Съвременна сателитна комуникация: технологии и развитие. Видове сателитни комуникационни системи Сателитни и цифрови комуникационни мрежи

MOU Parabelskaya гимназия

Есе

Сателитни комуникационни системи

Изпълнено

Горошкина Ксения

Ученик в 11 клас

проверено

Борисов Александър Владимирович

парабел

2010 г

Въведение 3

1. Принципи на организация на сателитни комуникационни канали 4

2. Орбити на комуникационни спътници 5

3. Типова схема за организиране на спътникови комуникационни услуги 6

4. Области на приложение на сателитните комуникации 6

4.1. Принципи на организиране на сателитни комуникации VSAT 7

4.2. Принципи на организацията на мобилните спътникови комуникации 7

5. Технологии, използвани в сателитните комуникации 8

6. История на създаването на сателитни комуникационни системи 11

6.1. Първите сателитни комуникационни и излъчващи линии чрез спътник "Молния-1" 12

6.2. Първата в света сателитна система "Орбита" за разпространение на телевизионни програми 13

6.3. Първата в света система за директно телевизионно излъчване "Екран" 14

6.4. Системи за разпространение на телевизионни програми "Москва" и "Москва-Глобал 15"

6.5. Система за сателитно телевизионно излъчване в честотната лента 12 GHz 16

6.6. Създаване на системата Интерспутник 16

6.7. Създаване на сателитна връзка за правителствени комуникации 17

6.8. В заключение... 17

Списък на използваната литература 20

Въведение

Сателитните комуникационни системи (SCC) са известни отдавна и се използват за предаване на различни сигнали на големи разстояния. От самото си създаване сателитните комуникации се развиват бързо и с натрупването на опит, усъвършенстването на оборудването, развитието на методите за предаване на сигнали се извършва преход от отделни сателитни комуникационни линии към локални и глобални системи.

Такива темпове на развитие на CCC се обясняват с редица предимства, които притежават. Те включват по-специално голяма честотна лента, неограничени припокриващи се пространства, високо качество и надеждност на комуникационните канали. Тези предимства, които определят широките възможности на сателитната комуникация, я правят уникално и ефективно средство за комуникация. Понастоящем сателитната комуникация е основният вид международна и национална комуникация на дълги и средни разстояния. Използването на изкуствени земни спътници за комуникации продължава да се разширява с развитието на съществуващите комуникационни мрежи. Много страни изграждат свои собствени национални сателитни комуникационни мрежи.

У нас се създава единна автоматизирана комуникационна система. За да направите това, различни технически средства за комуникация се разработват, подобряват и намират нови области на приложение.

В моето резюме ще разгледам принципите на организация на сателитните системи, обхвата на приложение, историята на създаването на SSS. В днешно време на сателитното излъчване се обръща голямо внимание, така че трябва да знаем как работи системата.

1. Принципи на организация на спътникови комуникационни канали

Сателитната комуникация е един от видовете радиокомуникации, базиран на използването на изкуствени земни спътници като ретранслатори.

Сателитната комуникация се осъществява между земни станции, които могат да бъдат както стационарни, така и мобилни. Сателитната комуникация е развитие на традиционната радиорелейна комуникация чрез поставяне на ретранслатора на много голяма надморска височина (от стотици до десетки хиляди километри). Тъй като зоната на неговата видимост в този случай е почти половината от земното кълбо, няма нужда от верига от ретранслатори. За предаване през сателит сигналът трябва да бъде модулиран. Модулацията се извършва на земната станция. Модулираният сигнал се усилва, прехвърля на желаната честота и се подава към предавателната антена.

В ранните години на изследване се използват пасивни сателитни ретранслатори, които представляват обикновен рефлектор на радиосигнал (често метална или полимерна сфера с метално покритие), който не носи никакво приемо-предавателно оборудване на борда. Такива сателити не са получили разпространение. Всички съвременни комуникационни спътници са активни. Активните повторители са оборудвани с електронно оборудване за приемане, обработка, усилване и препредаване на сигнал. Сателитните повторители могат да бъдат нерегенеративни и регенеративни.

Нерегенеративен сателит, след като получи сигнал от една земна станция, го прехвърля на друга честота, усилва и го предава на друга земна станция. Един сателит може да използва няколко независими канала за извършване на тези операции, всеки от които работи върху определена част от спектъра (тези канали за обработка се наричат ​​транспондери).

Регенеративният сателит демодулира получения сигнал и го модулира отново. Поради това корекцията на грешката се извършва два пъти: на спътника и на приемащата земна станция. Недостатъкът на този метод е сложността (и оттам много по-високата цена на сателита), както и увеличеното забавяне на предаването на сигнала.

2. Орбити на комуникационни спътници

Орбитите, в които са разположени сателитните транспондери, са разделени на три класа:

1 - екваториален, 2 - наклонен, 3 - полярен

Важна вариация на екваториалната орбита е геостационарна орбита, при което спътникът се върти с ъглова скорост, равна на ъгловата скорост на Земята, в посока, съвпадаща с посоката на въртене на Земята. Очевидното предимство на геостационарната орбита е, че приемникът в зоната на обслужване "вижда" сателита през цялото време. Има обаче само една геостационарна орбита и е невъзможно да поставите всички сателити в нея. Другият му недостатък е голямата надморска височина, а от там и високата цена за извеждане на сателит в орбита. Освен това сателит в геостационарна орбита не е в състояние да обслужва земни станции в циркумполярния регион.

наклонена орбитарешава тези проблеми, но поради движението на спътника спрямо наземния наблюдател е необходимо да се изстрелят поне три спътника в една орбита, за да се осигури денонощен достъп до комуникации.

полярна орбитае граничният случай на наклонен.

Когато използват наклонени орбити, земните станции са оборудвани със системи за проследяване, които насочват антената към спътника. Станциите, работещи със спътници в геостационарна орбита, също обикновено са оборудвани с такива системи за компенсиране на отклонения от идеалната геостационарна орбита. Изключение правят малките антени, използвани за приемане сателитна телевизия: Техният лъч е достатъчно широк, за да не усещат сателита да се люлее около идеалната точка. Характеристика на повечето мобилни сателитни комуникационни системи е малкият размер на терминалната антена, което затруднява приемането на сигнала.

3. Типова схема за организация на спътниковите комуникационни услуги

• операторът на сателитния сегмент създава комуникационен сателит за своя сметка, като подава поръчка за производство на сателит на един от производителите на спътници и извършва неговото изстрелване и поддръжка. След изстрелването на сателита в орбита, операторът на сателитния сегмент започва да предоставя услуги за отдаване под наем на честотния ресурс на ретранслаторния спътник на компании, опериращи сателитни комуникационни услуги.

• оператор на сателитни комуникационни услуги сключва споразумение с оператор на сателитен сегмент за използване (лизинг) на капацитет на комуникационен спътник, като го използва като ретранслатор с голяма зона на обслужване. Операторът на сателитни комуникационни услуги изгражда наземната инфраструктура на своята мрежа върху специфична технологична платформа, произведена от производители на наземно оборудване за сателитни комуникации.

4. Обхват на сателитните комуникации:

• Основни сателитни комуникации:Първоначално появата на сателитните комуникации е продиктувана от необходимостта от предаване на големи количества информация. С течение на времето делът на предаването на глас в общия обем на опорния трафик непрекъснато намалява, отстъпвайки място на предаването на данни. С развитието на оптичните мрежи, последните започнаха да изместват сателитните комуникации от пазара на опорните комуникации.

• VSAT системиО: Системите VSAT (терминал с много малка апертура) предоставят сателитни комуникационни услуги на клиенти (обикновено малки организации), които не изискват висока честотна лента. Скоростта на трансфер на данни за VSAT обикновено е по-малка от 2048 kbps. Думите "много малка бленда" се отнасят за размера на крайните антени в сравнение с по-старите опорни антени. VSAT терминалите, работещи в C-обхват, обикновено използват антени с диаметър 1,8-2,4 м, в Ku-обхват - 0,75-1,8 м. VSAT системите използват технология за канализиране по заявка.

• Мобилни сателитни комуникационни системи: Характеристика на повечето мобилни сателитни системи е малкият размер на терминалната антена, което затруднява приемането на сигнала.

4.1. Принципи за организиране на VSAT сателитни комуникации:

Основният елемент на сателитната мрежа VSAT е NCC. Това е Центърът за управление на мрежата, който осигурява достъп до клиентско оборудване от Интернет, обществената телефонна мрежа, други терминали на VSAT мрежата и осъществява обмен на трафик в рамките на корпоративната мрежа на клиента. NCC има широколентова връзка към опорните комуникационни канали, осигурени от опорните оператори, и осигурява трансфер на информация от отдалечен VSAT терминал към външния свят.

4.2. Принципи за организиране на мобилни спътникови комуникации:

За да бъде достатъчна силата на сигнала, достигащ до мобилния сателитен приемник, се използва едно от двете решения:

• Сателитите са разположени на геостационарна орбита. Тъй като тази орбита е на 35 786 км от Земята, на сателита е необходим мощен предавател.
• Много сателити са разположени в наклонени или полярни орбити. В същото време необходимата мощност на предавателя не е толкова висока, а цената за извеждане на сателит в орбита е по-ниска. Този подход обаче изисква не само голям брой сателити, но и широка мрежа от наземни комутатори.

• Оборудването на клиента (мобилни сателитни терминали, сателитни телефони) взаимодейства с външния свят или помежду си чрез релеен сателит и шлюзове на оператора на мобилни сателитни комуникационни услуги, осигуряващи връзка с външни наземни комуникационни канали (обществена телефонна мрежа, интернет и др. .)

5. Технологии, използвани в сателитните комуникации

М многократно използване на честотите в сателитните комуникации.Тъй като радиочестотите са ограничен ресурс, е необходимо да се гарантира, че едни и същи честоти могат да се използват от различни земни станции. Можете да направите това по два начина:

• пространствено разделяне - всяка сателитна антена получава сигнал само от определена област, докато различни зони могат да използват едни и същи честоти.

• поляризационно разделяне - различни антени приемат и предават сигнал във взаимно перпендикулярни поляризационни равнини, като едни и същи честоти могат да се прилагат два пъти (за всяка от равнините).

з честотни диапазони.

Изборът на честота за предаване на данни от земна станция към сателит и от сателит към земна станция не е произволен. Честотата влияе например върху поглъщането на радиовълните в атмосферата, както и върху необходимите размери на предавателната и приемната антена. Честотите, на които се извършват предаванията от земна станция към спътник, са различни от тези, използвани за предавания от сателит към земна станция (обикновено първото е по-високо). Честотите, използвани в сателитните комуникации, са разделени на диапазони, обозначени с букви:

Име на диапазон	Честоти	Приложение
		Мобилни сателитни комуникации
		Мобилни сателитни комуникации
	4 GHz, 6 GHz	Фиксирани сателитни комуникации
	За сателитни комуникации в този диапазон честотите не са определени. За радарни приложения е посочен диапазонът 8-12 GHz.	Фиксирани сателитни комуникации (за военни цели)
	11 GHz, 12 GHz, 14 GHz
		Фиксирана сателитна комуникация, сателитно излъчване
		Фиксирани сателитни комуникации, междусателитни комуникации

Ku-обхватът позволява приемане със сравнително малки антени и затова се използва в сателитната телевизия (DVB), въпреки факта, че метеорологичните условия оказват значително влияние върху качеството на предаване в тази лента. За предаване на данни от големи потребители (организации) често се използва C-обхватът. Това осигурява по-добро качество на приемане, но изисква доста голяма антена.

М модулация и кодиране за коригиране на грешки

Характеристика на сателитните комуникационни системи е необходимостта да работят в условия на относително ниско съотношение сигнал / шум, причинено от няколко фактора:

• значително разстояние между приемника и предавателя,
• ограничена сателитна мощност

Сателитните комуникации не са подходящи за предаване на аналогови сигнали. Следователно, за да се предаде реч, тя е предварително дигитализирана с помощта на импулсно-кодова модулация.
За да се предадат цифрови данни по сателитен комуникационен канал, те трябва първо да бъдат преобразувани в радиосигнал, заемащ определен честотен диапазон. За да направите това, се използва модулация (цифровата модулация се нарича още манипулация).

Поради ниската сила на сигнала има нужда от системи за коригиране на грешки. За това се използват различни шумокоригиращи кодиращи схеми, най-често различни варианти на конволюционни кодове, както и турбо кодове.

6. Историята на създаването на сателитни комуникационни системи

Идеята за създаване на глобални сателитни комуникационни системи на Земята е представена през 1945 г. Артър Кларккойто по-късно става известен писател на научна фантастика. Осъществяването на тази идея става възможно само 12 години след появата на балистичните ракети, с които 4 октомври 1957 гПървият изкуствен спътник на Земята (AES) беше изведен в орбита. За да контролира полета на спътника, върху него беше поставен малък радиопредавател - маяк, работещ в обхвата 27 MHz. След няколко години 12 април 1961 г. за първи път в света на съветския космически кораб "Восток" Ю.А. Гагарин направи исторически полет около Земята. В същото време астронавтът имаше редовна връзка със Земята по радиото. Така започна системната работа по изучаването и използването на космическото пространство за решаване на различни мирни проблеми.

Създаването на космическа технология направи възможно разработването на много ефективни системи за радиокомуникация и излъчване на дълги разстояния. В САЩ започна интензивна работа по създаването на комуникационни сателити. Такава работа започна да се разгръща и у нас. Огромната му територия и слабото развитие на комуникациите, особено в слабо населените източни райони, където създаването на комуникационни мрежи с други технически средства (RRL, кабелни линии и др.) е свързано с високи разходи, направиха този нов тип комуникация много обещаващ.

В началото на създаването на домашни сателитни радиосистеми бяха изключителни местни учени и инженери, които ръководеха големи изследователски центрове: М.Ф. Решетнев, М.Р. Капланов, Н.И. Калашников, Л.Я. Кантор

Основните задачи, поставени пред учените, са следните:

Разработка на сателитни транспондери телевизионно излъчванеи комуникации ("Екран", "Дъга", "Халс"), от 1969 г. сателитните ретранслатори се разработват в отделна лаборатория, ръководена от М.В. Бродски ;

Създаване на системни проекти за изграждане на сателитни комуникации и радиоразпръскване;

Разработване на оборудване за земни станции (ЗС) на спътникови комуникации: модулатори, прагопонижаващи демодулатори на ЧМ (честотна модулация) сигнали, приемо-предавателни устройства и др.;

Извършване на комплексна работа по оборудване на сателитни комуникационни и излъчващи станции с оборудване;

Развитие на теорията за проследяване на FM демодулатори с намален шумов праг, методи за множествен достъп, методи за модулация и кодиране за коригиране на грешки;

Разработване на нормативна и техническа документация за канали, канали за телевизионно и комуникационно оборудване на сателитни системи;

Разработване на системи за контрол и мониторинг на AP и сателитни комуникационни и излъчващи мрежи.

специалисти от NIIR бяха създадени много национални спътникови комуникационни и радиоразпръскващи системи, които работят и до днес. Приемопредавателното наземно и бордово оборудване на тези системи също е разработено в NIIR. В допълнение към оборудването специалистите на института предложиха методи за проектиране както на самите спътникови системи, така и на отделните устройства, включени в тях. Опитът в проектирането на спътникови комуникационни системи на специалисти от NIIR е отразен в множество научни публикации и монографии.

6.1. Първите сателитни комуникационни и излъчващи линии чрез спътник "Молния-1"

Първите експерименти за сателитни комуникации чрез отразяване на радиовълни от американския отразяващ спътник "Ехо" и Луната, използвани като пасивни ретранслатори, са извършени от специалисти от NIIR през 1964 г. Радиотелескопът в обсерваторията в село Зименки, област Горки, е получил телеграфни съобщения и проста рисунка от английската обсерватория "Джодрел банк".

Този експеримент доказа възможността за успешно използване на космически обекти за организиране на комуникации на Земята.

В лабораторията за спътникови комуникации са изготвени няколко системни проекта, а след това тя участва в разработването на първата вътрешна система за спътникова комуникация "Молния-1" в честотен диапазон под 1 GHz.Главната организация за създаването на тази система беше Московският научноизследователски институт по радиокомуникации (MNIIRS). Главният конструктор на системата Молния-1 е Г-Н. Капланов- заместник-началник на MNIIRS.

През 60-те години NIIR разработва приемо-предавателен комплекс за тропосферната радиорелейна система Horizont, също работеща в честотния диапазон под 1 GHz. Този комплекс беше модифициран и създаденото оборудване, наречено "Хоризонт-К", беше използвано за оборудване на първата сателитна комуникационна линия "Молния-1", която свързва Москва и Владивосток. Тази линия е предназначена за предаване на телевизионна програма или групов спектър от 60 телефонни канала. С участието на специалисти от NIIR в тези градове бяха оборудвани две земни станции (ES). MRIRS разработи бордов ретранслатор за първия изкуствен комуникационен спътник Molniya-1, който беше изстрелян успешно 23 април 1965 г. Той беше изстрелян в силно елиптична орбита с период на въртене около Земята 12 часа.Такава орбита беше удобна за обслужване на територията на СССР, разположена в северните ширини, тъй като в продължение на осем часа на всяка орбита на спътника се виждаше от всяка точка на страната. Освен това изстрелването в такава орбита от наша територия се извършва с по-малко енергия, отколкото в геостационарна. Сателитната орбита Molniya-1 е запазила значението си и до днес и се използва въпреки преобладаващото развитие на геостационарните спътници.

6.2. Първата в света сателитна система "Орбита" за разпространение на телевизионни програми

След приключване на изследванията на техническите възможности на спътника "Молния-1" от специалисти на NIIR Н.В. Тализин и Л.Я. Канторбеше предложено да се реши проблемът с доставката на телевизионни програми от централната телевизия до източните райони на страната чрез създаване на първата в света система за сателитно излъчване "Орбита" през в обхвата 1 GHz на базата на оборудването "Хоризонт-К".

През 1965-1967г.за рекордно кратко време в източните райони на страната ни едновременно бяха построени и въведени в експлоатация 20 земни станции „Орбита” и нова централна предавателна станция „Резерв”. Системата Orbita се превърна в първата в света кръгова, телевизионна, сателитна разпределителна система, в която възможностите на сателитните комуникации се използват най-ефективно.

Трябва да се отбележи, че обхватът, в който работи новата система Orbita 800-1000 MHz, не съответства на разпределения в съответствие с Радиорегламента за фиксираната спътникова радиослужба. Работата по прехвърлянето на системата "Орбита" към 6/4 GHz C-обхват е извършена от специалисти от NIIR в периода 1970-1972 г. Станцията, работеща в новата честотна лента, беше наречена Орбита-2. За него е създаден пълен комплект оборудване за работа в международния честотен диапазон - в участъка Земя-Космос - в обхвата 6 GHz, в участъка Космос-Земя - в обхвата 4 GHz. Под ръководството на В.М. цирлинае разработена система за насочване и автоматично проследяване на антени със софтуерно устройство. Тази система използва екстремен автомат и метод на конично сканиране.

Станция "Орбита-2" започна да пуска корени от 1972 г., А до края на 1986г. от тях са построени около 100. Много от тях в момента работят с приемо-предавателни станции.

По-късно за работата на мрежата Орбита-2 е създаден и изведен в орбита първият съветски геостационарен спътник Радуга, чийто многоцевен бордов ретранслатор е създаден в NIIR (ръководител на работата А. Д. Фортушенко и нейните участници М. В. Бродски, А. И. Островски, Ю. М. Фомин и др.) В същото време са създадени и усвоени технологията на производство и методите за наземна обработка на космически продукти.

За системата Орбита-2 бяха разработени нови градиентни предаватели (I.E. Mach, M.Z. Zeitlin и др.), както и параметрични усилватели (A.V. Sokolov, EL. Ratbil, B.C. Sanin, V.M. Krylov) и устройства за приемане на сигнали (V.I. Dyachkov, V.M. Дорофеев, Ю. А. Афанасиев, В. А. Полухин и др.).

6.3. Първата в света система за директно телевизионно излъчване "Екран"

Широкото развитие на системата Орбита като средство за доставка на телевизионни програми стана икономически неоправдано в края на 70-те години поради високата цена на AP, което прави нецелесъобразно инсталирането й в точка с население под 100-200 хиляди хората. По-ефективна се оказа системата "Екран", работеща в честотния диапазон под 1 GHz и имаща висока мощност на предавателя на бордовия ретранслатор (до 300 W). Целта на създаването на тази система беше да покрие с телевизионно излъчване слабонаселените райони в Сибир, Далечния север и част от Далечния изток. За неговото изпълнение бяха разпределени честоти от 714 и 754 MHz, при които беше възможно да се създадат доста прости и евтини приемни устройства. Системата Ekran всъщност стана първата в света система за директно сателитно излъчване.

Приемателните съоръжения на тази система трябваше да бъдат икономически ефективни както за обслужване на малки общности, така и за индивидуално приемане на телевизионни програми.

Изстрелян е първият спътник от системата Екран 26 октомври 1976 г . в геостационарна орбита на 99°E. Малко по-късно в Красноярск бяха произведени колективни приемни станции "Екран-КР-1" и "Екран-КР-10" с изходна мощност на телевизионния предавател 1 и 10 W. Земната станция, предаваща сигнали към спътника "Екран", имаше антена с диаметър на огледалото 12 m, оборудвана с предавател "Градиент" с мощност 5 kW, работещ в обхвата 6 GHz. Приемните блокове на тази система, разработени от специалисти от NIIR, бяха най-простите и евтини приемни станции от всички внедрени през онези години. До края на 1987 г. броят на инсталираните станции Ekran достига 4500.

6.4 Системи за разпространение на телевизионни програми "Москва" и "Москва-Глобал"

По-нататъшният напредък в развитието на системите за сателитно телевизионно излъчване в нашата страна е свързан със създаването на системата "Москва", в която технически остарелите ES на системата Orbita бяха заменени с малки ES. през 1974 гпо инициатива Н.В. Тализина и Л.Я. Кантор.

За системата "Москва" на спътника "Хоризонт" беше осигурен багажник повишена мощностработещи в честотната лента 4 GHz към силно насочена антена. Енергийните съотношения в системата са избрани по такъв начин, че да осигурят използването на малък параболична антенас диаметър на огледалото 2,5 м без автоматично насочване. Основната характеристика на системата "Москва" беше стриктното спазване на нормите за спектрална плътност на потока на мощността на земната повърхност, установени от Правилата за комуникация на системите за фиксирана услуга.. Това направи възможно използването на тази система за телевизионно излъчване в целия СССР. Системата осигурява висококачествено приемане на централната телевизионна програма и радиопрограмата. Впоследствие в системата беше създаден друг канал, предназначен за предаване на вестникарски страници.

Тези станции също станаха широко разпространени в местни институции, разположени в чужбина (в Европа, Северна Африка и редица други територии), което даде възможност на нашите граждани в чужбина да получават местни програми. При създаването на системата "Москва" бяха използвани редица изобретения и оригинални решения, които позволиха да се подобри както самата конструкция на системата, така и нейните хардуерни системи. Тази система послужи като прототип за много сателитни системи, разработени по-късно в САЩ и Западна Европа, които използват сателити със средна мощност, работещи в обхвата на фиксирана сателитна услуга, за да предоставят телевизионни програми на малки по размер и умерени разходи ES.

През 1986-1988г.Разработена е специална система "Москва-Глобал" с малки AP, предназначена да доставя централни телевизионни програми на местни представителства в чужбина, както и да предава малко количество дискретна информация. Тази система също е в действие. Той предвижда организирането на един телевизионен канал, три канала за предаване на дискретна информация със скорост 4800 bps и два канала със скорост 2400 bps. Използвани са дискретни канали за предаване на информация в интерес на Комитета по телевизия и радиоразпръскване, ТАСС и APN (Агенция за политически новини). Той използва два спътника в геостационарна орбита на 11°W, за да покрие почти цялото земно кълбо. и 96°и.д Приемателните станции имат огледало с диаметър 4 м, оборудването може да бъде разположено както в специален контейнер, така и на закрито.

6.5. Система за сателитно телевизионно излъчване в обхвата 12 GHz

От 1976г. NIIR започна работа по създаването на принципно нова сателитна телевизионна система през онези години в честотната лента от 12 GHz (STV-12), разпределена съгласно международния план за такова сателитно телевизионно излъчване, което няма да има ограниченията на излъчената мощност, присъщи на Ekran и "Москва" и би могъл да осигури покритие на цялата територия на страната ни с многопрограмно телевизионно излъчване, както и обмен на програми и решаване на проблема с републиканското радиоразпръскване. При създаването на тази система NIIR беше водещата организация.

Специалистите на института са извършили изследвания, които са определили оптималните параметри на тази система и са разработили многоцевни въздушни ретранслатори и оборудване за предаване и приемане на AP. На първия етап от развитието на тази система е използван местният спътник "Hals", сигналите са предавани в аналогова форма и е използвано вносно приемно оборудване. По-късно беше направен преход към цифрово оборудване, базирано на чужд спътник, както и оборудване за предаване и приемане.

6.6. Създаване на системата Интерспутник

През 1967гзапочва развитието на международното сътрудничество между социалистическите страни в областта на спътниковите комуникации. Целта му беше да създава международни сателитна система"Интерспутник", предназначен да задоволи нуждите на България, Унгария, Германия, Монголия, Полша, Румъния, СССР и Чехословакия през г. телефонна комуникация, предаване на данни и обмен на телевизионни програми . През 1969гпроект на тази система бяха разработени правните основи на организацията Intersputnik и през 1971 гподписаха споразумение за създаването му.

Системата Intersputnik стана втората в света международна сателитна комуникационна система (след системата Intelsat). Специалистите от NIIR разработиха проекти на AP, които бяха изградени с помощта на СССР в много страни от социалистическата общност. Първият АП в чужбина е създаден в Куба, а вторият - в Чехословакия. Общо NIIR достави повече от десет AP в чужбина за приемане на телевизия, AP и програми със специално предназначение.

Първоначално Интерспутник използва спътници от типа Молния-3 в силно елиптична орбита, а от 1978 г. два многостволни геостационарни спътника от типа Горизонт със станции на 14° з.д. и 53° (и след това 80°) и.д Първоначално на ЗС бяха монтирани предавателят "Градиент-К" и приемният комплекс "Орбита-2".

Всички системни и технически решения за създаването на системата Intersputnik, както и AP оборудването, са създадени от специалисти на NIIR съвместно с пилотния завод на NIIR Promsvyazradio и организации-съизпълнители. Системата Intersputnik все още работи днес, като наема стволовете на руското космическо съзвездие, както и използва своя геостационарен спътник LMI-1, разположен на позиция 75 ° E. Работата е извършена в сътрудничество с производствено обединение "Искра" (Красноярск), Московския и Подолския радиотехнически заводи.

Ръководителят на работата беше С.В. Бородич .

6.7. Създаване на сателитна връзка за правителствени комуникации

През 1972г. Между СССР и САЩ беше сключено междуправителствено споразумение за създаване на директна линия за правителствена комуникация (LPS) между държавните глави в случай на извънредна ситуация. Изпълнението на това важно правителствено споразумение беше поверено на специалисти от NIIR. Главният дизайнер на разработката на LPS беше В.Л. Биков, и отговорни изпълнители - И.А. Ястребцов, А.Н. Воробьов.

На територията на СССР са създадени две АП: едната (в Дубна близо до Москва), втората (в Золочев близо до Лвов). Извършено е въвеждане в експлоатация на LPS през 1975 г. Действа чрез АП "Дубна" до наши дни. Това беше първият опит за създаване на сателитна линия в международната система "Intelsat" от местни специалисти.

6.8. В ареста…

През 1960-1980г. Специалистите от NIIR решиха много важни за нашата държава и технически сложни проблеми за създаване на национални спътникови комуникационни и радиоразпръскващи системи.

· Създадени са системи за разпространение на телевизионни програми на обширната територия на нашата страна, включително директно сателитно телевизионно излъчване. Много системи, създадени в NIIR, са първите в света: "Орбита", "Екран", "Москва" и др. Оборудването на наземната част на тези системи, както и бордовото оборудване, също е разработено от NIIR, той е произведен от местната промишленост.

· Системите за сателитна комуникация и излъчване позволиха да се задоволят нуждите на десетки милиони граждани на нашата страна, особено тези, които живееха в слабо населените райони на Западен Сибир и Далечния изток. Със създаването на сателитни системи в тези региони за първи път гражданите имат възможност да получават централни телевизионни програми в реално време.

· Въвеждането на сателитни системи беше изключително важно за икономическото и социално развитие на труднодостъпните райони на Сибир и Далечния изток, както и на цялата страна.

· Населението на Сахалин, Камчатка, Хабаровска територия и много други отдалечени територии получи достъп до обществената телефонна мрежа.

· Учените от NIIR са извършили оригинални научни изследвания, насочени към създаване на методи за изчисляване на различни видове устройства, използвани в сателитни комуникационни системи. Те също така създадоха методология за проектиране на спътникови комуникационни системи и написаха редица фундаментални монографии и научни статии по проблемите на спътниковата комуникация.

Заключение

Съвременните организации се характеризират с голям обем различна информация, основно електронни и телекомуникационни, които ежедневно преминават през тях. Ето защо е важно да има висококачествен изход към комутационните възли, които осигуряват достъп до всички важни комуникационни линии. В Русия, където разстоянията между населените места са огромни и качеството на наземните линии оставя много да се желае, оптимално решениена този въпрос е използването на сателитни комуникационни системи (СКС).

Първоначално CCC се използва за предаване на телевизионен сигнал. Нашата страна се характеризира с обширна територия, която трябва да бъде покрита с комуникационни средства. Стана по-лесно да се направи това след появата на сателитни комуникации, а именно системата Орбита-2. По-късно се появиха сателитни телефони, чието основно предимство е независимостта от наличието на всякакви локални телефонни мрежи. Висококачествената телефонна комуникация е достъпна от почти всяка точка на света.

В рамките на президентската програма „Универсална комуникационна услуга“ във всяко населено място бяха инсталирани таксофони, а в особено отдалечени райони бяха използвани сателитни таксофони.

Според федералната целева програма „Развитие на телевизионното и радиоразпръскване в Руска федерацияза 2009-2015 г.” в Русия се въвежда цифрово излъчване. Програмата е изцяло финансирана, включително средствата ще отидат за създаването на многофункционални спътници.

Библиография

1. Интернет ресурс "История на спътниковите комуникации" http://sviazist.nnov.ru/modules/myarticles/article.php?storyid=1026

2.Интернет ресурс "Принципи на организиране на спътникови комуникации" http://vsatinfo.ru/index.php?option=com_sobi2&catid=30&Itemid=0

3. Интернет ресурс "Безплатна енциклопедия"

http://en.wikipedia.org

Преглед

върху реферата "Сателитни комуникационни системи"

Ученици от 11 клас MOU Parabelskaya гимназия

Горошкина Ксения

Темата на есето е напълно разкрита. Материалът на всички раздели е интересен, поднесен достъпно и ясно. Добри илюстрации. Спазва се структурата на реферата. Работата може да се използва като урокза студенти.

Оценка "ОТЛИЧЕН"

Експерт: Борисов А. В. Учител по физика

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Хоствано на http://www.allbest.ru

Сателитни комуникационни съоръжения

Сателитна антена

Сателитната чиния е огледална антена за приемане на сигнал от сателит. Най-често срещаните сателитни антени са параболичните антени (те обикновено се наричат ​​сателитни). Сателитните чинии се предлагат в различни видове и размери. Най-често такива антени се използват за приемане и предаване на сателитни телевизионни и радио програми, както и за свързване с интернет. Има два вида параболични антени - директно фокусирани и офсетни.

Антена с директен фокус

Антената с директен фокус (осесиметрична) е антена от класическия тип параболоид на революция. Това допринася за по-точна ориентация към избрания спътник. Обикновено такива антени се използват за приемане на сигнал в C-обхвата като по-слаб от сигнала на Ku-обхвата. Въпреки това е възможно да се получи сигнал в Ku-обхвата, както и комбиниран.

офсетна антена

Офсетна антена - най-често срещаната при индивидуалното приемане на сателитна телевизия, въпреки че в момента се използват други принципи за изграждане на наземни сателитни антени. Офсетната антена е елиптичен параболоид (в напречното сечение на елипса). Фокусът на такъв сегмент е разположен под геометричния център на антената. Това елиминира засенчването на полезната площ на антената от захранването и нейните опори, което увеличава нейната ефективност при същата огледална зона с осесиметрична антена. Освен това захранването е монтирано под центъра на тежестта на антената, като по този начин се повишава нейната стабилност при натоварвания от вятър. Офсетната антена е монтирана почти вертикално. В зависимост от географската ширина ъгълът му на наклон варира леко. Тази позиция изключва събирането на атмосферни валежи в купата на антената, което значително влияе върху качеството на приемане. Обикновено офсетните антени се използват за приемане на Ku-band сигнал (в линеен и кръгова поляризация). Възможно е обаче приемане на сигнал и в С-обхвата, както и комбиниран.

Тороидална антена

Тороидалната параболична антена е продукт от нова категория за приемане сателитен сигналот няколко спътника без използване на въртящи се устройства. За разлика от конвенционалните антени, тази парабола има по-внимателно проектирана отразяваща повърхност. С помощта на втория рефлектор е възможно да се монтират по-голям брой преобразуватели за приемане на сигнал. При специфични условия тази параболична антена отваря нови възможности за приемане на сателитни сигнали.Антената е изработена от поцинкована стомана, покрита с полиестерен лак. На държача могат да се поставят до 16 конвертора. Минимално отместване между два съседни LNB: 3 градуса Инсталирането на антената изисква точен азимут, елевация и наклон.

За производството на сателитни антени се използват главно стомана и дуралуминий. Любителите на сателитна телевизия понякога инсталират моторно окачване (мотор) или позиционер. С помощта на задвижка и по команда на потребителя (или команда от тунера) ви позволява да завъртите антената към позицията на сателита, от който се нуждаете.

Какво представляват сателитните чинии

Като цяло е време да започнете да пишете публикации за конкретни елементи на системите за приемане на сателитна телевизия. Да започнем с антените.

Както вече писах, нивото на сигнала на геостационарен сателит е много ниско, така че за приемане се използват тясно насочени антени. Всяка сателитна чиния включва деполяризатор-усилвател-конвертор с нисък шум (LNB - Low Noise Block). Всъщност самата „антена“ е много малка, а огромните „антени“ са просто рефлектори, които фокусират сигнала в една точка.

Най-простият и най-често срещаният тип сателитна чиния е антената с единична чиния с параболичен рефлектор. Както знаете, забележително свойство на параболата е, че тя фокусира лъчите, успоредни на нейната ос, в една точка. Ако обаче се направи метален рефлектор под формата на парабола, то отразените от него радиовълни от сателита ще се фокусират в тази точка, където се намира самата приемна антена, вградена в LNB.

Предлагат се антени с директен фокус и офсет. Антената с директен фокус има осесиметрична форма, преобразувателят върху нея е разположен в центъра. Принципът на работа на такава антена може да бъде ясно показан на фигурата:

Такъв дизайн е доста прост, антените с директен фокус могат да бъдат сглобени от отделни "венчелистчета", което дава предимство при производството на големи антени.

За съжаление плочите с директен фокус имат и недостатъци. Първо, на фигурата „ъгълът на издигане“ на сателита (неговата „височина“ над хоризонта) не е много голям. Ако спътникът е достатъчно висок (както често се случва, например в Москва, ъгълът на издигане на Eutelsat W4 е 26 градуса), тогава „чинията“ гледа високо в небето и събира всички валежи вътре. Нека ви напомня, че микровълновият сигнал не преминава през сняг и вода. Второ, при антена с директен фокус, монтажът на конвертора е доста висок и трябва да се катериш някъде, за да го поддържаш.

Вторият вариант са офсетни (т.е. „офсетни“) плочи, където „разрезът“ не е направен перпендикулярно на оста на параболата, а под някакъв ъгъл. Изглежда така:

Такава антена отразява лъчите не перпендикулярно на равнината си, а „надолу“. Нейният преобразувател не е разположен срещу центъра на антената, а е доведен до фокусната точка на „пръчката“, прикрепена към дъното на рефлектора. За разлика от монтирането на преобразувателя върху антена с директен фокус, този прът с преобразувател не „закрива“ полезната площ на рефлектора, поради което антените с малки размери (до един метър в диаметър) се разделят главно в офсетни.

Между другото, за жителите на къщата отсреща офсетната плоча изглежда е насочена в тяхната посока, което плаши всякакви параноични стари жени. Те започват да пишат писма до всички власти, обвинявайки собственика на антената в собствените си рани - „той ни облъчва“. Не поставяйте много големи антени точно пред нечии прозорци.

Доста важен показател за параболична антена е фокусното разстояние. В повечето прости случаи няма значение, но когато изграждате системи за C-лента или инсталирате мултифидове, знанието ще бъде много полезно. Повече подробности за влиянието на фокусното разстояние ще бъдат обсъдени в следващите записи, посветени на сложни приемни системи.

Отделно трябва да се споменат мрежести или перфорирани антени. Ако „решетките“, особено тези с директен фокус, са доста често срещани и са се доказали добре в C-обхвата, тогава за Ku-обхвата те не са много добри. Благодарение на ефектите на вълновата оптика, отражението на радиосигнала не се влияе от малки дупки в рефлектора, сравними по размер с дължината на вълната. За C-лента е напълно приемливо да се правят антени от фина мрежа. Такива антени са по-евтини от „твърдите“ и могат да издържат на голямо натоварване от вятър, а това, с диаметър от един и половина до два метра, вече е критично.

В Ku-обхвата такива антени вече не са много добри. Но дори и тук има възможност за намаляване на натоварването от вятър. Петербургската компания Lans произвежда малки (60, 90 и 120 cm) перфорирани антени за Ku-обхвата. Те не са от мрежа, а от метален лист с малки (2-3 мм) отвори. Цената обаче се увеличава поради използването на перфориран стоманен лист, но не е критично. Имам две такива антени (60 и 90см), не се оплаквам.

В допълнение към едноогледалните параболични антени има и други варианти на рефлекторни антени. Ще спомена Cassegrain, Gregory и тороидалните антени. Схемите на Касегрен и Грегори са антени с два рефлектора. При Касегрен първият рефлектор има параболична форма, вторият е хиперболичен, при Грегори и двата рефлектора са параболични. Полезно свойство на такива антени е ниската кръстосана поляризация, тоест те ефективно предотвратяват „смесването“ на сигнали с различни поляризации. В повечето случаи това няма значение, но такива антени се използват от някои ентусиасти на сателитната телевизия. Можете да прочетете повече за тях във форума на Alliano. На снимката - антената на Грегъри, направена на базата на конвенционална офсетна "парабола".

Отделно си струва да споменем „тороидалните“ антени. Този тип двуогледални антени се появи сравнително наскоро, но веднага стана широко разпространен. Забележително свойство на тороидалната антена е, че тя обикновено фокусира цялата "дъга на Кларк", а не единствения сателит, към който е насочена. Такава антена ви позволява едновременно да приемате сателити с разпространение на орбитални позиции от 50 градуса. Съгласете се, звучи примамливо. За съжаление, сега се произвеждат само тороиди, които са еквивалентни по параметри на 90 см антена, а това не е много за приемане на интересни „европейски“ спътници. В Москва можете да получите 9E, 13E, 36E и 80E на 90 см - две „обикновени“ чинии (една с мултифийд 9 + 13 + 36) ще струват по-малко.

В добре нахранена и богата Европа, над която висят много мощни сателити, понякога се използват диелектрични антени, в които фокусирането се извършва от „леща“, изработена от диелектрик. Който знае физика ще разбере, който не знае ще повярва на думата му. Рефлекторът в такива антени е плосък, а LNB са монтирани на специален държач.

Освен това наскоро се появиха плоски антени. Те нямат LNB, а антената се състои от множество еднакви приемни „модули“, работещи на принципа на фазирана решетка. Антенният контролер може да превключва тези модули според посоката и поляризацията на сигнала.

Цената дори на малка такава антена е доста висока - представете си колко микровълнови транзистори с нисък шум са натъпкани в нея.

И накрая, ще спомена, че в същата добре хранена и просперираща Европа „обикновени“ насочени антени могат да се използват и за приемане на сателити (вариации на темата Yagi, радиолюбителите ще разберат). В такива антени LNB е „вграден“ в антената - като усилвател в популярните „полски“ антени за наземна телевизия.

Въпреки изобилието от "екзотични" антени, "аматьорските" системи за приемане на сателитна телевизия обикновено се изграждат на базата на параболични антени с едно огледало. Затова по-нататък ще говорим за тях.

В Русия и Украйна се предлагат огромен брой сателитни антени от различни производители: полски Globo, Mabo, датски Triax, Харков „Вариант“, Уляновск „Supral“, Санкт Петербург Lans, немски Golden Interstar и множество китайски занаяти по темата „2 метра фолио“. Изборът е богат, но силно зависи от региона, така че ще се огранича до общи препоръки.

Големите антени (повече от 120 см в диаметър) се използват главно в C-обхвата, за тях е важно да се знае фокусното разстояние за правилния избор на захранване за преобразувателя. Тези антени често са с директен фокус. В C-обхвата могат да се използват евтини антени с фина мрежа.

Антените с диаметър 120 cm и по-долу са по-често офсетни и се използват за Ku-обхвата. Перфорираните антени с малък диаметър не са често срещани, но изглеждат необичайни.

Основните размери на антените са 40, 60, 90, 120, 150 и 180 см. Рядко се използват антени с големи диаметри. Колкото по-малък е диаметърът на антената, толкова по-лесно е да я настроите - толкова по-широка е диаграмата на излъчване (по-лесно е да „ударите“ сателита) и е по-лесно да завъртите антената.

"Твърдите" метални антени са направени от стомана или алуминий. Стоманените антени са по-здрави и могат да издържат на по-силни ветрове. За съжаление, те са доста тежки и скъпи, а също и податливи на корозия, ако не се поддържат. Алуминиевите антени не ръждясват, но са по-малко издръжливи - китайците са особено виновни за това, правейки антени почти от фолио. При силен вятър евтина 120 см антена с директен фокус буквално се „навива в тръба“.

Понякога "в икономиката" са антени от всякакъв вид военно или комуникационно оборудване. С прави ръце такива антени са идеални за приемане на сателитна телевизия, а цената на триметрова „решетка“ от изведена от експлоатация тропосферна станция може да бъде две бутилки водка.

Сателити, орбити и ленти

параболичен офсет на сателитна чиния

За първи път сателитна комуникационна система е описана в статия на Артър Кларк (между другото, известен писател на научна фантастика) през 1948 г. Кларк предложи поставянето на три сателита в геостационарна орбита, които биха могли да предават данни един на друг. Такава система би осигурила денонощна глобална комуникация, работеща навсякъде с изключение на полярните региони.

Между другото, статията доста реалистично описва проблемите, които все още възникват при използването на геостационарни спътници.

със сигурност модерни системисателитните комуникации, като Iridium, са много по-сложни. Но сега геостационарните сателити се използват за телевизионно излъчване и други фиксирани сателитни комуникационни системи.

Основният недостатък на геостационарните спътници е височината на орбитата. Преминавайки много хиляди километри, сигналът е силно отслабен. Следователно, за да го приемете, са необходими силно насочени антени с доста впечатляващи размери. Тъй като говорим за антени, е необходимо да споменем обхватите, разпределени за канала сателит-земя.

Сега основните ленти, използвани за препредаване на телевизионни програми от сателити, са лентите C (Tse) и Ku (K-горна, Ku). Първият от тях покрива честоти от 3650 до 4200 MHz, вторият - от 10700 MHz до 12750 MHz. Естествено, че е трудно да се предаде сигнал с такава честота по кабел, следователно конвертор с нисък шум (LNB - Low Noise Block) е инсталиран директно върху приемната антена, предназначена да понижи честотата до „сателитната междинна честота ” - от 950 до 2150 MHz. Ще напиша отделна публикация за устройството за приемни антени. Както прогнозира Кларк, геостационарните сателити също използват насочени антени, за да използват по-добре мощността на сателитните предаватели. Зоната на покритие на такава антена се нарича лъч. Повечето сателити имат една или две антени, понякога насочени в напълно различни посоки.

Руски и африкански лъчи на спътника Eutelsat W4

Червената линия на картата е зоната на геометрична видимост на спътника, ограничена от допирателна, изтеглена към Земята от точката, в която се намира. Както се вижда от картата, сателитната телевизия не е достъпна, освен за полярните изследователи в Антарктида и ескимосите в Гренландия, във всички останали точки на Земята е възможно да се види поне един сателит.

За да посочите геостационарен спътник, трябва да знаете неговата орбитална позиция - дължината на меридиана, над който се намира. Например Eutelsat W4, "висящ" над Източна Африка, обикновено се нарича 36E - "36 градуса източна дължина" или просто - "тридесет и шест градуса". Няколко дузини геостационарни спътници работят в момента, можете да разгледате техните зони на покритие на уебсайта SatBeams.com.

Разбира се, нищо не е перфектно в реалния живот и истинските „геостационарни“ сателити се колебаят малко около теоретично прогнозираната си позиция. Диференциалните уравнения, описващи движението на спътник в орбита, имат специална точка като център - колко извито! Всъщност това означава, че спътникът ще се движи в близост до позицията си по траектория, наподобяваща елипса. Това явление се нарича либрация.

Обикновено сателитът може да се отклони от орбиталната си позиция с около половин градус за един ден, но много сателити се „държат“ в позицията си много по-точно. Сателитните флуктуации обикновено са незабележими при използване на антени с малки размери - централната част на тяхната диаграма на излъчване има „ширина“ от около 1-2 градуса, но в професионалните системи с диаметър на рефлектора 3-5 метра трябва да допълните антена с автоматична система за проследяване, която настройва антената според сателитните колебания.

Феноменът либрация се използва при работата на орбитални съзвездия - няколко спътника в една орбитална позиция. Параметрите на либрацията на сателитите са координирани така, че да се движат около една и съща точка по една и съща траектория, без да се сблъскват един с друг. За наземна приемна станция всички тези сателити изглеждат като един. Разбира се, организирането на такава „въртележка“ е доста сложно начинание, трябва постоянно да коригирате движението на сателитите. Обикновено сателитите, работещи като част от такива съзвездия, се преместват на други орбитални позиции, тъй като горивото се изразходва. В момента Eutelsat, най-големият сателитен оператор в Европа, може да обслужва съзвездия от до пет космически кораба.

Стандартите DVB-S и DVB-S2 вече се използват за сателитно телевизионно излъчване. Те осигуряват използването на цифрови видове модулация (различни версии на PSK - Phase Shift Keying, предаване с фазово изместване) с корекция на грешки. Честотната лента на сигнала, когато се използва за телевизионно излъчване, е около 20-30 MHz, а честотният ресурс е ограничен. Първо, съседните сателити не трябва да излъчват на близки честоти, и второ, дори в обхватите C и Ku, които са доста впечатляващи на пръв поглед, всъщност има доста малко пространство. Позицията се запазва с помощта на поляризиран сигнал. Обикновено се използва „линейна“ поляризация (две перпендикулярни посоки - „вертикална“ и „хоризонтална“), в Русия по-често се използва „кръгова“, когато равнината на поляризация на сигнала се върти надясно или наляво. LNB ви позволяват да изберете поляризацията на приемания сигнал.

За да се „настроите“ на сигнал от сателит и да го декодирате, трябва да знаете честотата и поляризацията на транспондера (с други думи, предавателят, инсталиран на сателита), символната скорост (Symbol Rate) - числото символи, предавани в секунда, варира от 3000 до 40 000 мегасимвола в секунда, обикновено около 27 000 Ms / s и FEC - вариант на алгоритъма за коригиране на грешки, се посочва като дробно число, например 5/6 означава, че от 6 битове, 5 са ​​битове за данни и 1 е проверка. Декодерите обикновено автоматично определят вида на модулацията и извеждат битов поток на изхода - това, което се предава по въздуха.

Стандартите DVB-S и DVB-S2 осигуряват мултиплексиране на няколко канала на един транспондер. Каналът се идентифицира чрез неговия SID (Service ID) номер, който присъства във всички пакети данни, свързани с този канал. Аудио записи към канали и „транспортни потоци“ също могат да бъдат предавани - обикновено съдържащи служебна информация за някаква цел. DVB дефинира само съдържанието на аудио и видео потока - това са тривиалните MPEG-2 и MPEG-4 за видео и MP-3 или AC3 за аудио. Транспортните потоци могат да съдържат всичко - до данните, използвани от „сателитния интернет“.

Хоствано на Allbest.ru

Подобни документи

Проучване на пазара на сателитна телевизия. Схема за предаване на сателитен сигнал. Оборудване за приемане на сателитна телевизия. Описания на устройството за първична трансформация и усилване на сигнала. Видове антени. Комплекти за приемане на сателитна телевизия.

курсова работа, добавена на 01.07.2014 г


основни характеристикирефлекторна антена, нейното предназначение и приложение. Изчисляване на отразяваща параболична антена с сантиметров обхват с захранване под формата на пирамидален рог. Определяне на усилването, като се вземе предвид неточността на производството на огледалото.

курсова работа, добавена на 18.01.2014 г


Работата на сателитната компания "Piorit-DV". Монтаж на сателитна чиния, настройка на сателитно оборудване. Едновременно използване на сателитен транспондер от няколко потребители. Скорост на трансфер на данни, честотна лента на цифров канал.

доклад от практиката, добавен на 26.01.2013 г


Изследване на сигнални методи в сателитна комуникационна система. Определяне на зоната на обслужване на COP с нанасяне върху картата на терена, изчисляване на параметрите на предавателната антена, максималния възможен брой носители, предавани в един ствол на ретранслатора на CCC.

курсова работа, добавена на 31.05.2010 г


Изчисляване на обхвата на радиорелейна линия. Избор на оптимална височина на антената. Комуникационни увреждания, причинени от дъжд и субрефракция на радиовълни. Енергийно изчисляване на линията "надолу" и "нагоре" за сателитна комуникационна система. Усилване на антената на приемника.

курсова работа, добавена на 28.04.2015 г


Проектиране и изчисляване на бордова сателитна предавателна антена за система за предаване на телевизионен сигнал. Определяне на параметрите на облъчвателя. Разпределение на амплитудата на полето в апертурата на антената. Апроксимационна функция. Защита на облъчвателя от отразената вълна.

тест, добавен на 04.06.2014 г


Принципи на изграждане на териториална комуникационна система. Анализ на методите за организиране на спътникови комуникации. Основни изисквания към абонатния терминал за сателитни комуникации. Определение спецификациимодулатор. Основните видове манипулирани сигнали.

дисертация, добавена на 28.09.2012 г


Историята на сателитната телевизия и как работи. Международно регулиране на радиочестотните канали. Директно телевизионно излъчване от сателити и неговите честотни диапазони. Съвременни руски сателитни телевизионни оператори.

курсова работа, добавена на 05.01.2014 г


Историята на развитието на сателитните комуникации. Абонатни VSAT терминали. Орбити на сателитни транспондери. Изчисляване на разходите за изстрелване и инсталиране на сателит необходимо оборудване. Централна контролна станция. глобална сателитна система Връзки на Globalstar.

курсова работа, добавена на 23.03.2015 г


Характеристики на изграждане на сателитна комуникационна линия, методи за комутация и предаване на данни. Описание и технически параметри на космически апарати, тяхното местоположение в геостационарни орбити. Изчисляване на енергийния баланс на информационния сателитен канал.

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://www.allbest.ru/

Курсова работа по темата: "Сателитни комуникационни мрежи"

Въведение

1. CCC архитектура

1.1 Космически сегмент

1.2 Земен сегмент

1.3 Честотни ленти

1.4 Топологии

2. Сателитни комуникационни технологии

2.1 VSAT (терминал с много малка апертура)

2.2 SCPC (единичен канал на носител)

Заключение

Списък на използваните източници

Терминологичен речник

Въведение

Комуникационните мрежи са комплекси от технически средства, които осигуряват обмен на информация по комуникационни канали между географски разпределени обекти. В момента в света се създават комуникационни мрежи със сложна структура, зависеща както от техническите възможности и средства, използвани при тяхното създаване, така и от необходимите характеристики на тези мрежи. Като цяло комуникационната мрежа включва следните възли: абонатни, концентрационни, комутационни, маршрутизиращи и релейни. В мрежите, изградени на принципа на комутация на вериги, изпратеното съобщение се предава от един мрежов възел към друг по посока на получателя. Възлите на такава мрежа се състоят от буферни устройства, които изпълняват ролята на координиране на входящите информационни потоци и скоростта на тяхното предаване.

Идеята за сателитни комуникации е доста проста и се крие във факта, че междинният ретранслатор на радиокомуникационната мрежа е инсталиран на борда на изкуствения земен спътник (AES), който се движи в земната орбита, почти без консумация на енергия за това движение. Поради факта, че зоната на сателитна видимост е почти половината от земното кълбо, няма нужда от верига от ретранслатори. В ранните години на ерата на сателитните комуникации се използват пасивни сателитни транспондери (примери са сателитите Echo и Echo-2), които представляват обикновен рефлектор на радиосигнал и не носят никакво приемо-предавателно оборудване на борда. Съвременните комуникационни спътници са активни приемо-предаватели. Те са оборудвани с електронно оборудване за приемане, обработка, усилване и препредаване на сигнал. От средата на 70-те години на миналия век започва разпространението на регионални и национални сателитни комуникационни системи (SCS). Тези мрежи са изградени на базата или на техни собствени геостационарни ретранслатори, или на сателитни комуникационни канали, наети от Intelsat. Основните функции на тези мрежи бяха сведени до разпространение на телевизионни сигнали и телефония. Наземните станции на CCC изискваха малка честотна лента, така че станаха по-малки, по-прости и по-евтини.

Орбитите, в които са разположени сателитните транспондери, са разделени на три класа:

* Екваториален;

* Наклонени;

* Полярен.

Важна разновидност на екваториалната орбита е геостационарната орбита, при която спътникът се върти с ъглова скорост, равна на ъгловата скорост на Земята, в посока, съвпадаща с посоката на въртене на Земята. Очевидното предимство на геостационарната орбита е, че приемникът в зоната на обслужване "вижда" сателита през цялото време.

Има обаче само една геостационарна орбита и е невъзможно да поставите всички сателити в нея. Друг недостатък е голямата му надморска височина, а оттам и високата цена за извеждане на сателит в орбита. Освен това сателит в геостационарна орбита не е в състояние да обслужва земни станции в циркумполярния регион.

Наклонената орбита решава тези проблеми, но поради движението на сателита спрямо наземния наблюдател е необходимо да се изстрелят поне три спътника на орбита, за да се осигури денонощен комуникационен достъп.

Полярната орбита е граничен случай на наклонена (с наклон 90º).

Когато използват наклонени орбити, земните станции са оборудвани със системи за проследяване, които насочват антената към спътника. Станциите, работещи със спътници в геостационарна орбита, също обикновено са оборудвани с такива системи за компенсиране на отклонения от идеалната геостационарна орбита. Изключение правят малките антени, използвани за приемане на сателитна телевизия: тяхната диаграма на излъчване е достатъчно широка, за да не усещат сателитни вибрации близо до идеалната точка.

Тъй като радиочестотите са ограничен ресурс, е необходимо да се гарантира, че едни и същи честоти могат да се използват от различни земни станции. Можете да направите това по два начина:

Пространствено разделяне - всяка сателитна антена получава сигнал само от определена зона, докато различни зони могат да използват едни и същи честоти;

Разделяне на поляризацията - различни антени приемат и предават сигнал във взаимно перпендикулярни равнини на поляризация, като едни и същи честоти могат да се прилагат два пъти (за всяка от равнините).

Типична карта на покритие за сателит в геостационарна орбита включва следните компоненти:

Глобален лъч - комуникира със земни станции в цялата зона на покритие, за него се разпределят честоти, които не се пресичат с други лъчи на този спътник;

Западен и източен лъч -- Тези лъчи са поляризирани в равнината А, със същия честотен диапазон, използван в западното и източното полукълбо.

Зоновите лъчи са поляризирани в равнина B (перпендикулярна на A) и използват същите честоти като полусферичните лъчи. По този начин земна станция, разположена в една от зоните, може също да използва полусферични лъчи и глобален лъч.

1 . CCC архитектура

1.1 Космически сегмент

Говорейки за космическия сегмент, те обикновено имат предвид релейни спътници и средства за извеждането им в орбита, както и наземни комплекси за управление. Релейните спътници представляват основната част от космическия сегмент. Те се състоят от два основни блока: космическа платформа и бордов ретранслатор. Въздушният ретранслатор получава сигнали от земни станции, усилва ги и ги предава към земята. С помощта на бордови антени излъчваният от сателита сигнал се фокусира в един или повече лъча, като по този начин се осигурява формирането на необходимата зона на покритие. Основните характеристики на комуникационните спътници са: броят на радиочестотните канали (ретранслатори) или канали, мощността на предавателите във всеки канал (обикновено се представя като еквивалентна изотропно излъчвана мощност или EIRP), броят и размерът на обслужваните зони.

За да се намалят взаимните смущения, предаването на сигнала от сателита (Downlink) се извършва на честота, различна от честотата на предаване на сигнала от земята към сателита (Uplink). Следователно сателитните ретранслатори включват честотни преобразуватели. Обикновено честотата на връзката надолу е по-ниска от линиите на връзката нагоре. За сателитните комуникационни системи се разпределят определени честотни диапазони, всеки от които има свои собствени характеристики. Броят, размерът и формата на зоните за обслужване се определят от дизайна на антените. Космическата платформа е предназначена да поддържа работата на комуникационен сателит. Основните функции на космическата платформа са да осигурява захранване на бордовия ретранслатор и да поддържа сателита в дадена орбита. Захранването на бордовото оборудване обикновено се извършва от слънчеви панелии резервни батерии.

Под въздействието на гравитационните сили спътникът се отклонява от зададената орбита, поради което е необходимо периодично да се коригира с помощта на специални реактивни двигатели, монтирани на спътника. Следователно значителна част от теглото на геостационарните спътници е теглото на задвижващата система и горивото за коригиращи двигатели. Запасът от гориво за корекция на орбитата, заедно с надеждността и издръжливостта на бордовото оборудване, определя периода на активно съществуване на комуникационните спътници. Оперативното управление на бордовите системи и тяхното управление се осъществява от бордов компютър. Освен това цялата телеметрична информация за състоянието на сателитните системи се предава на земята. Въз основа на резултатите от телеметричния контрол и измерването на параметрите на спътниковата орбита, наземният контролен комплекс (GCC) му предава команди за корекция на орбитата и управление на бордовото оборудване.

1.2 Земен сегмент

Наземният сегмент е мрежа от сателитни абонатни станции, инсталирани в обектите на потребителите, както и център за управление на мрежата (ако е необходимо). Абонатните станции могат да бъдат както стационарни, така и мобилни. До 90% от цената на повечето сателитни комуникационни системи обикновено пада върху наземния сегмент.

Типична земна станция (ES) на фиксирана сателитна комуникационна система (FSS) се състои от следните основни възли:

* космическа комуникационна станция (СКС);

* каналообразуващо оборудване (KOA);

* крайно оборудване;

* съединително линейно оборудване.

Космическата комуникационна станция осигурява приемането и предаването на информация по сателитен канал. Включва антенна система, приемо-предавателно оборудване и честотни преобразуватели. Размерът на антената и мощността на предавателя се определят от EIRP на сателита и качеството на неговите приемащи антени, както и от честотната лента на предавания сигнал.

Оборудването за формиране на канали генерира и обработва модулиращия сигнал, осигурява процедурата за многостанционен достъп (мултиплексиране / демултиплексиране на сигнали), кодиране и декодиране на сигнали, тяхната модулация-демодулация.

Връзката на каналообразуващото оборудване със SCS се осъществява на междинна честота, обикновено 70 MHz, понякога 140 MHz.

Съставът на крайното оборудване зависи от предназначението на земната станция и вида на предаваната информация. За мрежи за данни това могат да бъдат пакетни асемблери/парсери, пакетни комутатори и др. В телефонните комуникационни системи това включва модеми, енкодери и декодери, комутатори и телефонни централи.

Транк оборудването е проектирано да свързва земни станции с наземни комуникационни линии и потребителско оборудване.

1.3 Честотни ленти

През 1977 г. се проведе Световната административна радиоконференция (WARC-77) за планиране на сателитната услуга за излъчване, на която бяха приети текущите радиоправила. В съответствие с него цялата територия на Земята е разделена на три района, всеки от които има свои честотни ленти за излъчване.

Регион 1 - включва Африка, Европа, Русия, Монголия и страните от ОНД.

Регион 2 – обхваща територията на Северна и Южна Америка.

Регион 3 е териториите на Южна и Югоизточна Азия, Австралия и тихоокеанските островни държави.

В съответствие с този регламент са разпределени няколко честотни диапазона за сателитни комуникационни системи, всеки от които е получил символ на буквата от латинската азбука:

L-обхват 1.452-1.550 и 1.610-1.710;

S-обхват 1,93 - 2,70;

C-обхват 3.40 -5.25 и 5.725 - 7.075;

Х-обхват 7,25 - 8,40;

Ku-обхват 10.70 - 12.75 и 12.75 - 14.80;

Ка-диапазон 15.40 - 26.50 и 27.00 -30.20.

Повечето от съществуващите сателитни комуникационни системи, базирани на геостационарни спътници, работят в обхватите C (6/4 GHz) и Ku (14/11 GHz). Ka-гамата все още не е широко разпространена у нас, но бързо се развива в Америка и Европа. Ефективността на приемане на отразяващи антени ("чинии") е пропорционална на броя дължини на вълните, които се вписват в нейния диаметър. И дължината на вълната намалява с увеличаване на честотата. Следователно, за същата ефективност, размерите на антените намаляват с нарастваща честота. Ако за приемане в обхвата C е необходима антена от 2,4 - 4,5 m, тогава за обхвата Ku размерът ще намалее до 0,6 - 1,5 m, за обхвата Ka вече може да бъде 30 - 90 cm, а за обхвата K - само 10 - 15 см.

За същия размер антената в обхвата Ku има около 9,5 dB по-голямо усилване от антената в обхвата C. Обикновено сателитната EIRP в обхвата C не надвишава 40-42 dB, докато нивата на EIRP в обхвата Ku от 50-54 dB не са необичайни за фиксирани сателитни комуникационни системи и дори 60-62 dB за сателити на NTV системи. По същите причини усилването на приемните антени на транспондерни сателити в обхвата Ku е по-високо, отколкото в обхвата C. В резултат на това размерите на антените и предавателната мощност на земната станция в обхвата Ku са в повечето случаи по-малки, отколкото в обхвата C.

Например, за да работите със спътника Horizon в обхват C, са необходими земни станции с антени от най-малко 3,5 m и предавател от около 20 вата. В същото време земни станции със същия капацитет за работа със спътника "Intelsat" (Intelsat) в Ku-обхвата могат да бъдат оборудвани с антени с диаметър 1,2 m и предавател от 1 W. Цената на първата станция е около два пъти по-висока от втората със същите потребителски характеристики. В полза на Ku-обхвата е и фактът, че честотната лента, разпределена от ITU за сателитни комуникационни системи в тази лента, е повече от два пъти по-голяма от честотната лента в C-обхвата. , което изисква създаването на марж на усилването на антената, за да се компенсира за тях. Това ограничава използването на обхвата Ku в тропическите и субтропичните региони. За повечето региони на Русия необходимият марж не надвишава 3-4 dB, за да се създаде което е достатъчно да се увеличи диаметърът на антената с 20-30% в сравнение с региони със сух климат.

Във връзка с горното, повечето сателитни комуникационни мрежи, базирани на VSAT, са изградени в обхвата Ku. За работата на сателитни комуникационни системи се разпределят определени честотни ленти, в които могат да бъдат поставени голям брой канали. С използваните в момента модулационни техники честотната лента на единичен симплекс (еднопосочен) канал, изразена в килохерци (KHz), е приблизително равна на скоростта на предаване, изразена в килобита в секунда (Kbit/s). Така за предаване на данни в една посока със скорост 64 Kbps е необходима честотна лента от около 65 KHz, а за канал E1 (2048 Kbps) е необходима честотна лента от около 2 MHz.

За двупосочна (дуплексна) комуникация необходимата честотна лента трябва да се удвои. Следователно, за да се организира дуплексен канал със скорост на предаване от 2 Mbit / s, е необходима честотна лента от около 4 MHz. Това съотношение важи за повечето други радиоканали, не само за сателитните. За стандартен сателитен канал с честотна лента 36 MHz максимална скоростпредаването е около 36 Mbps. Но повечето потребители не се нуждаят от толкова високи скорости и използват само част от тази честотна лента.

1.4 Топологии

В зависимост от разпределението на трафика между абонатите, архитектурата на сателитните комуникационни мрежи се различава по следните начини: конфигурация на трафика и структура на управление.

Според конфигурацията на трафика те разграничават:

Мрежа от точка до точка. Позволява директна дуплексна комуникация между две отдалечени абонатни станции чрез специални канали. Такава комуникационна схема е най-ефективна, когато каналите са силно натоварени (поне 30 - 40%). Предимството на тази архитектура е простотата на организиране на комуникационните канали и тяхната пълна прозрачност за различни протоколи за обмен. Освен това такава мрежа не изисква система за управление.

Звездна мрежа. Това е най-разпространената архитектура за изграждане на CCC с абонатни станции от клас VSAT. Такава мрежа осигурява многопосочен радиален трафик между централната земна станция (CZS или HUB в английската литература) и отдалечените периферни станции (терминали) в енергийно ефективна схема: малък ES - голям DZS, оборудван с антена с голям диаметър и мощен предавател. Недостатъкът на звездната архитектура е наличието на двоен скок в комуникацията между мрежовите терминали, което води до забележимо забавяне на сигнала.

VSAT мрежи с подобна архитектура се използват широко за организиране на обмен на информация между голям брой отдалечени терминали, които нямат значителен взаимен трафик, и централен офисфирми, различни транспортни, индустриални и финансови институции. По същия начин телефонните мрежи са изградени за обслужване на отдалечени абонати, на които е осигурен достъп до обществената комутируема телефонна мрежа чрез централна станция, свързана с наземна комутационна централа или автоматична телефонна централа (ATS). Функциите за наблюдение и контрол в звездна мрежа обикновено са централизирани и концентрирани в централната контролна станция (NCS) на мрежата. NCC изпълнява обслужващи функции за установяване на връзки между мрежови абонати (както наземни, така и сателитни терминали) и поддържане на работното състояние на всички периферни устройства.

В мрежата "всеки с всеки". Осигуряват се директни връзки между всякакви абонатни станции (т.нар. режим на комуникация "one-hop"). Броят на необходимите дуплексни радиоканали е N x (N - 1), където N е броят на абонатните станции в мрежата. В този случай всяка абонатна станция трябва да има N - 1 канала за предаване. Тази архитектура е оптимална за телефонни мрежи, създадени в труднодостъпни или отдалечени райони, както и за мрежи за предаване на данни с относително малък брой отдалечени терминали.

Поради факта, че VSAT изисква повече енергийни ресурси за работа между два малки терминала в сравнение със звездна мрежа, в мрежите от типа "всеки с всеки" абонатните станции трябва да използват по-мощни предаватели и антени с по-голям диаметър, което е осезаемо се отразява на цената им.

Всяка от тези топологии има своите предимства и недостатъци. Ситуациите в реалния свят често изискват предоставянето на широк набор от услуги, всяка от които е по-добре внедрена в различни топологии. Следователно много мрежи са изградени върху смесени топологии.

Видовете управление са:

Централизиран тип управление, в този случай центърът за управление на мрежата (NCC) изпълнява обслужващите функции за контрол и управление, необходими за установяване на връзка между мрежовите абонати, но не участва в предаването на трафика. Обикновено NCC се инсталира на една от абонатните станции на мрежата, която осигурява най-големия трафик.

Децентрализиран тип управление, тук няма управление на NCC мрежата, а елементи на системата за управление са част от всяка VSAT станция. Такива мрежи с разпределена система за управление се характеризират с повишена "оцеляване" и гъвкавост поради усложняването на оборудването, разширяването на неговия функционалности поскъпването на VSAT терминалите. Тази схема за управление е целесъобразна само при създаване на малки мрежи (до 30 терминала) с голям трафик между абонати.

2 . Сателитни комуникационни технологии

2.1 VSAT (терминал с много малка апертура)

VSAT станция - сателитна комуникационна станция с антена с малък диаметър, около 1,8 ... 2,4 м. VSAT станцията се използва за обмен на информация между наземни точки, както и в системи за събиране и разпространение на данни. CCC с мрежа от земни станции като VSAT осигуряват телефонна комуникация с цифрово предаванереч, както и предаване на цифрова информация. При предаване на телефонен трафик сателитните системи образуват групови пътеки (набор от технически средства, които осигуряват преминаването на групов сигнал, т.е. няколко телефонни подканала се комбинират в един сателит) и предавателни канали (набор от средства, които осигуряват предаването на сигнали от една точка към друга).

CCC каналите и груповите пътеки се използват широко в секциите на главните и вътрешнозоновите телефонни мрежи. В редица случаи, на местни комуникационни линии, CCC позволяват: организиране на директни фиксирани канали и пътища между всякакви комуникационни точки в сателитната зона на обслужване. И също така работете в режим на нефиксирани канали, при който сателитните канали и пътища могат бързо да превключват от една посока в друга, когато трафикът се нуждае от промяна в мрежата, а също така да се използва най-ефективно - чрез напълно достъпни пакети.

Към днешна дата няколко CCC са създадени с помощта на VSAT. Една от типичните системи от този вид е система, организирана на базата на геостационарни сателити. VSAT, работещи като част от тази система, са инсталирани в редица страни, включително Русия.

Привлекателна характеристика на VSAT станциите е възможността да се поставят в непосредствена близост до потребителите, които следователно могат да се откажат от стационарни телефони.

В допълнение към системите със специален канал, ефективни при постоянно предаване на информация при високи скорости (10 kbit / s или повече), има системи, които използват времево, честотно, кодово или комбинирано разделение на канали между много абонатни ES.

Друг параметър, който ви позволява да класифицирате CCC, е използването на протокола. Първите сателитни системи не бяха протоколни и предлагаха прозрачен канал за потребителя. Недостатъкът на такива системи беше например предаването на потребителска информация без по правило потвърждение за нейното предаване от получаващата страна. С други думи, в такива системи правилата за диалог между участниците в обмена на информация не са посочени. В този случай качеството на CCC се определя от качеството на сателитния канал. С типичните стойности на вероятността за грешка на символ в диапазона от 10-6..10-7, предаването на големи файлове през сателитни системи, дори с използването на различни кодове за коригиране на грешки, е трудно, ако не и невъзможно .

Сателитна станция от типа VSAT по проект се състои от високочестотен (ODU) и нискочестотен (IDU) модул. ODU, състоящ се от антена и приемо-предавател, се намира извън сградата, в която е инсталиран IDU, състоящ се от модем и мултиплексор (оборудване за формиране на канали).

Стандартната конфигурация включва параболична антена с малък диаметър и трансивър. В зависимост от местоположението на сателитната станция спрямо центъра на зоната на сателитно покритие и скоростта на предаване в канала се използват по-мощни предаватели или по-големи антени. В помещението са монтирани модем и мултиплексор. ODU и IDU са свързани помежду си чрез радиочестотни (RF) кабели. Те носят сигнал с междинна честота (IF). IF е 70 или 140 MHz.

Външен блок. Външният, или както понякога се нарича, високочестотен блок, се състои от антена и приемо-предавателен блок, който е инсталиран на тази антена. Приемопредавателното устройство осигурява преобразуване на нискочестотния сигнал, неговото усилване и предаване "нагоре". Също така приемане на високочестотен сигнал от сателит, преобразуването му в нискочестотен сигнал и предаването му към вътрешното тяло. Антена. Антената с едно огледало обикновено се изпълнява съгласно офсетната схема (с изместен център). Схемата на изместване ви позволява да намалите нивото на страничните лобове, които се движат успоредно на земята и дават максимална намеса. Също тази схемаизбягва натрупването на атмосферни валежи върху повърхността на рефлектора. комуникационен сателит цифров сигнал

Антената се състои от:

* рефлектор (огледала);

* системи за облъчване;

* въртяща се основа (SRO).

Основният терминал се състои от:

* устройство за преобразуване на микровълнова честота;

* усилвател на мощност (SSPA или TWT);

* нискошумящ преобразувател (LNC);

* захранващ блок (PS);

* свързващи кабели.

Функцията на трансивъра е да преобразува, след модулатора, IF сигнала, на преобразувателя нагоре, в RF сигнал за предаване през антената и да преобразува получения RF сигнал в IF сигнал, на преобразувателя надолу, за устройството, използвано като демодулатор.

Вътрешен блок. Вътрешното тяло е 19” рак с монтиран в него сателитен модем и мултиплексор. Понякога се монтира в стелаж и допълнително оборудванекомбайни, вентилатори, UPS и др. UPS може да се инсталира и извън стелажа, отделно.

сателитен модем. Сателитният модем, по отношение на модулатора, е предназначен да кодира предавания цифров поток, който идва от мултиплексора, да модулира сигнала чрез IF, необходимото усилване и предаване на сигнала към външното устройство. И приемането на IF сигнала от външното устройство, усилването му, демодулирането му в цифров сигнал, декодирането и предаването му към мултиплексора, в частта на демодулатора.

Мултиплексор. Мултиплексорът е предназначен за мултиплексиране на глас, факсимилна информация и предавани данни. Мултиплексорът ви позволява да комбинирате ежедневни телефонни и факс съобщения със синхронно и асинхронно предаване на данни в един канал, предаван по локални мрежи, наземни или сателитни линии. Това ви позволява да намалите разходите за телекомуникации, като увеличите възможността за предаване на важна информация и в същото време намалите честотната лента на канала.

Сателитен портал. За достъп до наземни телекомуникационни мрежи се използват сателитни шлюзове (големи станции, към които VSAT станциите са свързани чрез сателит).

Шлюзът може да предостави:

* достъп до телефонни мрежи;

* комуникационни услуги на дълги разстояния с достъп до обществената мрежа;

* международни телефонни услуги;

* Достъп до специални телефонни мрежи, като "Искра-2";

* достъп до мрежи за данни (ROSNET, INTERNET, RELCOM и др.);

* възможност за наемане на ефирен канал до всяка точка.

Високоскоростен достъп до ИНТЕРНЕТ и други мрежи за данни.

Шлюзът позволява осигуряване на високоскоростен достъп до ИНТЕРНЕТ, до 2 Mbps. При тази опция е възможно да получите достъп до всички ИНТЕРНЕТ услуги (WWW, TelNet, E-mail, FTP и др.). Всичко описано по-горе се отнася и за други глобални мрежи за данни. VSAT е малка сателитна комуникационна станция с диаметър на антената от 0,9 - 3,7 m, предназначена предимно за надежден обмен на данни по сателитни канали. Не изисква поддръжка и се свързва директно към крайното оборудване на потребителя, действайки като безжичен модем.

Как работи мрежата VSAT. Базираната на VSAT сателитна комуникационна мрежа включва три основни елемента: централна земна станция (ако е необходимо), релеен сателит и абонатни VSAT терминали.

Централна земна станция (CES). Централната земна станция в сателитната комуникационна мрежа в основата изпълнява функциите на централен възел и осигурява контрол върху работата на цялата мрежа, преразпределение на нейните ресурси, отстраняване на неизправности, фактуриране на мрежови услуги и взаимодействие с наземни комуникационни линии. Обикновено DSC се инсталира в мрежовия възел, който представлява най-големия трафик (фиг. 16).

Оборудването за формиране на канали осигурява формирането на сателитни радиоканали и тяхното свързване с наземни комуникационни линии. Всеки от доставчиците на сателитни комуникационни системи използва свои собствени оригинални решения за тази част от DSC, което често изключва възможността за използване на оборудване и абонатни станции от други компании за изграждане на мрежа. Обикновено тази подсистема е изградена на модулна основа, което улеснява добавянето на нови блокове за увеличаване на нейната пропускателна способност с нарастване на трафика и нарастване на броя на абонатните станции в мрежата. Центърът за управление на мрежата осигурява контрол върху работата на мрежата, отстраняване на неизправности, преразпределение на нейните ресурси между абонатите, тарифиране на предоставяните услуги и др.

Абонатна станция VSAT. Абонатният VSAT терминал обикновено включва антенно-фидерно устройство, външно външно радиочестотно устройство и вътрешно тяло (модем). Външното тяло е малък трансивър или приемник. Вътрешното тяло осигурява сдвояване на сателитния канал с крайното оборудване на потребителя (компютър, LAN сървър, телефон, факс PBX и др.).

Сателитен ретранслатор. VSAT мрежите са изградени на базата на геостационарни ретранслаторни спътници. Това позволява максимално да се опрости дизайна на потребителските терминали и да се оборудват с прости фиксирани антени без сателитна система за проследяване. Сателитът получава сигнала от земната станция, усилва го и го изпраща обратно на Земята. Най-важните характеристики на спътника са мощността на бордовите предаватели и броя на радиочестотните канали (транки или транспондери) на него. Стандартният транк има честотна лента от 36 MHz, което съответства на максимална пропускателна способност от около 40 Mbps. Мощността на предавателя варира от 20 до 100 или повече вата. За осигуряване на работа през малогабаритни абонатни станции от типа VSAT са необходими предаватели с изходна мощност около 40 W. Работещите руски сателити имат предаватели с по-ниска мощност, така че голям брой руски мрежи са изградени на базата на чуждестранни сателити.

2.2 SCPC(Единичен канал на носител)

SCPC (единичен канал на носител, един канал на носител) е класическа сателитна комуникационна технология. Същността му е много проста: за комуникация между две земни станции A и B на сателита са разпределени две честотни ленти: едната за предаване в посока A-B, другата за предаване в посока B-A.

Тези честотни ленти се използват "изключително" само от станции A и B и не могат да се използват от никой друг. По този начин SCPC е специален физически комуникационен канал.

В Русия и Европа има мрежи от VSAT станции, работещи на принципа SCPC. Стандартният вариант на SCPC комуникация, при който се използва комуникация от точка до точка, е две VSAT-станции, свързани чрез сателитен канал и разположени при потребителите.

С такъв канал потребителите могат да комуникират помежду си по всяко време. По-често трябва да се справяте с мрежова конфигурация тип „звезда“ (принцип „център с всеки“), когато има една станция в централния офис (клон, представителство и т.н.) и няколко станции в отдалечени клонове, клонове. При използване на тази схема е възможно да се организират цифрови информационни потоци със скорост от 32 kbps до 8 Mbps и да се осигури телефонна, телефакс комуникация между центъра и периферията. Тази система отваря възможността за достъп чрез сателитни станции до международния телепорт в Берлин и по-нататък до всяка страна по света. Освен това е възможно да се получи директен московски номер и чрез телепорт в Москва е възможно да се провеждат телефонни разговори в страните от бившия СССР. Като цяло трябва да се отбележи, че SCPC системата е много мощна алтернатива на наетите некомутирани вериги, частни линии и т.н. Той е много привлекателен като средство за прехвърляне на големи количества информация с висока скорост. Поради използването на сателитни цифрови канали, той не е критичен по отношение на обхвата и е устойчив на шум.

Свързване на дистанционно основна станцияклетъчна комуникация. Това единствения начинсвързване на отдалечена клетъчна базова станция чрез сателит, което гарантира висококачествена комуникация и пълното функциониране на всички услуги на клетъчния оператор. Използва се двойка модеми със сериен синхронен G.703 интерфейс, през който се предава цифровият поток E1 (2048 kbps), пълен или частичен.

Канал за достъп до Интернет. Сателитният канал SCPC може да се използва като външен канал за достъп до Интернет за възел на доставчик в региона. По правило в този случай сателитният комуникационен канал "каца" на възела на голям телекомуникационен оператор в Москва. Обикновено такъв оператор има централна земна станция с голяма антена и мощен предавател. Благодарение на това неговият клиент в региона може да използва земна станция с малко по-малка антена.

Мрежа за сателитно излъчване. PC Audio е класическа технология за доставяне на сигнали от мрежова FM радиостанция до нейните ретранслатори партньори в други градове. Използването на SCPC е особено подходящо за регионални радиостанции, чиито студия не се намират в Москва. Наемането на SCPC сателитен канал е по-евтино от наемането на канал със същата скорост на всяка друга технология. Вярно е, че на приемните станции е необходимо да се използва доста скъпо специфично оборудване. Въпреки това, като правило, няма много ретранслаторни станции и цената на оборудването, закупено веднъж, бързо се компенсира от спестяване на комуникационни такси. Сателитната наземна станция, инсталирана в студиото, работи само за предаване. Оборудван е с конвенционален сателитен модем със сериен интерфейс RS-449 и енкодер ComStream DAC700, който преобразува аудиото в сериен цифров поток със скорост 128…392 kbit/s. Използва се MPEG-1 Layer3 цифрова аудио компресия. На ретранслаторните станции са инсталирани конвенционални приемни сателитни антени - същите като за сателитната телевизия. Към антената е свързан специфичен приемник ComStream ABR202, който съчетава еднопосочен сателитен модем и MPEG декодер. Между модема на земната станция и мрежовото оборудване на доставчика е инсталиран рутер.

2.3 ТЕС

TES-системата е предназначена за обмен на телефонна и цифрова информация в мрежи, които са изградени на принципа „mesh” („всеки с всеки”) или с други думи в мрежи с пълен достъп. Това означава, че е възможна телефонна комуникация между всеки двама абонати на мрежата, освен това на абонатите се предоставя достъп до международната обществена мрежа чрез телепорта (Gateway) в Берлин. Най-простата конфигурация осигурява комуникация по един телефонен или факсимилен канал. На абоната се предоставя допълнителна възможност за организиране на предаване на цифрова информация между две станции, включени в мрежата. Мрежата работи на принципа на DAMA - когато абонатът няма твърдо присвоен сателитен канал и този канал му се предоставя при поискване и с висока (повече от 99%) вероятност. Този метод ви позволява да намалите броя на наетите сателитни канали и да осигурите достъпни цени за абонатите. Като цяло използването на системата TES е най-ефективният и ефективен начин за достъп до международния телефонна мрежа, както и добро средство за комуникация с онези райони, които имат или неразвита комуникационна инфраструктура, или никаква такава.

2.4 ПЕС

Системата за персонална земна станция (PES™) е сателитна диалогова мрежа с комутация на пакети, предназначена за обмен на телефонна и цифрова информация в рамките на CCC с топология звезда, с възможност за пълен дуплекс. Системата има голяма и скъпа HUB станция и много малки и евтини PES или отдалечени станции. Голяма ефективна излъчена мощност Високото качество на приемане на централната станция позволява използването на малки антени с диаметър 0,5-1,8 m и предаватели с ниска мощност с мощност 0,5-2 W на PES.

Това значително намалява цената на абонатната AP. За разлика от другите системи, споменати по-горе, в тази информацията винаги се предава през HUB. От гледна точка на енергията на системата и нейната цена (съответно цената на предлаганите услуги), оптималното разположение на централната AP е в центъра на сателитната осветена зона. Например в мрежа, работеща чрез спътника INTELSAT-904, централната станция се намира в Москва.

Предимства на SCS:

Сателитните комуникационни системи също могат да се различават по вида на предавания сигнал, който може да бъде цифров или аналогов. Предаването на информация в цифров вид има редица предимства пред другите методи за предаване. Те включват:

* лекота и ефективност на комбиниране на много независими сигнали и преобразуване цифрови съобщенияв "пакети" за лесно превключване;

* по-ниска консумация на енергия в сравнение с предаването на аналогов сигнал;

* относителна нечувствителност на цифровите канали към ефекта от натрупване на изкривявания при препредаване, което обикновено е сериозен проблем в аналоговите комуникационни системи;

* потенциал за получаване на много ниски вероятности за грешки при предаване и обхват висока вярноствъзпроизвеждане на предадените данни чрез откриване и коригиране на грешки;

* конфиденциалност на комуникацията;

* гъвкавост при внедряване на цифрово оборудване, позволяващо използване на микропроцесори, цифрова комутация и използване на микросхеми с по-голяма степен на компонентна интеграция.

Недостатъци на SCS:

Слаба устойчивост на шум. Огромните разстояния между земните станции и сателита причиняват много ниско съотношение сигнал/шум в приемника (много по-малко, отколкото при повечето микровълнови връзки). За да се осигури приемлива вероятност за грешка при тези условия, е необходимо да се използват големи антени, елементи с нисък шум и сложни кодове за коригиране на грешки. Този проблем е особено остър в мобилните комуникационни системи, тъй като те имат ограничение за размера на антената и, като правило, за мощността на предавателя.

Влияние на атмосферата. Качеството на сателитната комуникация е силно повлияно от ефектите в тропосферата и йоносферата. абсорбция в тропосферата. Поглъщането на сигнала от атмосферата зависи от неговата честота. Максимумите на абсорбция са при 22,3 GHz (резонанс на водна пара) и 60 GHz (кислороден резонанс). Като цяло, абсорбцията значително влияе върху разпространението на сигнали над 10 GHz (т.е. започвайки от Ku-лентата). В допълнение към поглъщането, по време на разпространението на радиовълните в атмосферата има ефект на затихване, причината за което е разликата в показателите на пречупване на различните слоеве на атмосферата.

йоносферни ефекти. Ефектите в йоносферата се дължат на колебания в разпределението на свободните електрони. Йоносферните ефекти, които влияят върху разпространението на радиовълните, включват: трептене, абсорбция, забавяне на разпространението, дисперсия, промяна на честотата, въртене на поляризационната равнина. Всички тези ефекти се отслабват с нарастваща честота. За сигнали с честоти над 10 GHz влиянието им е малко.

Забавяне на разпространението на сигнала. Проблемът със забавянето на разпространението на сигнала, по един или друг начин, засяга всички сателитни комуникационни системи. Системите, използващи сателитен транспондер в геостационарна орбита, имат най-висока латентност. В този случай забавянето поради ограничеността на скоростта на разпространение на радиовълните е приблизително 250 ms, а като се вземат предвид закъсненията при мултиплексиране, превключване и обработка на сигнала, общото забавяне може да достигне до 400 ms. Забавянето на разпространението е най-нежелателно в приложения в реално време като телефония. В този случай, ако времето за разпространение на сигнала по сателитния комуникационен канал е 250 ms, разликата във времето между репликите на абонатите не може да бъде по-малка от 500 ms.

В някои системи (напр. VSAT системи, използващи звездна топология), сигналът се предава два пъти чрез сателитна връзка (от терминал към централен сайт и от централен сайт към друг терминал). В този случай общото забавяне се удвоява.

3 Обобщена характеристика на състоянието и тенденциите в развитието на ЦКК

За организиране на комуникационни канали се използват предимно космически кораби (КА), разположени на геостационарна орбита (ГСО). Възможностите за създаване на телекомуникационни мрежи, базирани на спътници в негеостационарни орбити, са ограничени от незначителна зона на обслужване, невъзможност за предоставяне на услуги на постоянна основа и редица други фактори. Повечето от тези фактори могат да бъдат елиминирани чрез използване на съзвездие от сателити, но става необходимо те да бъдат проследени. Най-често такива групи се използват за организиране на мобилни комуникации и излъчване. Най-големите от тях са Iridium (88 SC), Globalstar (48 SC), Orbcomm (31 SC). Геостационарните сателитни комуникационни системи се използват за предоставяне на телекомуникационни услуги, по-специално излъчване.

Всяка година от 15 до 30 космически кораба се изстрелват към GSO и ​​10-15 сателита завършват своята работа. През последните 10 години средногодишното увеличение на броя на космическите кораби е около 3%. Въпреки това, когато се разглежда въпросът за нарастването на търсенето на сателитни канали, което причинява изстрелването на космически кораби, трябва да се вземе предвид не абсолютното увеличение, а възможностите на сателитите, изстреляни към GSO. Има тенденция да се изстрелват "тежки" космически кораби, които са по-ефективни по отношение на печалба/цена, имащи телекомуникационен полезен товар от около 50 ствола или повече. От 83 работещи "тежки" космически кораба 69 са изведени в орбита след 2000 г. (33% от общия брой изстрелвания).

Към началото на март 2011 г. има 319 граждански транспондерни спътника, работещи в геостационарна орбита (GSO) в различни услуги. Телекомуникационните услуги се предоставят от 67 международни и национални оператори, които притежават 89 сателитни комуникационни системи. CCC са регистрирани в 35 държави, списъкът на които е даден в Приложение A.

Списъкът на страните, даден в Приложение А, трябва да включва Казахстан, Нигерия, Аржентина, които вече са загубили сателитите си, но възстановяват функционирането на CCC. Тази година Казахстан, в рамките на националната сателитна комуникационна система Kazsat, ще изстреля два спътника към GEO, Нигерия, в рамките на Nigcomsat, три спътника. Аржентина изгражда нова сателитна комуникационна система Arsat, състояща се от три сателита. GSO сателитите имат около единадесет хиляди транспондера с различни услуги, мощност и капацитет, от които са включени около 8000 таблици. Тъй като транспондерите се различават значително по честотна лента, по-приемлив критерий за оценка на разпределението е общата честотна лента на стволовете.

Към края на февруари 2011 г. общият честотен ресурс на транспондерите на спътниците, изстреляни от GSO, достигна приблизително 450 GHz от честотната лента, от които повече от половината в лентата Ku (51,4%), 35,1% в лентата C и 12,0 % в диапазона Ka.

При годишно увеличение на броя на работещите космически кораби с 3%, годишното увеличение на честотния ресурс е значително по-голямо, приблизително 13%, което се свързва с изстрелването на "тежки" космически кораби. За десет години общата честотна лента на сателитните канали се е удвоила приблизително. В обхватите Ku и C се наблюдава почти линейно нарастване на общия капацитет, Ка обхватът се въвежда с по-интензивни темпове.

Тенденциите на монополизиране на пазара на сателитни телекомуникации започнаха да се появяват през 2001 г. след сливането на SES Astra с GE Americom и формирането на SES Global Corporation. През 2006 г. корпорацията придоби CCC NSS, през 2009 г. - част от разформированата CCC Protostar, а през март 2010 г. напълно закупи CCC Sirius. Освен това SES Global притежава 70% дял в CCC Ciel и 49% дял в Quetzsat, който планира да изстреля първия си космически кораб през 2011 г.

Международната организация INTELSAT, след придобиването през 2003 г. на част от CCC Telstar (4 спътника) и сливането с PanAmSat (2005 г.), стана най-големият сателитен оператор. Освен това през 2009 г. организацията закупи три космически кораба Amos 1, Protostar 2 и JCSat 4R.

EUTELSAT, третият по големина оператор, прояви интерес към придобиването на Satmex CCC, която контролира около една трета от активите на Hispasat.

Канадският оператор Telesat през 2007 г. придоби останките от CCC Telstar (4 KA) и стана четвъртият международен оператор в света.

През 2008 г. японските оператори JSAT и SCC (SCC Superbird) създадоха JSAT Perfec Pro Corporation, която включва също CCC NSat и частично CCC Horizons.

През 2006 г. Cablevision беше поета от Echostar, която до голяма степен е част от Dish Network Corporation, която се контролира от групата DIRECTV, която притежава CCC DTV и контролира CCC Spaceway. Можем да говорим за практическа интеграция на трите DTV системи Echostar и Spaceway.

През 2010 г. три китайски системни оператора Chinasat, Sinosat, Chinastar се сляха, за да формират нова организация, Chinasat.

През 2010 г. беше обявено създаването на нова организация, Sirius XM Radio, след сливането на XM Satellite Radio и Sirius FM Radio. космически флот даден операторв допълнение към шест геостационарни спътника, тя включва четири спътника на ниска орбита.

Настоящата тенденция към монополизация не е пречка за разработването на малки на брой космически кораби SSS. Предвижда се не само изстрелване на сателити, които да заменят тези с изтекъл срок на годност, но и създаване на нови системи, включително национални спътници.

През следващите три години се очаква списъкът на страните, създаващи национални сателитни комуникационни системи, да бъде попълнен:

2011, Иран: CCC Zohreh (2 SC);

2011 г., ОАЕ: CCC Yachsat (2 космически кораба);

2011 г., ОАЕ съвместно с Йордания: CCC SmartSat (1 SC);

2012, Украйна: CCC Lybid (1 SC);

2012 г., Азербайджан: CCC AzerSpace, (2 SC), един SC съвместно с Малайзия;

2013 Катар: CCC Eshail (1 SC), съвместно с Eutelsat;

2013, Боливия: CCC Tupac Katani (1 SC);

2013 u/? Kfjc^ CCC Laosat (1 RF)

Държавите със сателитни съзвездия, в съответствие с нуждите на пазара, създават нови системи:

2011, Русия: CCC Luch (3 SC) за услуги за данни;

2011 г., САЩ: Viasat (2 SC) за предоставяне на услуги за високоскоростен достъп;

2011 Мексико: CCC QuetzSat (1 SC) за предоставяне на услуги за излъчване и фиксирани линии;

2012 г., САЩ: CCC Jupiter (1 SC) и CCC OHO (3 SC) за осигуряване на високоскоростен достъп и HDTV услуги;

2012 Мексико: Mexsat CCC (3 спътника), който ще работи в мобилните, фиксираните и излъчващите услуги;

2012 Австралия: CCC Jabiru (1 KA) за услуги за излъчване и фиксирани линии;

2013 г., ОАЕ: S2M (1 SC) за предоставяне на услуги за излъчване на мобилни потребители;

2013 Канада: Canuk CCC (1 SC) за система за високоскоростен достъп.

Като част от мобилната комуникационна система Inmarsat, нова серия сателити от пето поколение и два спътника Alfasat и Europesat са ориентирани към нов тип услуга за този оператор - излъчване към мобилни обекти.

Сателитното излъчване остава приоритетен тип услуга. В допълнение към стандартния набор от услуги за директно излъчване, разпространение на програми по наземни и кабелни мрежи за излъчване чрез сателити ETS 8 и MBSat, вече е в ход експериментално телевизионно излъчване към мобилни обекти. За предоставяне на този тип услуга беше планирано да бъдат изстреляни три спътника (Eutelsat 2A, Echostar 13 или CMBstar и S2M 1), от които беше изстрелян Eutelsat 2A, но проблеми с разполагането на антената попречиха на стартирането на услугите в европейския регион. Сателитните канали се използват интензивно за предоставяне на висококачествени и интерактивни услуги за излъчване и започна въвеждането на 3D телевизия.

Вторият приоритет беше предоставянето на услуги за високоскоростен достъп. В допълнение към функциониращите специализирани спътници WildBlue 1, Spaceway 3, IPStar 1, наскоро изстреляните сателити Eutelsat KaSat и Hylas GEO, сателитите Viasat (2 SC), OHO (3 SC), Canuk, 3 SC Inmarsat от пето поколение, Юпитер и други.

По-нататъшната посока на развитие на сателитните телекомуникационни системи е свързана с конвергенцията на услуги и функции на далечни по принципи на работа и цели системи чрез взаимно проникване и използване на общи технически и технологични решения. Конвергенцията все повече ще заличава разликите между отделните типове услуги, всички мрежи ще предоставят всеки от своите видове в значително разширен диапазон и в по-голяма степен на базата на единна технологична платформа, която осигурява развитието на интерактивно и директно излъчване, високотехнологично качествено излъчване, системи за високоскоростен достъп, дистанционно обучение, телемедицина, телебанкиране и други мултисервизни приложения. Корпоративният характер на тези услуги от единичен центърв потребителската мрежа прави сателитните комуникационни системи най-подходящи за тяхното предоставяне. Новите услуги ще заемат до 80% от сателитния ресурс.

Общото увеличение на обема на сателитните канални услуги за петте години е 76%, а увеличението на приходите от телекомуникационни услуги съответно е: CER - 82%, FSS - 97%, PSS - 29%. Имайте предвид, че данните за услугите за достъп, дадени в таблица 2, се отнасят за тези, предоставяни чрез излъчващи канали. Този тип услуги също се предоставят в голяма степен чрез фиксирани комуникационни канали, което не е отбелязано в таблицата в отделна колона поради липса на информация. Основният дял от приходите на CCC през 2009 г. (81%) се осигурява от сателитната услуга за радиоразпръскване (BSS), което подчертава степента на нейния приоритет. Разпределението на рентабилността между услугите според данните, публикувани от Асоциацията на сателитната индустрия през последните пет години, е дадено в Приложение Б. Трябва да се подчертае, че телекомуникационните услуги по сателитни канали определят основния доход от дейности в космическата индустрия. От общите приходи от 160,9 милиарда долара делът на приходите от телекомуникации е 58,2%.

Съотношението мощност/тегло на космическия кораб се е увеличило. Мощността на стволовете в най-използваните диапазони е средно: Ku 120 - 150 W, C - 50 - 60 W. Специфичната мощност на единица честотна лента е достигнала 1,2 W/MHz, което прави възможно използването на по-ефективни многопозиционни сигнали и високоскоростни конкатенирани кодове в канала.

Заключение

По-горе разгледахме в общи линии архитектурата на сателитните комуникационни системи, както и последните тенденции в развитието на тази индустрия. Тъй като броят на каналите за сателитно излъчване нараства средно с 15% годишно, това изисква съответно увеличение на честотните ресурси, както сателитни канали, така и земни станции, предназначени да приемат и предават програми за излъчване и мултимедийна информация.

Броят на спътниците в GSO се увеличава ежегодно с около 3%, като общото увеличение на честотния ресурс на CCC е с 13% годишно.

Честотният ресурс на геостационарната орбита е ограничен, коефициентът на използване на SC стволове, особено тези, обслужващи европейския регион, се използва почти изцяло, освен това цената на честотната лента на сателитните канали е висока.

Въвеждането на нови видове услуги, висококачествено и интерактивно излъчване, триизмерно излъчване, широколентов достъп и др. изискват функционирането на наземни мрежи с високоскоростни информационни потоци, т.е. широколентови канали.

Използването на широколентови сателитни канали води до значителни финансови разходи за наемане на ресурсите на сателитния канал.

Ограниченият честотен ресурс, значителните разходи за тяхното наемане или използване изискват въвеждането на честотно ефективни технологии за генериране и предаване на сигнали.

От всички технологии, които се използват в света и още повече в Европа, най-ефективна и приложима е комбинацията от стандарта за обработка на сигнала DVB-S2 и стандарта за цифров стрийминг MPEG-4.

Към края на февруари 2011 г. повече от 11,5% от излъчваните канали вече са формирани в стандарта DVB-S2. Нивото на използване на стандарта MPEG-4 вече достигна 26% от общия обем на излъчваните канали.

Скоростта на внедряване на стандарта DVB-S2 е почти два пъти по-висока от скоростта на нарастване на броя на излъчваните канали.

Основата за изграждане на мрежи за сателитно излъчване трябва да бъдат стандартите за предаване DVB-S2 и стандартите за стрийминг MPEG-4, като същевременно е необходимо да се предвиди възможност за работа с предишни формати на сигнали и потоци.

Списък на използваните източници

1. "Сателитни комуникации и излъчване: справочник" - Бартенев V.A.

2. "Компютърна картография и сателитни комуникационни зони" - Машбиц Л.М.

3. "Електромагнитна съвместимост на сателитни комуникационни системи" - Дячкова М.Н., Ермилов В.Т., Желтоногов И.В., Кантор Л.Я., Мисев М.В.

...

Подобни документи

Предаване на цифрови данни чрез сателитен комуникационен канал. Принципи на изграждане на спътникови комуникационни системи. Използване на сателитно предаване за телевизионно излъчване. Преглед на системата за множествен достъп. Схемата на цифровия път за преобразуване на телевизионен сигнал.

резюме, добавено на 23.10.2013 г


Историята на развитието на сателитните комуникации. Абонатни VSAT терминали. Орбити на сателитни транспондери. Изчисляване на разходите за изстрелване на сателит и инсталиране на необходимото оборудване. Централна контролна станция. Глобална сателитна комуникационна система Globalstar.

курсова работа, добавена на 23.03.2015 г


Обмен на ефирни и телевизионни програми. Поставяне на наземни ретранслатори. Идеята за поставяне на ретранслатор на космически кораб. Характеристики на сателитната комуникационна система (ССС), нейните предимства и ограничения. Космически и наземни сегменти.

резюме, добавено на 29.12.2010 г


Обща информация за персонални сателитни комуникационни системи. Запознаване с развитието на руската държавна спътникова група и програмата за изстрелване на космически кораби. Характеристики на космически и земни станции за предаване и приемане на сигнали.

презентация, добавена на 16.03.2014 г


Проблеми на изграждането на междудържавна корпоративна сателитна комуникационна система и нейните показатели. Развитие на комуникационна мрежа от Алмати за насочване на международни комуникационни канали през Лондон. Параметри на сателитна линия, радиорелейна линия, зона на обслужване на IRT.

дисертация, добавена на 22.02.2008 г


Принципи на изграждане на териториална комуникационна система. Анализ на методите за организиране на спътникови комуникации. Основни изисквания към абонатния терминал за сателитни комуникации. Определяне на техническите характеристики на модулатора. Основните видове манипулирани сигнали.

дисертация, добавена на 28.09.2012 г


Изчисляване на напрегнатостта на полето на земната радиовълна с вертикална поляризация за даден диапазон на радиовръзка на два вида хомогенна земна повърхност. Изчисляване на напрегнатостта на полето на комуникационната линия чрез йоносферна вълна. Ниво на сигнала на сателитната радио връзка.

курсова работа, добавена на 15.04.2014 г


Честотни диапазони, предавани от основните типове направляващи системи. Параметри на каналите на комуникационните линии. Обозначения в комуникационните линии. Селектор на канали с времево мултиплексиране. Характеристики на канали на коаксиален кабел, оптични кабели.

презентация, добавена на 19.10.2014 г


Принципи на функциониране на спътникови навигационни системи. Изисквания за SNS: глобалност, достъпност, цялостност, непрекъснатост на услугата. Пространство, управление, потребителски сегменти. Орбитална структура NAVSTAR, GLONASS.

доклад, добавен на 18.04.2013 г


Състояние на прилагането на ATN в практиката на въздушното движение. Сателитни информационни технологии в CNS/ATM системи. Сателитни радионавигационни системи. Координати, време, движение на навигационни спътници. Формиране на информационен сигнал в GPS.

Идеята за създаване на глобални сателитни комуникационни системи на Земята е представена през 1945 г. Артър Кларккойто по-късно става известен писател на научна фантастика. Осъществяването на тази идея става възможно само 12 години след появата на балистичните ракети, с които 4 октомври 1957 гПървият изкуствен спътник на Земята (AES) беше изведен в орбита. За да контролира полета на спътника, върху него беше поставен малък радиопредавател - маяк, работещ в обхвата 27 MHz. След няколко години 12 април 1961 г. за първи път в света на съветския космически кораб "Восток" Ю.А. Гагарин направи исторически полет около Земята. В същото време астронавтът имаше редовна връзка със Земята по радиото. Така започна системната работа по изучаването и използването на космическото пространство за решаване на различни мирни проблеми.

Създаването на космическа технология направи възможно разработването на много ефективни системи за радиокомуникация и излъчване на дълги разстояния. В САЩ започна интензивна работа по създаването на комуникационни сателити. Такава работа започна да се разгръща и у нас. Огромната му територия и слабото развитие на комуникациите, особено в слабо населените източни райони, където създаването на комуникационни мрежи с други технически средства (RRL, кабелни линии и др.) е свързано с високи разходи, направиха този нов тип комуникация много обещаващ.

В началото на създаването на домашни сателитни радиосистеми бяха изключителни местни учени и инженери, които ръководеха големи изследователски центрове: М.Ф. Решетнев, М.Р. Капланов, Н.И. Калашников, Л.Я. Кантор

Основните задачи, поставени пред учените, са следните:

Разработване на сателитни ретранслатори за телевизионно излъчване и комуникации ("Screen", "Rainbow", "Hals"), от 1969 г. сателитните ретранслатори се разработват в отделна лаборатория, ръководена от М.В. Бродски;

Създаване на системни проекти за изграждане на сателитни комуникации и радиоразпръскване;

Разработване на оборудване за земни станции (ЗС) на спътникови комуникации: модулатори, прагопонижаващи демодулатори на ЧМ (честотна модулация) сигнали, приемо-предавателни устройства и др.;

Извършване на комплексна работа по оборудване на сателитни комуникационни и излъчващи станции с оборудване;

Развитие на теорията за проследяване на FM демодулатори с намален шумов праг, методи за множествен достъп, методи за модулация и кодиране за коригиране на грешки;

Разработване на нормативна и техническа документация за канали, канали за телевизионно и комуникационно оборудване на сателитни системи;

Разработване на системи за контрол и мониторинг на AP и сателитни комуникационни и излъчващи мрежи.

специалисти от NIIR бяха създадени много национални спътникови комуникационни и радиоразпръскващи системи, които работят и до днес. Приемопредавателното наземно и бордово оборудване на тези системи също е разработено в NIIR. В допълнение към оборудването специалистите на института предложиха методи за проектиране както на самите спътникови системи, така и на отделните устройства, включени в тях. Опитът в проектирането на спътникови комуникационни системи на специалисти от NIIR е отразен в множество научни публикации и монографии.

6.1. Първите сателитни комуникационни и излъчващи линии чрез спътник "Молния-1"

Първите експерименти за сателитни комуникации чрез отразяване на радиовълни от американския отразяващ спътник "Ехо" и Луната, използвани като пасивни ретранслатори, са извършени от специалисти от NIIR през 1964 г. Радиотелескопът в обсерваторията в село Зименки, област Горки, е получил телеграфни съобщения и проста рисунка от английската обсерватория "Джодрел банк".

Този експеримент доказа възможността за успешно използване на космически обекти за организиране на комуникации на Земята.

В лабораторията за спътникови комуникации са изготвени няколко системни проекта, а след това тя участва в разработването на първата вътрешна система за спътникова комуникация "Молния-1" в честотен диапазон под 1 GHz.Главната организация за създаването на тази система беше Московският научноизследователски институт по радиокомуникации (MNIIRS). Главният конструктор на системата Молния-1 е Г-Н. Капланов- заместник-началник на MNIIRS.

През 60-те години NIIR разработва приемо-предавателен комплекс за тропосферната радиорелейна система Horizont, също работеща в честотния диапазон под 1 GHz. Този комплекс беше модифициран и създаденото оборудване, наречено "Хоризонт-К", беше използвано за оборудване на първата сателитна комуникационна линия "Молния-1", която свързва Москва и Владивосток. Тази линия е предназначена за предаване на телевизионна програма или групов спектър от 60 телефонни канала. С участието на специалисти от NIIR в тези градове бяха оборудвани две земни станции (ES). MRIRS разработи бордов ретранслатор за първия изкуствен комуникационен спътник Molniya-1, който беше изстрелян успешно 23 април 1965 г. Той беше изстрелян в силно елиптична орбита с период на въртене около Земята 12 часа.Такава орбита беше удобна за обслужване на територията на СССР, разположена в северните ширини, тъй като в продължение на осем часа на всяка орбита на спътника се виждаше от всяка точка на страната. Освен това изстрелването в такава орбита от наша територия се извършва с по-малко енергия, отколкото в геостационарна. Сателитната орбита Molniya-1 е запазила значението си и до днес и се използва въпреки преобладаващото развитие на геостационарните спътници.

6.2 Първата в света сателитна система "Орбита" за разпространение на телевизионни програми

След приключване на изследванията на техническите възможности на спътника "Молния-1" от специалисти на NIIR Н.В. Тализин и Л.Я. Канторбеше предложено да се реши проблемът с доставката на телевизионни програми от централната телевизия до източните райони на страната чрез създаване на първата в света система за сателитно излъчване "Орбита" през в обхвата 1 GHz на базата на оборудването "Хоризонт-К".

През 1965-1967г.за рекордно кратко време в източните райони на страната ни едновременно бяха построени и въведени в експлоатация 20 земни станции „Орбита” и нова централна предавателна станция „Резерв”. Системата Orbita се превърна в първата в света кръгова, телевизионна, сателитна разпределителна система, в която възможностите на сателитните комуникации се използват най-ефективно.

Трябва да се отбележи, че обхватът, в който работи новата система Orbita 800-1000 MHz, не съответства на разпределения в съответствие с Радиорегламента за фиксираната спътникова радиослужба. Работата по прехвърлянето на системата "Орбита" към 6/4 GHz C-обхват е извършена от специалисти от NIIR в периода 1970-1972 г. Станцията, работеща в новата честотна лента, беше наречена Орбита-2. За него е създаден пълен комплект оборудване за работа в международния честотен диапазон - в участъка Земя-Космос - в обхвата 6 GHz, в участъка Космос-Земя - в обхвата 4 GHz. Под ръководството на В.М. цирлинае разработена система за насочване и автоматично проследяване на антени със софтуерно устройство. Тази система използва екстремен автомат и метод на конично сканиране.

Станция "Орбита-2" започна да пуска корени от 1972 г., А до края на 1986г. от тях са построени около 100. Много от тях в момента работят с приемо-предавателни станции.

По-късно за работата на мрежата Орбита-2 е създаден и изведен в орбита първият съветски геостационарен спътник Радуга, чийто многоцевен бордов ретранслатор е създаден в NIIR (ръководител на работата А. Д. Фортушенко и нейните участници М. В. Бродски, А. И. Островски, Ю. М. Фомин и др.) В същото време са създадени и усвоени технологията на производство и методите за наземна обработка на космически продукти.

За системата Орбита-2 бяха разработени нови градиентни предаватели (I.E. Mach, M.Z. Zeitlin и др.), както и параметрични усилватели (A.V. Sokolov, EL. Ratbil, B.C. Sanin, V.M. Krylov) и устройства за приемане на сигнали (V.I. Dyachkov, V.M. Дорофеев, Ю. А. Афанасиев, В. А. Полухин и др.).

6.3. Първата в света система за директно телевизионно излъчване "Екран"

Широкото развитие на системата Орбита като средство за доставка на телевизионни програми стана икономически неоправдано в края на 70-те години поради високата цена на AP, което прави нецелесъобразно инсталирането й в точка с население под 100-200 хиляди хората. По-ефективна се оказа системата "Екран", работеща в честотния диапазон под 1 GHz и имаща висока мощност на предавателя на бордовия ретранслатор (до 300 W). Целта на създаването на тази система беше да покрие с телевизионно излъчване слабонаселените райони в Сибир, Далечния север и част от Далечния изток. За неговото изпълнение бяха разпределени честоти от 714 и 754 MHz, при които беше възможно да се създадат доста прости и евтини приемни устройства. Системата Ekran всъщност стана първата в света система за директно сателитно излъчване.

Приемателните съоръжения на тази система трябваше да бъдат икономически ефективни както за обслужване на малки общности, така и за индивидуално приемане на телевизионни програми.

Изстрелян е първият спътник от системата Екран 26 октомври 1976 г. в геостационарна орбита на 99°E. Малко по-късно в Красноярск бяха произведени колективни приемни станции "Екран-КР-1" и "Екран-КР-10" с изходна мощност на телевизионния предавател 1 и 10 W. Земната станция, предаваща сигнали към спътника "Екран", имаше антена с диаметър на огледалото 12 m, оборудвана с предавател "Градиент" с мощност 5 kW, работещ в обхвата 6 GHz. Приемните блокове на тази система, разработени от специалисти от NIIR, бяха най-простите и евтини приемни станции от всички внедрени през онези години. До края на 1987 г. броят на инсталираните станции Ekran достига 4500.

6.4 Системи за разпространение на телевизионни програми "Москва" и "Москва-Глобал"

По-нататъшният напредък в развитието на системите за сателитно телевизионно излъчване в нашата страна е свързан със създаването на системата "Москва", в която технически остарелите ES на системата Orbita бяха заменени с малки ES. през 1974 гпо инициатива Н.В. Тализина и Л.Я. Кантор.

За системата "Москва" на спътника "Горизонт" беше осигурен високомощен ствол, работещ в честотната лента 4 GHz към тясно насочена антена. Енергийните съотношения в системата са избрани по такъв начин, че да осигурят използването на малка параболична антена с диаметър на огледалото 2,5 m без автоматично насочване на приемния ES. Основната характеристика на системата "Москва" беше стриктното спазване на нормите за спектрална плътност на потока на мощността на земната повърхност, установени от Правилата за комуникация на системите за фиксирана услуга.. Това направи възможно използването на тази система за телевизионно излъчване в целия СССР. Системата осигурява висококачествено приемане на централната телевизионна програма и радиопрограмата. Впоследствие в системата беше създаден друг канал, предназначен за предаване на вестникарски страници.

Тези станции също станаха широко разпространени в местни институции, разположени в чужбина (в Европа, Северна Африка и редица други територии), което даде възможност на нашите граждани в чужбина да получават местни програми. При създаването на системата "Москва" бяха използвани редица изобретения и оригинални решения, които позволиха да се подобри както самата конструкция на системата, така и нейните хардуерни системи. Тази система послужи като прототип за много сателитни системи, разработени по-късно в САЩ и Западна Европа, които използват сателити със средна мощност, работещи в обхвата на фиксирана сателитна услуга, за да предоставят телевизионни програми на малки по размер и умерени разходи ES.

През 1986-1988г.Разработена е специална система "Москва-Глобал" с малки AP, предназначена да доставя централни телевизионни програми на местни представителства в чужбина, както и да предава малко количество дискретна информация. Тази система също е в действие. Той предвижда организирането на един телевизионен канал, три канала за предаване на дискретна информация със скорост 4800 bps и два канала със скорост 2400 bps. Използвани са дискретни канали за предаване на информация в интерес на Комитета по телевизия и радиоразпръскване, ТАСС и APN (Агенция за политически новини). Той използва два спътника в геостационарна орбита на 11°W, за да покрие почти цялото земно кълбо. и 96°и.д Приемателните станции имат огледало с диаметър 4 м, оборудването може да бъде разположено както в специален контейнер, така и на закрито.

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://www.allbest.ru/

Въведение

1. Развитие на сателитна комуникационна мрежа

2. Актуално състояние на сателитната комуникационна мрежа

3. Сателитна комуникационна система

4. Приложение на сателитната комуникация

5. VSAT технология

6. Глобална сателитна комуникационна система Globalstar

Заключение

Въведение

Съвременните реалности вече говорят за неизбежността на замяната на конвенционалните мобилни и освен това стационарни телефони със сателитни комуникации. Най-новите технологиисателитните комуникации предлагат ефективни технически и икономически решения за развитието както на универсални комуникационни услуги, така и на мрежи за директно звуково и телевизионно излъчване.

Благодарение на изключителните постижения в областта на микроелектрониката, сателитните телефони са станали толкова компактни и надеждни в употреба, че всички изисквания се правят от различни потребителски групи, а услугата за наемане на сателит е една от най-търсените услуги на съвременния пазар на сателитни комуникации . Значителни перспективи за развитие, очевидни предимства пред друга телефония, надеждност и гарантирана непрекъсната комуникация - всичко това е за сателитните телефони.

Сателитната комуникация днес е единственото рентабилно решение за предоставяне на комуникационни услуги на абонати в райони с ниска гъстота на населението, което се потвърждава от редица икономически изследвания. Сателитът е единственото технически осъществимо и рентабилно решение, ако гъстотата на населението е по-ниска от 1,5 души/km2.

Сателитната комуникация има най-важните предимства, необходими за изграждане на широкомащабни телекомуникационни мрежи. Първо, може да се използва за бързо формиране на мрежова инфраструктура, която покрива голяма площ и не зависи от наличието или състоянието на наземни комуникационни канали. Второ, използването на съвременни технологии за достъп до ресурса на сателитни ретранслатори и възможността за предоставяне на информация до почти неограничен брой потребители в същото време значително намаляват разходите за работа на мрежата. Тези предимства на сателитната комуникация я правят много привлекателна и високоефективна дори в региони с добре развити наземни телекомуникации.

Предварителните прогнози за развитието на персонални сателитни комуникационни системи показват, че в началото на 21-ви броят на техните абонати възлиза на около 1 милион, а през следващото десетилетие - 3 милиона. В момента броят на потребителите на сателитната система Inmarsat е 40 000.

През последните години Русия все повече прилага модерни възгледии средства за комуникация. Но ако клетъчният радиотелефон вече е познат, тогава персоналното сателитно комуникационно устройство (сателитен терминал) все още е рядкост. Анализът на развитието на подобни средства за комуникация показва, че в близко бъдеще ще станем свидетели на ежедневно използване на персонални сателитни комуникационни системи (SPSS).

Наближава времето за обединяване на наземните и сателитните системи в глобална комуникационна система. Личната комуникация ще стане възможна в глобален мащаб, т.е. достъпът на абоната до всяка точка на света ще бъде осигурен чрез набиране на неговия телефонен номер, независимо от местоположението на абоната. Но преди това да стане факт, сателитните комуникационни системи ще трябва да преминат успешно тестовете и да потвърдят декларираните технически характеристики и икономически показатели в хода на търговската експлоатация. Що се отнася до потребителите, за да направят правилния избор, те ще трябва да се научат да се ориентират добре в разнообразните оферти.

Цели на проекта:

1. Проучете историята на сателитната комуникационна система.

2. Запознайте се с особеностите и перспективите за развитие и проектиране на спътникови комуникации.

3. Получете информация за съвременните сателитни комуникации.

Цели на проекта:

1. Анализирайте развитието на сателитна комуникационна система на всички нейни етапи.

2. Получете пълно разбиране на съвременните сателитни комуникации.

1. Развитие на сателитна комуникационна мрежа

В края на 1945 г. светът видя малка научна статия, която беше посветена на теоретичните възможности за подобряване на комуникацията (предимно разстоянието между приемника и предавателя) чрез повдигане на антената до максималната й височина. Използването на изкуствени спътници като ретранслатори на радиосигнали стана възможно благодарение на теорията на английския учен Артър Кларк, който публикува бележка, озаглавена "Извънземни ретранслатори" през 1945 г. Той всъщност предвижда нов кръг в еволюцията на радиорелейните комуникации, като предлага ретранслаторите да бъдат изведени на максималната налична височина.

Американски учени се заинтересуваха от теоретични изследвания, които видяха в статията много предимства от нов тип връзка:

вече няма нужда да се изгражда верига от наземни ретранслатори;

един сателит е достатъчен, за да осигури голяма зона на покритие;

възможността за предаване на радиосигнал до всяка точка на света, независимо от наличието на телекомуникационна инфраструктура.

В резултат на това през втората половина на миналия век започнаха практическите изследвания и формирането на сателитна комуникационна мрежа по света. С нарастването на броя на повторителите в орбита бяха въведени нови технологии и подобрено оборудване за сателитни комуникации. Сега този метод за обмен на информация стана достъпен не само за големи корпорации и военни компании, но и за частни лица.

Развитието на сателитните комуникационни системи започва с изстрелването на първия апарат Echo-1 (пасивен ретранслатор във формата на метализирана топка) в космоса през август 1960 г. По-късно бяха разработени ключови стандарти за сателитна комуникация (работещи честотни ленти), които се използват широко в целия свят.

Историята на развитието на спътниковите комуникации и основните видове комуникации

Иистория на развитието CпътникСЪСсистемиСЪСвратовръзка има пет етапи:

1957-1965 г Подготвителният период, който започна през октомври 1957 г. след изстрелването от Съветския съюз на първия в света изкуствен спътник на Земята, а месец по-късно и на втория. Това се случи в разгара на Студената война и бързата надпревара във въоръжаването, така че, естествено, сателитната технология стана собственост на първо място на военните. Разглежданият етап се характеризира с изстрелването на ранни експериментални спътници, включително комуникационни спътници, които бяха изстреляни главно в ниски околоземни орбити.

Първият геостационарен релеен сателит TKLSTAR е създаден в интерес на американската армия и е изведен в орбита през юли 1962 г. През същия период от време беше разработена серия от американски военни комуникационни сателити SYN-COM (Сателит за синхронна комуникация).

1965-1973 г Периодът на развитие на глобалната SSN, базирана на геостационарни повторители. 1965 г. бе белязана от изстрелването през април на геостационарния SR INTELSAT-1, което бележи началото на търговска употребасателитни комуникации. Ранните сателити от серията INTELSAT осигуряваха трансконтинентални комуникации и основно поддържаха опорни комуникации между малък брой национални шлюзови земни станции, осигуряващи интерфейс към националните обществени наземни мрежи.

Основните канали осигуряваха връзки, чрез които се предаваше телефонен трафик, телевизионен сигнал и се осъществяваха телексни комуникации. Като цяло Intelsat CCC допълваше и поддържаше съществуващите по това време подводни трансконтинентални кабелни комуникационни линии.

1973-1982 г Етапът на широко разпространение на регионални и национални CCC. На този етап от историческото развитие на CCC е създадена международната организация Inmarsat, която разгръща глобална мрежаКомуникациите Inmarsat, чиято основна цел беше да осигурят комуникация с кораби в морето. По-късно Inmarsat разшири услугите си до всички видове мобилни потребители.

1982-1990 г Периодът на бързо развитие и разпространение на малки земни терминали. През 80-те години напредъкът в областта на инженерството и технологиите на ключовите елементи на CCC, както и реформите за либерализиране и демонополизиране на комуникационната индустрия в редица страни, направиха възможно използването на сателитни канали в корпоративните бизнес комуникационни мрежи, наречен VSAT.

VSAT мрежите направиха възможно инсталирането на компактни сателитни земни станции в непосредствена близост до потребителските офиси, като по този начин решиха проблема с „последната миля“ за огромен брой корпоративни потребители, създадоха условия за удобен и ефективен обмен на информация и направиха възможно за разтоварване на обществените наземни мрежи Използването на „умни“ сателитни връзки.

От първата половина на 90-те години ССС навлиза в количествено и качествено нов етап от своето развитие.

Голям брой глобални и регионални сателитни комуникационни мрежи бяха в експлоатация, производство или проектиране. Сателитните комуникационни технологии се превърнаха в област на значителен интерес и бизнес активност. През този период от време имаше експлозия в скоростта на микропроцесорите с общо предназначение и обема на полупроводниковите устройства за съхранение, като същевременно се подобри надеждността, както и намалиха консумацията на енергия и цената на тези компоненти.

Основни видове комуникация

Предвид широкия обхват, ще подчертая най-често срещаните видове комуникация, които се използват в момента у нас и по света:

радио реле;

висока честота;

пощенски;

сателит;

оптичен;

контролна зала.

Всеки тип има своя собствена технология и набор от необходимо оборудване за пълноценно функциониране. Ще разгледам тези категории по-подробно.

Комуникация чрез сателит

Историята на сателитните комуникации започва в края на 1945 г., когато британски учени разработиха теорията за предаване на радиорелеен сигнал чрез ретранслатори, които биха били на голяма надморска височина (геостационарна орбита). Първите изкуствени спътници започват да се изстрелват през 1957 г.

Предимствата на този тип връзка са очевидни:

минималният брой повторители (на практика един или два сателита са достатъчни, за да осигурят висококачествена комуникация);

подобряване на основните характеристики на сигнала (без смущения, увеличено разстояние на предаване, подобрено качество);

увеличаване на зоната на покритие.

Днес сателитното комуникационно оборудване е сложен комплекс, който се състои не само от орбитални ретранслатори, но и от базови наземни станции, разположени в различни части на планетата.

2. Актуално състояние на сателитната комуникационна мрежа

От многото комерсиални MSS (Mobile Satellite) проекти под 1 GHz е внедрена една система Orbcomm, която включва 30 негеостационарни (non-GSO) сателита, осигуряващи покритие на Земята.

Благодарение на използването на относително ниски честотни ленти, системата позволява предоставянето на услуги за пренос на данни с ниска скорост, като електронна поща, двупосочно пейджинг, услуги за дистанционно управление, до прости, евтини абонатни устройства. Основните потребители на Orbcomm са транспортни компании, за които тази система предоставя рентабилно решение за контрол и управление на превоза на товари.

Най-известният оператор на пазара на MSS е Inmarsat. На пазара има около 30 вида абонатни устройства, както преносими, така и мобилни: за наземно, морско и въздушно използване, осигуряващи предаване на глас, факс и данни със скорост от 600 bps до 64 kbps. Inmarsat се конкурира с три MSS системи, включително Globalstar, Iridium и Thuraya.

Първите две осигуряват почти пълно покритие на земната повърхност чрез използването на големи съзвездия, състоящи се съответно от 40 и 79 не-GSO спътника. Pre Thuraya стана глобален през 2007 г. с изстрелването на трети геостационарен (GEO) сателит, който ще покрие Северна и Южна Америка, където в момента не е достъпен. И трите системи предоставят услуги за телефония и нискоскоростни данни за приемащи устройства, сравними по тегло и размер с GSM мобилни телефони.

Развитието на сателитните комуникационни системи играе важна роля за формирането на единно информационно пространство на територията на държавата и е тясно свързано с федералните програми за премахване на цифровото разделение, развитието на националната инфраструктура и социални проекти. Най-значимите федерални целеви програми на територията на Руската федерация са проектите "Развитие на телевизионното и радиоразпръскване" и "Премахване на цифровото разделение". Основните задачи на проектите са развитието на цифрова наземна телевизия, комуникационни мрежи, системи за масов широколентов достъп до глобален информационни мрежии предоставяне на мултисервизни услуги на мобилни и мобилни обекти. Освен от федерални проекти, развитието на сателитните комуникационни системи предоставя нови възможности за решаване на проблемите на корпоративния пазар. Сферите на приложение на сателитните технологии и различните сателитни комуникационни системи се разширяват бързо всяка година.

Един от ключовите фактори за успешното развитие на сателитните технологии в Русия е изпълнението на Програмата за развитие на орбиталната група от спътници за гражданска комуникация и радиоразпръскване, включително спътници в силно елиптични орбити.

Разработване на сателитни комуникационни системи

Основните двигатели за развитието на сателитната комуникационна индустрия в Русия днес са:

стартиране на мрежи в Ka-обхвата (на руски спътници "EXPRES-AM5", "EXPRES-AM6"),

активно развитие на сегмента на мобилните и мобилни комуникации на различни транспортни платформи,

навлизане на сателитни оператори на масовия пазар,

разработване на решения за организиране на опорни канали за клетъчни комуникационни мрежи в Ka-band и M2M приложения.

Общата тенденция на световния пазар на сателитни услуги е бързото нарастване на скоростите на трансфер на данни, предоставени на сателитни ресурси, което отговаря на основните изисквания на съвременните мултимедийни приложенияи в отговор на развитието на софтуера и нарастването на обема на предаваните данни в корпоративния и частния сегмент.

В сателитните комуникационни мрежи, работещи в Ka-обхвата, най-големият интерес е свързан с развитието на услуги за частния и корпоративния сегмент в лицето на намаляващите разходи за сателитен капацитет, внедрен на сателити Ka-обхват с висока честотна лента (High-Throughput Satellite - HTS).

Използване на сателитни комуникационни системи

Сателитните комуникационни системи са предназначени да отговорят на нуждите от комуникация и сателитен достъп до Интернет навсякъде по света. Те са необходими там, където се изисква повишена надеждност и устойчивост на грешки, те се използват за високоскоростно предаване на данни при организиране на многоканална телефонна комуникация.

Специализираните комуникационни системи имат редица предимства, но ключът е възможността за реализиране на висококачествена телефония извън зоните на покритие на клетъчните комуникационни станции.

Такива комуникационни системи позволяват да работят от автономно захранване за дълго време и да бъдат в режим на изчакване на повикване, това се дължи на ниската енергийна производителност на потребителското оборудване, лекото тегло и всепосочната антена.

В момента има много различни сателитни комуникационни системи. Всички имат своите плюсове и минуси. Освен това всеки производител предлага на потребителите индивидуален набор от услуги (Интернет, факс, телекс), определя набор от функции за всяка зона на покритие и също така изчислява цената на сателитното оборудване и комуникационните услуги. В Русия ключовите са: Inmarsat, Iridium и Thuraya.

Сфери на използване на SSS (сателитни комуникационни системи): навигация, министерства и ведомства, ръководни органи на държавни структури и институции, Министерството на извънредните ситуации и спасителните звена.

Инмарсат

Първата в света мобилна сателитна комуникационна система, предлагаща пълна гама от съвременни услуги на потребители по целия свят: в морето, на сушата и във въздуха.

Сателитната комуникационна система Inmarsat (Inmarsat) има редица предимства:

зона на покритие - цялата територия на земното кълбо, с изключение на полярните региони

качеството на предоставяните услуги

конфиденциалност

допълнителни аксесоари (комплекти за кола, факс машини и др.)

безплатни входящи повиквания

наличност в употреба

онлайн система за проверка на състоянието на сметката (фактуриране)

високо ниво на доверие сред потребителите, изпитано във времето (повече от 25 години съществуване и 210 хиляди потребители по целия свят)

Основните услуги на сателитната комуникационна система Inmarsat (Inmarsat):

електронна поща

Пренос на данни (включително високоскоростен)

Телекс (за някои стандарти)

иридий (иридий)

Първата в света глобална сателитна комуникационна система, която работи навсякъде по света, включително регионите на Южния и Северния полюс. Производителят предлага универсална услуга, достъпна за бизнеса и живота по всяко време на денонощието.

Сателитната комуникационна система Iridium (Iridium) има редица предимства:

зона на покритие - цялата територия на земното кълбо

ниски тарифни планове

безплатни входящи повиквания

Основните услуги на сателитната комуникационна система Iridium (Iridium):

Трансфер на данни

Пейджинг

Турая

Сателитен оператор, който предоставя услуги на 35% от земното кълбо. Услуги, реализирани в тази система: сателитни и GSM апарати, както и сателитни таксофони. Евтина мобилна комуникация за свобода на общуване и движение.

Сателитната комуникационна система Thuraya има редица предимства:

компактен размер

възможност за автоматично превключване между сателитна и клетъчна комуникация

ниска цена на услуги и телефонни апарати

безплатни входящи повиквания

Основните услуги на сателитната комуникационна система Thuraya:

електронна поща

Трансфер на данни

3.Сателитна комуникационна система

Сателитни ретранслатори

За първи път в годините на изследване бяха използвани пасивни сателитни транспондери (примери са сателитите Echo и Echo-2), които бяха обикновен рефлектор на радиосигнал (често метална или полимерна сфера с метално покритие), който не носеше никакъв трансивър оборудване на борда. Такива сателити не са получили разпространение.

Орбити на сателитни транспондери

Орбитите, в които са разположени сателитните транспондери, са разделени на три класа:

екваториален

наклонен

полярен

Важна разновидност на екваториалната орбита е геостационарната орбита, при която спътникът се върти с ъглова скорост, равна на ъгловата скорост на Земята, в посока, която съвпада с посоката на въртене на Земята.

Наклонената орбита решава тези проблеми, но поради движението на сателита спрямо наземния наблюдател е необходимо да се изстрелят поне три спътника на орбита, за да се осигури денонощен комуникационен достъп.

Полярна - орбита, която има орбитален наклон към равнината на екватора от деветдесет градуса.

4.VSAT система

Сред сателитните технологии специално внимание се обръща на развитието на сателитни комуникационни технологии като VSAT (терминал с много малка апертура).

На базата на VSAT оборудване е възможно да се изградят мултисервизни мрежи, които предоставят почти всички съвременни комуникационни услуги: достъп до Интернет; телефонна връзка; консолидация на локални мрежи (изграждане на VPN мрежи); предаване на аудио и видео информация; излишък на съществуващи комуникационни канали; събиране на данни, мониторинг и дистанционнопромишлени съоръжения и много други.

Малко история. Развитието на VSAT мрежите започва с изстрелването на първия комуникационен сателит. В края на 60-те години, в хода на експериментите със спътника ATS-1, беше създадена експериментална мрежа, състояща се от 25 земни станции, сателитни телефонни комуникации в Аляска. Linkabit, един от първоначалните създатели на Ku-band VSAT, се сля с M/A-COM, която по-късно стана водещ доставчик на VSAT оборудване. Hughes Communications придоби подразделението от M/A-COM, трансформирайки го в Hughes Network Systems. В момента Hughes Network Systems е водещ световен доставчик на широколентови сателитни комуникационни мрежи. Базираната на VSAT сателитна комуникационна мрежа включва три ключови елемента: централна контролна станция (CCS), ретранслаторен сателит и абонатни VSAT терминали.

ретранслатор сателит

VSAT мрежите са изградени на базата на геостационарни ретранслаторни спътници. Най-важните характеристики на спътника са мощността на бордовите предаватели и броя на радиочестотните канали (транки или транспондери) на него. Стандартният транк има честотна лента от 36 MHz, което съответства на максимална пропускателна способност от около 40 Mbps. Средно мощността на предавателите варира от 20 до 100 вата. В Русия сателитите за комуникация и излъчване на Ямал могат да бъдат цитирани като примери за сателити-ретранслатори. Те са предназначени за развитието на космическия сегмент на ОАО "Гаском" и са монтирани в орбитални позиции 49°E. д. и 90 ° в. д.

Абонатни VSAT терминали

Абонатният VSAT терминал е малка сателитна комуникационна станция с антена с диаметър от 0,9 до 2,4 m, предназначена главно за надежден обмен на данни по сателитни канали. Станцията се състои от антенно-фидерно устройство, външен външен радиочестотен блок и вътрешен модул (сателитен модем). Външното тяло е малък трансивър или просто приемник. Вътрешното тяло осигурява сдвояване на сателитния канал с крайното оборудване на потребителя (компютър, LAN сървър, телефон, факс и др.).

5.VSAT технология

Има два основни вида достъп до сателитен канал: двупосочен (дуплекс) и еднопосочен (симплекс, асиметричен или комбиниран).

При организиране на еднопосочен достъп, заедно с сателитно оборудванезадължително се използва наземен комуникационен канал (телефонна линия, оптични влакна, клетъчни мрежи, радио ethernet), който се използва като канал за заявка (нарича се още обратен канал).

Схема за еднопосочен достъп с помощта на DVB-карта и телефонна линиякато обратен канал.

Схема за двупосочен достъп с помощта на оборудване HughesNet (Hughes Network Systems).

Днес в Русия има няколко значими VSAT мрежови оператори, които обслужват около 80 000 VSAT станции. 33% от тези терминали са разположени в Централния федерален окръг, по 13% в Сибирския и Уралския федерален окръг, 11% в Далечния изток и по 5-8% в останалите федерални окръзи. Сред най-големите оператори си струва да се подчертае:

6. Глобална сателитна комуникационна система Globalstar

В Русия оператор на сателитната комуникационна система Globalstar е Затвореното акционерно дружество GlobalTel. Като изключителен доставчик на глобални мобилни сателитни комуникационни услуги на системата Globalstar, CJSC GlobalTel предоставя комуникационни услуги на територията на Руската федерация. Благодарение на създаването на CJSC "GlobalTel", жителите на Русия имат още една възможност да комуникират чрез сателит от всяка точка на Русия до почти всяка точка на света.

Системата Globalstar осигурява висококачествена сателитна комуникация за своите абонати с помощта на 48 работещи и 8 резервни нискоорбитални спътника, разположени на надморска височина от 1410 км. (876 мили) от повърхността на Земята. Системата осигурява глобално покритие на почти цялата повърхност на земното кълбо между 700 северни и южни ширини с разширение до 740. Сателитите могат да приемат сигнали до 80% от повърхността на Земята, т.е. от почти всяка точка на земното кълбо, с изключение на полярните области и някои райони на централната част на океаните . Сателитите на системата са прости и надеждни.

Области на приложение на системата Globalstar

Системата Globalstar е проектирана да предоставя висококачествени сателитни услуги на широк кръг потребители, включително: гласова комуникация, услуга за кратки съобщения, роуминг, позициониране, факс, данни, мобилен интернет.

Абонатите, използващи преносими и мобилни устройства, могат да бъдат фирми и физически лица, работещи на територии, които не са обхванати клетъчни мрежи, или спецификата на коя работа е свързана с чести командировки до места, където няма връзка или има лошо качество на комуникацията.

Системата е предназначена за широк потребител: представители на медиите, геолози, работници в добива и преработката на нефт и газ, благородни метали, строителни инженери, енергетици. Служителите на държавните структури на Русия - министерства и ведомства (например Министерството на извънредните ситуации) могат активно да използват сателитни комуникации в своите дейности. Специалните комплекти за монтаж на превозни средства могат да бъдат ефективни, когато се използват на търговски превозни средства, риболовни и други видове морски и речни плавателни съдове, железопътен транспорт и др.

сателитна комуникация глобален мобилен

7. Мобилни спътникови комуникационни системи

Характеристика на повечето мобилни сателитни комуникационни системи е малкият размер на терминалната антена, което затруднява приемането на сигнала. За да бъде достатъчна силата на сигнала, достигащ до приемника, се прилага едно от двете решения:

Сателитите са в геостационарна орбита. Тъй като тази орбита е на 35 786 км от Земята, на сателита е необходим мощен предавател. Този подход се използва от системата Inmarsat (чиято основна задача е да предоставя комуникационни услуги на кораби) и някои регионални персонални сателитни комуникационни оператори (например Thuraya).

Сателитен интернет

Сателитният интернет е начин за осигуряване на достъп до интернет чрез сателитни комуникационни технологии (обикновено в стандарта DVB-S или DVB-S2).

Опции за достъп

Има два начина за обмен на данни чрез сателит:

еднопосочен (еднопосочен), понякога наричан още "асиметричен" - когато сателитен канал се използва за приемане на данни, а наличните наземни канали за предаване

двупосочен (двупосочен), понякога наричан още "симетричен" - когато сателитните канали се използват както за приемане, така и за предаване;

Еднопосочен сателитен интернет

Еднопосочен сателитен интернет предполага, че потребителят има някакъв съществуващ начин за свързване с интернет. По правило това е бавен и/или скъп канал (GPRS/EDGE, ADSL връзка, където услугите за достъп до Интернет са слабо развити и скоростта е ограничена и т.н.). Чрез този канал се предават само заявки към интернет.

Двупосочен сателитен интернет

Двупосочен сателитен интернет означава получаване на данни от сателита и изпращането им обратно също чрез сателита. Този метод е с много високо качество, тъй като ви позволява да постигнете високи скорости по време на предаване и изпращане, но е доста скъп и изисква разрешение за радиопредавателно оборудване (обаче доставчикът често се грижи за последното). Високата цена на двупосочния интернет е напълно оправдана на първо място поради много по-надеждната връзка. За разлика от еднопосочния достъп, двупосочният сателитен интернет не изисква никакви допълнителни ресурси (освен мощност, разбира се).

Характеристика на "двупосочния" сателитен достъп до интернет е достатъчно голямо забавяне на комуникационния канал. Докато сигналът достигне до абоната на сателита и от сателита до централната сателитна комуникационна станция, ще отнеме около 250 ms. Същата сума е необходима и за обратното пътуване. Плюс това, неизбежните забавяния в обработката на сигнала и за да отидете "по интернет". В резултат на това времето за ping на двупосочна сателитна връзка е около 600 ms или повече. Това налага някои специфики на работата на приложенията чрез сателитен интернет и е особено тъжно за запалените геймъри.

Друга особеност е, че оборудването от различни производители е практически несъвместимо едно с друго. Тоест, ако сте избрали един оператор, работещ на определен тип оборудване (например ViaSat, Hughes, Gilat EMS, Shiron и т.н.), тогава можете да отидете при оператора само с помощта на същото оборудване. Опитът за прилагане на съвместимостта на оборудване от различни производители (стандарт DVB-RCS) беше подкрепен от много малък брой компании и днес това е по-скоро "частна" технология, отколкото общоприет стандарт.

Оборудване за еднопосочен сателитен интернет

8. Недостатъци на сателитните комуникации

Слаба устойчивост на шум

Огромните разстояния между земните станции и сателита причиняват много ниско съотношение сигнал/шум в приемника (много по-малко, отколкото при повечето микровълнови връзки). За да се осигури приемлива вероятност за грешка при тези условия, е необходимо да се използват големи антени, елементи с нисък шум и сложни кодове за коригиране на грешки. Този проблем е особено остър в мобилните комуникационни системи, тъй като те имат ограничение за размера на антената и, като правило, за мощността на предавателя.

Влияние на атмосферата

Качеството на сателитната комуникация е силно повлияно от ефектите в тропосферата и йоносферата.

Абсорбция в тропосферата

Поглъщането на сигнала от атмосферата зависи от неговата честота. Максимумите на абсорбция са при 22,3 GHz (резонанс на водна пара) и 60 GHz (кислороден резонанс). Като цяло, абсорбцията значително влияе върху разпространението на сигнали над 10 GHz (т.е. започвайки от Ku-лентата). В допълнение към поглъщането, по време на разпространението на радиовълните в атмосферата има ефект на затихване, причината за което е разликата в показателите на пречупване на различните слоеве на атмосферата.

Йоносферни ефекти

Забавяне на разпространението

Проблемът със забавянето на разпространението на сигнала, по един или друг начин, засяга всички сателитни комуникационни системи. Системите, използващи сателитен транспондер в геостационарна орбита, имат най-висока латентност. В този случай забавянето поради ограничеността на скоростта на разпространение на радиовълните е приблизително 250 ms, а като се вземат предвид закъсненията при мултиплексиране, превключване и обработка на сигнала, общото забавяне може да достигне до 400 ms. Забавянето на разпространението е най-нежелателно в приложения в реално време като телефония. В този случай, ако времето за разпространение на сигнала по сателитния комуникационен канал е 250 ms, разликата във времето между репликите на абонатите не може да бъде по-малка от 500 ms. В някои системи (напр. VSAT системи, използващи звездна топология), сигналът се предава два пъти чрез сателитна връзка (от терминал към централен сайт и от централен сайт към друг терминал). В този случай общото забавяне се удвоява.

Заключение

Още на най-ранните етапи от създаването на сателитни системи сложността на предстоящата работа стана очевидна. Беше необходимо да се намерят материални ресурси, да се приложат интелектуалните усилия на много екипи от учени, да се организира работа на етапа на практическо изпълнение. Но въпреки това транснационалните компании със свободен капитал участват активно в решаването на проблема. Освен това в момента се изпълняват не един, а няколко паралелни проекта. Фирмите-разработчици упорито се състезават за бъдещи потребители, за световно лидерство в областта на телекомуникациите.

Понастоящем сателитните комуникационни станции са комбинирани в мрежи за предаване на данни. Комбинирането на група от географски разпределени станции в мрежа прави възможно предоставянето на потребителите на широка гама от услуги и възможности, както и ефективното използване на сателитните ресурси. В такива мрежи обикновено има една или повече контролни станции, които осигуряват работа на земните станции както в управляван от администратор, така и в напълно автоматичен режим.

Предимството на сателитните комуникации се основава на обслужването на географски отдалечени потребители без допълнителни разходи за междинно съхранение и комутация.

SSN постоянно и ревниво се сравняват с оптични комуникационни мрежи. Въвеждането на тези мрежи се ускорява поради бързото технологично развитие на съответните области на оптичните влакна, което повдига въпроси за съдбата на SSN. Например, разработването и планирането, най-важното е, че въвеждането на конкатениращо (композитно) кодиране драстично намалява вероятността от некоригирана битова грешка, което от своя страна ви позволява да преодолеете основния проблем на CCC - мъгла и дъжд.

Списък на използваните източници

1 Баранов В. И. Стечкин Б. С. Екстремални комбинаторни задачи и техните

приложения, М.: Наука, 2000, с. 198.

2 Bertsekas D. Gallagher R. Мрежи за предаване на данни. М.: Мир, 2000, стр. 295.

3 Блек Ю. Компютърни мрежи: протоколи, стандарти, интерфейси, М.: Мир, 2001, стр. 320.

4 Болшова Г. "Сателитни комуникации в Русия: Памир", Иридиум, Глобалстар ..." "Мрежи" - 2000 - № 9. - С. 20-28.

5 Ефимушкин В. А. Технически аспектисателитни комуникационни системи "Мрежи" - 2000 - No7. - С. 19-24.

6 Невдяев Л. М. Съвременни технологии за сателитна комуникация // "Бюлетин на съобщенията" - 2000 - № 12. - стр. 30-39.

7 Невдяев Л. М. Одисея на средни височини на "Мрежата" - 2000 - № 2. - С. 13-15.

8 ДПК "Елсов", Протокол за организацията и логиката на сателитната мрежа за пренос на данни "Банкер". - 2004, стр. 235.

9 Смирнова А. А. Корпоративни сателитни и високочестотни комуникационни системи Москва, 2000 г., стр.

10 Смирнова А. А. Лична спътникова комуникация, том 64, Москва, 2001 г., стр.

Хоствано на Allbest.ru

Подобни документи

Предаване на цифрови данни чрез сателитен комуникационен канал. Принципи на изграждане на спътникови комуникационни системи. Използване на сателитно предаване за телевизионно излъчване. Преглед на системата за множествен достъп. Схемата на цифровия път за преобразуване на телевизионен сигнал.

резюме, добавено на 23.10.2013 г


Историята на развитието на сателитните комуникации. Абонатни VSAT терминали. Орбити на сателитни транспондери. Изчисляване на разходите за изстрелване на сателит и инсталиране на необходимото оборудване. Централна контролна станция. Глобална сателитна комуникационна система Globalstar.

курсова работа, добавена на 23.03.2015 г


Проблеми на изграждането на междудържавна корпоративна сателитна комуникационна система и нейните показатели. Развитие на комуникационна мрежа от Алмати за насочване на международни комуникационни канали през Лондон. Параметри на сателитна линия, радиорелейна линия, зона на обслужване на IRT.

дисертация, добавена на 22.02.2008 г


Принципи на изграждане на териториална комуникационна система. Анализ на методите за организиране на спътникови комуникации. Основни изисквания към абонатния терминал за сателитни комуникации. Определяне на техническите характеристики на модулатора. Основните видове манипулирани сигнали.

дисертация, добавена на 28.09.2012 г


Характеристики на изграждане на сателитна комуникационна линия, методи за комутация и предаване на данни. Описание и технически параметри на космически апарати, тяхното местоположение в геостационарни орбити. Изчисляване на енергийния баланс на информационния сателитен канал.

дипломна работа, добавена на 04.10.2013 г


Обмен на ефирни и телевизионни програми. Поставяне на наземни ретранслатори. Идеята за поставяне на ретранслатор на космически кораб. Характеристики на сателитната комуникационна система (ССС), нейните предимства и ограничения. Космически и наземни сегменти.

резюме, добавено на 29.12.2010 г


Обща информация за персонални сателитни комуникационни системи. Запознаване с развитието на руската държавна спътникова група и програмата за изстрелване на космически кораби. Характеристики на космически и земни станции за предаване и приемане на сигнали.

презентация, добавена на 16.03.2014 г


Комуникацията като отрасъл на икономиката, който осигурява приемането и предаването на информация. Характеристики и устройство на телефонната комуникация. Сателитни комуникационни услуги. клетъченкато един от видовете мобилна радиокомуникация. Предаване на сигнал и връзка чрез базова станция.

презентация, добавена на 22.05.2012 г


Изчисляване на обхвата на радиорелейна линия. Избор на оптимална височина на антената. Комуникационни увреждания, причинени от дъжд и субрефракция на радиовълни. Енергийно изчисляване на линията "надолу" и "нагоре" за сателитна комуникационна система. Усилване на антената на приемника.

курсова работа, добавена на 28.04.2015 г


Разработване на авариен модел. Организиране на комуникацията с оперативната група и групата за ликвидация за провеждане на аварийно-спасителни операции. Изборът на сателитна комуникация, нейните предимства и недостатъци. Ширина на честотната лента на комуникационен канал със смущения.