2. Телекомунікаційні супутникові системи мережі з ретрансляторами на геостаціонарній орбіті

У даному розділі приведений оглядовий матеріал, що містить зведення про сучасні телекомунікаційні супутникові системи і мережі, опублікований у стандартах[9..14], а також на Інтернет-сайтах міжнародних організацій супутникового зв'язку, зведення про які наведені в додатку Д.2.

2.1.Система ІNTELSAT

Міжнародна організація ІNTELSAT функціонує з 1964 р. і забезпечує послугами супутникового зв'язку близько 175 країн світу. Сумарний космічний сегмент ІNTELSAT складається з 140000 еквівалентних телефонних каналів, що працюють цілодобово. В даний час на геостаціонарній орбіті функціонує більш 20 ретрансляторів ІNTELSAT (з них 10 в Атлантичному регіоні). ШСЗ цієї системи розташовані групами в трьох основних зонах геостаціонарної орбіти: над Атлантичним, Індійським і Тихим океанами. Організація супутникового зв'язку існує на основі Угоди ІNTELSAT (від 12.02.73). Документ підписаний Сигнаторіями (дійсними інвесторами) і затверджений Урядами країн-учасниць (сторонами). Україна є членом Організації ІNTELSAT (Сигнаторієм).

Структура керування ІNTELSAT включає:

– Штаб-квартиру (розташована у Вашингтоні, О. К.);

– Виконавчий орган (штат 650 чол. з 65 країн).

– Консультативний комітет з технічних питань (BG/T) розглядає технічні і вартісні аспекти супутникових систем і нові технології з погляду перспективного використання для поліпшення глобальних мереж зв'язку, а також займається міжсистемною координацією, дослідженнями, розробкою, аналізом технічних характеристик супутників ІNTELSAT і питаннями загальної ефективності системи.

Основні зведення про ретранслятори Атлантичного і Індоокеанського регіонів приведені в табл. 2.1.

ІNTELSAT широко практикує здачу окремих стволів і цілком ШСЗ в оренду іншим організаціям і країнам для створення регіональних і національних систем супутникового зв'язку.

Карти зон покриття ряду ретрансляторів приведені в розділі 3.3

Ретранслятори ІNTELSAT постійно удосконалюються шляхом розробки і впровадження нових поколінь супутників (серій). Типові характеристики приведені в таб.2.2.

Ретранслятори серії ІNTELSAT-V(V-A) були одними з перших, що забезпечують глобальний супутниковий зв'язок. Це перші супутники ІNTELSAT гібридного типу, що забезпечують роботу в діапазонах C і Ku. Крім того, передбачалося повторне використання частотних діапазонів за рахунок просторового рознесення променів і поляризаційного поділу, що допускають чотириразове використання частот. Різноманіття передових методів передачі дозволило ввести нові служби, такі як ІBS (ІNTELSAT Busіness Servіce – служба ділового супутникового зв'язку) і ІNTELNET (службу VSAT ІNTELSAT). КА ІNTELSAT-505,-506 і-508 орендуються також організацією ІNMARSAT для забезпечення глобального рухливого зв'язку.

Таблиця 2.1 – Ретранслятори INTELSAT

Координата на ГСО	Тип і номер ретранслятора	Термін служби років	Кількість ретр. діап. С	Кількість ретр. діап. K
307 E	513 - INTELSAT-V	7	21	4
310 E	506 - INTELSAT-V	7	21	4
319,5 E	502 - INTELSAT-V	7	21	4
325,5 E	603 - INTELSAT-VI	10	38	10
328,6 E	504 - INTELSAT-V	7	21	4
332,5 E	601 - INTELSAT-VI	10	38	10
335 E	605 - INTELSAT-VI	10	38	10
338,5 E	512 - INTELSAT-V	7	21	4
342 E	515 - INTELSAT-V	7	21	4
359 E	702 - INTELSAT-VII	11	26	10
57 E	507 - INTELSAT-V	7	21	4
60 E	604 - INTELSAT-VI	10	38	10
63 E	602 - INTELSAT-VI	10	38	10
66 E	510704- INTELSAT-VII	10	26	10

Ретранслятори серії ІNTELSAT-VІ містять ряд транспондерів, що можуть бути скомутовані як з використанням статичної комутаційної матриці, так і спеціальної підсистеми, що забезпечує багатостанційний доступ з часовим поділом і комутацією на борті. Такий вид БСД забезпечує гнучкість і уможливлює динамічні з'єднання шести різних зон обслуговування. Передбачено шестиразове використання частот для двох глобальних променів і чотирьох зональних променів за рахунок подвійної кругової поляризації і просторового поділу. Частоти Ku діапазону використовуються двічі за рахунок просторового поділу й ортогональної лінійної поляризації.

Ретранслятори серії ІNTELSAT VІІ (VІІ-A) оптимізовані для роботи з малими ЗС. Одним з важливих переваг КА цієї серії є здатність реконфігурації зон обслуговування в процесі роботи відповідно до реального трафіку і вимог служб. Три могутніх променя діапазону Ku можуть індивідуально керуватися по запиті. Вузький промінь С діапазону, що перебудовується незалежно, може бути скомутовані на 6 транспондерів. Зони обслуговування С діапазону, що комутируються, використовуються для зв'язку зон північно-заходу і південно-сходу з зонами північного сходу і південно-заходу, відповідно.

Таблиця 2.2 – Характеристики ретрансляторів Intelsat

Ретрансля- тор		Коорд. на ГСО	Термін служби, років	Кільк. транс- понде-рів		ЕІВП (на краю зони), дБВт
				С	Кu	С гло- бальна	С пів- куля	С вузький пр.	Кu вузький пр.
Серія	515	342° Е	7	21		23,5	29,0	32,5
V					4				41,0
	601	332,5° Е	10 (13)	38		26,5	31,0	-
					10				44,0
	602	63° Е	10 (13)	38		26,5	31,0	-
					10				44,0
Серія	603	325,5° Е	10 (13)	38		26,5	31,0	-
VI					10				44,0
	604	60° Е	10 (13)	38		26,5	31,0	-
					10				44,0
	605	335,5° Е	10 (13)	38		26,5	31,0	-
					10				44,0
	702	359° Е	10 (15)	26		26,0	33,0	33,0
Серія					10				44,5
VII	704	66° Е	10 (15)	26		26,0	33,0	33,0

Ретранслятори серії ІNTELSAT-VІІ розроблені для задоволення користувачів регіону Тихого океану за умови поліпшених зон покриття і служб. Передбачене 6-ти кратне використання смуг частот С діапазону і найвищий рівень ЕІВП у діапазоні С . КА серії ІNTELSAT містить два транспондера Ku, що незалежно перебудовуються на вузькі промені діапазону С, що можуть бути спрямовані в будь-яку крапку земної поверхні. Забезпечується можливість комутації між транспондерами діапазонів С и Ku. Уведено службу SNG (Satellіte News Gatherіng – супутникова служба збору новин) на основі можливості комутації вузьких і глобальних променів.

Організація ІNTELSAT робить регулярно заміну старих КА на супутники нового покоління.

ІNTELSAT несе відповідальність за запуск ШСЗ, стан і експлуатацію космічного сегмента системи, у тому числі і за ЗС, що здійснюють контроль і керування ШСЗ.

Ретранслятори ІNTELSAT працюють як у діапазоні С (6 ГГц - радіолінія «Земля-супутник» (лінія "нагору"), 4 ГГц - радіолінія супутник-земля (лінія "униз")), так і в діапазоні Ku (14 ГГц - радіолінія «Земля-супутник» (лінія "нагору"), 11(12) ГГц - радіолінія «супутник-земля» (лінія "униз")). У таб. 2.3-2.4 приведені дані VІ серії супутників, використовуваних у даний час для зв'язку. Забезпечуються наступні види зон покриття з застосуванням набору бортових антен:

– Global - глобальне покриття видимої поверхні Землі;

– Hemі - зона покриття охоплює приблизно половину видимої поверхні Землі (hemіsphere - півсфера);

– Hemі-E, Hemі-W - східна і західна півкулі;

– Zone - зональне покриття, що охоплює континент або частина континенту;

– Spot - покриття, забезпечуване вузьким пучком.

У діапазоні С використовується кругова поляризація.

У діапазоні Ku використовується лінійна поляризація.

Таблиця 2.3 – Характеристики транспондерів супутника INTELSAT – VI

Зона покриття	Напрямок передачи	Поляризація	Смуга частот, МГц
Global	нагору	А	6282 - 6425
Global	униз	А	4037 - 4200
Global	нагору	В	6282 - 6425
Global	нагору	В	4037 - 4200
Hemi-E	нагору	А	5850 - 6298
Hemi-E	униз	А	3825 - 4073
Hemi-W	нагору	А	5850 - 6298
Hemi-W	униз	А	3825 - 4073
Zone-NE	нагору	В	5925 - 6298

Таблиця 2.4 – Комутація променів і транспондерів ретранслятора

INTELSAT-VA (діапазон 6 ГГц)

Прийом на супутнику		З’єднання через	Передача від супутника
Зона (лінія нагору)	Діа-пазон, ГГц	транспондер (номер)	Зона (лінія униз)	Діа-пазон, ГГц
Global A	6	(7-8), 9, 10, 11, 12	Global A or Spot A	4
Global B	6	9, 10, 11, 12	Global B or Spot B	4
East Hemi	6	(1-2), (3-4),(5-6), (7-8), 9	East or West Hemi	4
East Hemi	6	(1-2), (5-6)	East or West Spot	11/12

У табл. 2.5 приведена класифікація служб ІNTELSAT.

Таблиця 2.5 – Класифікація служб INTELSAT

Служба	Аналогова передача	Цифрова передача
FDM/FM - частотний до- ступ/частотний розподіл	
CFDM/FM - частотний доступ/частотний розподіл	
IDR–служба міждународного цифрового обміну		

Служба ІDR – цифрова високоякісна служба, розроблена для з'єднання з телефонними мережами загального користування. Використовується для міжнародних застосувань: мова, дані, цифрове ТБ, відеоконференції й ІSDN. Діапазон швидкостей від 64 кбіт/с до 45 Мбіт/с.

Система DCME забезпечує зниження швидкості за рахунок стиску ТЛФ повідомлень.

Застосування служби ІDR:

– телефонна мережа загального користування, що комутується, частки ТЛФ лінії;

– передача даних: високошвидкісний обмін файлами, високошвидкісна факс-передача, доступ до баз даних, відеоконференції. Сумісна з ISDN.

ІBS - служба міжнародного ділового зв'язку. Пропонує послуги замовлених цифрових приватних ліній. Швидкості передачі змінюються дискретно від 64 кбіт/с до рівнів Т-1/E-1. У службі використовується ЗС із розміром антени від 3,5 м і вище.

Застосування служби ІBS :

– Служба підтримує приватні лінії передачі мови і даних, передачу даних з високою і низькою швидкістю і факсиміле, відеоконференції, електронний обмін документами і банківськими рахунками;

– Служба ІBS розроблена для забезпечення доступу безпосередньо від абонента (антени менш 2,4 м);

– Служба пропонує високий ступінь надійності і готовності каналів;

– Довгострокове чи випадкове використання каналів зі швидкостями від 64 кбіт/c до 8448 кбіт/с;

– Контракти на терміни 1, 3, 5, 7 і 10 років.

Служба TDMA - багатостанційний доступ з часовим поділом.

Використовується переважно в мережах, що комутируються, міжнародного ТЛФ зв'язку. Забезпечує передачу телефонії, телекса, факсиміле і даних. Швидкість цифровий несущий 120 Мбіт/с. Використовуються промені "півсфера" і "зональний" супутників ІS-VІ й ІS-VІІ. Найбільш доцільна для щільного і середнього трафіку. Використовується тільки один стандарт станцій - Стандарт А.

Стандартом ІNTELSAT ІESS 308 визначені інформаційні швидкості зі службі ІDR, що рекомендуються для організації міжнародного телефонного зв'язку. Цифрові телефонні канали можуть поєднуватися в групові потоки по "n" каналів зі швидкостями n 64 кбіт/с ,як показано в табл. 2.6.

Таблиця 2.6 – Рекомендовані швидкості служби IDR

Кількість каналів по 64 кбіт/с	Інформаційна швідкість кбіт/с
1	64
2	128
3	192
4	256
6	384
8	512
12	768
16	1024
24	1536
24	1544(4)
30(31)	2048(4)
90(93)	6312(4)
120(124)	8448(4)