Az űrbe felbocsátott kommunikációs műholdak általában geostacionárius pályára állnak, vagyis a Föld forgási sebességével repülnek, és a bolygó felszínéhez képest változatlan helyzetbe kerülnek. Az egyenlítő felett 22 300 mérföldes tengerszint feletti magasságban keringő egy ilyen műhold rádiójeleket tud fogadni a bolygó egyharmadáról.

Az 1960-ban pályára állított eredeti műholdak, mint például az Echo, egyszerűen visszaverték a rájuk irányított rádiójeleket. A fejlett modellek nemcsak fogadják a jeleket, hanem fel is erősítik és továbbítják a földfelszín meghatározott pontjaira. Az első kereskedelmi INTELSAT kommunikációs műhold 1965-ös felbocsátása óta ezek az eszközök egyre bonyolultabbá váltak. A műhold legújabb modellje napenergia, 30 000 telefonhívással üzemel, vagy négy televíziós műsort szolgál ki egyszerre. A jelek az Earth-LA kommunikációs állomás antennáitól származnak, és a műholdas transzponder veszi őket. Ez az elektronikus eszköz felerősíti a jelet, és antennára kapcsolja, amely továbbítja azt a legközelebbi LA-Earth kommunikációs állomáshoz. Az interferencia elkerülése érdekében a fel és le jeleket különböző frekvencián továbbítják.

A geostacionárius pályára bocsátott három INTELSAT műhold (balra) hosszúhullámú rádiójeleket sugároz szerte a világon. A Csendes-óceán, az Indiai és az Atlanti-óceán régióit kiszolgáló műholdak nagy sebességű telefon-, televízió- és távíró-kommunikációt tesznek lehetővé. Ebben a tekintetben a nagyfrekvenciás rádiójelek veszítenek, mivel taszítják a töltött részecskéket, amelyek a légkör E és F rétegét alkotják.

Ez a tányérantenna a legtöbb nagyon gyenge műholdjelet is képes fogadni hasonló rendszerek Föld-LA kommunikációra is szolgálhat.

INTELSAT-6

A műholdra érkező rádiójelek egy hosszú út során fokozatosan olyan szintre gyengülnek, hogy alig lehet visszaküldeni a Földre. A fentebb modellezett műholdak, mint például az INTELSAT, napenergiával erősítik a bejövő jeleket. Mindegyik műhold rendelkezik szilárd hajtóanyaggal is, hogy a pályáján tartsa.

A cikk tetején látható képen:

1. napelem
2. parabola reflektorok
3. parabola reflektorok
4. parabola reflektorok
5. parabola reflektorok

A földi antennákhoz hasonlóan ez a parabolaantenna is egy fogszerű eszközből, az úgynevezett elsődleges emitterből és egy visszaverő parabolapajzsból áll. Ennek a rendszernek két eleme biztosítja a bejövő rádióhullámok vételét és az idegen hullámok megsemmisítését.

A bolygó felszínén található állomások hatalmas, 30 láb szélesen keresztül lépnek kapcsolatba az INTELSAT-tal parabola antennákábrán láthatóhoz hasonló. felett.

MODERN MŰHOLDAK ÉS MŰHOLDRENDSZEREK

A műholdak fő típusai

A modern világban bolygónk lakói már aktívan használják az űrtechnológia vívmányait. A tudományos műholdak, mint például a Hubble Űrteleszkóp, megmutatják nekünk a minket körülvevő tér minden nagyszerűségét és mérhetetlenségét, azokat a csodákat, amelyek az Univerzum távoli sarkaiban és a legközelebbi űrben egyaránt előfordulnak.

Az olyan kommunikációs műholdakat, mint például a Galaxy XI, aktívan használták. Közreműködésükkel biztosított a nemzetközi és mobiltelefonos kommunikáció és természetesen a műholdas televíziózás. A kommunikációs műholdak óriási szerepet játszanak az internet terjedésében. Nekik van lehetőségünk nagy sebességgel hozzáférni azokhoz az információkhoz, amelyek fizikailag a világ másik felén, egy másik kontinensen találhatók.

A megfigyelő műholdak, az egyik a "Spot" különféle iparágak és egyes szervezetek számára fontos információkat továbbítanak, segítve például a geológusokat ásványlelőhelyek felkutatásában, a nagyvárosok közigazgatását - a fejlesztések tervezésében, a környezetvédők - a szennyezettségi szint felmérésében. folyók és tengerek.

A repülőgépek, hajók és járművek tájolása GPS és GLONASS műholdak segítségével történik, a tengeri kommunikációt pedig navigációs és kommunikációs műholdak vezérlik.

Már megszoktuk, hogy az időjárás-előrejelzésekben olyan műholdak által készített képeket látunk, mint a Meteosat. Más műholdak segítik a tudósokat a körülmények megfigyelésében környezet, olyan információkat továbbít, mint a hullámmagasság és a tengervíz hőmérséklete.

A katonai műholdak biztosítják a legtöbbet a hadseregnek és a biztonsági szerveknek különféle információk, beleértve például a Magnum műholdakról származó elektronikus hírszerzési adatokat, valamint titkos optikai és radaros hírszerző műholdak nagyon nagy felbontású képeit.

Az oldal ezen részében számos műholdrendszerrel, azok működési elveivel és a műholdak kialakításával ismerkedünk meg.

Geostacionárius vagy geoszinkron Clark-pálya

Első alkalommal a kommunikációs műholdak létrehozásának ötlete nem sokkal a második világháború után merült fel, amikor A. Clark a "World of Radio" (Wireless World) magazin 1945. októberi számában részletesen bemutatta a relé koncepcióját. kommunikációs állomás a Föld felszíne felett 35880 km-es magasságban.

Az ilyen pályát geoszinkron, geostacionárius vagy Clark-pályának nevezik. Minél nagyobb a műhold pályájának magassága, annál hosszabb ideig tart egy Föld körüli fordulat. 35880 km magasságú körpályán haladva egy fordulat 24 óra alatt teljesít, azaz. a Föld napi forgása során. Az ilyen pályán mozgó műhold folyamatosan a Föld felszínének egy bizonyos pontja felett lesz (bár rendszeres pályakorrekciókra lesz szükség a Hold gravitációs mezejének hatásának kompenzálásához).

Clark egy ilyen pályát ideálisnak tartott a globális közvetítőkommunikációhoz. Az Egyenlítő síkjában geostacionárius pályán három műhold rádiólátást biztosít a Föld felszínének nagy részén (a sarki régiók kivételével). Ez kizárja az ionoszférának a rádiókommunikációra gyakorolt ​​hatását. Clark ötlete nem került azonnal a gyakorlatba, mert akkoriban még alacsony földi pályára sem lehetett műholdat eljuttatni, nemhogy álló helyzetben.

A. Clark a geostacionárius műholdra vonatkozó kezdeti javaslatait memorandum formájában nyújtotta be a British Interplanetary Society Tanácsának. Ez az 1945. május 25-i keltezésű dokumentum jelenleg a washingtoni Smithsonian Intézet archívumában található.

Comstar 1 kommunikációs műhold

Az egyik első geostacionárius műhold, amelyet az emberek napi szükségleteihez használtak, a műhold volt Comstar. műholdak Comstar 1 kezelő vezérli Komsatés az AT&T bérelte. Élettartamukat hét évre becsülik. Telefon- és televíziójeleket közvetítenek az Egyesült Államokon belül, valamint Puerto Ricóban. Ezeken keresztül akár 6000 telefonbeszélgetést és akár 12 televíziós csatornát is lehet egyidejűleg közvetíteni. A műhold geometriai méretei Comstar 1: magasság: 5,2 m (17 láb), átmérő: 2,3 m (7,5 láb). A kiinduló tömeg 1410 kg (3109 font).

Adó-vevő kommunikációs antenna függőleges és vízszintes polarizációs ráccsal, lehetővé teszi mind a vételt, mind az adást azonos frekvencián, de merőleges polarizációval. Emiatt a műhold rádiófrekvenciás csatornáinak sávszélessége megduplázódik. Előretekintve elmondhatjuk, hogy a rádiójel polarizációját ma már szinte minden műholdas rendszer alkalmazza, ez különösen ismerős a műholdvevő televíziós rendszerek tulajdonosainak, ahol a nagyfrekvenciás TV-csatornákra hangolásakor be kell állítani függőleges vagy vízszintes polarizáció.

Még egy érdekesség tervezési jellemző abban áll, hogy a műhold hengeres teste körülbelül egy fordulat/másodperc sebességgel forog, hogy biztosítsa a műhold giroszkópos stabilizálását az űrben. Ha figyelembe vesszük a műhold jelentős tömegét - körülbelül másfél tonnát -, akkor a hatás valóban megtörténik. Ugyanakkor a műholdas antennák a Föld egy bizonyos pontjára irányítva maradnak, hogy ott hasznos rádiójelet sugározzanak.

Ugyanakkor a műholdnak geostacionárius pályán kell lennie, pl. "lógjon" a Föld felett "álló", pontosabban repüljön a bolygó körül a saját tengelye körüli forgási sebességével a forgás irányában. A helymeghatározási ponttól való eltérést különböző tényezők hatására, amelyek közül a legjelentősebbek a Hold zavaró gravitációja, a kozmikus porral és egyéb űrobjektumokkal való találkozások, a vezérlőrendszer figyeli és időszakonként korrigálja a műhold helyzetszabályozó rendszere. motorok.

Vladimir Kalanov, oldal "A tudás hatalom".
Liter: Tim Furniss. Az űrjárművek története.

Kedves látogatók!

Ma kétféle műhold létezik: geostacionárius és alacsony pályán. A geostacionárius műholdakat geostacionárius pályán lévő műholdaknak nevezzük. geostacionárius pálya- ez egy pálya, amely az Egyenlítő síkjában fekszik, körülbelül 36 ezer km-es magasságban a Föld felszíne felett).

Úgy tűnik, hogy egy geostacionárius pályán lévő műhold mozdulatlanul lóg a földi megfigyelő számára, és ez megnyitja a lehetőséget a műholdak televíziós adás-ismétlőként való használatára. A földfelszín egy tetszőleges pontjáról, ahonnan egy geostacionárius műhold látható, rá lehet irányítani egy földadó elektromágneses sugárzását, lehetőség szerint magas, 75-100 GHz-es (l 1 \) frekvenciát használunk. u003d 3-4 mm) A rövidebb hullámhosszok alkalmazását az erős légköri abszorpció korlátozza 300 GHz-es és afeletti tartományban A geostacionárius műholdon l 1 hullámhosszon vett elektromágneses jel egy másik, alacsonyabb rendű frekvenciára alakul át 10 GHz (l 2 = 3 cm). Ezt a jelet egy másik műholdantenna segítségével küldik a Föld felszínére. Ahhoz, hogy a műholdadó besugározza a Föld felszínét, a műholdnak nincs szüksége nagy átmérőjű antennára, mivel ezt a sugárzást rá kell "kenni" nagy terület szervizterületnek hívják. Fontos, hogy a műhold hogyan tartja meg geostacionárius helyzetét a pályán. Ha a műhold elsodródik, akkor részben vagy teljesen elhagyja a földi vevőantenna látóterét. Ebben az esetben a televíziós jel csökken, ami a kép eltűnésében és a zaj ("hó") megjelenésében nyilvánul meg. Ilyen esetekben szükség van a földi antenna tájolásának javítására - manuálisan vagy automatikusan.

A geostacionárius műholdak manapság számos feladatot látnak el, mint például: távközlés, rádiós helymeghatározás (rendszerek gps navigáció, glonass stb.), a legtöbb geostacionárius műhold fő feladata, hogy képeket készítsen a látható földfelszínről. A geostacionárius átjátszó műholdakkal ellátott műholdas kommunikációs rendszerek ideálisak olyan problémák megoldására, mint a televíziós és hangos műsorszórás megszervezése hatalmas területeken, valamint magas színvonalú távközlési szolgáltatások nyújtása az előfizetőknek a távoli és nehezen elérhető régiókban. Ezen túlmenően nagyszabású vállalati hálózatok gyors létrehozására és nagy távolságú földi gerinchálózati kommunikációs csatornák lefoglalására is alkalmasak. Szintén jelenleg zajlik a VSAT technológián alapuló több szolgáltatást (például adatátviteli, telefonálási, digitális televíziózási, videokonferencia és internet-elérési szolgáltatásokat ötvöző) több szolgáltatást nyújtó hálózatok kialakítása, amelynek cseréje is fontos, hogy mindössze három geostacionárius műhold képes lefedni. a Föld teljes felülete. De a geostacionárius műholdaknak vannak hátrányai is, amelyek közül a legfontosabb: Túl sok kommunikációs műholdat nem lehet geostacionárius pályára állítani, különben zavarják egymás munkáját. Ezért a geostacionárius műholdak mellett, amelyek hamarosan „feltöltik” a geostacionárius pályát, további alacsony pályás műholdrendszerek fejlesztésére van szükség, ami most is történik. LEO rendszerek) azok, amelyek pályája 700-1500 km-en belül van, a műholdak tömege legfeljebb 500 kg, az orbitális konstelláció több egységtől több tucat ismétlő műholdig (SR) terjed. Az alacsony pályás rendszerek lehetővé teszik a kommunikációt a sarki szélességi körökben található terminálokkal, és gyakorlatilag nincs más lehetőségük, ha fejletlen kommunikációs infrastruktúrával és alacsony népsűrűséggel rendelkező régiókban szervezik a kommunikációt. Az alacsony földpályás rendszerek mobilkommunikációs szolgáltatásainak költsége többszöröse olcsóbb, mint a geostacionárius rendszerek által nyújtott hasonló szolgáltatások költsége az olcsó eszközök használatának köszönhetően. előfizetői állomásokés olcsóbb űrszegmens. . Azonban nehézségekbe ütközik az ilyen műholdak konstellációjának kezelése és a kommunikáció folytonosságának fenntartása.

Végezetül szeretném elmondani, hogy a modern optikai-televíziós űrlétesítmények már lehetővé teszik egy méteres nagyságrendű objektumok megtekintését a pályáról, és a kapott képet átjátszó műholdakon keresztül továbbítják az előfizetőknek.

Beszámoló a témáról:

Modern műholdas kommunikáció, műholdas rendszerek.

A projekt tartalma:

Bevezetés

3. Műholdas kommunikációs rendszer

4. Műholdas kommunikáció alkalmazása

5.VSAT technológia

7.Mobile műholdas kommunikációs rendszerek

8. A műholdas kommunikáció hátrányai

9. Következtetés

Bevezetés

A modern valóság már arról beszél, hogy elkerülhetetlen a műholdas kommunikáció a szokásos mobil kommunikáció helyett, és még inkább, vezetékes telefonok. A legújabb műholdas kommunikációs technológiák életképes műszaki és költséghatékony megoldásokat kínálnak mind az egyetemes kommunikációs szolgáltatások, mind a közvetlen hang- és TV műsorszórási hálózatok fejlesztéséhez. A mikroelektronika terén elért kiemelkedő eredményeknek köszönhetően a műholdas telefonok olyan kompakttá és megbízhatóan használhatóvá váltak, hogy minden igényt a különböző felhasználói csoportok felé támasztanak, a műholdbérlés pedig az egyik legkeresettebb szolgáltatás a modern műholdas kommunikációs piacon. . Jelentős fejlődési kilátások, nyilvánvaló előnyök a többi telefonnal szemben, megbízhatóság és garantált zavartalan kommunikáció – mindez a műholdas telefonokról szól.

A műholdas kommunikáció ma az egyetlen költséghatékony megoldás az alacsony népsűrűségű területek előfizetőinek kommunikációs szolgáltatások nyújtására, amit számos gazdasági tanulmány is megerősít. A műhold az egyetlen műszakilag megvalósítható és költséghatékony megoldás, ha a népsűrűség kisebb, mint 1,5 fő/km2.A műholdas kommunikáció rendelkezik a nagyszabású távközlési hálózatok kiépítéséhez szükséges legfontosabb előnyökkel. Először is, gyorsan kialakítható egy nagy területet lefedő hálózati infrastruktúra, amely nem függ a földi kommunikációs csatornák meglététől vagy állapotától. Másodszor, a modern technológiák használata a műholdas átjátszók erőforrásaihoz való hozzáféréshez és az információk szinte korlátlan számú fogyasztóhoz történő eljuttatásának egyidejű alkalmazása jelentősen csökkenti a hálózat üzemeltetésének költségeit. A műholdas kommunikáció ezen előnyei nagyon vonzóvá és rendkívül hatékonysá teszik még azokban a régiókban is, ahol jól fejlett földi távközlés található. A személyes műholdas kommunikációs rendszerek fejlesztésére vonatkozó előzetes előrejelzések azt mutatják, hogy 21. elején az előfizetőik száma megközelítette az 1 milliót, a következő évtizedben pedig már 3 milliót. Jelenleg az Inmarsat műholdas rendszer felhasználóinak száma 40 000.

Az elmúlt években Oroszországban egyre inkább bevezették a modern kommunikációs típusokat és eszközöket. De ha egy mobiltelefonos rádiótelefon már ismertté vált, akkor a személyes műholdas kommunikációs eszköz (műholdas terminál) még mindig ritkaság. Az ilyen kommunikációs eszközök fejlődésének elemzése azt mutatja, hogy a közeljövőben a személyes műholdas kommunikációs rendszerek (SPSS) napi használatának lehetünk tanúi. Közeleg a földi és műholdas rendszerek egyesítésének ideje egy globális kommunikációs rendszerré. Globális léptékben válik lehetővé a személyes kommunikáció, azaz az előfizető elérhetősége a világon bárhol a telefonszámának tárcsázásával biztosított lesz, függetlenül az előfizető tartózkodási helyétől. Mielőtt azonban ez valósággá válna, a műholdas kommunikációs rendszereknek sikeresen át kell menniük a teszten, és meg kell erősíteniük az állítást specifikációk valamint a gazdasági teljesítmény és a kereskedelmi hasznosítás folyamata. Ami a fogyasztókat illeti, a helyes választás érdekében meg kell tanulniuk jól eligazodni a különféle ajánlatokban.

Projekt céljai:

1. Tanulmányozza a műholdas kommunikációs rendszer történetét!

2. Ismerkedjen mega műholdas kommunikáció fejlesztésének és tervezésének jellemzői és kilátásai.

3. Szerezzen információkat a modern műholdas kommunikációról.

Projekt céljai:

1. Elemezze a műholdas kommunikációs rendszer fejlődését annak minden szakaszában.

2. Teljes mértékben ismerje meg a modern műholdas kommunikációt.

1. Műholdas kommunikációs hálózat fejlesztése

1945 végén a világban megjelent egy kis tudományos cikk, amely a kommunikáció (elsősorban a vevő és az adó közötti távolság) javításának elméleti lehetőségeivel foglalkozott az antenna maximális magasságba emelésével. A mesterséges műholdak rádiójel-ismétlőként való felhasználása Arthur Clark angol tudós elméletének köszönhetően vált lehetővé, aki 1945-ben "Földönkívüli ismétlők" címmel jegyzetet adott ki. Valójában új fordulót látott előre a rádiórelé kommunikáció fejlődésében, és azt javasolta, hogy az átjátszókat a lehető legnagyobb magasságba hozzák.

Amerikai tudósok kezdtek érdeklődni az elméleti kutatások iránt, akik a cikkben sok előnyt láttak egy új típusú kapcsolatból:

többé nem kell földi átjátszók láncát építeni;

egy műhold elegendő a nagy lefedettség biztosításához;

rádiójel továbbításának lehetősége a világ bármely pontjára, függetlenül a távközlési infrastruktúra elérhetőségétől.

Ennek eredményeként a múlt század második felében megkezdődtek a gyakorlati kutatások és a műholdas kommunikációs hálózat kialakítása világszerte. Ahogy a pályán lévő átjátszók száma nőtt, új technológiákat vezettek be, és javultak a műholdas kommunikációs berendezések. Most már nemcsak a nagyvállalatok és katonai cégek, hanem magánszemélyek számára is elérhetővé vált ez az információcsere módszere.

A műholdas kommunikációs rendszerek fejlesztése az első Echo-1 készülék (egy fémes golyó formájú passzív jelismétlő) űrbe való kilövésével kezdődött 1960 augusztusában. Később kulcsfontosságú műholdas kommunikációs szabványokat (működési frekvenciasávokat) fejlesztettek ki, amelyeket széles körben alkalmaznak világszerte.

1.1 A műholdas kommunikáció fejlődésének története és a kommunikáció főbb típusai

A műholdas kommunikációs rendszer fejlődésének története öt szakaszból áll:

1957-1965 Az előkészítő időszak, amely 1957 októberében kezdődött, miután a Szovjetunió felbocsátotta a világ első mesterséges földműholdját, majd egy hónappal később a másodikat. Ez a hidegháború és a gyors fegyverkezési verseny tetőpontján történt, így természetesen a műholdas technológia elsősorban a katonaság tulajdonába került. A vizsgált szakaszt korai kísérleti műholdak, köztük kommunikációs műholdak felbocsátása jellemzi, amelyeket főként alacsony földi pályára bocsátottak.

Az első geostacionárius közvetítő műholdat, a TKLSTAR-t az amerikai hadsereg érdekében hozták létre, és 1962 júliusában állították pályára. Ugyanebben az időszakban fejlesztették ki a SYN-COM (Synchronous Communications Satellite) amerikai katonai kommunikációs műholdak sorozatát.

1965-1973 A geostacionárius átjátszókon alapuló globális SSN kialakulásának időszaka. Az 1965-ös évet a geostacionárius SR INTELSAT-1 áprilisi felbocsátása jellemezte, ami a kereskedelmi használat műholdas kommunikáció. Az INTELSAT sorozat korai műholdai transzkontinentális kommunikációt biztosítottak, és főként a gerinchálózati kommunikációt támogatták néhány nemzeti átjáró földi állomás között, amelyek interfészt biztosítottak a nemzeti nyilvános földi hálózatokhoz.

A fő csatornák olyan kapcsolatokat biztosítottak, amelyeken keresztül telefonforgalom, TV jelek és telex kommunikáció biztosított. Általánosságban elmondható, hogy az Intelsat CCC kiegészítette és támogatta az akkoriban létező tenger alatti transzkontinentális kábeles kommunikációs vonalakat.

1973-1982 A regionális és országos CCC széles körű elterjesztésének szakasza. A CCC történelmi fejlődésének ebben a szakaszában jött létre az Inmarsat nemzetközi szervezet, amely bevetette magát globális hálózat Inmarsat kommunikáció, amelynek fő célja a tengeren lévő hajókkal való kommunikáció volt. Később az Inmarsat kiterjesztette szolgáltatásait minden típusú mobilfelhasználóra.

1982-1990 A kis földi terminálok gyors fejlődésének és elterjedésének időszaka. Az 1980-as években a CCC kulcselemeinek mérnöki és technológiai fejlődése, valamint a kommunikációs ipar liberalizációját és demonopolizálását célzó reformok számos országban lehetővé tették a műholdas csatornák a VSAT nevű vállalati üzleti kommunikációs hálózatokban.

A VSAT hálózatok lehetővé tették kompakt műholdas földi állomások telepítését a felhasználói irodák közvetlen közelébe, ezzel megoldva a nagyszámú vállalati felhasználó számára az „utolsó mérföld” problémát, megteremtették a kényelmes és hatékony információcsere feltételeit, és lehetővé tették. a nyilvános földfelszíni hálózatok tehermentesítésére.Az „okos” műholdkapcsolatok használata.

Az 1990-es évek első felétől az SSS mennyiségileg és minőségileg új fejlődési szakaszba lépett.

Számos globális és regionális műholdas kommunikációs hálózat működött, gyártottak vagy terveztek. A műholdas kommunikációs technológia jelentős érdeklődés és üzleti tevékenység területévé vált. Ebben az időszakban robbanásszerűen megnőtt az általános célú mikroprocesszorok sebessége és a félvezető tárolóeszközök mennyisége, miközben javult ezeknek az alkatrészeknek a megbízhatósága, csökkent az energiafogyasztása és költsége.

A kommunikáció főbb típusai

Tekintettel a széles körre, kiemelem a jelenleg hazánkban és világszerte használt kommunikációs típusokat:

rádiórelé;

magas frekvencia;

postai;

GSM;

műhold;

optikai;

irányítóterem.

Mindegyik típusnak megvan a maga technológiája és összetettsége szükséges felszerelést a teljes funkcionalitás érdekében. Ezeket a kategóriákat részletesebben megvizsgálom.

Kommunikáció műholdon keresztül

A műholdas kommunikáció története 1945 végén kezdődik, amikor brit tudósok kidolgozták a rádiórelé jelek továbbításának elméletét nagy magasságban (geostacionárius pályán) lévő átjátszókon keresztül. Az első mesterséges műholdakat 1957-ben kezdték felbocsátani.

Ennek a kapcsolattípusnak az előnyei nyilvánvalóak:

az átjátszók minimális száma (a gyakorlatban egy vagy két műhold elegendő a jó minőségű kommunikáció biztosításához);

a jel alapvető jellemzőinek javítása (nincs interferencia, megnövelt átviteli távolság, jobb minőség);

a lefedettség növelése.

Ma a műholdas kommunikációs berendezések egy komplex komplexum, amely nemcsak orbitális átjátszókból, hanem földi bázisállomásokból is áll, amelyek Különböző részek bolygók.

2. A műholdas kommunikációs hálózat jelenlegi állapota

Az 1 GHz alatti számos kereskedelmi MSS (Mobile Satellite) projekt közül egy Orbcomm rendszert valósítottak meg, amely 30 földi lefedettséget biztosító nem geostacionárius (nem GSO) műholdat foglal magában.

A rendszer a viszonylag alacsony frekvenciasávok felhasználása miatt lehetővé teszi kis sebességű adatátviteli szolgáltatások biztosítását egyszerű, olcsó előfizetői eszközöknek, mint pl. Email, kétirányú személyhívó, távirányító szolgáltatások. Az Orbcomm fő felhasználói a fuvarozó cégek, amelyek számára ez a rendszer költséghatékony megoldást nyújt a rakományszállítás ellenőrzésére és menedzselésére.

Az MSS-piac legismertebb szolgáltatója az Inmarsat. Körülbelül 30 féle előfizetői eszköz van a piacon, hordozható és mobil egyaránt: szárazföldi, tengeri és légi használatra, 600 bps-tól 64 kbps-ig terjedő hang-, fax- és adatátvitelt biztosítva. Az Inmarsat három MSS rendszerrel versenyez, köztük a Globalstar, az Iridium és a Thuraya.

Az első kettő nagyméretű, 40, illetve 79 nem GSO műholdból álló csillagképek segítségével szinte teljes lefedettséget biztosít a földfelszínről. A Pre Thuraya 2007-ben globálissá vált egy harmadik geostacionárius (GEO) műhold felbocsátásával, amely lefedi majd Amerikát, ahol jelenleg nem elérhető. Mindhárom rendszer szolgáltatásokat nyújt telefon kapcsolatés kis sebességű adatátvitel a vevőkészülékekhez, amelyek súlya és mérete hasonló a mobiltelefonok GSM.

A műholdas kommunikációs rendszerek fejlesztése jelentős szerepet játszik az egységes kialakításában információs tér az állam területén, és szorosan kapcsolódik a digitális megosztottság felszámolását célzó szövetségi programokhoz, az országos infrastruktúra fejlesztéséhez és a szociális projektekhez. A legjelentősebb szövetségi célzott programok Az Orosz Föderáció területén a "televíziós és rádiós műsorszórás fejlesztése" és a "digitális egyenlőtlenség felszámolása" című projektek zajlanak. A projektek fő feladatai a digitális földfelszíni televíziózás, a kommunikációs hálózatok, a tömeges szélessávú hozzáférési rendszerek fejlesztése a globális információs hálózatok valamint több szolgáltatást nyújtó szolgáltatások mobil és mobil objektumokon. Attól eltekintve szövetségi projektek, a műholdas kommunikációs rendszerek fejlesztése új lehetőségeket kínál a vállalati piac problémáinak megoldására. A műholdas technológiák és a különféle műholdas kommunikációs rendszerek alkalmazási területei évről évre rohamosan bővülnek.

Az oroszországi műholdas technológiák sikeres fejlesztésének egyik kulcstényezője a polgári kommunikációs és műsorszóró műholdak orbitális konstellációjának fejlesztésére irányuló program végrehajtása, beleértve az erősen elliptikus pályán lévő műholdakat is.

Műholdas kommunikációs rendszerek fejlesztése

A műholdas kommunikációs ipar fejlesztésének fő hajtóerei ma Oroszországban:

hálózatok elindítása a Ka-sávban (az "EXPRES-AM5", "EXPRES-AM6" orosz műholdakon),

a mobil- és mobilkommunikációs szegmens aktív fejlesztése különböző közlekedési platformokon,

műholdas szolgáltatók belépése a tömegpiacra,

megoldások fejlesztése a Ka-sáv és M2M alkalmazásokban a cellás kommunikációs hálózatok gerinccsatornáinak szervezésére.

A globális műholdas szolgáltatások piacának általános trendje a műholdas erőforrásokon biztosított adatátviteli sebesség gyors növekedése, amely megfelel a modern kor alapvető követelményeinek. multimédiás alkalmazásokés reagál a fejlődésre szoftver valamint a továbbított adatok mennyiségének növekedése a vállalati és a magánszektorban.
A Ka-sávban működő műholdas kommunikációs hálózatokban a legnagyobb érdeklődés a magán- és vállalati szegmens szolgáltatásainak fejlesztéséhez kötődik, tekintettel a nagy sávszélességű Ka-sávos műholdakon megvalósított műholdkapacitás csökkenő költségeire (High-Throughput Satellite). - HTS).

Műholdas kommunikációs rendszerek használata

A műholdas kommunikációs rendszereket úgy tervezték, hogy a világ bármely pontján megfeleljenek a kommunikáció és a műholdas internet-hozzáférés igényeinek. Ott van szükség rájuk, ahol fokozott megbízhatóság és hibatűrés szükséges, nagy sebességű adatátvitelre használják a többcsatornás telefonos kommunikáció megszervezésében.

A speciális kommunikációs rendszereknek számos előnye van, de a kulcs a kiváló minőségű telefonálás képessége a cellás kommunikációs állomások lefedettségi területén kívül.

Az ilyen kommunikációs rendszerek lehetővé teszik az autonóm áramról történő hosszú távú működést és a hívásvárakoztatást, ez a felhasználói berendezések alacsony energiateljesítményének, a könnyű súlynak és a mindenirányú antennának köszönhető.

Jelenleg számos különféle műholdas kommunikációs rendszer létezik. Mindegyiknek megvan a maga előnye és hátránya. Ezenkívül minden gyártó egyedi szolgáltatáskészletet kínál a felhasználóknak (internet, fax, telex), minden lefedettséghez meghatároz egy funkciókészletet, valamint kiszámítja a műholdas berendezések és kommunikációs szolgáltatások költségeit. Oroszországban a legfontosabbak a következők:Inmarsat, Iridium és Thuraya.

Az SSS (műholdas kommunikációs rendszerek) felhasználási területei: hajózás, minisztériumok és osztályok, állami struktúrák és intézmények irányító szervei, a rendkívüli helyzetek minisztériuma és a mentőegységek.

A világ első mobil műholdas kommunikációs rendszere, amely modern szolgáltatások teljes skáláját kínálja a felhasználóknak szerte a világon:, és a szellem.

Az Inmarsat (Inmarsat) műholdas kommunikációs rendszer számos előnnyel rendelkezik:

lefedettségi terület - a földgömb teljes területe, kivéve a sarki régiókat

a nyújtott szolgáltatások minősége

titoktartás

kiegészítő tartozékok (autós készletek, faxkészülékek stb.)

ingyenes bejövő hívások

rendelkezésre állás használatban

online rendszer a számla állapotának ellenőrzésére (számlázás)

Magas szintű bizalom a felhasználók körében, időtálló (több mint 25 éves fennállás és 210 ezer felhasználó világszerte)

Az Inmarsat (Inmarsat) műholdas kommunikációs rendszer fő szolgáltatásai:

telefon

Fax

Email

Adatátvitel (beleértve a nagy sebességet is)

Telex (egyes szabványokhoz)

GPS

Első a világon globális rendszer műholdas kommunikáció, amely a világ bármely pontján működik, beleértve a Déli és Északi-sark régióit is. A gyártó a nap bármely szakában elérhető egyetemes szolgáltatást kínál az üzleti élet és az élet számára.

Az Iridium (Iridium) műholdas kommunikációs rendszer számos előnnyel rendelkezik:

lefedettségi terület - a földgömb teljes területe

alacsony tarifacsomagok

ingyenes bejövő hívások

Az Iridium műholdas kommunikációs rendszer fő szolgáltatásai (Iridium) :

telefon

Adatátvitel

Lapozás

műhold üzemeltetője, amely a világ 35%-át szolgálja ki. Ebben a rendszerben megvalósított szolgáltatások: műholdas és GSM kézibeszélők, valamint műholdas nyilvános telefonok. Olcsó mobil kapcsolat a kommunikáció és a mozgás szabadságáért.

A Thuraya műholdas kommunikációs rendszernek számos előnye van:

kompakt méret

a műholdas és a mobil kommunikáció közötti automatikus váltás képessége

a szolgáltatások és a telefonkészülékek alacsony költsége

ingyenes bejövő hívások

A Thuraya műholdas kommunikációs rendszer fő szolgáltatásai:

telefon

Email

Adatátvitel

GPS

3. Műholdas kommunikációs rendszer

3. 1. Műholdas átjátszók

A több éves kutatás során először használtak passzív műhold-transzpondereket (például az Echo és az Echo-2 műholdak), amelyek egyszerű rádiójel-visszaverők (gyakran fém vagy polimer gömbök fémbevonattal), amelyek nem hordoztak semmilyen adó-vevőt. felszerelés a fedélzeten. Az ilyen műholdak nem részesültek terjesztésben.

3.2 Műholdas transzponderek pályája

A pályák, amelyeken a műholdas transzponderek találhatók, három osztályba sorolhatók:

egyenlítői

hajlamos

poláris

Az egyenlítői pálya fontos változata a geostacionárius pálya, amelyen a műhold a Föld szögsebességének megfelelő szögsebességgel forog, olyan irányban, amely egybeesik a Föld forgási irányával.

A ferde pálya megoldja ezeket a problémákat, azonban a műholdnak a földi megfigyelőhöz viszonyított mozgása miatt pályánként legalább három műholdat kell elindítani az éjjel-nappali kommunikációs hozzáférés biztosítása érdekében.

Poláris - olyan pálya, amelynek pályahajlása az Egyenlítő síkjához képest kilencven fok.

4.VSAT rendszer

A műholdas technológiák közül kiemelt figyelmet kell fordítani a műholdas kommunikációs technológiák, például a VSAT (Very Small Aperture Terminal) fejlesztésére.

A VSAT berendezések alapján lehetőség nyílik olyan multiservice hálózatok kiépítésére, amelyek szinte minden modern kommunikációs szolgáltatást biztosítanak: Internet hozzáférés; telefon kapcsolat; Unió helyi hálózatok(VPN hálózatok kiépítése); Audio- és videoinformációk továbbítása; a meglévő kommunikációs csatornák redundanciája; adatgyűjtés, monitoring és távirányító ipari létesítmények és még sok más.

Egy kis történelem. A VSAT hálózatok fejlesztése az első kommunikációs műhold felbocsátásával kezdődik. A 60-as évek végén az ATS-1 műholddal végzett kísérletek során egy kísérleti hálózatot hoztak létre, amely 25 földi állomásból, műholdas telefonkommunikációból állt Alaszkában. A Linkabit, a Ku-band VSAT egyik eredeti megalkotója egyesült az M/A-COM-mal, amely később a VSAT berendezések vezető szállítója lett. A Hughes Communications megvásárolta a részleget az M/A-COM-tól, és Hughes Network Systemssé alakította át. Tovább Ebben a pillanatban A Hughes Network Systems a világ vezető szolgáltatója a szélessávú műholdas kommunikációs hálózatok területén. A VSAT-alapú műholdas kommunikációs hálózat három kulcselemet tartalmaz: egy központi vezérlőállomást (CCS), egy átjátszó műholdat és előfizetői VSAT terminálokat.

4.1. Műholdas átjátszó

A VSAT hálózatok geostacionárius átjátszó műholdakra épülnek. A legfontosabb jellemzők műhold a fedélzeti adók teljesítménye és a rajtuk lévő rádiófrekvenciás csatornák (trönkök vagy transzponderek) száma. A szabványos hordó sávszélessége 36 MHz, ami megfelel a maximumnak sávszélesség körülbelül 40 Mbps. Átlagosan az adók teljesítménye 20 és 100 watt között mozog. Oroszországban a Yamal kommunikációs és műsorszóró műholdak említhetők az átjátszó műholdak példájaként. Az OAO Gascom űrszegmensének fejlesztésére szolgálnak, és a keleti 49°-os pályapozíciókban helyezték el őket. d. és 90° in. d.

4.2 Előfizetői VSAT terminálok

Az előfizetői VSAT terminál egy kisméretű műholdas kommunikációs állomás 0,9-2,4 m átmérőjű antennával, amelyet elsősorban a műholdas csatornákon keresztül történő megbízható adatcserére terveztek. Az állomás egy antenna adagoló eszközből, egy kültéri külső rádiófrekvenciás egységből és egy beltéri egységből (műholdas modem) áll. A kültéri egység egy kis adó-vevő vagy csak egy vevő. A beltéri egység biztosítja a műholdas csatorna párosítását a felhasználó végberendezésével (számítógép, LAN szerver, telefon, fax stb.).

5. VSAT technológia

A műholdas csatornákhoz való hozzáférésnek két fő típusa van: kétirányú (duplex) és egyirányú (szimplex, aszimmetrikus vagy kombinált).

Az egyirányú hozzáférés megszervezésekor a műholdas berendezésekkel együtt szükségszerűen földi kommunikációs csatornát (telefonvonal, optikai szál, mobilhálózatok, rádiós ethernet) használnak, amelyet kérési csatornaként használnak (ezt fordított csatornának is nevezik).

Egyirányú hozzáférési séma DVB-kártya és Telefon vonal visszatérő csatornaként.

Kétirányú hozzáférési séma HughesNet berendezéssel (Hughes Network Systems).

Ma Oroszországban számos jelentős szereplők VSAT hálózatok, amelyek körülbelül 80 000 VSAT-ot szolgálnak ki. Az ilyen terminálok 33%-a a központi szövetségi körzetben, 13%-a a szibériai és uráli szövetségi körzetben, 11%-a a Távol-Keleten és 5-8%-a a többi szövetségi körzetben található. A legnagyobb szolgáltatók közül érdemes kiemelni:

6. Globális műholdas kommunikációs rendszer, Globalstar

Oroszországban a Globalstar műholdas kommunikációs rendszer üzemeltetője a GlobalTel. A Globalstar rendszer globális mobil műholdas kommunikációs szolgáltatásainak kizárólagos szolgáltatójaként a CJSC GlobalTel kommunikációs szolgáltatásokat nyújt az Orosz Föderáció egész területén. A CJSC "GlobalTel" létrehozásának köszönhetően Oroszország lakosai újabb lehetőséget kapnak arra, hogy műholdon keresztül kommunikáljanak Oroszország bármely pontjáról szinte bárhol a világon.

A Globalstar rendszer biztosítja a műholdas kommunikációt Jó minőség előfizetői számára 48 működő és 8 tartalék alacsony pályás műhold segítségével, amelyek 1410 km-es magasságban helyezkednek el. (876 mérföld) a Föld felszínétől. A rendszer globális lefedettséget biztosít a földgömb szinte teljes felületére 700 északi és déli szélesség között, akár 740-es kiterjesztéssel. A műholdak a Föld felszínének akár 80%-áig képesek jelek vételére, azaz a földgolyó szinte bárhonnan, a sarkvidékek és az óceánok középső részének egyes területei kivételével . A rendszer műholdai egyszerűek és megbízhatóak.

6.1. A Globalstar rendszer alkalmazási területei

A Globalstar rendszert úgy tervezték, hogy kiváló minőségű műholdas szolgáltatásokat nyújtson a felhasználók széles köre számára, beleértve: hangkommunikáció, rövid üzenet szolgáltatás, roaming, helymeghatározás, fax, adatátvitel, mobil internet.

A hordozható és mobil eszközöket használó előfizetők lehetnek vállalkozások és magánszemélyek, akik nem tartoznak a hatálya alá mobilhálózatok, vagy amely munka sajátosságaihoz tartozik a gyakori üzleti utak olyan helyekre, ahol nincs kapcsolat vagy rossz minőségű a kommunikáció.

A rendszert széles fogyasztó számára tervezték: a média képviselői, geológusok, olaj- és gázkitermelésben és -feldolgozásban dolgozók, nemesfémek, építőmérnökök, energetikusok. Az oroszországi állami struktúrák - minisztériumok és osztályok (például a Vészhelyzetek Minisztériuma) alkalmazottai tevékenységük során aktívan használhatják a műholdas kommunikációt. A járművekre szerelhető speciális készletek hatékonyak lehetnek haszonjárműveken, halászatokon és más típusú tengeri és folyami hajókon, vasúti közlekedésben stb.

7.1. Mobil műholdas kommunikációs rendszerek

A legtöbb mobil műholdas kommunikációs rendszer jellemzője a terminálantenna kis mérete, ami megnehezíti a jelek vételét. Annak érdekében, hogy a vevőt elérő jelerősség elegendő legyen, két megoldást alkalmazunk:

A műholdak geostacionárius pályán állnak. Mivel ez a pálya 35 786 km-re van a Földtől, erős adóra van szükség a műholdon. Ezt a megközelítést használja az Inmarsat rendszer (amelynek fő feladata a kommunikációs szolgáltatások nyújtása a hajóknak) és néhány regionális személyi műholdas kommunikációs szolgáltató (például a Thuraya).

7.1. Műholdas internet

Műholdas internet – az internethez való hozzáférés biztosításának módja műholdas kommunikációs technológiák segítségével (általában DVB-S szabvány vagy DVB-S2).

Hozzáférési lehetőségek

Kétféleképpen lehet adatokat cserélni műholdon keresztül:

• egyirányú (egyirányú), néha "aszimmetrikusnak" is nevezik - amikor egy műholdas csatornát használnak az adatok fogadására, és a rendelkezésre álló földi csatornákat használják az átvitelre

  kétirányú (kétirányú), néha "szimmetrikusnak" is nevezik - amikor a műholdas csatornákat mind a vételre, mind az átvitelre használják;

Egyirányú műholdas internet

Az egyirányú műholdas internet azt jelenti, hogy a felhasználónak van valamilyen módja az internethez való csatlakozásra. Általában ez egy lassú és / vagy drága csatorna (GPRS / EDGE, ADSL-kapcsolat, ahol az internet-hozzáférési szolgáltatások rosszul fejlettek és sebesség korlátozott stb.). Ezen a csatornán keresztül csak az internetre irányuló kérések továbbítása történik.

Kétirányú műholdas internet

A kétirányú műholdas internet adatok fogadását jelenti a műholdról, és visszaküldést is a műholdon keresztül. Ez a módszer nagyon jó minőségű, mivel lehetővé teszi nagy sebesség elérését az átvitel és a küldés során, de meglehetősen drága, és engedélyt igényel a rádióadó berendezésekhez (a szolgáltató azonban gyakran gondoskodik az utóbbiról). A kétirányú internet magas költségét elsősorban a sokkal megbízhatóbb kapcsolat indokolja. Az egyirányú hozzáféréssel ellentétben a kétirányú műholdas internet nem igényel további erőforrásokat (természetesen az energián kívül).

A „kétirányú” műholdas internet-hozzáférés egyik jellemzője a kommunikációs csatorna kellően nagy késése. Amíg a jel el nem éri a műhold előfizetőjét és a műholdtól a központi műholdas kommunikációs állomásig, körülbelül 250 ms kell. Ugyanennyi kell a visszaúthoz. Ráadásul az elkerülhetetlen késések a jelfeldolgozásban és az "interneten" való áthaladás érdekében. Ennek eredményeként a ping ideje egy kétirányú műholdas kapcsolaton körülbelül 600 ms vagy több. Ez bizonyos sajátosságokat ír elő az alkalmazások műholdas interneten keresztüli működésében, és különösen szomorú a lelkes játékosok számára.

További jellemző, hogy a különböző gyártók berendezései gyakorlatilag nem kompatibilisek egymással. Vagyis ha kiválasztott egy kezelőt, aki egy bizonyos típusú berendezésen dolgozik (például ViaSat, Hughes, Gilat EMS, Shiron stb.), akkor csak ugyanazt a berendezést használja a kezelőhöz. A különböző gyártók berendezéseinek kompatibilitásának (DVB-RCS szabvány) megvalósítására tett kísérletet nagyon kevés cég támogatta, és ma már inkább "magán" technológia, mint általánosan elfogadott szabvány.

Berendezés egyoldalú műholdas internet

8. A műholdas kommunikáció hátrányai

Gyenge zajvédelem

A földi állomások és a műhold közötti hatalmas távolságok miatt a vevőegység jel-zaj aránya nagyon alacsony (sokkal kisebb, mint a legtöbb mikrohullámú kapcsolatnál). Ahhoz, hogy ilyen körülmények között elfogadható hibavalószínűséget biztosítsunk, nagyméretű antennák, alacsony zajszintű elemek és összetett hibajavító kódok alkalmazása szükséges. Ez a probléma különösen akut a mobil kommunikációs rendszerekben, mivel ezekben az antenna mérete és általában az adó teljesítménye korlátozott.

A légkör hatása

A műholdas kommunikáció minőségét erősen befolyásolják a troposzférában és az ionoszférában jelentkező hatások.

Felszívódás a troposzférában

A jelek légkör általi elnyelése a frekvenciájától függ. Az abszorpciós maximumok 22,3 GHz (vízgőz rezonancia) és 60 GHz (oxigénrezonancia). Általában az abszorpció jelentősen befolyásolja a 10 GHz feletti jelek terjedését (azaz a Ku-sávból kiindulva). Az abszorpció mellett a rádióhullámok légköri terjedése során fading hatás lép fel, melynek oka a légkör különböző rétegeinek törésmutatóinak különbsége.

Ionoszférikus hatások

Terjedési késleltetés

A jelterjedési késleltetés problémája így vagy úgy minden műholdas kommunikációs rendszert érint. A geostacionárius pályán műholdas transzpondert használó rendszerek rendelkeznek a legnagyobb késleltetéssel. Ebben az esetben a rádióhullám terjedési sebességének végessége miatti késleltetés hozzávetőlegesen 250 ms, a multiplexelési, kapcsolási és jelfeldolgozási késéseket figyelembe véve pedig a teljes késleltetés akár 400 ms is lehet. A terjedési késleltetés a leginkább nemkívánatos a valós idejű alkalmazásokban, például a telefonálásban. Ebben az esetben, ha a jel terjedési ideje a műholdas kommunikációs csatornán 250 ms, az előfizetői replikák közötti időkülönbség nem lehet kevesebb 500 ms-nál. Egyes rendszerekben (pl. csillag topológiát használó VSAT rendszerekben) a jelet kétszer továbbítják egy műholdkapcsolaton keresztül (egy terminálról egy központi helyre, és egy központi helyről egy másik terminálra). Ebben az esetben a teljes késleltetés megduplázódik.

9. Következtetés

Már a műholdas rendszerek létrehozásának legkorábbi szakaszában nyilvánvalóvá vált az előttünk álló munka összetettsége. Pénzügyi eszközöket kellett találni, sok tudóscsoport szellemi erőfeszítéseit alkalmazni, a színpadi munkát megszervezni. gyakorlati megvalósítás. Ennek ellenére a szabad tőkével rendelkező transznacionális vállalatok aktívan részt vesznek a probléma megoldásában. Ráadásul jelenleg nem egy, hanem több párhuzamos projekt is megvalósul. A cégek-fejlesztők makacsul versengenek a jövő fogyasztóiért, a távközlési világelsőségért.

Jelenleg a műholdas kommunikációs állomásokat adatátviteli hálózatokká egyesítik. A földrajzilag elosztott állomások egy csoportjának hálózatba kapcsolása lehetővé teszi a felhasználók számára a szolgáltatások és lehetőségek széles körét, valamint a műholdas erőforrások hatékony felhasználását. Az ilyen hálózatokban általában van egy vagy több vezérlőállomás, amely biztosítja a földi állomások működtetését mind rendszergazda által felügyelt, mind teljesen automatikus üzemmódban.

A műholdas kommunikáció előnye, hogy földrajzilag távoli felhasználókat szolgál ki anélkül, hogy közbenső tárolási és kapcsolási költségekkel járna.

Az SSN-eket folyamatosan és féltékenyen hasonlítják a száloptikai kommunikációs hálózatokhoz. E hálózatok bevezetése az üvegszáloptika releváns területeinek rohamos technológiai fejlődése miatt felgyorsul, ami kérdéseket vet fel az SSN sorsát illetően. Például a fejlesztés és a tervezés, ami a legfontosabb, az összefűző (kompozit) kódolás bevezetése drámaian csökkenti a nem javított bithiba valószínűségét, ami viszont lehetővé teszi a CCC fő problémájának - köd és eső - leküzdését.

12. Felhasznált források listája

Baranov V. I. Stechkin B. S. Extremális kombinatorikai problémák és azok

pályázatok, M.: Nauka, 2000, p. 198.

Bertsekas D. Gallagher R. Adatátviteli hálózatok. M.: Mir, 2000, p. 295.

Black Yu. Számítógépes hálózatok: protokollok, szabványok, interfészek, M.: Mir, 2001, p. 320.

Bolshova G. "Műholdas kommunikáció Oroszországban: "Pamir", Iridium, Globalstar..." "Hálózatok" - 2000 - №9. - Val vel. 20-28.

Efimushkin V. A. Műszaki szempontok műholdas kommunikációs rendszerek "Hálózatok" - 2000 - 7. sz. - Val vel. 19-24.

Nevdyaev L. M. A műholdas kommunikáció modern technológiái // "Kommunikációs közlemény" - 2000 - 12. szám - p. 30-39.

Nevdyaev L. M. Odyssey a "Hálózat" közepes magasságában - 2000 - 2. sz. - Val vel. 13-15.

SPC "Elsov", Jegyzőkönyv a "Banker" műholdas adatátviteli hálózat felépítéséről és logikájáról. – 2004, p. 235.

Smirnova A. A. Vállalati műholdas és HF kommunikációs rendszerek Moszkva, 2000, p.

Smirnova A. A. Személyes műholdas kommunikáció, 64. kötet, Moszkva, 2001, p.

Az űr- vagy műholdas kommunikáció lényegében egyfajta rádiórelé (troposzférikus) kommunikáció, és abban különbözik, hogy ismétlői nem a Föld felszínén vannak, hanem a világűrben lévő műholdakon.

A műholdas kommunikáció ötletét először 1945-ben az angol Arthur Clark vezette be. Egy rádiómérnöki folyóiratban cikket közölt a V-2-hez hasonló rakéták tudományos és gyakorlati célú földi műholdak felbocsátására vonatkozó kilátásairól. Jelentős a cikk utolsó bekezdése: „A Földtől bizonyos távolságra lévő mesterséges műhold 24 óra alatt tesz meg egy fordulatot, és egy bizonyos helyen mozdulatlan marad, és a Föld felszínének közel feléről optikai láthatóságon belül marad. Három, jól megválasztott pályára helyezett, 120°-os szögtávolságú átjátszó képes lesz lefedni az egész bolygót TV és VHF rádióadásokkal; Attól tartok, hogy a háború utáni munkát tervezők ezt nem fogják egyszerű dolognak, de én ezt az utat tartom a probléma végső megoldásának.

1957. október 4-én a Szovjetunió felbocsátotta a világ első mesterséges földi műholdját, az első űrobjektumot, amelynek jeleit a Földön vették. Ez a műhold jelentette az űrkorszak kezdetét. A műhold által kibocsátott jeleket nemcsak iránymeghatározásra, hanem a műholdon zajló folyamatokról (hőmérséklet, nyomás stb.) vonatkozó információk továbbítására is használták. Ezt az információt az adók által kibocsátott üzenetek időtartamának megváltoztatásával továbbítottuk (impulzusszélesség-moduláció). 1961. április 12-én az emberiség történetében először hajtottak végre emberes repülést a világűrbe a Szovjetunióban. A „Vostok” űrszonda Yu. A. Gagarin pilóta-kozmonautával a fedélzetén Földi műholdként került pályára. A műhold pályája paramétereinek mérésére és fedélzeti berendezései működésének vezérlésére számos mérő- és rádiótelemetriai berendezést telepítettek a fedélzetre. A hajó iránymeghatározására és a telemetriai információk továbbítására a Signal rádiórendszert alkalmazták, amely 19,955 MHz-es frekvencián működött. Az űrhajós kétirányú kommunikációját a Földdel a rövid (19,019 és 20,006 MHz) és az ultrarövid (143,625 MHz) hullámok tartományában működő rádiótelefon-rendszer biztosította. A televíziós rendszer továbbította az űrhajós képét a Földre, ami lehetővé tette állapota vizuális ellenőrzését. Az egyik televíziós kamera elölről, a másik oldalról közvetítette a pilóta képét.

A hazai tudománynak az űrkutatás terén elért eredményei lehetővé tették Arthur C. Clarke előrejelzéseinek megvalósítását. Az 1950-es évek végén a Szovjetunióban és az USA-ban kísérleti tanulmányok kezdődtek a mesterséges földi műholdak rádiós átjátszóként (aktív és passzív) felhasználásának lehetőségeiről a földi kommunikációs rendszerekben. A műholdas kommunikációs vonalak energetikai képességei terén elért elméleti fejlesztések lehetővé tették a műholdas átjátszó eszközök és a földi eszközök taktikai és műszaki követelményeinek megfogalmazását, az akkoriban létező műszaki eszközök aktuális jellemzői alapján.

A megközelítések azonosságára tekintettel kísérleti tanulmányokat mutatunk be a műholdas kommunikációs vonalak létrehozása területén az Egyesült Államok példáján. Az első aktív rádiós átjátszót, a Score-t 1958. december 18-án bocsátották ferde elliptikus pályára, 1481 km-es apogeussal, 177 km-es perigeussal. A műholdas berendezés két adó-vevőből állt, amelyek 132,435 és 132,095 MHz-es frekvencián működtek. A munka lassú közvetítés üzemmódban történt. A földi adóállomás által küldött jel tárolása mágnesszalagra történő rögzítéssel történt. Áramforrásként 45 amperórás, 18 voltos feszültségű ezüst-cink akkumulátorokat használtak. A kommunikáció időtartama körülbelül 4 perc volt a műhold 1 fordulatánként. 1 telefon vagy 7 teletípus csatorna továbbadása megtörtént. A műhold élettartama 34 nap volt. A műhold 1959. január 21-én égett le. A második aktív rádiórelé „Courier” 1960. október 4-én indult ferde elliptikus pályára, 1270 km-es apogeussal és 970 km-es perigeussal. A műholdas berendezés 4 adó-vevőből állt (150 MHz frekvencia a parancsok továbbítására és 1900 MHz a kommunikációra), egy mágneses memóriaeszköz és energiaforrások - napelemek és vegyi akkumulátorok. Elsődleges áramforrásként 19 152 darab szilícium napelemet használtak. Puffer fokozatként 10 amper - óra ​​kapacitású nikkel-kadmium akkumulátorokat használtak 28-32 voltos feszültség mellett. A kommunikációs szakasz időtartama 5 perc volt a műhold egy fordulatánként. A műhold élettartama 1 év volt. 1962. július 10-én a Telstar aktív relét egy ferde elliptikus pályára bocsátották 5600 km-es apogeummal és 950 km-es perigeussal, amelyet rádiójelek valós idejű aktív továbbítására szántak. Ugyanakkor vagy 600 szimplex telefoncsatornát, vagy 12 duplex telefoncsatornát, vagy egy televíziós csatornát közvetített. A munka minden esetben a frekvenciamoduláció módszere szerint történt. Kommunikációs frekvenciák: a műhold-Föld vonalon 4169,72 MHz, a Föld-műhold vonalon 6389,58 MHz. Az USA-Európa vonalon ezen a műholdon keresztüli kommunikációs munkamenet időtartama körülbelül napi 2 óra volt. A továbbított televíziós képek minősége a jótól a kiválóig változott. A projekt igen jelentős, 2 éves műhold üzemidőt biztosított, de négy hónap sikeres működés után a parancssor meghibásodott. Kiderült, hogy a meghibásodás oka a sugárzás hatására fellépő felületi sérülés, amikor a műhold áthaladt a belső sugárzón.

1963. február 14-én felbocsátották a Sinkom rendszer első szinkron műholdját pályaparaméterekkel: apogeus magassága 37 022 km, perigeus magassága 34185, keringési periódusa 1426,6 perc. A működési frekvencia a Föld-műhold vonalon 7360 MHz, a műhold-Föld vonalon 1820 MHz. A műhold elsődleges áramforrásaként 3840 darab 28 W összteljesítményű, 27,5 voltos feszültségű napelemet használtak. A műholddal mindössze 20 077 másodpercig tartották a kapcsolatot, majd csillagászati ​​módszerekkel megfigyeléseket végeztek.

1965. április 23-án felbocsátották a Szovjetunióban az első kommunikációs műholdat, a Molnija-1-et. A "Molniya-2" második kommunikációs műhold 1965. október 14-i felbocsátásával megkezdődött a távolsági kommunikációs vonal rendszeres működtetése műholdakon keresztül. Később létrehozták az Orbita mélyűri kommunikációs rendszert. Földi állomások és mesterséges földi műholdak hálózatából állt: "Villám", "Szivárvány", "Horizont". Az alábbiakban, a 7. fejezetben bemutatjuk, hogy a Horizon műholdak módosításai a 21. században is működnek. Ez jelzi a hazai berendezések nagy megbízhatóságát a külföldiekhez képest.

Az első műholdas kommunikációs állomásokat a Moszkva melletti Shchelkovo városában és Usszurijszkban építették, tesztelték és üzembe helyezték. Kábel- és relé kommunikációs vonalakkal csatlakoztak a moszkvai és vlagyivosztoki televíziós központokhoz és távolsági telefonállomásokhoz.

A műholdrendszer földi állomásainak berendezésére a TR-60/120 troposzférikus kommunikációs berendezés bizonyult a legalkalmasabbnak, amely, mint ismeretes, nagy teljesítményű adókat és nagy érzékenységű, alacsony zajszintű parametrikus erősítőkkel ellátott vevőket használt. Ennek alapján a "Horizont" vevő-adó komplexum fejlesztése folyik, amelyet a Moszkva és Vlagyivosztok közötti első műholdas kommunikációs vonal földi állomásaira telepítenek.

Speciálisan tervezett adók kommunikációs és parancs-mérő vonalakhoz, 120 K zajhőmérsékletű parametrikus erősítők a tükörkabin alatti antennába szereléshez, valamint teljesen új berendezések, amelyek dokkolót biztosítanak a helyi televízióközpontokhoz és a távolsági telefonközpontokhoz.

Azokban az években a földi állomások tervezői, tartva a nagy teljesítményű adók vevőkre gyakorolt ​​hatásától, különböző antennákra és különböző épületekbe (vételre és adásra) telepítették őket. A troposzférikus kommunikációs vonalakon szerzett, közös vételi és adási antenna használatának tapasztalata azonban lehetővé tette a vevőberendezések átvitelét az adóantennára, ami nagymértékben leegyszerűsítette és olcsóbbá tette a műholdas kommunikációs állomások működését.

1967-ben a Molnija-1 kommunikációs műholdon keresztül az "Orbita" vevő földi állomások kiterjedt televíziós hálózata jött létre Moszkva melletti központi adóállomással. Ez lehetővé tette az első kommunikációs csatornák megszervezését Moszkva és a Távol-Kelet, Szibéria, Közép-Ázsia között, a Központi Televízió műsorának továbbítását Szülőföldünk távoli területeire, valamint több mint 30 millió néző lefedését.

A Molniya műholdak azonban megnyúlt elliptikus pályákon keringtek a Föld körül. Követésükhöz a földi vevőállomások antennáinak folyamatosan forogniuk kell. Ezt a problémát sokkal könnyebb megoldani, ha a műholdak egy álló körpályán forognak, amely az egyenlítői síkban 36 000 km magasságban helyezkedik el. 24 óra alatt tesznek meg egy fordulatot a Föld körül, és ezért úgy tűnik, hogy egy földi megfigyelő mozdulatlanul lóg bolygónk egy pontja felett. Három ilyen műhold elegendő ahhoz, hogy kommunikációt biztosítson az egész Föld számára.

Az 1980-as években a „Raduga” kommunikációs műholdak és az „Ekran” televíziós műholdak, amelyek helyhez kötött pályán működtek, hatékonyan működtek. Jeleik vételéhez nem volt szükség bonyolult földi állomásokra. Az ilyen műholdakról érkező televíziós adások vétele közvetlenül egyszerű kollektív, sőt egyéni antennákon történik.

Az 1980-as években megkezdődött a személyes műholdas kommunikáció fejlesztése. Ezzel kapcsolatban egy műholdas telefon közvetlenül kapcsolódik a Föld körüli pályán lévő műholdhoz. A műholdról a jel a földi állomásra érkezik, ahonnan továbbítják a hagyományos telefonhálózatba. A világ bármely pontján a stabil kommunikációhoz szükséges műholdak száma az adott műholdrendszer pályájának sugarától függ.

A személyes műholdas kommunikáció fő hátránya a cellás kommunikációhoz képest viszonylag magas költsége. Ezenkívül nagy teljesítményű adókat építenek be a műholdas telefonokba. Ezért nem tekinthetők biztonságosnak a felhasználók egészségére nézve.

A legmegbízhatóbb műholdas telefonok a több mint 20 éve létrehozott Inmarsat hálózaton működnek. Az Inmarsat műholdas telefonok egy flip-top tok, akkora, mint az első laptop számítógépek. Fedő műholdas telefon ugyanakkor ez egy antenna is, amelyet a műhold felé kell fordítani (a jelszint a telefon kijelzőjén jelenik meg). Ezeket a telefonokat főleg hajókon, vonatokon vagy nehéz járműveken használják. Minden alkalommal, amikor valakinek hívását kell kezdeményeznie vagy fogadnia, a műholdas telefont egy sík felületre kell helyeznie, fel kell nyitnia a fedelet, és meg kell csavarnia a maximális jel irányát.

Jelenleg a teljes kommunikációs egyensúlyban a műholdas rendszerek a világ forgalmának körülbelül 3%-át teszik ki. A műholdas kapcsolatok iránti igény azonban tovább növekszik, mivel a műholdas kapcsolatok költséghatékonyabbá válnak, mint a távolsági kommunikáció egyéb formái 800 km-t meghaladó távolságban.