestas atbalstīt abus standartus.

Iridijs

Pakalpojumu sniedzējs izmanto polāro orbītu, nodrošinot 100% planētu pārklājumu. Organizatori bankrotēja, un uzņēmums tika atjaunots 2001. gadā.

Tas ir interesanti! Iridijs ir nakts debesu uzliesmojuma vaininieks. Lidojošie satelīti ir skaidri redzami ar neapbruņotu aci.

Uzņēmuma flotē ir 66 satelīti, kas izmanto 6 zemās Zemes orbītas trajektorijas ar augstumu 780 km. Ierīces sazinās, izmantojot Ka joslu. Lauvas tiesu vadīja bijušie bankrota uzņēmumi. Uz 2017. gada janvāri ir atjauninātas 7 vienības. Reģenerācija turpinās: pirmā grupa (10 gab.) izlidoja 14. janvārī, otrā 25. jūnijā, bet trešā 9. oktobrī.

Tas ir interesanti! Satelīts Iridium 33 2009. gada 10. februārī taranēja Russian Cosmos 2251. Šodien pāri Sibīrijai lido debesu gruveši.

Uzņēmums turpina sniegt pakalpojumus 850 tūkstošiem abonentu. 23% no peļņas maksāja valsts. Maksa par zvanu ir USD 0,75 - USD 1,5 / min. Atzvanīšana ir salīdzinoši dārga — 4 $/min (Google Voice). Tipiskas darba devēju nodarbinātības jomas:

  1. Naftas ražošana.
  2. Jūras flote.
  3. Aviācija.
  4. Ceļotāji.
  5. Zinātnieki.

Amundsena-Skotas Dienvidu polārās stacijas iedzīvotāji lūdza izteikt īpašu pateicību. Uzņēmums visur pārdod zvanu paketes ar ilgumu 50-5000 minūtes. Iepriekšējo derīgums atstāj daudz ko vēlēties, dārgie (5000 minūtes = 4000 dolāri) paliek ekspluatācijā 2 gadus. Ikmēneša atjaunošana - 45 USD:

  • 75 minūtes maksā 175 USD, un tās var izmantot 1 mēnesi.
  • 500 minūtes - 600-700 USD, lietošanas laiks - 1 gads.

Telefoni

Bijušie īpašnieki saviem klientiem piegādāja divu ražotāju telefonu aparātus:

Motorola 9500 kļuva par kompanjonu pirmajā uzņēmuma komerciālajā izmēģinājumā. Mobilā triecienizturīgā versija 9575, kas joprojām pastāv, dzima 2011. gadā, kas papildināta ar avārijas GSM zvana pogu, uzlabotu atrašanās vietas saskarni. Ierīce iestata Wi-Fi tīklāju, kas ļauj parasto viedtālruņu lietotājiem sūtīt e-pastus, SMS un pārlūkot internetu.

Ražotājs ir atteicies no Kyocera aprīkojuma. Modeļus pārdod izplatītāji. KI-G100, kura pamatā ir 900 MHz GSM tālrunis, ir aprīkots ar korpusu, kas aprīkots ar jaudīgu antenu, kas uztver apraidi. Tiek nodrošināta iespēja saņemt SMS, saindēties var tikai atsevišķi modeļi (9522). SS-66K ir aprīkots ar netipisku lodveida antenu.

  1. 9575 ir triecienizturīgs, ūdensizturīgs tālrunis ar putekļu necaurlaidīgu korpusu. Iztur temperatūru no mīnus 20 līdz plus 50 grādiem pēc Celsija.
  2. 9555 - aprīkota ar iebūvētām austiņām, USB interfeisu, adapteri seriālajam RS-232 portam.
  3. 9505A ir dūšīgs ķieģeļveida sīkrīks. Aprīkots ar vietējo RS-232 interfeisu.
  4. SS-55K ir ierobežots izdevums. Neticami izmēri, pārdod eBay tālākpārdevēji.

Citā uzņēmuma aprīkojumā ietilpst:

  1. Peidžeri.
  2. Taksofoni.
  3. Aprīkojums jahtām, lidmašīnām.

Bojas

Peldošās bojas, kas atgādina cunami izsekošanas sistēmu, spēj uztvert/pārsūtīt īsziņas. Interfeiss ļaus izmantot zīmola tālruņa funkcionalitāti, kas atsakās noķert satelītus.

Ievads. 2

Darba mērķis .. 3

1. Satelīta sakaru tīkla attīstība. 4

2. Pašreizējais satelītsakaru tīkla stāvoklis. 7

3. Satelīta sakaru sistēma. 12

3.1. Satelītu atkārtotāji .. 12

3.2. Satelītu atkārtotāju orbītas. 13

3.3. Pārklājuma zonas. 15

4. Satelīta sakaru pielietojums. 16

4.1. Maģistrāles satelīta sakari. 16

4.2. VSAT sistēma. 16

4.3. Centrālā vadības stacija. 17

4.4. Satelīta atkārtotājs. 17

4.5. Abonentu VSAT termināļi .. 18

5. VSAT tehnoloģija. astoņpadsmit

6. Globālā satelītsakaru sistēma Globalstar 20

6.1. Zemes segments Globalstar 21

6.2. Globalstar zemes segments Krievijā. 22

6.3. Sistēmas Globalstar 23 tehnoloģija

6.4. Sistēmas Globalstar 23 lietojumprogrammas

7. Satelīta sakaru tīkla projektēšana. 24

7.1. Kapitāla izmaksu aprēķins satelīta palaišanai un nepieciešamā aprīkojuma uzstādīšanai. 24

7.2. Ekspluatācijas izmaksu aprēķins. 25

7.3. Algas .. 25

7.4. Apdrošināšanas prēmijas .. 26

7.5. Nolietojuma atskaitījumi. 26

7.6. Elektrības izmaksas ražošanas vajadzībām. 26

7.7. Ienākumu aprēķins. 27

7.8. Darbības rādītāju aprēķins. 28

7.9. Investīciju projekta efektivitātes aprēķins. 31

Secinājums. 35

Izmantoto avotu saraksts. 40

Ievads

Mūsdienu realitāte jau runā par to, ka ir neizbēgami aizstāt parastos mobilos un turklāt fiksētos tālruņus ar satelīta sakariem. Jaunākās satelītsakaru tehnoloģijas piedāvā efektīvus tehniskus un izmaksu ziņā efektīvus risinājumus gan visu pieejamo sakaru pakalpojumu, gan tiešo audio un TV apraides tīklu attīstībai. Pateicoties izcilajiem sasniegumiem mikroelektronikas jomā, satelīttelefoni ir kļuvuši tik kompakti un uzticami lietošanā, ka viss pieprasījums ir no dažādām lietotāju grupām, un satelītierīču nomas pakalpojums ir viens no pieprasītākajiem pakalpojumiem mūsdienu satelītā. sakaru tirgus. Ievērojamas attīstības perspektīvas, acīmredzamas priekšrocības salīdzinājumā ar citiem telefoniem, uzticamība un garantēta nepārtraukta saziņa – tas viss attiecas uz satelīttelefoniem.

Satelīta sakari mūsdienās ir vienīgais rentabls risinājums sakaru pakalpojumu nodrošināšanai abonentiem apgabalos ar zemu iedzīvotāju blīvumu, ko apstiprina vairāki ekonomiskie pētījumi. Satelīts ir vienīgais tehniski iespējamais un rentabls risinājums, ja iedzīvotāju blīvums ir mazāks par 1,5 cilvēkiem/km2. Tas liecina par ievērojamām satelītsakaru pakalpojumu attīstības perspektīvām, īpaši reģionos ar zemu iedzīvotāju blīvumu lielā teritorijā.



darba mērķis

Iepazīties ar satelītsakaru vēsturi, satelītsakaru attīstības un dizaina iezīmēm un perspektīvām.

1. Satelītu sakaru tīkla attīstība

Satelītu sakaru attīstības vēsture

Četrdesmit piecus gadus ilgajā CVS attīstības vēsturē ir pieci raksturīgi posmi:

1957-1965 Sagatavošanās periods, kas sākās 1957. gada oktobrī pēc tam, kad Padomju Savienība palaida pasaulē pirmo mākslīgo Zemes pavadoni, un mēnesi vēlāk, un otro. Tas notika aukstā kara un straujās bruņošanās sacensību vidū, tāpēc, protams, satelīttehnoloģijas galvenokārt kļuva par militārpersonu īpašumu. Aplūkojamo posmu raksturo agrīnu eksperimentālo satelītu palaišana, tostarp sakaru satelīti, kas galvenokārt tika palaisti zemās Zemes orbītās.

Pirmais ģeostacionārais releja pavadonis TKLSTAR tika izveidots ASV armijas interesēs un palaists orbītā 1962. gada jūlijā. Tajā pašā laika posmā tika izstrādāta ASV militāro sakaru satelītu sērija SYN-COM (Synchronous Communications Satellite).

Pirmie divi satelīti tika palaisti ģeosinhronās eliptiskās orbītās. Šīs sērijas ģeostacionārais satelīts SYNCOM-3 tika palaists orbītā 1963. gada februārī un bija pirmā civilā komerciālā GSR INTELSAT-1 (saukta arī par EARLY BIRD) prototips, kas kļuva par pirmo starptautiskās organizācijas Intelsat (International Telecommunications Satellite) KP. Organizācija), dibināta 1964. gada augustā. Šajā periodā komerciālie satelītsakaru pakalpojumi vēl nebija pieejami, taču eksperimentāli tika pierādīta iespēja tos ražot, palaist un veiksmīgi sazināties ar satelītu starpniecību zemās Zemes orbītā.



1965-1973 Uz ģeostacionāriem retranslatoriem balstītas globālās CCS attīstības periods. 1965. gads iezīmējās ar ģeostacionārā SR INTELSAT-1 palaišanu aprīlī, kas iezīmēja satelītsakaru komerciālās izmantošanas sākumu. Agrīnās INTELSAT sērijas satelīti nodrošināja transkontinentālus sakarus un galvenokārt atbalstīja maģistrāles savienojumus starp dažām valsts vārtejas zemes stacijām, nodrošinot saskarni ar valsts publiskajiem virszemes tīkliem.

Maģistrālie kanāli nodrošināja savienojumus, kas veica telefona trafiku, TV signālus un teleksa sakarus. Kopumā CCC Intelsat papildināja un dublēja tajā laikā pastāvošās zemūdens transkontinentālās kabeļu sakaru līnijas. Līdz 70. gadu sākumam praktiski visas esošās CCS tika izmantotas, lai pārraidītu starptautisko telefonu trafiku un pārraidītu televīzijas programmas.

1973-1982 Reģionālās un valsts mēroga CCS plašas izplatīšanas posms. Šajā periodā diezgan intensīvi tika izvietoti reģionālie, piemēram, Eulelsat, Aussat un nacionālie satelītsakaru tīkli, piemēram, Skynet ASV, kuru galvenie pakalpojumi joprojām bija telefonija un televīzija, kā arī neliels apjoms. datu pārraidei. Taču tagad šie pakalpojumi tika sniegti lielam skaitam virszemes termināļu, un dažos gadījumos pārraide tika veikta tieši uz lietotāju termināļiem.

Šajā CCC vēsturiskās attīstības posmā tika izveidota starptautiskā organizācija Inmarsat, kas izvietoja Inmarsat globālo sakaru tīklu, kura galvenais mērķis bija nodrošināt sakarus ar jūras kuģiem. Nākotnē Inmarsat paplašināja savus pakalpojumus visu veidu mobilo sakaru lietotājiem.

1982-1990 Mazo virszemes termināļu straujas attīstības un izplatības periods. Astoņdesmitajos gados CCC galveno elementu tehnoloģiju un tehnoloģiju attīstība, kā arī reformas, lai liberalizētu un demonopolizētu komunikāciju nozari vairākās valstīs, ļāva izmantot satelīta kanālus korporatīvajos biznesa sakaru tīklos, ko sauc par VSAT. Sākumā šie tīkli ar sakaru kanālu pieejamību ar vidējo joslas platumu (ne vairāk kā 64 kbit / s) nodrošināja vienīgo datu informācijas pārsūtīšanu, nedaudz vēlāk tika ieviesta digitālā balss pārraide un pēc tam video.

VSAT tīkli ļāva uzstādīt kompaktas zemes stacijas satelītsakariem tiešā lietotāju biroju tuvumā, tādējādi atrisinot “pēdējās jūdzes” problēmu lielam skaitam korporatīvo lietotāju, radot apstākļus ērtai un efektīvai informācijas apmaiņai un publisko virszemes tīklu sloga atvieglošana.

"Viedo" sakaru satelītu izmantošana.

· Kopš 90. gadu pirmās puses CCS ir iegājusi kvantitatīvi un kvalitatīvi jaunā attīstības posmā.

Darbojas, tika ražots vai projektēts liels skaits globālo un reģionālo satelītsakaru tīklu. Satelītu sakaru tehnoloģija ir kļuvusi par jomu, kas rada ievērojamu interesi un uzņēmējdarbību. Šajā laika periodā ir bijis straujš universālo mikroprocesoru ātruma un pusvadītāju atmiņas ierīču apjoma pieaugums, vienlaikus palielinot uzticamību, kā arī samazinot šo komponentu enerģijas patēriņu un izmaksas. Pusvadītāju elektronikai kosmosa vajadzībām jābūt izturīgai pret starojumu. kas tiek panākts ar īpašām tehnoloģiskām metodēm un rūpīgu elektronisko shēmu ekranēšanu.

Radiāciju izturīgu mikroprocesoru parādīšanās ar takts frekvenci (1–4) MHz un ātrgaitas RAM ķēdēm ar tilpumu (10 ^ 5-10 ^ 6) Mbit kalpoja par tehnoloģisku pamatu patiesi " inteliģenti" BR "GC ar iespējām un īpašībām, kas no pirmā acu uzmetiena šķita fantastiskas.

2. Pašreizējais satelītsakaru tīkla stāvoklis

No daudzajiem komerciālajiem MSS (mobilo satelītu) projektiem zem 1 GHz ir īstenots viens Orbcomm, kurā ietilpst 30 neģeostacionāri (nav GSO) satelīti, kas nodrošina Zemes pārklājumu.

Pateicoties salīdzinoši zemu frekvenču diapazonu izmantošanai, sistēma ļauj nodrošināt zema ātruma datu pārraides pakalpojumus vienkāršām zemu izmaksu abonenta ierīcēm, piemēram, e-pastu, divvirzienu peidžeru un tālvadības pakalpojumus. Orbcomm galvenie lietotāji ir transporta uzņēmumi, kuriem šī sistēma nodrošina izmaksu ziņā efektīvu risinājumu kravu pārvadājumu kontrolei un vadībai.

Slavenākais operators MSS tirgū ir Inmarsat. Tirgū ir aptuveni 30 veidu abonentu ierīces, gan pārnēsājamas, gan mobilas: sauszemes, jūras un gaisa lietošanai, nodrošinot balss, faksa un datu pārraidi ar ātrumu no 600 b/s līdz 64 kb/s. Trīs MSS sistēmas sacenšas par Inmarsat, jo īpaši Globalstar, Iridium un Thuraya.

Pirmie divi nodrošina gandrīz pilnīgu zemes virsmas pārklājumu, izmantojot lielus zvaigznājus, kas sastāv attiecīgi no 40 un 79 satelītiem, kas nav GSO. Plānots, ka Thuraya kļūs globāls 2007. gadā, kad tiks palaists trešais ģeostacionārais (GSO) satelīts, kas aptvers Amerikas kontinentu, kur tas pašlaik nav pieejams. Visas trīs sistēmas nodrošina telefonijas un zema ātruma datu pakalpojumus uztvērējiem, kas pēc svara un izmēra ir salīdzināmi ar GSM mobilajiem tālruņiem.

Arī pasaulē ir četras reģionālās MSS sistēmas. Ziemeļamerikā tas ir Mobile Satellite Ventures (MVS), kas izmanto divus MSAT satelītus. 2000. gadā Asia Cellular Satellite (Indonēzija) sāka darboties ar satelītu Garuda, nodrošinot MSS pakalpojumus Āzijas reģionā. Tajā pašā gadā divi N-Star satelīti sāka apkalpot jūras MSS abonentus Japānas 200 jūdžu garajā piekrastes zonā. Austrālijā ir līdzīga jūras MSS sistēma Optus.

Starptautiskā telekomunikāciju savienība (ITU) definē MSS perspektīvu kā trešās paaudzes mobilo pakalpojumu sistēmu IMT-200 satelīta segmentu. Satelītu tīkli var nodrošināt pārklājumu apkalpošanas zonās, kurās ir ekonomiski neefektīvi attīstīt virszemes tīklu, jo īpaši attālos un lauku apvidos, un izveidot tam karstās rezerves.

MSS attīstības stratēģijas pamatā ir tā sauktā ATC (Accillary Terrestrial Component) (ATC) izveide ASV un Complementary Ground Component (CGC) Eiropā) - tā ir MSS daļa, kas ietver zemes stacijas, kurām ir fiksēts. pozīcija un tiek izmantoti, lai uzlabotu MSS tīkla pakalpojumu pieejamību apkalpošanas zonās, kur satelītstacijas nevar nodrošināt nepieciešamo kvalitāti.

Abonentu ierīces bāzes staciju pārklājuma zonā darbosies ar virszemes tīklu, un pēc iziešanas tas pārslēgsies uz darbu ar satelītu, izmantojot to pašu MSS piešķirto frekvenču joslu. Tajā pašā laikā MSS sistēmām ir jāuztur sava funkcionalitāte un jānodrošina nepieciešamie pakalpojumi neatkarīgi no ATC. Paredzēts arī, ka IMT-2000 satelīta sastāvdaļa avārijas vai virszemes tīkla pārslodzes gadījumā nodrošinās fīderu saites, pamattīklus un karstās rezerves.

ITU prognozē, ka līdz 2010. gadam IMT-2000 satelīta segmenta darbībai būs nepieciešami aptuveni 70 MHz abos virzienos. Saskaņā ar Radionoteikumiem josla 1980-2010 / 2170-2200 MHz jāizmanto kā saknes josla. Ja ir jāizmanto papildu frekvences, administrācijas var izvēlēties jebkuru no MSS piešķirtajām frekvencēm 1–3 GHz diapazonā, jo īpaši:

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

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

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

2500-2520 / 2670-2690 MHz.

Līdz šim jau ir noteiktas programmas esošo MSS sistēmu attīstības koncepciju ieviešanai. 2005. gada decembrī Inmarsat paziņoja par sava platjoslas globālā tīkla (BGAN) izvēršanu. Sistēma nodrošina pakalpojumus mobilajām un portatīvajām abonentu ierīcēm ar pārraides ātrumu līdz 432 kbps un būs saderīga ar zemes mobilajiem tīkliem. Globalstar, Iridium un MVS ierosina līdz 2012.–2013. pilnīga grupas atjaunināšana.

Visi trīs uzņēmumi plāno izveidot papildu zemes komponentu. Tomēr jāņem vērā vairāki fakti, kas var būtiski ietekmēt vispārējos secinājumus par PSS ekonomisko efektivitāti un attīstības perspektīvām:

MSS pakalpojumus galvenokārt pieprasa specializētas abonentu grupas, jo īpaši jūras un aviācijas uzņēmumi, dažādi valsts departamenti un īpašie dienesti. Piemēram, ASV Aizsardzības departaments ir lielākais korporatīvais Iridium lietotājs ar divu gadu līgumu par 72 miljoniem USD, kas nodrošina neierobežotu savienojumu 20 000 lietotāju. Globalstar paziņo par 300% ikdienas savienojumu pieaugumu glābšanas un atkopšanas operāciju laikā pēc nesenajām ASV viesuļvētrām un cunami Dienvidaustrumāzijā;

Globalstar un Iridium izgāja bankrota procedūru, līdz ar to projektu ekonomiskā efektivitāte praksē tika panākta investoru sagrābšanas dēļ;

tehnoloģiju attīstība ļauj būtiski uzlabot satelīta abonentu uztvērēju veiktspēju. Tomēr, ņemot vērā nepieciešamību nodrošināt augstas enerģijas borta uztvērējus un ierobežoto izmantoto spektru, mobilo sakaru abonenta vienībai būs ekonomiski neizdevīgi vai tehniski neiespējami nodrošināt tādus pašus pakalpojumus kā strādājot ar zemes mobilo sakaru tīklu.

Tādējādi satelīttehnoloģijas nevar uzskatīt par dzīvotspējīgām konkurentēm zemes mobilajiem tīkliem. Šādu projektu īstenošana var būt ekonomiski pamatota tikai valsts finansējuma gadījumā. ATC segmenta izvēršana praksē nozīmēs tikai to, ka virszemes tīklu operatori savus tīklus varēs attīstīt MSS atvēlētajās joslās.

MSS sistēmām arī turpmāk būs nozīmīga loma tiesībsargājošo iestāžu darbā un dabas stihiju un dažādu nelaimju seku likvidēšanā. Piemēram, Starptautiskajai telekomunikāciju savienībai ir īpaša vienošanās par Thuraya termināļu lietošanas noteikumiem, lai nodrošinātu savienojamību, lai palīdzētu skartajām valstīm šādos gadījumos.

Komerciāli perspektīvs virziens MSS attīstībā var būt nevis runas vai datu pārraide uz abonentu uztvērējiem, bet gan dažādu apraides pakalpojumu sniegšana. Šajā gadījumā tiks izveidoti virszemes mobilo sakaru tīkli, kas var efektīvi gan ekonomiski, gan spektra izmantošanas ziņā nodrošināt pakalpojumus topoloģijā no punkts-vairākpunktiem. Tas var ietvert skaņas un televīzijas programmu apraidi un dažāda veida datu pārraidi visiem vai noteiktām abonentu kategorijām.

Lielbritānijas lielākais satelīttelevīzijas operators BSkyB, piemēram, ir noslēdzis līgumu ar Vodafon par SKY Mobile TV paketes izveidi, piedāvājot mobilo sakaru abonentiem saņemt dažādas apraides programmas. Alcatel un SFR Francijā ir uzsākuši līdzīgu projektu Unlimited Mobile TV, kas ietver hibrīda zemes un satelīta apraides tīkla izveidi.

Vēl viens īpašs MSS pakalpojumu lietojums, kas pašlaik tiek pētīts Eiropā, varētu būt visu veidu pakalpojumu sniegšana grupu uztvērējiem, kas uzstādīti ātrgaitas transportlīdzekļos, piemēram, starppilsētu un starptautiskajos vilcienos un autobusos.

3. Satelīta sakaru sistēma

3.1. Satelītu atkārtotāji

Pirmajos pētījumu gados tika izmantoti pasīvie satelītu atkārtotāji (piemēri ir satelīti Echo un Echo-2), kas bija vienkāršs radiosignāla atstarotājs (bieži vien metāla vai polimēra sfēra ar metāla izsmidzināšanu), kam nebija raidīšanas aprīkojuma. dēlis. Šādi satelīti nav kļuvuši plaši izplatīti.

Visi mūsdienu sakaru satelīti ir aktīvi. Aktīvie retranslatori ir aprīkoti ar elektronisku iekārtu signālu uztveršanai, apstrādei, pastiprināšanai un retranslācijai. Satelītu atkārtotāji var būt neatjaunojoši un atjaunojoši. Neatjaunojošs satelīts, saņēmis signālu no vienas zemes stacijas, pārsūta to uz citu frekvenci, pastiprina un pārraida uz citu zemes staciju. Satelīts šo darbību veikšanai var izmantot vairākus neatkarīgus kanālus, no kuriem katrs strādā ar noteiktu spektra daļu (šos apstrādes kanālus sauc par transponderiem).

Reģeneratīvais satelīts demodulē saņemto signālu un atkārtoti modulē to. Rezultātā kļūdu labošana tiek veikta divas reizes: satelītā un uztverošajā zemes stacijā. Šīs metodes trūkums ir sarežģītība (un līdz ar to arī daudz augstākas satelīta izmaksas), kā arī palielināta signāla pārraides aizkave.

3.2. Satelīta atkārtotāja orbītas

Orbītas, uz kurām atrodas satelītu transponderi, ir iedalītas trīs klasēs:

Ekvatoriālais

Slīpa

Polārais

Svarīgs ekvatoriālās orbītas veids ir ģeostacionārā orbīta, kurā satelīts griežas ar leņķisko ātrumu, kas vienāds ar Zemes leņķisko ātrumu, virzienā, kas sakrīt ar Zemes griešanās virzienu. Ģeostacionārās orbītas acīmredzamā priekšrocība ir tā, ka uztvērējs apkalpošanas zonā visu laiku “redz” satelītu.

Tomēr ir tikai viena ģeostacionāra orbīta, un tajā nav iespējams palaist visus satelītus. Otrs tā trūkums ir lielais augstums un līdz ar to augstās izmaksas par satelīta palaišanu orbītā. Turklāt satelīts, kas atrodas ģeostacionārā orbītā, nespēj apkalpot zemes stacijas cirkumpolārajā reģionā.

Slīpa orbīta var atrisināt šīs problēmas, taču, ņemot vērā satelīta kustību attiecībā pret zemes novērotāju, ir nepieciešams vienā orbītā palaist vismaz trīs satelītus, lai nodrošinātu diennakts piekļuvi sakariem.

Izmantojot slīpas orbītas, zemes stacijas ir aprīkotas ar izsekošanas sistēmām, kas vērš antenu uz satelītu. Stacijas, kas darbojas ar satelītiem ģeostacionārā orbītā, parasti ir aprīkotas arī ar šādām sistēmām, lai kompensētu novirzes no ideālās ģeostacionārās orbītas. Izņēmums ir mazas antenas, ko izmanto satelīttelevīzijas uztveršanai: to starojuma shēma ir pietiekami plaša, tāpēc tās nejūt satelīta vibrācijas ideālā punkta tuvumā.

Polārais - orbīta, kuras orbītas slīpums pret ekvatoriālo plakni ir deviņdesmit grādos.

3.3. Pārklājuma zonas

Tā kā radiofrekvences ir ierobežots resurss, ir jānodrošina, lai vienas un tās pašas frekvences varētu izmantot dažādas zemes stacijas. To var izdarīt divos veidos: telpiskā atdalīšana - katra satelīta antena saņem signālu tikai no noteikta apgabala, savukārt dažādi reģioni var izmantot vienas un tās pašas frekvences, polarizācijas atdalīšana - dažādas antenas uztver un pārraida signālu savstarpēji perpendikulārās polarizācijas plaknēs, savukārt tās pašas un tās pašas frekvences var pielietot divas reizes (katrai no plaknēm).

Tipiskā pārklājuma karte satelītam ģeostacionārajā orbītā ietver šādas sastāvdaļas: globālais stars - sazinās ar zemes stacijām visā pārklājuma zonā, tam tiek piešķirtas frekvences, kas nekrustojas ar citiem šī satelīta stariem. Rietumu un austrumu puslodes stari — šie stari ir polarizēti A plaknē ar tādu pašu frekvenču diapazonu, ko izmanto rietumu un austrumu puslodē. Zonu stari ir polarizēti B plaknē (perpendikulāri A) un izmanto tādas pašas frekvences kā pusložu stari. Tādējādi zemes stacija, kas atrodas vienā no zonām, var izmantot arī puslodes starus un globālo staru kūli.

Šajā gadījumā visas frekvences (izņemot tās, kas rezervētas globālajam staram) tiek izmantotas atkārtoti: rietumu un austrumu puslodē un katrā no zonām.

4. Satelīta sakaru pielietojums

4.1. Mugurkauls satelīta sakari

Sākotnēji satelītsakaru rašanos noteica nepieciešamība pārraidīt lielu informācijas apjomu. Pirmā satelītu sakaru sistēma bija Intelsat sistēma, pēc tam tika izveidotas līdzīgas reģionālās organizācijas (Eutelsat, Arabsat un citas). Laika gaitā balss pārraides īpatsvars kopējā mugurkaula trafika apjomā ir nepārtraukti samazinājies, dodot vietu datu pārraidei. Attīstoties optisko šķiedru tīkliem, pēdējie sāka izspiest satelīta sakarus no mugurkaula tirgus.

4.2. VSAT sistēma

No satelīttehnoloģijām īpašu uzmanību piesaista tādu satelītu sakaru tehnoloģiju attīstība kā VSAT (Very Small Aperture Terminal).

Uz VSAT aparatūras bāzes iespējams izbūvēt daudzpakalpojumu tīklus, kas nodrošina gandrīz visus mūsdienu sakaru pakalpojumus: interneta pieslēgumu; telefona sakari; lokālo tīklu konsolidācija (VPN tīklu izbūve); Audio un video informācijas pārraide; esošo sakaru kanālu dublēšana; datu vākšana, rūpniecisko objektu uzraudzība un tālvadība un daudz kas cits.

Mazliet vēstures. VSAT tīklu attīstība sākas ar pirmā sakaru satelīta palaišanu. 60. gadu beigās, veicot eksperimentus ar ATC-1 satelītu, tika izveidots eksperimentāls tīkls, kas sastāv no 25 zemes stacijām, satelīta telefona sakariem Aļaskā. Linkabit, viens no pirmajiem, kas izstrādāja Ku-band VSAT, apvienojās ar M / A-COM, kas vēlāk kļuva par vadošo VSAT aprīkojuma piegādātāju. Hughes Communications iegādājās nodaļu no M / A-COM, pārveidojot to par Hughes Network Systems. Šobrīd Hughes Network Systems ir pasaulē vadošais platjoslas satelītsakaru nodrošinātājs. Satelītu sakaru tīkls, kura pamatā ir VSAT, ietver trīs galvenos elementus: centrālā vadības stacija (NCC), satelīta relejs un abonentu VSAT termināļi.

4.3. Centrālā vadības stacija

NKC ietilpst uztveršanas un raidīšanas iekārtas, antenu padeves ierīces un iekārtu komplekss, kas veic visa tīkla darbības uzraudzības un kontroles, tā resursu pārdales, darbības traucējumu identificēšanas, tīkla pakalpojumu rēķinu izrakstīšanas un saskarnes ar sauszemes sakaru līnijām funkcijas. Lai nodrošinātu sakaru uzticamību, iekārtai ir vismaz 100% dublēšana. Centrālā stacija ir savienota ar jebkurām virszemes maģistrālajām līnijām, un tai ir iespēja pārslēgt informācijas plūsmas, tādējādi atbalstot tīkla lietotāju informācijas mijiedarbību savā starpā un ar ārējo tīklu (interneta, mobilo tīklu, PSTN utt.) abonentiem.

4.4. Retranslators satelīts

VSAT tīklu pamatā ir ģeostacionārie releju satelīti. Satelīta svarīgākie raksturlielumi ir iebūvēto raidītāju jauda un tajā esošo radiofrekvenču kanālu (maģistrāļu vai retranslatoru) skaits. Standarta maģistrāles joslas platums ir 36 MHz, kas atbilst maksimālajai caurlaidspējai aptuveni 40 Mbps. Vidēji raidītāju jauda svārstās no 20 līdz 100 vatiem. Krievijā kā releju satelītu piemērus var minēt Jamalas sakaru un apraides satelītus. Tie ir paredzēti OJSC Gazkom kosmosa segmenta attīstībai un tika uzstādīti orbitālās pozīcijās 49 ° E. d. un 90° austrumu virzienā. utt.

4.5. Abonentu VSAT termināļi

Abonenta VSAT terminālis ir neliela satelītsakaru stacija ar antenu no 0,9 līdz 2,4 m diametrā, kas paredzēta galvenokārt uzticamai datu apmaiņai pa satelīta kanāliem. Stacija sastāv no antenas padeves ierīces, ārējās ārējās radiofrekvences bloka un iekšējā bloka (satelītmodema). Āra bloks ir neliels raiduztvērējs vai vienkārši uztvērējs. Iekštelpu bloks savieno satelīta kanālu ar lietotāja gala iekārtu (datoru, LAN serveri, telefonu, faksu utt.).

5. VSAT tehnoloģija

Ir divi galvenie piekļuves veidi satelīta kanālam: divvirzienu (dupleksa) un vienvirziena (vienkāršā, asimetriskā vai kombinētā).

Organizējot vienvirziena piekļuvi kopā ar satelīta aprīkojumu, obligāti tiek izmantots virszemes sakaru kanāls (telefona līnija, optiskā šķiedra, mobilie tīkli, radio Ethernet), kas tiek izmantots kā pieprasījuma kanāls (saukts arī par atgriešanās kanālu). Satelīta kanāls tiek izmantots kā tiešs kanāls datu saņemšanai uz abonenta termināli (tiek izmantots DVB standarts). Kā uztvērēja aprīkojums tiek izmantots standarta komplekts, kas sastāv no uztverošās paraboliskās antenas, pārveidotāja un satelīta DVB uztvērēja datorā uzstādītas PCI kartes vai ārējā USB bloka veidā.

Organizējot divvirzienu piekļuvi, VSAT iekārtas var izmantot gan tiešajiem, gan atpakaļgaitā kanāliem. Zemes līniju klātbūtne šajā gadījumā nav nepieciešama, taču tos var arī izmantot (piemēram, atlaišanas nolūkos).

Tiešais kanāls parasti tiek veidots saskaņā ar DVB-S standarta specifikācijām un tiek pārraidīts caur sakaru satelītu uz visām tīkla abonentu stacijām, kas atrodas darba zonā. Atgriešanās kanālā tiek veidotas atsevišķas salīdzinoši zema ātruma TDMA straumes. Vienlaikus, lai palielinātu tīkla kapacitāti, tiek izmantota tā sauktā daudzfrekvenču TDMA tehnoloģija (MF-TDMA), kas nodrošina frekvences lēcienu, kad kāds no reversajiem kanāliem ir pārslogots.

VSAT tīklus var organizēt šādās topoloģijās: pilnībā savienotās (katra ar katru), radiālā (zvaigzne) un radiālā mezgla (kombinētā) topoloģijā. Katrai topoloģijai ir savas priekšrocības un trūkumi, vienas vai otras topoloģijas izvēle jāveic, ņemot vērā projekta individuālās īpašības. Satelīta sakari ir radiosakaru veids. Satelītu signāli, īpaši augstfrekvences Ku un Ka joslās, ir jutīgi pret vājināšanos mitrā atmosfērā (lietus, migla, mākoņi). Šis trūkums ir viegli pārvarams, izstrādājot sistēmu.

Satelīta sakarus var traucēt citas radioiekārtas. Tomēr satelītu sakariem tiek piešķirtas frekvenču joslas, kuras neizmanto citas radiosistēmas, turklāt satelītu sistēmās tiek izmantotas šaura stara antenas, lai pilnībā atbrīvotos no traucējumiem. Tādējādi lielāko daļu satelītu sakaru sistēmu trūkumu novērš kompetenta tīkla konstrukcija, tehnoloģijas izvēle un antenas uzstādīšanas vieta.

VSAT tehnoloģija ir ļoti elastīga sistēma, kas ļauj izveidot tīklus, kas atbilst visstingrākajām prasībām un nodrošina plašu datu pārraides pakalpojumu klāstu. Tīkla pārkonfigurācija, tostarp maiņas protokolu maiņa, jaunu termināļu pievienošana vai to ģeogrāfiskās atrašanās vietas maiņa, tiek veikta ļoti ātri. VSAT popularitāte salīdzinājumā ar citiem komunikācijas veidiem, veidojot korporatīvos tīklus, ir skaidrojama ar šādiem apsvērumiem: tīkliem ar lielu termināļu skaitu un ievērojamiem attālumiem starp abonentiem darbības izmaksas ir ievērojami zemākas nekā izmantojot virszemes tīklus.

6. Globālā satelītsakaru sistēma Globalstar

Globalstar sistēma ir konsorcijs Globalstar L. P no starptautiskiem telekomunikāciju uzņēmumiem Loral Space & Telecommunications, Qualcomm, Elsag Baily, Space Systems/Loral, Daimler-Benz Aerospace, Alenia, Alcatel, Hyundai, Dacom un telekomunikāciju operatoriem - France Telecom, Vodafone Ej augšā. Konsorcijs dibināts 1991. gadā. Sistēma Globalstar tika izveidota kā sistēma, kas izstrādāta, lai sadarbotos ar esošajiem mobilo sakaru tīkliem, papildinot un paplašinot to iespējas, nodrošinot sakarus ārpus pārklājuma zonām. Turklāt sistēma sniedz iespēju to izmantot kā alternatīvu fiksētajiem sakariem attālos rajonos, kur mobilo sakaru vai publiskā tīkla izmantošana kādu iemeslu dēļ nav iespējama.
Krievijā satelītu sakaru sistēmas Globalstar operators ir slēgtā akciju sabiedrība GlobalTel. Kā ekskluzīvs globālo mobilo satelītsakaru pakalpojumu sniedzējs sistēmai Globalstar, CJSC GlobalTel sniedz sakaru pakalpojumus visā Krievijas Federācijā. Pateicoties CJSC GlobalTel izveidei, Krievijas iedzīvotājiem ir vēl viena iespēja sazināties ar satelīta starpniecību no jebkuras vietas Krievijā ar gandrīz jebkuru vietu pasaulē.

Sistēma Globalstar saviem abonentiem nodrošina augstas kvalitātes satelītsakarus, izmantojot 48 strādājošus un 8 rezerves LEO satelītus, kas atrodas 1410 km augstumā. (876 jūdzes) no Zemes virsmas. Sistēma nodrošina globālu pārklājumu gandrīz visai zemeslodes virsmai starp 700 ziemeļu un dienvidu platuma grādiem ar izplešanos līdz 740. Satelīti spēj uztvert signālus līdz pat 80% no Zemes virsmas, tas ir, gandrīz no jebkuras vietas pasaulē. izņemot polāros reģionus un dažas okeānu centrālās daļas zonas ... Sistēmas satelīti ir vienkārši un uzticami.

6.1. Zemes segments Globalstar

Globalstar sistēmas zemes segmentu veido kosmosa kuģu vadības centri, sakaru vadības centri, reģionālo zemes vārtejas staciju tīkls un datu apmaiņas tīkls.
Vārtejas stacijas paredzētas Globalstar sistēmas lietotāju radiopiekļuves sistēmas komutācijas centriem organizēšanai, veidojot sakarus starp sistēmas lietotājiem, kā arī ar fiksēto un mobilo sakaru zemes un satelīta tīklu lietotājiem, ar kuru operatoriem tiek veikts starpsavienojums. Vārtejas ir daļa no Globalstar sistēmas un nodrošina uzticamus telekomunikāciju pakalpojumus fiksētajiem un mobilajiem abonentu termināļiem visā globālajā apkalpošanas zonā.Virszemes vadības centri plāno vārteju sakaru grafikus un kontrolē satelītu resursu piešķiršanu katrai vārtejai. Satelītu segmentu vadības centrs uzrauga satelītu sistēmu. Kopā ar rezerves centra līdzekļiem tas kontrolē orbītas, apstrādā telemetrisko informāciju un izdod komandas satelītu konstelācijai. Globalstar sistēmas satelīti nepārtraukti pārraida telemetrijas datus, kas uzrauga sistēmas stāvokli, kā arī informāciju par satelītu vispārējo stāvokli. Centrs uzrauga arī satelītu palaišanu un to izvietošanas procesu kosmosā. Satelīta segmentu vadības centrs un zemes vadības centri uztur pastāvīgu kontaktu viens ar otru, izmantojot Globalstar datu tīklu.

6.2. Globalstar zemes segments Krievijā

Globalstar sistēmas Krievijas zemes segmentā ietilpst 3 vārtejas, kas atrodas netālu no Maskavas, Novosibirskas un Habarovskas. Tie aptver Krievijas teritoriju no dienvidu robežas līdz 74 gr. ar. NS. un no rietumu robežas līdz 180. meridiānam, nodrošinot garantētu pakalpojumu kvalitāti uz dienvidiem no 70. paralēles.

Krievijas vārtejas stacijas Globalstar ir savienotas ar PSTN tīklu caur automātiskajiem komutācijas mezgliem, tām ir savienojošās līnijas ar starptautiskajiem komutācijas centriem, kā arī ir savstarpēji savienotas ar digitālajiem ceļiem "katrs uz katru". Katra vārteja ir integrēta esošajos fiksētajos un mobilajos tīklos Krievijā. Vārtejas stacijām ir Krievijas Federācijas nacionālā tīkla starppilsētu stacijas statuss. Tajā pašā laikā satelītu sistēmas Globalstar Krievijas segments tiek uzskatīts par jaunu sakaru tīklu Krievijas Federācijas teritorijā.

6.3. Globalstar sistēmas tehnoloģija

Satelīti darbojas pēc saliektās caurules arhitektūras - saņemot abonenta signālu, vairāki satelīti, izmantojot CDMA tehnoloģiju, vienlaikus raida to uz tuvāko zemes vārteju. Zemes vārteja izvēlas spēcīgāko signālu, autorizē to un novirza to izsauktajam abonentam.

6.4. Globalstar sistēmas pielietošanas jomas

Sistēma Globalstar ir izstrādāta, lai nodrošinātu augstas kvalitātes satelīta pakalpojumus plašam lietotāju lokam, tai skaitā: balss sakari, īsziņu pakalpojums, viesabonēšana, pozicionēšana, faksa sakari, datu pārraide, mobilais internets.

Par abonentiem, izmantojot portatīvās un mobilās ierīces, var kļūt komersanti un privātpersonas, kas strādā jomās, kuras nav nodrošinātas ar mobilo sakaru tīkliem, vai kuru darba specifika ir saistīta ar biežiem komandējumiem uz vietām, kur nav pieslēguma vai slikta savienojuma kvalitāte.

Sistēma paredzēta plašam patērētājam: mediju pārstāvjiem, ģeologiem, naftas un gāzes, dārgmetālu ieguves un pārstrādes darbiniekiem, būvinženieri, enerģētiķi. Krievijas valsts struktūru - ministriju un departamentu (piemēram, Ārkārtas situāciju ministrijas) darbinieki savā darbībā var aktīvi izmantot satelītsakarus. Speciālie komplekti uzstādīšanai transportlīdzekļos var būt efektīvi, ja tos izmanto komerciālajos transportlīdzekļos, uz zvejas un cita veida jūras un upju kuģiem, dzelzceļa transportā utt.

7. Satelīta sakaru tīkla projektēšana.

7.1. Kapitāla izmaksu aprēķins satelīta palaišanai un nepieciešamā aprīkojuma uzstādīšanai.

Tabula 1.1.- Sākotnējie dati kapitālo izmaksu aprēķinam

K about - kapitālieguldījumi satelīta apkalpošanas aprīkojuma iegādei;

K s - kapitālieguldījumi satelīta iegādei;

K m - iekārtu uzstādīšanas izmaksas;

K tr - transporta izmaksas;