 Популярные статьи | |
| Сейчас на сайте |  Гостей: 1
На сайте нет зарегистрированных пользователей
Пользователей: 9,955
новичок: Logyattella
|
|
| 4.12.4.3 Низкоорбитальные системы спутниковой связи |
Это системы связи, построенные на базе низкоорбитальных КА. К низкоорбитальным спутникам LEO (Low Earth Orbit) относятся КА, высота орбит которых находится в пределах 700 – 1500 км. Низкоор¬битальная группировка может содержать до нескольких десятков ма¬лых спутников массой до 500 кг.
Низкоорбитальные системы позволяют обеспечить бесперебой¬ную связь при использовании сравнительно дешевых малогабарит¬ных терминалов, размещенных в любой точке Земли, и практически не имеют альтернативы в регионах со слаборазвитой инфраструкту¬рой связи и низкой плотности населения.
Несомненным преимуществом таких систем является биологи¬ческий фактор. Рекомендуемый уровень непрерывного излучения ра¬диотелефона должен составлять не более 50 мВт. Прием сигнала та¬кой мощности высокоорбитальными КА сопряжен со значительным усложнением спутника. Для низкоорбитальных систем длина радио¬линии во много раз меньше, и проблема создания систем надежной связи менее остра. Поэтому заманчивая идея глобальной персональ¬ной связи, основанной на современной технологии, поддерживает интерес к низкоорбитальным спутниковым системам.
Для осуществления непрерывной связи на всей территории зем¬ного шара, поскольку каждый спутник-ретранслятор находится в зоне видимости абонента всего несколько минут, требуется большое количество КА. Благодаря следованию спутников один за другим и расположения их орбит в разных плоскостях, обеспечивается полное покрытие земной поверхности зонами обзора и непрерывная види¬мость спутников с наземных станций. Увеличение числа спутников компенсируется снижением затрат на их выведение (несколько спут¬ников за один раз) на заданную орбиту.
Наиболее описанной в литературе из низкоорбитальных систем является система связи Iridium [ ]. Основные параметры орбиталь¬ной группировки системы следующие:
- орбиты – квазиполярные с наклонением 86,4;
- число плоскостей – 6;
- угловое расстояние между КА, находящимися в одной плос¬кости – 32,7;
- высота орбит – 780 км;
- период обращения КА вокруг Земли – 100 мин.
Система предназначена для глобальной подвижной связи по принципу «каждый с каждым» на основе межспутниковой связи. Система Iridium обеспечивает следующие виды связи:
- дуплексная радиотелефонная связь между абонентами, имеющими переносные терминалы;
- факсимильная связь;
- передача данных;
- связь абонентов общей телефонной сети с пользователями персональных спутниковых терминалов;
- передача сигналов оповещения на пейджер;
- определение местоположения абонентов.
Для оказания указанных услуг компания Motorola разработала переносные малогабаритные (весом до 700 г) и мобильные (весом до 2,5 кг) персональные терминалы. Каждый пользовательский терми¬нал регистрируется в национальной шлюзовой станции, где ему при¬сваивается кодовый номер и оговаривается первоначальное террито¬риальное размещение.
Любой КА орбитальной группировки системы Iridium форми¬рует 48 лучей излучения, образуя каждым лучом на Земле соту диа¬метром 640 км. В совокупности все 48 лучей создают подспутнико¬вую зону диаметром приблизительно 4500 км. Вся орбитальная груп¬пировка формирует квазисплошную подспутниковую зону, покры¬вающую всю поверхность Земли. Благодаря применению многолуче¬вых антенн и сотовой структуры обслуживаемой зоны, рабочие час¬тоты в системе Iridium используются многократно. При этом в смеж¬ных сотах используются различные частоты, а в каждой восьмой соте, возможно повторение частоты. Частоты диапазона L, исполь¬зуемого для связи КА с абонентом используются более 50 раз.
Для связи КА со шлюзовой и командными станциями и обеспе¬чения межспутниковой связи используются частоты диапазона Ka .
Формат много станционного доступа сочетает временное разде¬ление каналов для каждой соты и частотное разделение для смежных сот. Орбитальная группировка формирует на поверхности Земли 2150 сот с общей пропускной способностью 3835 дуплексных теле¬фонных каналов связи.
Каждый КА орбитальной группировки имеет радиолинии связи с двумя соседними КА, находящимися в одной орбитальной плоско¬сти с ним, и двумя КА в соседних (слева и справа) орбитальных плоскостях.
Наземные шлюзовые станции состоят из 3-х приемопередаю¬щих комплексов. Каждый комплекс имеет быстродействующую ЭВМ, в которой хранится банк данных о персональных терминалах, и коммутационное оборудование для связи с телефонной сетью общего пользования. В работе постоянно находятся два приемопередающих комплекса, которые поочередно поддерживают связь с КА, находя¬щимися в пределах видимости. Третий приемопередающий комплекс является резервным.
В России так же разработано и внедряется насколько проектов низкоорбитальных систем связи, среди которых наиболее известна система связи «Гонец».
Эта система предназначена для обеспечения подвижных и ста¬ционарных абонентов персональной связью в большом масштабе с использованием малогабаритных пользовательских терминалов.
Близкой к оптимальной, с точки зрения непрерывного покрытия территории России, является группировка из 45 спутников, располо¬женных на 5 квазиполярных орбитах с углом наклонения 83по 9 спутников на каждой. Плоскости орбит разнесены друг относительно друга на 36 по долготе. Высота орбит 1400 км. Такое построение ор¬битальной группировки обеспечивает обслуживание абонентов на территории России, предоставляя им возможность приема и передачи любой цифровой информации включая телефонную, факсимильную и передачу данных.
Абонентские терминалы системы «Гонец» обеспечивают пря¬мой доступ к спутниковым каналам связи без использования назем¬ных линий связи. Использование в них ненаправленных антенн ис¬ключает необходимость наведения антенны, обеспечивает быстрое развертывание, простоту и удобство их эксплуатации.
Наземные терминалы пользователей имеют несколько модифи¬каций:
- стационарный терминал для установки в помещении;
- переносной терминал;
- мобильный терминал для транспортных средств;
- терминал для передачи информации с датчиков экологиче¬ского или технологического контроля;
- терминал персонального радиовызова
Для организации дуплексных каналов связи между абонентами используются две радиолинии в диапазоне 312 – 315 МГц и 387 – 390 МГц. В системе применяется частотно-временной принцип разделе¬ния каналов. На любом КА используется несколько частот, и на каж¬дой из них предается несколько каналов.
Работа бортовой аппаратуры КА при приеме и передаче осуще¬ствляется через антенны, имеющие широкую диаграмму направлен¬ности. Ширина диаграммы направленности антенны обеспечивает зону покрытия подстилающей земной поверхности диаметром до 5000 км.
К основным характеристикам системы «Гонец» можно отнести следующие:
- время ожидания сеанса связи – при глобальном соединении – 5 мин, при соединении по территории России – не более 1 мин;
- время доставки сообщения в режиме запоминания – не более 3-х часов при глобальном обслуживании, и в реальном вре¬мени в зоне 4000 км.
4.12.4.4 Среднеорбитальные системы спутниковой связи
К среднеорбитальным спутникам связи MEO (Mean Earth Orbit)
относятся КА с высотой орбиты 5 – 15 тыс. км. В среднеорбиталь¬ных группировках может находиться до 12 спутников, масса которых составляет до 1000 кг.
При таких орбитах время видимости одного спутника доходит до нескольких часов, что позволяет уменьшить количество спутников до 10 – 12 и, кроме того, увеличить углы, под которыми их наблю¬дают абонентские терминалы. Из проектов MEO-систем наиболее из¬вестны Inmarsat, ICO, Odyssey, созданные различными международ¬ными организациями.
В состав MEO-систем входят комплексы коммутационного обо¬рудования шлюзовых станций, предназначенных для подключения абонентов к телефонной сети общего пользования и другим назем¬ным системам связи, в том числе к сотовым системам радиосвязи.
Международная организация Inmarsat предоставляет на коммерческой основе услуги глобальной радиотелефонной, телексной, факсимильной связи, обмена данными и персонального радиовызова. В серии проектов реализованных в рамках междуна¬родной организации Inmarsat наиболее перспективным считается проект Inmarsat – P. Орбитальная группировка его должна состоять из 10 спутников, размещенных на двух средневысотных орбитах (10300 км) с наклонением 45. Этот проект имеет следующие отличи¬тельные особенности:
- глобальная рабочая зона системы;
- большое число спутников, одновременно находящихся в поле зрения наблюдателя;
- продолжительный срок службы спутников не менее 10 лет;
- разумная стоимость проекта не более 24 млрд. долларов.
Система Inmarsat – P опирается на концепцию использования спутниковых телефонов, способной интегрироваться в национальные системы сотовой цифровой связи, в том числе стандарта GSM.
4.12.4.5 Системы связи с использованием геостационар¬ных спутников
Спутниковые ретрансляторы, находящиеся на геостационарной орбите GEO (Geostacionary Earth Orbit), «зависают» над заранее вы¬бранными точками Земли. Это обеспечивается высотой орбиты 35875 км, на которой скорость перемещения КА совпадает со скоростью вращения Земли. Системы на основе геостационарных спутников обладают рядом преимуществ при организации систем связи. К ним можно отнести:
- отсутствие перерывов связи из-за взаимного перемещения КА и пользовательского терминала во время сеанса связи;
- охват связью 95% земной поверхности системой состоящей всего из 3-х геостационарных спутников;
- отсутствие необходимости в организации межспутниковой связи.
Поскольку геостационарная орбита находится на расстоянии около 36000 км от поверхности Земли, то задержка из-за конечности распространения радиосигнала составляют около 260 мс. Это приводит к тому, при телефонном разговоре двух собеседников воз¬никают паузы, что очень раздражает абонентов. При передаче дан¬ных задержка совершенно не заметна и может проявляться только некотором снижении скорости обмена.
Системы персональной связи на основе геостационарных спут¬ников потенциально могут предоставлять услуги, сравнимые с услу¬гами низкоорбитальных систем, однако это сопряжено с определен¬ными техническими трудностями по разворачиванию в космосе ан¬тенн с узкой диаграммой направленности для формирования на Земле сот примерно одинаковых размеров.
Типичным представителем геостационарных спутниковых сис¬тем является система связи «Банкир». Она предназначена для опера¬тивного обмена информацией в российских банковских и финансо¬вых системах с выходом на банковские системы ближнего и дальнего зарубежья.
Космический сегмент системы представляет собой группировку из 3-х геостационарных спутников связи «Купон», обеспечивающих ретрансляцию информационных потоков между пользователями. Бортовой радиотехнический комплекс КА представляет собой 24-х ствольный ретранслятор, работающий в диапазоне 11/14 ГГц (Ku ). Каждый ствол имеет полосу пропускания 36 МГц, что с использова¬нием линейной поляризации сигналов сформировать в полосе 480 МГц 24 ствола.
Антенная система КА «Купон» состоит из 4-х приемных и 4-х передающих активных фазированных антенных решеток. Каждая из них формирует 4 луча шириной 2. Это позволяет создавать 16 при¬емных и 16 передающих лучей. Каждый луч может независимо от других перенацеливаться электронным способом в любую точку под¬спутниковой области. В случае большого потока сообщений полоса любого ствола может разбиваться на 8 частотных каналов с шириной полосы пропускания 1,8 МГц.
Наземный сегмент состоит из центральных и периферийных шлюзовых станций, которые обеспечивают обмен данными между спутниками и абонентскими терминалами. К абонентским термина¬лам подключаются телефонные и факсимильные аппараты, модемы ПК и др.
Сеть спутниковой связи «Банкир» обеспечивает:
- организацию каналов связи между двумя и более пользовате¬лями;
- возможность одновременного предоставления различных ус¬луг: телефонной связи, передачи данных т.п.;
- организацию от одного до восьми каналов сопряжения с ло¬кальными вычислительными сетями;
- организацию передачи речевого сигнала с использованием стандарта GSM.
С 1997 года РАО «Газпром», РКК «Энергия» им С. П. Королева и американская компания Loral сотрудничают в области создания и эксплуатации геостационарной системы «Ямал», состоящей из двух спутниковых ретрансляторов, дополненных КА «Экспресс», находя¬щемся на той же орбите.
В настоящее время ведутся разработки проектов квазиглобальной связи, охватывающей почти всю поверхность Земли с использованием 3-х геостационарных спутников, а так же проекты использования высокочастотного диапазона Ka для организации спутниковой связи путем покрытия зоны обслуживания сотами |
|
| Комментарии |
| Добавить комментарий |
|
Пожалуйста залогиньтесь для добавления комментария.
|
| Рейтинги |
|
Рейтинг доступен только для пользователей.
Пожалуйста, залогиньтесь или зарегистрируйтесь для голосования.
Нет данных для оценки.
|
|
| Гость |
Вы не зарегистрированны? Нажмите здесь для регистрации.
Забыли пароль? Запросите новый здесь.
|
| Мини-чат | Вам необходимо залогиниться.
Нет присланных сообщений.
|
|
