Выполнил: Теленкова Р.А. СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРСОНАЛЬНОЙ СВЯЗИ

СТАТИСТИКА В начале ХХI в. число абонентов спутниковых систем персональной связи (ССПС) составит примерно 1 млн, а в начале следующего десятилетия – более 3 млн

СТАТИСТИКА В РОССИИ В России таких абонентов ожидается около 500 тыс. Близится время объединения наземных и спутниковых систем в глобальную систему связи, когда будет обеспечена досягаемость абонента, находящегося в любой точке мира, путем набора его телефонного номера.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ середина 60-х годов : начало коммерческого использования спутников-ретрансляторов для многоканальной связи, передачи телепрограмм и т.п.; конец 90-х годов : начало эксплуатации глобальных спутниковых систем связи. 80-е годы : появление технологии VSAT – технологии малых спутниковых терминалов, устанавливаемых прямо у пользователей, и непосредственного спутникового телевизионного вещания; 70-е годы: создание систем спутниковой связи, спутникового телевещания коллективного пользования;

ССПС Основное преимущество ССПС – отсутствие ограничений по привязке к конкретной местности Земли.

УСЛУГИ, ПРЕДОСТАВЛЯЕМЫЕ СИСТЕМАМИ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ Услуги, предоставляемые системами спутниковой связи, можно разделить на три основных класса: системы для определения местоположения (координат) потребителей. системы речевой (радиотелефонной) связи системы пакетной передачи данных

СИСТЕМЫ ПАКЕТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ Системы пакетной передачи данных предназначены для передачи в цифровом виде любых данных (телексных, факсимильных, компьютерных и др.). Скорость пакетной передачи данных составляет от единиц до сотен килобайт в секунду. В этих системах, как правило, отказываются от непрерывности обслуживания и не предъявляют жестких требований к оперативности доставки сообщений.

ЦИФРОВАЯ ПЕРЕДАЧА СООБЩЕНИЙ При радиотелефонной связи в спутниковых системах используют цифровую передачу сообщений, задержка сигнала на трассе распространения не должна превышать 0,3 с и переговоры абонентов не должны прерываться во время сеанса связи. Обслуживание абонентов должно быть непрерывным и происходить в реальном масштабе времени.

ПОСТРОЕНИЕ РАДИОТЕЛЕФОННОЙ СПУТНИКОВОЙ СЕТИ При построении радиотелефонной спутниковой сети необходимо учитывать, что: спутники должны оснащаться высокоточной системой ориентации для удержания луча их антенны в заданном направлении

количество спутников в системе должно быть достаточным для обеспечения сплошного и непрерывного покрытия зоны обслуживания;

для обеспечения достаточного количества каналов связи должны применяться многолучевые антенные системы, работающие на частотах более 1,5ГГц, что значительно усложняет конструкцию антенн и космических аппаратов (КА)

для обеспечения непрерывности радиотелефонной связи через спутник, оснащенный многолучевыми антенными системами, требуется большое количество узловых (шлюзовых) станций с дорогим коммуникационным оборудованием

: ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ (КООРДИНАТ) АБОНЕНТА НА ЗЕМЛЕ стандартной навигационной аппаратуры GPS систем ГЛОНАСС/НАВСТАР, обеспечивающей очень высокую точность определения координат потребителя; специальной навигационной аппаратуры, которая по сигналам спутников персональной связи и (или) шлюзовых станций позволяет определять координаты потребителя с меньшей точностью (около 300 м независимо от времени суток, погодных условий и т.п.).

СПУТНИКИ СВЯЗИ РАЗМЕЩАЮТСЯ ОБЫЧНО НА СЛЕДУЮЩИХ ТИПАХ ОРБИТ: круговых – трудно реализуемых на практике и требующих частой коррекции с помощью бортовых корректирующих двигателей КА; геостационарных – это круговые экваториальные орбиты с периодом обращения КА, равным периоду обращения Земли (Т » 23 ч. 56 мин.) и высотой орбиты около 36 тыс. км. КА на такой орбите находятся постоянно над определенными точками экватора и имеют большую площадь обзора Земли, что позволяет практически тремя спутниками обеспечивать глобальную спутниковую связь. эллиптических (высота апогея 38 тыс. – 40 тыс. км, высота перигея – км), также широко применяющихся в системах спутниковой связи; близких к круговым – наиболее распространенный тип орбит в системах спутниковой связи (апогей – 1500 км, перигей – 700 км);

Параболические и гиперболические орбиты при построении систем связи не применяются.

ВЫСОТА ОРБИТ Высота орбит КА выбирается на основании анализа энергетических характеристик радиолиний, величины задержки при распространении радиоволн, близости к орбите радиационных поясов Ван Аллена, размеров и расположения обслуживаемых территорий.

НИЗКООРБИТАЛЬНЫЕ ГРУППИРОВКИ Низкоорбитальные группировки различных космических систем находятся в диапазоне от 700 до 1500 км, что обусловлено высокой плотностью атмосферы ниже 700 км и расположением первого радиационного пояса Ван Аллена выше 1500 км, в котором невозможна работа электронной бортовой аппаратуры.

КА, НАХОДЯЩИЙСЯ НА НИЗКОЙ ОРБИТЕ КА, находящийся на низкой орбите, попадает в зону прямой видимости абонента лишь на 8-10 мин, поэтому для обеспечения устойчивой радиосвязи КА должны постоянно сменять друг друга, что ведет к усложнению и удорожанию систем связи.

СРЕДНЕВЫСОТНЫЕ ОРБИТЫ Средневысотные орбиты от 5 тыс. до 15 тыс. км находятся между первым и вторым радиационными поясами Ван Аллена. Задержка распространения сигналов через спутник-ретранслятор на таких высотах составляет примерно 130 мс, что практически неуловимо для человеческого слуха и, следовательно, позволяет использовать такие спутники для радиотелефонной связи.

УВЕЛИЧЕНИЕ ВЫСОТЫ ОРБИТЫ С увеличением высоты орбиты КА зона прямой видимости спутника-ретранслятора и абонента увеличивается, что приводит к уменьшению количества спутников, необходимого для обеспечения непрерывной с вязи. Из средне орбитальных систем наиболее известны Inmarsat (10 КА на 2 орбитах), Odyssey (12 КА на 3 орбитах), Ellipso (14 КА на 3 орбитах).

ГЕОСТАЦИОНАРНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ Геостационарным космическим системам присущ один существенный недостаток – большое время распространения радиосигналов, что приводит к задержкам передачи сигналов при радиотелефонной связи. Примером таких систем служат ССПС Comsat (3 КА на геостационарных орбитах), Банкир (3 КА на геостационарных орбитах), Ямал (2 КА на геостационарных орбитах).

СТРУКТУРА СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ ПЕРСОНАЛЬНОЙ СВЯЗИ

В СОСТАВ СПУТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ ВХОДЯТ СЛЕДУЮЩИЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ СЕГМЕНТЫ: космический сегмент, состоящий из нескольких спутников-ретрансляторов; наземные сети связи, с которыми через интерфейс связи сопрягают шлюзовые станции космической связи. пользовательский (абонентский) сегмент, осуществляющий связь при помощи персональных спутниковых терминалов; наземный сегмент, состоящий из центра управления системой, центра запуска КА, командно- измерительных станций, центра управления связью и шлюзовых станций;

В СОСТАВ ЛЮБОГО СВЯЗНОГО КА ВХОДЯТ СЛЕДУЮЩИЕ ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ: центральный процессор; система электропитания (аккумуляторы и солнечные батареи). двигательная установка; система ориентации и стабилизации; радиоэлектронное оборудование бортового комплекса ; антенные системы ;

ЦЕНТР УПРАВЛЕНИЯ СВЯЗЬЮ Центр управления связью планирует использование ресурса спутника, координируя эту операцию с центром управления системой. Центр управления связью осуществляет через национальные шлюзовые станции анализ и контроль связи, а также управление.

ШЛЮЗОВАЯ СТАНЦИЯ Шлюзовая станция состоит из нескольких приемопередающих комплексов (обычно не менее трех), в каждом из которых имеется следящая параболическая антенна. Применение нескольких приемопередающих комплексов позволяет практически без нарушения связи переходить от одного КА к другому.

ПЕРСОНАЛЬНЫЙ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ СЕГМЕНТ. связь абонентов, имеющих персональные спутниковые терминалы, между собой; дуплексная связь абонентов, имеющих персональные спутниковые терминалы, с абонентами телефонной сети общего назначения, пейджинговых и сотовых сетей, а также других каналов связи, если указанные сети подключены к интерфейсам связи шлюзовых станций; определение местоположения (координат) абонентов СПСС.

ПЕРСОНАЛЬНЫЙ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ СЕГМЕНТ. Данные терминалы устанавливают связь между абонентами за 2 с, как и системы сотовой связи. В настоящее время предлагаются пользователям следующие типы спутниковых терминалов: портативные терминалы (спутниковый телефон); переносные персональные терминалы; мобильные терминалы для автотранспортных, авиа- и морских средств; малогабаритные пейджинговые терминалы; терминалы для коллективного пользования. Данные терминалы устанавливают связь между абонентами за 2 с, как и системы сотовой связи. В настоящее время предлагаются пользователям следующие типы спутниковых терминалов: портативные терминалы (спутниковый телефон); переносные персональные терминалы; мобильные терминалы для автотранспортных, авиа- и морских средств; малогабаритные пейджинговые терминалы; терминалы для коллективного пользования.

В СИСТЕМЕ ГЛОБАЛЬНОЙ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ ПРЕДЛАГАЕТСЯ СЛЕДУЮЩИЙ НАБОР УСЛУГ: - передача речи (телефонная связь - передача факсимильных сообщений; - передача данных; - передача речи (телефонная связь - передача факсимильных сообщений; - передача данных; - персональный радиовызов (пейджинг); - определение местоположения абонента; - глобальный роуминг. - персональный радиовызов (пейджинг); - определение местоположения абонента; - глобальный роуминг.

Эти услуги реализуются в режиме предоставления канала по запросу, причем время его предоставления в спутниковых системах не превышает 2 с. При подключении компьютера к спутниковому терминалу можно обмениваться файлами в реальном масштабе времени со скоростью примерно 0,5-1 страница в секунду.

Конец