24. Радиорелейные линии связи

Радиорелейные линии (РРЛ) представляют собой цепочку приёмо-передающих радиостанций, которые осуществляют последовательную многократную ретрансляцию (приём, преобразование, усиление и передачу) передаваемых сигналов.

Диапазон частот: 15-23ГГц.

Связь в пределах прямой видимости (до 50км м-ду соседними станциями, расположенными на «башнях»).

Радиорелейные линии можно разделить на две группы: прямой видимости и тропосферные.

Радиорелейные линии прямой видимости являются одним из основных наземных средств передачи сигналов телефонной связи, программ звукового и ТВ вещания, цифровых данных и т.д.

25. Спутниковые каналы передачи данных

Основной принцип создания спутниковых систем связи заключается в размещении ретранслятора на искусственном спутнике Земли. Следовательно, спутниковые системы связи представляют собой радиорелейную линию с одной промежуточной станцией, размещённой на искусственном спутнике Земли.

ИСЗ в системе связи может находиться на геостационарном спутнике или на низкоорбитальных системах.

При геостационарных орбитах заметны задержки на прохождении сигналов (примерно 0.5с туда и обратно).

При низкоорбитальной системе обслуживания пользователь обслуживается попеременно разными спутниками.

26. Геостационарный спутник. Средне- и низкоорбитальные спутники.

При использовании геостационарных спутников задержка на прохождение сигналов (туда и обратно) составляет 520 мс.

Возможно покрытие всего земного шара с помощью четырёх спутников. Геостационарный спутник «висит» над определенной точкой экватора, в точности следуя скорости вращения Земли. Такое положение выгодно по следующим обстоятельствам.

Во-первых, четверть поверхности Земли оказывается с такой высоты в зоне прямой видимости, поэтому с помощью геостационарных спутников просто организовать широковещание в пределах страны или даже континента.

Во-вторых, сам спутник неподвижен для наземных антенн, что значительно облегчает организацию связи, так как не нужно автоматически корректировать направление наземной антенны, как это приходится делать для низкоорбитальных и средневысотных спутников. Правда, с появлением в 1990 небольших всенаправленных антенн ситуация изменилась — теперь уже не нужно следить за положением низкоорбитального спутника, достаточно, чтобы он находился в зоне прямой видимости.

В-третьих, геостационарный спутник находится за пределами земной атмосферы и меньше изнашивается, чем низкоорбитальные и средневысотные спутники. Низкоорбитальные спутники из-за трения о воздух постоянно теряют высоту и им приходится восстанавливать ее с помощью двигателей.

Наряду с достоинствами у геостационарных спутников есть и недостатки. Наиболее очевидные связаны с большим удалением спутника от поверхности Земли. Это приводит к большим задержкам распространения сигнала — от 230 до 280 мс. При использовании спутника для передачи разговора или телевизионного диалога возникают неудобные паузы, мешающие нормальному общению.

Кроме того, на таких расстояниях потери сигнала высоки, что означает необходимость применения мощных передатчиков и тарелок больших размеров (это не относится к антеннам VSAT, но при их использовании уменьшается область охвата).

Принципиальным недостатком геостационарного спутника с его круговой орбитой является также плохая связь для районов, близких к Северному и Южному полюсам

Класс среднеорбитальных спутников пока не так популярен, как геостационарных и низкоорбитальных. 

Среднеорбитальные спутники обеспечивают диаметр покрытия от 10 000 до 15 000 км и задержку распространения сигнала 50 мс. Наиболее известной услугой, предоставляемой спутниками этого класса, является глобальная система навигации (GlobalPositioning System, GPS), известная также под названием NAVigation Satellites providingTime And Range (NAVSTAR). GPS — это всеобщая система определения текущих координат пользователя на поверхности Земли или в околоземном пространстве. GPS состоит из 24 спутников — это то минимальное число спутников, которое необходимо для 100-процентного покрытия территории Земли.

- Глобалстар – 48 низкоорбит. Спутников (тел. связь)

- Iridium – 66 спутников – всемирный оператор спутн. связи

- Глонасс – 24 спутника

Достоинства и недостатки низкоорбитальных спутников противоположны соответствующим качествам геостационарных спутников. Главное их достоинство — близость к Земле, а значит, пониженная мощность передатчиков, малые размеры антенн и небольшое время распространения сигнала (около 20-25 мс). Кроме того, их легче запускать. Основной недостаток — малая площадь покрытия, диаметр которой составляет всего около 8000 км. Период оборота такого спутника вокруг Земли составляет 1,5-2 часа, а время видимости спутника наземной станцией — всего 20 минут. Это значит, что постоянная связь с помощью низкоорбитальных спутников может быть обеспечена, только когда на орбите находится достаточно большое их количество. Кроме того, атмосферное трение снижает срок службы таких спутников до 8-10 лет.

Если основным назначением геостационарных спутников является широковещание и дальняя связь, то низкоорбитальные спутники рассматриваются как важное средство поддержания мобильной связи.