- •Спутниковые телекоммуникационные технологии
- •1. Введение
- •1.1. Краткая история
- •1.2. Направления и перспективы развития спутниковых технологий
- •1.3. Телевидение
- •1.4. Системы навигации
- •1.4.2. Глонасс
- •1.5. Спутниковая телефония
- •1.6. Аварийно-спасательные системы
- •1.8. Использование космического пространства
- •1.9. Тенденции развития спутниковых телекоммуникаций
- •2. Классификация, способы организации и использования ресурсов систем спутниковых телекоммуникаций
- •2.1. Частотный ресурс и его характеристики
- •2.2. Способ использования частотного ресурса
- •2.3. Способы организации канала связи
- •2.4. Характеристики космического сегмента
- •3. Оборудование систем спутниковых телекоммуникаций
- •3.1. Спутниковые антенны
- •3.1.1. Классификация спутниковых антенн
- •3.1.2. Упрощенный расчет диаметра параболической приемной антенны
- •3.1.3. Методика расчета азимутального подвеса
- •3.1.4. Полярный подвес спутниковой антенны и его методика расчета
- •3.1.5. Расчет видимости спутников в данной местности
- •3.1.6. Расчет поворота плоскости поляризации
- •3.1.7. Способы улучшения эксплуатационных характеристик спутниковых антенн
- •3.2. Устройства позиционирования
- •3.3. Коммуникационное оборудование
- •3.3.1. Конверторы спутниковых приемных устройств
- •Классификация конверторов
- •Устройство конвертора
- •3.3.2. Спутниковые ресиверы (приемники)
- •3.3.3. Компьютерные карты
- •3.3.4. Переключатели
- •Вопросы для самопроверки
- •4. Стандарты управления антенными системи и другим коммуникационным оборудованием
- •4.1. Протокол DiSEqC 1.0 – 1.2, 2.0
- •4.2. Протокол miniDiSEqC (Tone Burst)
- •4.3. Протокол DiSEqC 2.0
- •4.4. Протокол DiSEqC 3.0
- •4.5. Технология usals
- •Вопросы для самопроверки
- •5. Проблемы спутникового приема и передачи сигналов
- •6. Особенности организация коллективного приема
- •Словарь терминов спутниковых телекоммуникаций Общая терминология
- •Параметры орбиты космического аппарата (спутника) и его элементов
- •Параметры спутниковой антенны и ее подвески
- •Антенная система
- •Приемное устройство
- •Библиографический список
- •Приложение. Расчет параметров геостационарной орбиты
- •Оглавление
- •1. Введение 3
- •2. Классификация, способы организации и использования ресурсов систем спутниковых телекоммуникаций 17
- •3. Оборудование систем спутниковых телекоммуникаций 28
- •4. Стандарты управления антенными системи и другим коммуникационным оборудованием 58
- •5. Проблемы спутникового приема и передачи сигналов 65
- •6. Особенности организация коллективного приема 65
- •Спутниковые телекоммуникационные технологии
- •603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5а
1.5. Спутниковая телефония
Спутниковая телефония – это космическая или спутниковая связь (ее коллективный способ организации), по существу являющаяся разновидностью радиорелейной связи. Отличие заключается в том, что ее ретрансляторы находятся не на поверхности Земли, а на спутниках в космическом пространстве [17].
Период с 1957 по 1980 гг. характеризуется как этап развития спутниковых систем телефонии как систем, которые являются продолжением систем традиционной, или проводной, телефонии для организации каналов связи с удаленными населенными пунктами (коллективной спутниковой телефонии). Данный вид телефонии требует развития инфраструктуры проводной телефонии.
В 1980-е гг. началось развитие персональной спутниковой связи. Это объединение спутниковых и наземных систем связи в единую глобальную систему персональной связи. Предполагается обеспечить досягаемость любого абонента путем набора его телефонного номера независимо от его местонахождения. Основное преимущество спутниковой связи по сравнению с сотовой, состоит в том, что она не имеет привязки к конкретной местности. Поэтому спрос на персональную подвижную связь во многих регионах мира можно обеспечить только с помощью спутниковых систем связи. Кроме речевой (радиотелефонной) связи они позволяют определять месторасположение (координаты) потребителей.
Схема персональной спутниковой связи – спутниковый телефон непосредственно соединяется со спутником, находящимся на околоземной орбите. Со спутника сигнал поступает на наземную станцию, откуда передается в обычную телефонную сеть. Число спутников, необходимое для стабильной связи в любой точке планеты, зависит от радиуса орбиты той или иной системы спутников.
В основном используются четыре системы индивидуальной спутниковой телефонии: Инмарсат (Inmarsat Ltd.), Турайя (с использованием геостационарной спутниковой группировки), ГлобалСтар (Globalstar), Иридиум (с использованием низкоорбитальной спутниковой группировки).
1.6. Аварийно-спасательные системы
Для спасения экипажей терпящих бедствие судов и самолетов начала функционировать 1 сентября 1982 г. международная спутниковая система КОСПАС-САРСАТ, которая появилась благодаря усилиям России, США, Канады и Франции. Эти страны обеспечивают эксплуатацию космического сегмента системы.
Система обладает большой эффективностью и на сегодняшней момент с ее помощью спасено несколько тысяч человек по всему миру. Страны или организации, которые присоединились к программе КОСПАС-САРСАТ, также могут участвовать в ее управлении и эксплуатации. Официально присоединились к программе более 36 стран и организаций.
Система КОСПАС-САРСАТ включает в себя:
1) космический сегмент, элементы которого функционируют на низкой околоземной орбите и геостационарной орбите;
2) наземный сегмент, в который входят станции приема и обработки информации со спутников;
3) аварийные радиобуи, работающие на частотах 121,5 МГц, 243 МГц и/или 406 МГц, характеристики которых соответствуют требованиям Международного союза электросвязи и спецификациям КОСПАС-САРСАТ (Cospas-Sarsat).
Другая спутниковая система «Инмарсат» – универсальная многофункциональная система связи и навигации – также может использоваться в качестве аварийно-спасательной системы.
1.7. VSAT
VSAT (Very Small Aperture Terminal) – симметричный спутниковый канал связи с антенной менее 2,5 метров. Он используется в спутниковой связи с начала 90-х гг. и предназначен для создания индивидуальных симметричных каналов связи. Такие каналы используются для организации теле- и (или) радиотрансляций в прямом эфире, организации корпоративных сетей (рис.1.1).
К станциям спутниковой связи типа VSAT относятся станции, обладающие определенными характеристиками, данными в рекомендациях № 725-729 ММКР.
VSAT состоит из двух основных частей: ODU (OutDoorUnit) – внешний блок, то есть антенна и приёмопередатчик, мощностью обычно 1–2 Вт, и IDU (InDoorUnit) — внутренний блок или спутниковый модем.
Современные VSAT работают в Ku – диапазоне частот 11/14 ГГц (одно значение частоты на прием, другое на передачу). Есть также системы, использующие С – диапазон 4/6 ГГц, и сейчас осваивается Ка – диапазон 18/30 ГГц.
Рис. 1.1. Типовая структура спутникового комплекса приемо-передачи данных, услуг телефонии и видеоконференций VSAT
Современный VSAT обеспечивает получение информации со скоростью до 4 Мбит/c (в режиме мультикаст до 30 Мбит/c) и передачу информации до 1–2 Мбит в секунду.
Современные VSAT имеют 1 или 2 порта Ethernet и встроенные функции маршрутизатора. Есть модели, оснащенные дополнительно 1–2 телефонными портами, что позволяет пользователю подключать VSAT прямо к своему компьютеру или телефону.
Развертывание VSAT и включение в сеть занимает обычно 4–6 часов для бригады из 2 человек.
Основное использование VSAT — организация широкополосного доступа в Интернет, телефонная связь, передача данных для корпоративных сетей, видеоконференции, дистанционное обучение.
Используется преимущественно вне больших городов – там, где нет надежных и высокоскоростных наземных каналов связи.
