35 786Км (над уровнем моря)
(по другим данным:
3
5
863км,
или 35 875км)
Преимущество геостационарной орбиты получило широкую известность после выхода в свет научно-популярной статьи Артура С. Кларка в журнале "Wireless World" в 1945г. Именно поэтому на Западе геостационарная орбита иногда называется "орбитой Кларка".
Спутник, находящийся на геостационарной орбите кажется неподвижным из любой точки на поверхности Земли. В результате, неподвижно закреплённая направленная антенна может сохранять постоянную связь с этим спутником.
Спутник должен обращаться в направлении вращения Земли, на высоте 35 786км над уровнем моря.
Именно такая высота обеспечивает спутнику период обращения, равный периоду вращения Земли - 23 часа, 56 минут, 4,091сек.
.
.
.
4. Пример размещения навигационной спутниковой системы на средней околоземной орбите (мео)
Н
авигационные
спутники Средняя околоземная орбита
(МЕО)
Наземная станция
центра сбора информации
Функционирование спутниковых систем связи, название спутниковых систем и отдельных приборов, например регистров VLR и HLR аналогично функционированию и названиям средств электросвязи в сетях сотовой связи GSM.
До недавнего времени практически единственной спутниковой системой связи ГЕО была "Инмарсат", созданная в 80-е годы и обеспечивающая практически глобальное обслуживание суши и океанов, за исключением полярных областей Земли достаточно развитая технологически и располагающая широкой сетью наземных станций.
Функционирование системы Инмарсат (Inmarsat) обеспечивают не более четырех-пяти спутников-ретрансляторов, которые находятся на геостационарной орбите (GEO). Долгосрочная эксплуатация системы Инмарсат гарантирована участием в ней около 80 стран, включая Россию.
Первоначально система Инмарсат планировалась как морская спутниковая служба.
Терминалами Инмарсат оснащено 35,0тыс. судов всемирного флота. Но позднее ее применение распространилось на сухопутную и воздушную области.
Пользователям Инмарсат предлагаются услуги передачи речи, данных (протоколы Х.25, Х.400), факса, Интернет, электронной почты, ТВ и др. Недостаток системы Инмарсат: невозможность определения местонахождения наземного объекта, ограниченная емкость системы, низкие скорости передачи сигналов, большие задержки передачи речевых сообщений - свыше 260,0мс. Функционируют две разновидности системы Инмарсат:
.
-Инмарсат-А – с аналоговым интерфейсом;
-Инмарсат-В – с цифровым интерфейсом.
Спутниковая система Иридиум состоит не из геостационарных спутников, а из довольно большого числа низкоорбитальных (LEO) космических аппаратов с высотой орбиты до 1500,0км, их необходимое количество составляет 66.
Спутники выводятся на орбиту космическими кораблями.
Система Иридиум обеспечивает глобальную магистральную связь в любой точке земли и суши: от северного полюса до южного полюса Земли.
Система Иридиум предоставляет пользователям более широкий спектр услуг, чем Инмарсат: передача речи, данных, факсимильных сообщений, пейджинговые услуги, передача коротких сообщений, определение местонахождения наземного объекта (например, мобильной станции MS).
Продвижением проектов низкоорбитальных спутниковых систем связи (LEO) занимаются: Космический центр им. М.В. Хруничева, компании: "Хруничев Телеком", "Иридиум Евразия" (система Иридиум) и др.
По оценке российских экспертов, число пользователей в нашей стране к 2008 году достигло ~750,0 тысяч.
В последние годы резко изменились приоритеты спутниковой связи:
-магистральные станции играют все меньшую роль, уступив ВОЛС волоконно-оптическим линиям связи;
-бурное развитие получили VSAT - Very Small Aperture Terminal - спутниковый терминал с малой апертурой (диаметр, раскрыв антенны). VSAT применяются, как правило, для связи со спутниками связи, находящимися на геостационарной орбите (GEO)
VSAT при минимальной скорости (64,0кбит/с) обеспечивают одновременную передачу нескольких телефонных разговоров, обмен данными и факсимильными сообщениями. При необходимости скорость передачи данных без особых проблем может быть увеличена до 2,048,0мбит/с.
Что же такое VSAT? До сих пор в России нет четкого определения этого понятия. По европейской терминологии, под VSAT подразумеваются станции спутниковой связи со следующими параметрами: - максимальная эффективная изотропная излучаемая мощность (ЭИИМ) – 50,0Вт; - максимальная мощность передатчика – 2,0Вт;
- диаметр антенны - от 0,5 до 3,8 м, с потребляемой мощностью от 25,0Вт и стоимостью от 3500,0$.
Современные VSAT могут не только обеспечивать обмен информацией, доступ в Интернет, но и принимать программы спутникового телевидения. Главное преимущество спутниковых VSAT-терминалов - это их установка вблизи рабочих мест, что крайне выгодно и удобно для пользователей, которым нужны не высокие скорости, а экономичность, защита от несанкционированного доступа и техническая возможность иметь в конкретном месте услуги связи, названные выше. Срок активного нахождения спутника-ретранслятора на орбите - не менее 10 лет. Большинство спутниковых систем, использующих VSAT-технологию, обслуживаются спутниками-ретрансляторами, находящимися на геостационарной орбите (ГСО), радиус которой 35786,0км от поверхности Земли.
Задержка сигнала составляет:
-
260,0мс (при "односкачковом" режиме, когда сигнал проходит один раз путь до спутника-ретранслятора и обратно);
-
-520,0мс (при "двух скачковом" режиме). При передаче данных задержка совсем незаметна, лишь незначительно снижается скорость передачи. В телефонных сетях с одним скачком задержка не превышает нормативную величину (для спутниковой связи - 260мс) и не слишком заметна. В телефонных сетях с двумя скачками задержка чувствуется сильнее и при высоких требованиях к каналу связи может быть неприемлема. В этом случае топология телекоммуникационной сети выбирается с учетом того, чтобы исключить два скачка при разговоре.
Спутниковые абонентские устройства систем Иридиум можно использовать как телефоны сетей сотовой связи, т.к. их вес и габариты аналогичны.
Развитие услуг, предоставляемых пользователям с помощью спутников, находящихся на геостационарной орбите
О
бъем
услуг
м
лн.
долл.
8000
7000 Видео
6000
5000
4000 Данные
3000
2000 Речь
2007 2009 2011 2013 2015 годы
.
Системы спутниковой связи общего пользования - общая схема
Гиперячейка
Спутник связи
Антенна Пикоячейки
Транспорт:
Пикоячейки - воздушный
- водный
- наземный
Микроячейки
.
.
.
.
.
.
.
.
Транкинговая связь
Впервые, как уже отмечалось, подвижная (мобильная) радиосвязь появилась в США в конце 30-е годов.
В конце 70-х годов появились первые аналоговые транкинговые системы, которые успешно дожили до наших дней в виде протоколов LTR, ESAS, MPT1327 (мировой хит - цифровой транкинг - основная система на территории России, крупнейший ее клиент – "Газпром"), Smartnet, Smartsone.
Транкинг пришел в Россию в 60-х годах (одной из первых транкинговых систем с децентрализованным управлением был наш хороший знакомый радиально-зоновый "Алтай"). Традиционная беспроводная связь заняла практически весь частотный диапазон.
Число абонентов подвижной связи резко возросло, и остро встал вопрос эффективного использования радиочастотного спектра, а также увеличения пропускной способности каналов радиосвязи. В транкинге пользователю предоставляется любой из имеющихся свободных в данный момент времени каналов. Транкинг наиболее бережно относится к частотному ресурсу. Если в обычной радиосвязи и в сетях сотовой связи среднее число пользователей на канал равно 30-40, то в транкинге их 50-100, а в системах последних поколений еще больше.
Транкинг оказывается единственно полезным там, где пасует сотовая связь, где применение систем сотовой связи экономически нецелесообразно, а именно в том случае, когда число пользователей не менее 5 тысяч.
Транкингу нужен размах – десятки и сотни тысяч абонентов.
Транкинговая связь на порядок дешевле сотовой связи, больше, чем у сотовой связи, радиус зоны ее обслуживания до 80,0км.
Транкинг не заменим для силовых структур, аварийных и охранных служб, морских и авиационных портов, небольших населенных пунктов (городов, сел), корпоративных и ведомственных сетей.
Его главное предназначение - работа с командой. Он - коллективист. Транкинговые системы передают не только речевую, но и телеметрическую информацию.
Большинство систем Транкинга (аналоговых и цифровых) имеют выход в ТфОП, предусматривают возможность использования дуплексных радиостанций, обеспечивают преобладающий внутренний трафик (до 90%) и. как результат, низкие тарифы на услуги связи.
В России работает система транкинговой радиосвязи TETRA на всей территории Северо-западного региона, которая базируется на технической идеологии широко распространенного стандарта GSM, специально оптимизированного для западных регионов России, где большая плотность населения.
Стандарт TETRA не предусматривает работу с аналоговыми системами и имеет две спецификации:
TETRA V+D -спецификация - ориентирована на передачу голоса и данных;
TETRA PDO -спецификация - ориентирована только на передачу данных.
Еще один новый стандарт радиосвязи, в том числе и транкинговой, APCO-25 создан в США Ассоциацией Официальных представителей служб Связи общественной безопасности, который признан международным, с точки зрения качества связи, стоимости и стыковки с цифровыми и аналоговыми системами.
.
Основные сравнительные характеристики систем транкинговой связи.
Наименование
характеристик APSO -25 TETRA PDO IDEN
1. Тип связи цифровой, цифровой цифровой
совмещается
с аналоговым
2. Рабочий диапазон, мГц 160,0 (базовый) 400,0 800,0
400,0 и 800.0 (базовый)
(перспектива) 800,0
(перспектива)
3. Радиус действия
базовой станции, км 150 (нормальный 33 20 рельеф, диапазон (открытая (открытая
160,0мгц.) местность) местность)
до 50 (при диапазоне до 4-х
400,0мгц.) (город)
4.Скорость передачи, кбит/с 4,8 – 7,2 2,4 – 28,8 9,6 (КК) 34,0 (КП)
где: .
КК – коммутация каналов
КП – коммутация пакетов
Функциональная схема транкинговой связи
АС АС АС АС
......... ..........
БС БС БС БС
ТСК ТСК
ГСК
где:
АС - Абонентская станция
БС - Базовая станция
ТСК - Транкинговый системный контроллер
ГСК - Главный контроллер системы
Пейджинговая связь
Функциональная схема местной пейджинговой связи
Центр управления