Міжнародні комерційні системи супутникового зв’язку Intelsat

В міжнародну організацію Intelsat входить 112 країн, що експлуатують глобальну систему комерційного супутникового зв’язку.

Intelsat призначена для міжнародного зв’язку, але понад 26 країн використовують її і для внутрішнього зв’язку.

Система створена у 1964 році і налічує понад 15 супутників зв’язку, що знаходяться на геостаціонарних орбітах над Атлантичним, Індійським і Тихим океанами. Понад 680 НС забезпечують зв’язок між 165 країнами.

Основи руху супутників на орбітах

В залежності від призначення супутників орбіти можуть бути коловими або еліптичними.

Коли супутники знаходяться на колових орбітах тоді їх віддаль від поверхні Землі буде завжди одинаковою і буде відповідатипростим законам.

Сила гравітаційного притягання Землі: F_г=mg(R/r)²

Відцентрова сила «виштовхує» супутник з орбіти: F_в=mrω²

R=6370км ω=2πf

Для стійкої колової орбіти сили F_г і F_в повині бути одинакові за величиною.

Радіус орбіти: r=(gR²/(2πf) ²)^1/3

З рівняння випливає, що віддаль від центра землі до супутника буде залежати від частоти обертання.

Залежність періоду обертання супутника від віддалі до Землі

Кути нахилу і перевищення є важливими параметрами для супутникового зв’язку.

Кут нахилу (δ) визначається як кут між площиною екватора і площиною орбіти супутника.

Кут перевищення (ε) визначається як кут між центральним променем супутника і дотичною площиною до поверхні Землі.

Область обслуговування це область в якій можуть прийматися сигнали супутника.

Ще однією особливістю супутникового зв’язку є втрати на шляху поширення.

Послаблення потужності сигналу залежить від віддалі між наземним приймачем і супутником, кута перевищення і атмосферних умов:

L=(4πrf/c)² f – несуча частота с – швидкість світла

Це означає, що потужність сигналу зменшується пропорційно квадрату віддалі.

При використанні супутників на віддалі декількох сот кілометрів можна досягнути швидкості 10 кбіт/с з використанням антен звичайних мобільних телефонів при несучій 2,2 ГГц. Швидкість передачі геостаціонарного супутника декілька десятків біт/с.

Затухання сигналу внаслідок деяких атмосферних факторів відбувається складнішим чином.

В залежності від кута перевищення сигнал протікає через більш товсті чи тонкі шари атмосфери.

Якщо Lε<10⁰, тоді зв’язок здійснюється проблематично.

Поглинання внаслідок дощу є дуже сильним в зоні тропіків.

Типи супутникових орбіт

Геостаціонарні (фбо геосинхроні) навколоземні орбіти (geostationary earth orbit - GEO). Супутники GEO знаходяться на віддалі біля 36000 км від поверхні Землі. Здебільшого це супутники телебачення і радіомовлення, метеорологічні, а також, які діють як магістралі телефонних мереж. В площині екватора.

Середні навколоземні орбіти (medium earth orbit - MEO). Супутники MEO рухаються на віддалях 5000-12000 км від поверхні Землі. На даний час використовується невелика кількість таких супутників, але зараз успішно розробляються системи майбутнього, які будуть використовувати цей клас.

Низькі навколоземні орбіти (low earth orbit - LEO). Спочатку супутники LEO використовувалися в основному з метою розвідки. На даний час цей клас, що використовує висоти 500-1500 км є основою декількох нових супутникових систем.

Сильно еліптичні орбіти (highly elliptical orbit - HEO). В цей клас входять всі супутники з некруговими орбітами. Використовуються для комерційних проектів у зв’язку. Такі системи мають переигей над великими містами, що суттево покращує якість зв’язку.

Орбіти супутників вибирають поза межами радіаційних поясів Ван Аллена, що складається з іонізованих частинок. Є внутрішній на висотах 2000-6000 км і зовнішній на висотах 15000-30000 км пояси Ван Аллена. Використовувати такі орбіти для супутникових технологій дуже важко.

Г еостаціонарна орбіта (Inmarsat)

Середня навколоземна орбіта (ICO)

Внутр. і зовн. радіаційні пояси Ван Аллена

Низька навколоземна орбіта (Globalstar, Iridium)

Сильноеліптична орбіта