Сучасні супутникові системи зв'язку. Супутникові системи зв'язку світу. Як працює обладнання сучасного супутникового зв'язку

Зміст проекту:

Вступ

3.Система супутникового зв'язку

4. Застосування супутникового зв'язку

5.Технологія VSAT

7.Системи рухомого супутникового зв'язку

8. Недоліки супутникового зв'язку

9. Висновок

Вступ

Сучасні реалії вже говорять про неминучість заміщення супутниковим зв'язком звичні мобільні і тим більше стаціонарні телефони. Новітні технологіїсупутникового зв'язку пропонують дієві техніко- та економічно вигідні рішення для розвитку як вседоступних послуг зв'язку та мереж безпосереднього звукового, так і ТВ-мовлення. Завдяки видатним досягненням в галузі мікроелектроніки супутникові телефони стали настільки компактними і надійними у використанні, що робляться все запитання у різних груп користувачів, а послуга прокату супутникових апаратів є однією з найбільш популярних послуг на ринку сучасного супутникового зв'язку. Суттєві перспективи розвитку, очевидні плюси перед іншою телефонією, надійність та гарантована безперебійність зв'язку – все це про супутникові телефони.

Супутниковий зв'язок сьогодні є єдиним економічно вигідним рішенням надання послуг зв'язку абонентам у зонах із низькою щільністю населення, що підтверджує низку проведених економічних досліджень. Супутник є єдиним технічно реалізованим і окупним рішенням у разі, якщо щільність населення нижче, ніж 1,5 чол/км2.Супутниковий зв'язок має найважливіші переваги, необхідні для побудови великомасштабних телекомунікаційних мереж. По-перше, з її допомогою можна досить швидко сформувати мережеву інфраструктуру, що охоплює велику територію і не залежить від наявності чи стану наземних каналів зв'язку. По-друге, використання сучасних технологій доступу до ресурсу супутникових ретрансляторів та можливість доставки інформації практично необмеженому числу споживачів одночасно значно знижують витрати на експлуатацію мережі. Ці переваги супутникового зв'язку роблять його дуже привабливим і високоефективним навіть у регіонах з добре розвиненими наземними телекомунікаціями. Попередні прогнози розвитку систем персонального супутникового зв'язку показують, що на початку XXI число їх абонентів склало приблизно 1 млн. , а протягом наступного десятиліття - 3млн. В даний час кількість користувачів супутникової системи Inmarsat складає 40тис.

В останні роки в Росії все активніше впроваджуються сучасні види та засоби зв'язку. Але якщо стільниковий радіотелефон вже став звичним, то апарат персонального супутникового зв'язку (супутниковий термінал) поки що рідкість. Аналіз розвитку подібних засобів зв'язку показує, що вже в найближчому майбутньому ми станемо свідками повсякденного застосування систем персонального супутникового зв'язку (СПСС). Наближається час об'єднання наземних та супутникових систем у глобальну систему зв'язку. Персональний зв'язок стане можливим у глобальному масштабі, тобто буде забезпечена досяжність абонента в будь-якій точці світу шляхом набору його телефонного номера, який залежить від місцезнаходження абонента. Але перш, ніж це стане реальністю, системи супутникового зв'язку повинні будуть успішно витримати випробування та підтвердити заявлені технічні характеристики та економічні показники та процес комерційної експлуатації. Що ж до споживачів, то, щоб зробити правильний вибірїм доведеться навчитися добре орієнтуватися в безлічі пропозицій.

Цілі проекту:

1. Вивчити історію супутникової системи зв'язку.

2. Ознайомитись зособливостями та перспективами розвитку та проектування супутникового зв'язку.

3. Отримати інформацію про сучасний супутниковий зв'язок.

Завдання проекту:

1. Проаналізувати розвиток супутникової системи зв'язку усім її етапах.

2. Отримати повне уявлення про сучасний супутниковий зв'язок.

1.Розвиток супутникової мережі зв'язку

Наприкінці 1945 року світ побачив невелику наукову статтю, яка присвячувалась теоретичним можливостям поліпшення зв'язку (насамперед відстані між приймачем і передавачем) завдяки підняттю антени на максимальну висоту. Використання штучних супутників як ретранслятор радіосигналів стало можливим завдяки теорії англійського вченого Артура Кларка, який опублікував замітку під назвою «Позаземні ретранслятори» в 1945 році. Він фактично передбачив новий виток в еволюції радіорелейного зв'язку, запропонувавши вивести ретранслятор на максимально доступну висоту.

Теоретичними дослідженнями зацікавилися американські вчені, які розглянули у статті безліч переваг від нового типу зв'язку:

не потрібно більше будувати ланцюг наземних ретрансляторів;

одного супутника достатньо забезпечення великої зони покриття;

можливість передачі радіосигналу будь-яку точку планети незалежно від наявності телекомунікаційної інфраструктури.

У результаті з другої половини минулого століття почалися практичні дослідження та формування мережі супутникового зв'язку по всьому світу. Зі зростанням кількості ретрансляторів на орбіті впроваджувалися нові технології, і вдосконалювалося обладнання супутникового зв'язку. Тепер даний спосібобміну інформацією став доступним як великим корпораціям і військовим компаніям, а й приватним особам.

Розвиток супутникових систем зв'язку розпочався із запуску в космос першого апарату «Ехо-1» (пасивний ретранслятор у вигляді металізованої кулі) у серпні 1960 року. Пізніше було розроблено ключові стандарти супутникового зв'язку (робочі частотні діапазони), які широко використовуються у всьому світі.

1.1 Історія розвитку супутникового зв'язку та основні види зв'язку

Історія розвитку Супутникової Системи Зв'язку налічує п'ять етапів:

1957-1965 рр. Підготовчий період, який розпочався у жовтні 1957 р. після запуску Радянським Союзом першого у світі штучного супутника Землі, а через місяць та другого. Це сталося в розпал холодної війни і стрімких перегонів озброєнь, тому, природно, супутникові технології ставали насамперед надбанням військових. Розглянутий етап характеризується запуском ранніх експериментальних ШСЗ, у тому числі супутників зв'язку, які переважно виводилися на низькі навколоземні орбіти.

Перший геостаціонарний супутник-ретранслятор TKLSTAR був створений на користь армії США і виведений на орбіту в липні 1962 року. У той же час була розроблена серія американських військових супутників зв'язку SYN-СОМ (Synchronous Communications Satellite).

1965-1973 р.р. Період розвитку ССС на основі геостаціонарних ретрансляторів. 1965 ознаменований запуском у квітні геостаціонарного СР INTELSAT-1, що започаткував комерційне використання супутникового зв'язку. Ранні супутники серії INTELSAT забезпечували трансконтинентальний зв'язок та переважно підтримували магістральні канали зв'язку між невеликою кількістю національних шлюзових земних станцій, що забезпечують інтерфейс з національними наземними мережами загального користування.

Магістральні канали забезпечували з'єднання, якими передавався телефонний трафік, ТБ сигнали та забезпечувався телексний зв'язок. В цілому ССС Intelsat доповнювала і резервувала підводні трансконтинентальні кабельні лінії зв'язку, що існували на той момент.

1973-1982 рр. Етап широкого поширення регіональних та національних ССС. На цьому етані історичного розвитку ССС було створено міжнародну організацію Inmarsat, що розгорнула глобальну мережу зв'язку Inmarsat, основною метою якої було забезпечення зв'язку з морськими суднами, що перебувають у плаванні. Надалі Inmarsat поширила свої послуги на всі різновиди рухливих користувачів.

1982-1990 рр. Період стрімкого розвитку та поширення малих земних терміналів. У 80-ті роки успіхи в галузі техніки та технології ключових елементів ССС, а також реформи з лібералізації та демонополізації галузі зв'язку в низці країн дозволили використовувати супутникові каналиу корпоративних ділових мережах зв'язку, що отримали назву VSAT.

Мережі VSAT дозволили встановлювати компактні земні станції супутникового зв'язку в безпосередній близькості від офісів користувача, вирішивши тим самим для величезної кількості корпоративних користувачів проблему «останньої милі», створили умови комфортного та оперативного обміну інформацією, дозволили розвантажити наземні мережі загального користування. Використання «інтелектуальних» зв'язку.

З першої половини 90-х років ССС вступили в кількісно та якісно новий етап свого розвитку.

Велика кількість глобальних та регіональних супутникових мереж зв'язку перебували у стадії експлуатації, виробництва чи проектування. Технологія супутникового зв'язку стала областю значного інтересу та ділової активності. У цей період часу спостерігалося вибухове зростання швидкодії мікропроцесорів загального призначення та обсягів напівпровідникових пристроїв при одночасному підвищенні надійності, а також зменшенні енергоспоживання та вартості цих компонентів.

Основні види зв'язку

Враховуючи широку сферу застосування, я виокремлю найпоширеніші різновиди зв'язку, які застосовуються нині в нашій країні та в усьому світі:

радіорелейна;

високочастотна;

поштова;

GSM;

супутникова;

оптична;

диспетчерська.

Кожному типу відповідає своя технологія та комплекс необхідного обладнання для повноцінного функціонування. Розгляну зазначені категорії докладніше.

Зв'язок через супутник

Історія супутникового зв'язку починається з кінця 1945 року, коли англійські вчені розробили теорію передачі радіорелейного сигналу через ретранслятори, які будуть на великій висоті (геостаціонарна орбіта). Перші штучні супутники почали запускатись з 1957 року.

Переваги такого типу зв'язку очевидні:

мінімальна кількість ретрансляторів (на практиці вистачає одного або двох супутників для забезпечення якісного зв'язку);

покращення базових характеристик сигналу (відсутність перешкод, збільшення відстані передачі, підвищення якості);

збільшення площі покриття.

Сьогодні обладнання супутникового зв'язку – це складний комплекс, який складається не лише з орбітальних ретрансляторів, а й з базових наземних станцій, які розташовані в різних частинах планети.

2. Сучасний стан супутникової мережі зв'язку

З усіх численних комерційних проектів ПСС (рухомого супутникового зв'язку) в діапазоні нижче 1 ГГц реалізована одна система Orbcomm, яка включає 30 негеостаціонарних (НГСО) супутників, що забезпечують покриття Землі.

У зв'язку з використанням відносно низьких діапазонів частот, система дозволяє надавати на прості дешеві абонентські пристрої послуги з низькошвидкісної передачі даних, такі, як електронна пошта, двосторонній пейджинг дистанційного контролю. Основними користувачами Orbcomm є транспортні компанії, для яких ця система забезпечує економічно ефективне рішеннящодо здійснення контролю та управління перевезення вантажів.

Найвідомішим оператором на ринку послуг ПСС є Inmarsat. На ринку пропонується близько 30 типів абонентських пристроїв як переносних, так і рухомих: для сухопутного, морського та повітряного використання, що забезпечують передачу мови, факс та передачу даних зі швидкістю від 600 біт/c до 64 кбіт/с. Конкуренцію для Inmarsat складають три системи ПСС, зокрема Globalstar, Iridium та Thuraya.

Перші дві забезпечують практично повне покриття земної поверхні за рахунок використання великих угруповань, що відповідно складаються з 40 і 79 НГСО супутників. Пре Thuraya стала глобальною у 2007 р. із запуском третього геостаціонарного (ГС О) супутника, який покриє американський континент, де вона зараз недоступна. Усі три системи надають послуги телефонного зв'язкута низькошвидкісної передачі даних на приймальні пристрої, порівняні за вагою та розміром з мобільними телефонами GSM.

Розвиток супутникових систем зв'язку відіграє значну роль у формуванні єдиного інформаційного простору на території держави та тісно пов'язане з федеральними програмами з ліквідації цифрової нерівності, розвитку загальнонаціональних інфраструктурних та соціальних проектів. Найбільш значущими Федеральними цільовими програмами біля РФ є проекти з " Розвитку телерадіомовлення " і " Усунення цифрового нерівності " . Основні завдання проектів – розвиток цифрового ефірного телебачення, мереж зв'язку, систем масового широкосмугового доступу до глобальних інформаційних мереж та надання мультисервісних послуг на пересувних та рухомих об'єктах. Крім федеральних проектів, Розвиток супутникових систем зв'язку забезпечує нові можливості для вирішення завдань корпоративного ринку. Області застосування супутникових технологій та різних супутникових систем зв'язку стрімко розширюються з кожним роком.

Одним із ключових факторів успішного розвитку супутникових технологій у Росії є реалізація Програми Розвитку орбітального угруповання супутників зв'язку та мовлення цивільного призначення, включаючи супутники на високоеліптичній орбітах.

Розвиток супутникових систем зв'язку

Основними драйверами розвитку галузі супутникового зв'язку в Росії сьогодні є:

запуск мереж у Ка-діапазоні (на російських супутниках "ЕКСПРЕС-АМ5", "ЕКСПРЕС-АМ6"),

активний розвиток сегмента пересувного та рухомого зв'язку на різних транспортних платформах,

вихід супутникових операторів на масовий ринок,

розвиток рішень для організації магістральних каналів для мереж стільникового зв'язку в Ка-діапазоні та М2М-додатків.

Загальним трендом на світовому ринку супутникових послуг є швидке зростання швидкостей передачі даних, що надаються на супутникових ресурсах, що задовольняє основним вимогам сучасних мультимедійних додатків і відповідає розвитку програмного забезпечення та зростання обсягів даних, що передаються в корпоративному та приватному сегментах.
У мережах супутникового зв'язку, що працюють у Ка-діапазоні, найбільший інтерес пов'язаний з розвитком сервісів для приватного та корпоративного сегмента в умовах зниження вартості супутникової ємності, що реалізується на супутниках Ка-діапазону з високою пропускною здатністю (High-Throughput Satellite – HTS).

Використання супутникових систем зв'язку

Системи супутникового зв'язку створені для забезпечення потреб зв'язку та супутникового доступу до Інтернету у будь-якій точці світу. Вони необхідні там, де потрібна підвищена надійність і стійкість до відмов, використовуються для високошвидкісної передачі даних при організації багатоканального телефонного зв'язку.

Спеціалізовані системи зв'язку мають ряд переваг, але ключовим є можливість реалізації якісної телефонії поза зонами покриття станціями стільникового зв'язку.

Такі системи зв'язку дозволяють працювати від автономного живлення протягом тривалого часу і перебувати в режимі очікування виклику, відбувається це за рахунок невисоких енергетичних показників користувальницького обладнання, легкої ваги та всеспрямованої антени.

В даний час існує безліч різних систем супутникового зв'язку. У всіх є свої плюси та мінуси. Додатково кожен виробник пропонує користувачам індивідуальний набір послуг (Інтернет, факс, телекс), визначає набір функцій для кожної області покриття, а також розраховує вартість супутникового обладнання та послуг зв'язку. У Росії ключовими є:Інмарсат, Ірідіум та Турайя.

Сфери використання ССС (Системи супутникового зв'язку): мореплавання, міністерства та відомства, органи управління державних структур та установ, МНС та рятувальні підрозділи.

Перша у світі система мобільного супутникового зв'язку, що пропонує повний набірсучасних послуг користувачам по всьому світу:, і в віз дусі.

Супутникова система зв'язку Інмарсат (Inmarsat) має ряд переваг:

зона покриття – вся територія земної кулі, крім полярних областей

якість сервісів, що надаються

конфіденційність

додаткові аксесуари (автомобільні комплекти, факси та інше)

безкоштовні вхідні дзвінки

доступність у застосуванні

он-лайн система перевірки стану рахунку (білінг)

високий рівень довіри у користувачів, перевірена часом (понад 25 років існування та 210 тисяч користувачів по всьому світу)

Основні послуги системи супутникового зв'язку Інмарсат (Inmarsat) :

Телефон

Факс

Електронна пошта

Передача даних (у т.ч. високошвидкісна)

Телекс (для деяких стандартів)

GPS

Перша у світі глобальна система супутникового зв'язку, яка працює у будь-якій точці світу, включаючи райони Південного та Північного полюсів. Виробник пропонує універсальний сервіс, доступний для бізнесу та життя у будь-який час доби.

Супутникова система зв'язку Ірідіум (Iridium) має ряд переваг:

зона покриття – вся територія земної кулі

низькі тарифні плани

безкоштовні вхідні дзвінки

Основні послуги системи супутникового зв'язку Іридіум (Iridium) :

Телефон

Передача даних

Пейджинг

Супутниковий оператор, який надає сервіс на 35% території земної кулі. Сервіси, що реалізуються в цій системі: супутникові та GSM трубки, а також супутникові телефони. Недорога мобільний зв'язокдля свободи спілкування та пересування.

Супутникова система зв'язку Турайя (Thuraya) має ряд переваг:

компактний розмір

можливість перемикання між супутниковою та стільниковим зв'язкомавтоматично

невисока вартість сервісів та телефонних апаратів

безкоштовні вхідні дзвінки

Основні послуги системи супутникового зв'язку Турайя (Thuraya):

Телефон

Електронна пошта

Передача даних

GPS

3.Система супутникового зв'язку

3. 1. Супутникові ретранслятори

Вперше роки досліджень використовувалися пасивні супутникові ретранслятори (приклади - супутники «Эхо» і «Эхо-2»), які були простий відбивач радіосигналу (часто - металева чи полімерна сфера з металевим напилюванням), який не несе на борту будь-якого приймального обладнання. Такі супутники не набули поширення.

3.2 Орбіти супутникових ретрансляторів

Орбіти, на яких розміщуються супутникові ретранслятори, поділяють на три класи:

В· екваторіальні

В· похилі

В· полярні

Важливим різновидом екваторіальної орбіти є геостаціонарна орбіта, на якій супутник обертається з кутовою швидкістю, що дорівнює кутовій швидкості Землі, у напрямку, що збігається з напрямком обертання Землі

Похила орбіта дозволяє вирішити ці проблеми, однак через переміщення супутника щодо наземного спостерігача необхідно запускати не менше трьох супутників на одну орбіту, щоб забезпечити цілодобовий доступ до зв'язку.

Полярна - орбіта, що має спосіб орбіти до площини екватора в дев'яносто градусів.

4.Система VSAT

Серед супутникових технологій особливу увагу привертає розвиток супутникового зв'язку типу VSAT (Very Small Aperture Terminal).

На основі VSAT обладнання можлива побудова мультисервісних мереж, що надають практично всі сучасні послуги зв'язку: доступ до Інтернету; телефонний зв'язок; об'єднання локальних мереж(Побудова VPN-мереж); передачу аудіо-, відеоінформації; резервування існуючих каналів зв'язку; збір даних, моніторинг та віддалене управління промисловими об'єктами та багато іншого.

Трохи історії. Розвиток мереж VSAT починається з того, що було запущено перший супутник зв'язку. Наприкінці 60-х років у ході експериментів із супутником АТС-1 було створено експериментальну мережу, що складається з 25 земних станцій, супутникового телефонного зв'язку на Алясці. Фірма Linkabit, одна з перших, що створила VSAT Ku-діапазону, злилася з фірмою M/A-COM, яка згодом стала провідним постачальником обладнання VSAT. Hughes Communications придбала відділення у М/А-СОМ, перетворивши його на Hughes Network Systems. На даний момент компанія Hughes Network Systems є провідним світовим постачальником широкосмугових мереж супутникового зв'язку. Мережа супутникового зв'язку на базі VSAT включає три ключові елементи: центральна керуюча станція (ЦУС), супутник-ретранслятор і абонентські VSAT термінали.

4.1.Супутник-ретранслятор

Мережі VSAT будуються на основі геостаціонарних супутників-ретрансляторів. Найважливішими характеристиками супутника є потужність бортових передавачів та кількість радіочастотних каналів (стволів чи транспондерів) на ньому. Стандартний ствол має смугу пропускання 36 МГц, що відповідає максимальній пропускній здатності близько 40 Мбіт/с. У середньому потужність передавачів коливається від 20 до 100 Ватт. У Росії як приклади супутників-ретрансляторів можна навести супутники зв'язку та мовлення "Ямал". Вони призначені для розвитку космічного сегмента ВАТ "Газком" і були встановлені в орбітальні позиції 49 в. д. та 90° ст. буд.

4.2 Абонентські VSAT термінали

Абонентський VSAT термінал - це невелика станція супутникового зв'язку з антеною діаметром від 0,9 до 2,4 м, призначена головним чином для надійного обміну даними супутниковими каналами. Станція складається з антенно-фідерного пристрою, зовнішнього зовнішнього радіочастотного блоку та внутрішнього блоку (супутникового модему). Зовнішній блок являє собою невеликий приймач-передавач або тільки приймач. Внутрішній блок забезпечує сполучення супутникового каналу з термінальним обладнанням користувача (комп'ютер, сервер ЛОМ, телефон, факс тощо).

5. Технологія VSAT

Можна виділити два основних види доступу до супутникового каналу: двосторонній (дуплексний) та односторонній (симплексний, асиметричний або комбінований).

При організації одностороннього доступу поряд із супутниковим обладнаннямобов'язково використовується наземний канал зв'язку (телефонна лінія, оптоволокно, стільникові мережі, радіоезернет), який використовується як запитний канал (ще його називають зворотним каналом).

Схема одностороннього доступу з використанням DVB-карти та телефонної лінії як зворотний канал.

Схема двостороннього доступу за допомогою обладнання HughesNet (компанії Hughes Network Systems).

Сьогодні у Росії кілька значущих операторів VSAT-мереж, які обслуговують близько 80 000 VSAT-станцій. 33% таких терміналів знаходиться у Центральному федеральному окрузі, по 13% – у Сибірському та Уральському федеральних округах, 11% – у Далекосхідному та по 5-8% – в інших федеральних округах. Серед найбільших операторів слід виділити:

6. Глобальна супутникова система зв'язку Globalstar

У Росії оператором супутникової системи зв'язку Globalstar є закрите акціонерне товариство "ГлобалТел". Як ексклюзивний постачальник послуг глобального рухомого супутникового зв'язку системи Globalstar, ЗАТ «ГлобалТел» надає послуги зв'язку на всій території Російської Федерації. Завдяки створенню компанії ЗАТ "ГлобалТел", у жителів Росії з'явилася ще одна можливість зв'язатися через супутник з будь-якої точки Росії практично з будь-якою точкою світу.

Система Globalstar надає супутниковий зв'язок високої якості для своїх абонентів за допомогою 48 робітників та 8 запасних низькоорбітальних супутників, що знаходяться на висоті 1410 км. (876 миль) від Землі. Система забезпечує глобальне покриття практично всієї поверхні земної кулі між 700 Північної та Південної широти з розширенням до 740. Супутники здатні приймати сигнали до 80% поверхні Землі, тобто практично з будь-якої точки земної кулі за винятком полярних областей та деяких зон центральної частини океанів . Супутники системи прості та надійні.

6.1. Сфери застосування системи Globalstar

Система Globalstar розроблена для надання високоякісних супутникових послуг для широкого кола користувачів, що включають голосовий зв'язок, службу коротких повідомлень, роумінг, позиціонування, факсимільний зв'язок, передачу даних, мобільний Інтернет.

Абонентами, що користуються портативними та мобільними апаратами, можуть стати ділові та приватні особи, які працюють на територіях, які не охоплені стільниковими мережами, або специфіка роботи яких передбачає часті ділові поїздки туди, де немає зв'язку або погана якість зв'язку.

Система розрахована на широкого споживача: представники засобів масової інформації, геологи, працівники видобутку та переробки нафти та газу, дорогоцінних металів, інженери-будівельники, енергетики. Співробітники державних структур Росії - міністерств та відомств (наприклад, МНС), можуть активно використовувати супутниковий зв'язок у своїй діяльності. Спеціальні комплектидля встановлення на транспортних засобахможуть бути ефективні при використанні на комерційному автотранспорті, на рибальських та інших видах морських та річкових суден, на залізничному транспорті тощо.

7.1. Системи рухомого супутникового зв'язку

Особливістю більшості систем рухомого супутникового зв'язку є невеликий розмір антени терміналу, що ускладнює прийом сигналу. Для того, щоб потужність сигналу, що досягає приймача, була достатньою, застосовують одне з двох рішень:

· Супутники розташовуються на геостаціонарній орбіті. Оскільки ця орбіта віддалена від Землі на відстань 35 786 км, на супутник потрібно встановити потужний передавач. Цей підхід використовується системою Inmarsat (основним завданням якої є надання послуг зв'язку морським судам) та деякими регіональними операторами персонального супутникового зв'язку (наприклад, Thuraya).

7.1. Супутниковий інтернет

Супутниковий Інтернет - спосіб забезпечення доступу до Інтернету з використанням технологій супутникового зв'язку (як правило, у стандарті DVB-S або DVB-S2).

Варіанти забезпечення доступу

Існує два способи обміну даними через супутник:

• односторонній (one-way), іноді званий також «асиметричним» – коли для прийому даних використовується супутниковий канал, а для передачі – доступні наземні канали

  двосторонній (two-way), іноді званий також «симетричним» - коли і для прийому, і передачі використовуються супутникові канали;

Односторонній супутниковий Інтернет

Односторонній супутниковий Інтернет має на увазі наявність у користувача якогось існуючого способупідключення до Інтернету. Як правило це повільний та/або дорогий канал (GPRS/EDGE, ADSL-підключення там, де послуги доступу до Інтернету розвинені погано та обмежені за швидкістю тощо). Через цей канал надсилаються лише запити до Інтернету.

Двосторонній супутниковий Інтернет

Двосторонній супутниковий Інтернет має на увазі прийом даних із супутника та відправлення їх назад також через супутник. Цей спосіб є дуже якісним, так як дозволяє досягати великих швидкостей при передачі та відправці, але він є досить дорогим і вимагає отримання дозволу на обладнання, що радіопередає (втім, останнє провайдер часто бере на себе). Висока вартість двостороннього інтернету виявляється повністю виправданою за рахунок насамперед набагато надійнішого зв'язку. На відміну від одностороннього доступу, двосторонній супутниковий інтернет не потребує жодних додаткових ресурсів (не рахуючи електроживлення, звичайно ж).

Особливістю «двостороннього» супутникового доступу до Інтернету є велика затримка на каналі зв'язку. Поки сигнал дійде від абонента до супутника та від супутника до Центральної станції супутникового зв'язку – пройде близько 250 мс. Стільки ж потрібно на подорож назад. Плюс неминучі затримки сигналу на обробці та на те, щоб пройти «в Інтернеті». В результаті час пінгу на двосторонньому супутниковому каналі становить близько 600 мс та більше. Це накладає деяку специфіку на роботу програм через супутниковий Інтернет і особливо сумно для затятих геймерів.

Ще одна особливість полягає в тому, що обладнання різних виробників практично несумісне один з одним. Тобто, якщо ви вибрали одного оператора, який працює на певному типі обладнання (наприклад, ViaSat, Hughes, Gilat EMS, Shiron тощо), то перейти ви зможете тільки до оператора, який використовує таке саме обладнання. Спроба реалізувати сумісність обладнання різних виробників (стандарт DVB-RCS) була підтримана дуже невеликою кількістю компаній, і сьогодні є скоріше ще однією з «приватних» технологій, ніж загальноприйнятим стандартом.

Устаткування для одностороннього супутникового Інтернету

8. Недоліки супутникового зв'язку

Слабка завадозахисність

Величезні відстані між земними станціями та супутником є ​​причиною того, що відношення сигнал/шум на приймачі дуже невелике (набагато менше, ніж для більшості радіорелейних ліній зв'язку). Для того, щоб у цих умовах забезпечити прийнятну ймовірність помилки, доводиться використовувати великі антени, малошумливі елементи та складні перешкодостійкі коди. Особливо гостро ця проблема стоїть у системах рухомого зв'язку, тому що в них є обмеження на розмір антени і, як правило, потужність передавача.

Вплив атмосфери

На якість супутникового зв'язку впливають ефекти в тропосфері та іоносфері.

Поглинання у тропосфері

Поглинання сигналу атмосферою залежить від його частоти. Максимуми поглинання припадають на 22,3 ГГц (резонанс водяної пари) та 60 ГГц (резонанс кисню). В цілому, поглинання суттєво позначається на поширенні сигналів із частотою понад 10 ГГц (тобто, починаючи з Ku-діапазону). Крім поглинання, при поширенні радіохвиль в атмосфері є ефект завмирання, причиною якого є різниця в коефіцієнтах заломлення різних шарів атмосфери.

Іоносферні ефекти

Затримка розповсюдження сигналу

Проблема затримки поширення сигналу, так чи інакше, торкається всіх супутникових систем зв'язку. Найбільшу затримку мають системи, що використовують супутниковий ретранслятор на геостаціонарній орбіті. У цьому випадку затримка, обумовлена ​​кінцівкою швидкості поширення радіохвиль, становить приблизно 250 мс, а з урахуванням мультиплексування, комутації та затримок обробки сигналу загальна затримка може становити до 400 мс. Затримка поширення найбільш небажана у додатках реального часу, наприклад, телефонного зв'язку. При цьому, якщо час розповсюдження сигналу супутниковим каналом зв'язку становить 250 мс, різниця в часі між репліками абонентів не може бути менше 500 мс. У деяких системах (наприклад, системах VSAT, що використовують топологію «зірка») сигнал двічі передається через супутниковий канал зв'язку (від терміналу до центрального вузла, і від центрального вузла до іншого терміналу). І тут загальна затримка подвоюється.

9. Висновок

Вже на ранніх етапах створення супутникових систем стала очевидною складність майбутньої роботи. Необхідно було знайти матеріальні засоби, докласти інтелектуальних зусиль багатьох колективів учених, організувати працю на етапі практичної реалізації. Але, незважаючи на це, до вирішення завдання активно включилися транснаціональні компанії, які мають вільний капітал. Більше того, нині здійснюється не один, а кілька паралельних проектів. Фірми-розробники ведуть запеклу конкурентну боротьбу майбутніх споживачів, за світове лідерство у сфері телекомунікацій.

В даний час станції супутникового зв'язку поєднуються в мережі передачі даних. Поєднання групи територіально-розподілених станцій у мережу дозволяє забезпечити користувачам широкий спектр послуг та можливостей, а також ефективно використовувати ресурси супутника. У таких мережах зазвичай є одна або кілька керуючих станцій, які забезпечують роботу земних станцій як в адміністратором, що обслуговується, так і в повністю автоматичному режимі.

Перевага супутникового зв'язку ґрунтується на обслуговуванні географічно віддалених користувачів без додаткових витрат на проміжне зберігання та комутацію.

ССС постійно та ревниво порівнюються з волоконно-оптичними мережами зв'язку. Впровадження цих мереж прискорюється у зв'язку зі швидким технологічним розвитком відповідних областей волоконної оптики, що змушує поставити запитання про долю ССС. Наприклад, розробка та планування, головне, впровадження конкатенуючого (складеного) кодування різко зменшує ймовірність виникнення невиправленої побітової помилки, що, у свою чергу, дозволяє подолати головну проблемуССС - туман та дощ.

12. Список використаних джерел

Баранов В. І. Стєчкін Б. С. Екстремальні комбінаторні завдання та їх

додатки, М: Наука, 2000 р, с. 198.

Бертсекас Д. Галлагер Р. Мережі передачі. М: Мир, 2000 р, с. 295.

Блек Ю. Мережі ЕОМ: протоколи, стандарти, інтерфейси, М: Світ, 2001 р, з. 320.

Большова Р. "Супутниковий зв'язок у Росії: " Памир " , Iridium, Globalstar ... " «Мережі» - 2000 - №9. - С. 20-28.

Єфімушкін В. А. Технічні аспекти систем супутникового зв'язку "Мережі" - 2000 - №7. - с. 19-24.

Невдяєв Л. М. Сучасні технології супутникового зв'язку // "Вісник Зв'язку" - 2000 - № 12. - с. 30-39.

Невдяєв Л. М. Одіссея на середніх висотах «Мережі» – 2000 – №2. - С. 13-15.

НВЦ "Елсов", Протокол з організації та логіки роботи супутникової мережі передачі даних "Банкір". - 2004, с. 235.

Смирнова А. А. Корпоративні системисупутникового та КВ зв'язку Москва, 2000 р., з

Смирнова А. А. Персональний супутниковий зв'язок, Том 64, Москва, 2001 р., з

Запущені в космос супутники зв'язку, як правило, надходять на геостаціонарні орбіти, тобто вони літають зі швидкістю обертання Землі і опиняються у незмінному положенні до поверхні планети. Циркулюючи на висоті 22300 миль над екватором, один такий супутник може приймати радіосигнали з однієї третини планети.

Початкові супутники, такі як Ехо, запущений на орбіту в 1960 році, просто відбивали спрямовані на них радіосигнали. Удосконалені моделі не тільки приймають сигнали, але й посилюють їх і передають у вказані точки земної поверхні. З часів запуску першого комерційного супутника зв'язку INTELSAT в 1965 ці пристрої значно ускладнилися. Остання модель супутника, що працює на сонячної енергії, оперує з 30 000 телефонними дзвінкамиабо обслуговує чотири телевізійні передачі одночасно. Сигнали надходять з антен станції зв'язку Земля-ЛА і приймаються транспондер супутника. Цей електронний пристрій посилює сигнал і перемикає його на антену, яка передає його на найближчу станцію зв'язку ЛА-Земля. З метою уникнути інтерференції, сигнали, що йдуть вгору і вниз, передаються на різних частотах.

Запущені на геостаціонарні орбіти, три супутники INTELSAT (ліворуч) здійснюють передачу довгохвильових радіосигналів по всьому світу. Обслуговуючи регіони басейнів Тихого, Індійського та Атлантичного океанів, супутники уможливлюють високошвидкісний телефонний, телевізійний та телеграфний зв'язок. У цьому відношенні програють радіосигнали високих частот, оскільки вони відштовхуються від заряджених частинок, що становлять шари Е та F атмосфери.

Ця параболічна антена може приймати навіть дуже слабкі сигнали з супутника, більшість подібних систем можуть служити для зв'язку Земля-ЛА.

INTELSAT-6

Радіосигнали, що надходять до супутника, на тривалому шляху поступово слабшають до такого рівня, що навряд чи можуть бути передані на Землю. Супутники типу INTELSAT, модель якого наводиться вгорі, посилюють сигнали, що надходять, використовуючи енергію сонячних батарей. Кожен супутник також має запас твердого пального, що дозволяє йому дотримуватись своєї орбіти.

На малюнку зверху статті:

1. елемент сонячної батареї електроживлення
2. параболічні рефлектори
3. параболічні рефлектори
4. параболічні рефлектори
5. параболічні рефлектори

Як і наземні антени, ця супутникова антенаскладається з зубоподібного пристрою, званого первинним емітером, і параболічного щита, що рефлектує. Два елементи цієї системи забезпечують прийняття радіохвиль, що надходять, і знищення чужорідних хвиль.

Станції, розташовані на поверхні планети, взаємодіють з INTELSAT через величезні, в 30 футів завширшки параболічні антени, подібні до тієї, що показана на ілл. зверху.

Космічний або супутниковий зв'язок по суті є різновидом радіорелейного (тропосферного) зв'язку і відрізняється тим, що його ретранслятори знаходяться не на поверхні Землі, а на супутниках у космічному просторі.

Вперше ідею супутникового зв'язку представив 1945 року англієць Артур Кларк. У радіотехнічному журналі він опублікував статтю про перспективи ракет, подібних до «Фау-2», для запуску супутників Землі в наукових та практичних цілях. Знаменний останній абзац цієї статті: «Штучний супутник на певній відстані від Землі здійснюватиме один оборот за 24 год. Він залишатиметься нерухомим над певним місцем і в межах оптичної видимості майже з половини земної поверхні. Три ретранслятори, розміщені на правильно обраній орбіті з кутовим рознесенням на 120°, зможуть покрити телебаченням та УКХ радіомовленням всю планету; я боюся, що ті, хто планує післявоєнні роботи, не вважатимуть цю справу простою, але я вважаю саме цей шлях остаточним вирішенням проблеми».

4 жовтня 1957 р. у СРСР було здійснено запуск першого у світі штучного супутника Землі, першого космічного об'єкта, сигнали якого приймалися Землі. Цей супутник започаткував космічну епоху. Випромінені супутником сигнали використовувалися не тільки для пеленгації, але і для передачі інформації про процеси на супутнику (температура, тиск та ін.). Ця інформація передавалася шляхом зміни тривалості посилок, які випромінювали передавачами (широтно-імпульсна модуляція). 12 квітня 1961 р. у Радянському Союзі вперше в історії людства здійснено політ людини у космічний простір. Космічний корабель "Схід" з льотчиком-космонавтом Ю. А. Гагаріним на борту було виведено на орбіту супутника Землі. Для вимірювання параметрів орбіти корабля-супутника та контролю роботи його бортової апаратури на ньому було встановлено численну вимірювальну та радіотелеметричну апаратуру. Для пеленгації корабля та передачі телеметричної інформації використовувалася радіосистема "Сигнал", що працювала на частоті 19,955 МГц. Двосторонній зв'язок космонавта із Землею забезпечувався радіотелефонною системою, що працювала в діапазонах коротких (19,019 та 20,006 МГц) та ультракоротких (143,625 МГц) хвиль. Телевізійна система здійснювала передачу Землю зображення космонавта, що дозволяло мати візуальний контролю над його станом. Одна з телевізійних камер передавала зображення пілота до анфасу, а інша – збоку.

Досягнення вітчизняної науки у сфері освоєння космічного простору дозволили здійснити передбачення Артура Кларка. Наприкінці 50-х років минулого століття в СРСР і США почали проводитися експериментальні дослідження можливостей використання штучних супутників Землі як радіоретранслятори (активні та пасивні) у наземних системах зв'язку. Теоретичні розробки в галузі енергетичних можливостей ліній супутникового зв'язку дозволили сформулювати тактико-технічні вимоги до пристроїв супутникового ретранслятора та наземних пристроїв, виходячи з реальних характеристик технічних засобів, що існували на той час.

Враховуючи ідентичність підходів, експериментальні дослідження в галузі створення ліній супутникового зв'язку представимо на прикладі США. Перший активний радіоретранслятор "Score" був запущений 18 грудня 1958 на похилу еліптичну орбіту з висотою апогею 1481 км, перигею 177 км. Апаратура супутника складалася з двох приймачів, що працювали на частотах 132.435 і 132.095 МГц. Робота проводилася у режимі уповільненої ретрансляції. Запам'ятовування сигналу, надісланого наземною передавальною станцією, проводилася шляхом запису на магнітну стрічку. Як джерела живлення застосовувалися срібно-цинкові акумулятори ємністю 45 ампер – годину при напрузі 18 вольт. Тривалість зв'язку становила приблизно 4 хв за 1 оборот супутника. Проводилася ретрансляція 1 телефонного або 7 телетайпних каналів. Термін служби супутника дорівнював 34 дням. Супутник згорів біля входу в атмосферу 21 січня 1959 року. Другий активний радіоретранслятор "Кур'єр" був запущений 4 жовтня 1960 на похилу еліптичну орбіту з висотою апогею 1270 км і перигею 970 км. Апаратура супутника складалася з 4 приймачів (частота 150 МГц для передачі команд та 1900 МГц для зв'язку), пристрої магнітної пам'яті та джерел живлення – сонячних елементів та хімічних батарей. Як первинне джерело живлення використовувалися кремнієві сонячні елементи в кількості 19 152 штук. Як буферний каскад застосовувалися нікель-кадмієві батареї ємністю 10 ампер - годину при напрузі 28-32 вольта. Тривалість сеансу зв'язку становила 5 хв за оборот супутника. Термін служби супутника становив 1 рік. 10 липня 1962 року на похилу еліптичну орбіту з апогеєм 5600 км і перигеєм 950 км було запущено активний ретранслятор "Телстар", який призначався для активної ретрансляції радіосигналів у реальному масштабі часу. Одночасно він ретранслював або 600 симплексних телефонних каналів, або 12 дуплексних телефонних каналів або один телевізійний канал. У всіх випадках робота провадилася за способом частотної модуляції. Частоти зв'язку: лінії супутник – Земля 4169,72 МГц, лінії Земля – супутник 6389,58 МГц. Тривалість сеансу зв'язку на лінії США – Європа через цей супутник складала близько двох годин на добу. Якість телевізійних зображень, що передаються, змінювалося від хорошого до відмінного. За проектом передбачався дуже значний термін служби супутника -2 роки, проте після чотирьох місяців успішної роботи відмовила командна лінія. Було встановлено, що причинною відмовою з'явилися поверхневі пошкодження внаслідок дії радіації при проходженні супутником внутрішнього радіаційного поясу.

14 лютого 1963 був запущений перший синхронний супутник системи «Сінком» з параметрами орбіти: висота апогею 37 022 км, висота перигею 34185, період звернення 1426,6 хвилин. Робоча частота лінії Земля – супутник дорівнює 7360 МГц, лінії супутник – Земля 1820 МГц. Як первинне джерело живлення на супутнику використовувалися сонячні елементи в кількості 3840 штук загальною потужністю 28 Вт при напрузі 27,5 вольт. Зв'язок із супутником підтримувався лише 20 077 секунд, після чого спостереження велися астрономічними методами.

23 квітня 1965 р. в СРСР було запущено перший супутник зв'язку «Блискавка-1». Із запуском другого супутника зв'язку «Блискавка-2» 14 жовтня 1965 р. почалася регулярна експлуатація лінії телекомунікації через ШСЗ. Пізніше було створено систему далекого космічного зв'язку «Орбіта». Вона складалася з мережі наземних станцій та штучних супутників Землі «Блискавка», «Райдуга», «Обрій». Нижче, у розділі 7, буде показано, що модифікації супутників «Обрій» продовжують функціонувати й у ХХІ столітті. Це говорить про високу надійність вітчизняної техніки порівняно із зарубіжною.

Перші станції супутникового зв'язку були побудовані, випробувані та введені в експлуатацію у підмосковному м. Щелково та в Уссурійську. Кабельними та релейними лініями зв'язку вони з'єднувалися відповідно з телецентрами та телефонними міжміськими станціями Москви та Владивостока.

Найбільш підходящою для обладнання земних станцій супутникової системи виявилася апаратура тропосферного зв'язку ТР-60/120, в якій, як відомо, використовувалися передавачі великої потужності та високочутливі приймальні пристрої з малошумними параметричними підсилювачами. На її основі розробляється приймально-передавальний комплекс «Горизонт», який встановлюється на наземних станціях першої лінії супутникового зв'язку між Москвою та Владивостоком.

Спеціально були розроблені передавачі для зв'язкової та командно-вимірювальної лінії, параметричні підсилювачі з температурою шуму 120 К для встановлення в підзеркальній кабіні антени, а також нове обладнання, що забезпечує стикування з місцевими телецентрами та міжміськими телефонними станціями.

У ті роки проектувальники земної станції, боячись впливу потужних передавачів на приймачі, встановлювали їх на різних антенах і в різних будинках (приймальному та передавальному). Однак досвід використання однієї загальної антени для прийому та передачі, отриманий на лініях тропосферного зв'язку, дозволив надалі перенести приймальне обладнання на антену, що значно спростило і здешевило експлуатацію станцій супутникового зв'язку.

У 1967 р. через супутник зв'язку «Блискавка-1» створено розгалужену телевізійну мережу приймальних земних станцій «Орбіта» з центральною станцією, що передає, під Москвою. Це дозволило організувати перші канали зв'язку між Москвою та Далеким Сходом, Сибіром, Середньою Азією, передавати програму Центрального телебачення у віддалені райони нашої Батьківщини та додатково охопити понад 30 млн телеглядачів.

Однак супутники "Блискавка" оберталися навколо Землі по витягнутих еліптичних орбітах. Для стеження ними антени наземних приймальних станцій повинні постійно повертатися. Набагато простіше вирішують це завдання супутники, що обертаються стаціонарною круговою орбітою, яка знаходиться в площині екватора на висоті 36 000 км. Вони роблять один оберт навколо Землі за 24 години і тому здаються наземному спостерігачеві, що висять нерухомо над однією точкою нашої планети. Трьох таких супутників достатньо для забезпечення зв'язком усієї Землі.

У 80-ті роки минулого століття ефективно функціонували супутники зв'язку «Райдуга», що працюють на стаціонарних орбітах, і телевізійні супутники «Екран». Для прийому їх сигналів не були потрібні складні наземні станції. Телевізійні передачі з таких супутників приймаються просто на нескладні колективні, і навіть індивідуальні антени.

У 1980-ті роки почався розвиток персонального супутникового зв'язку. У зв'язку з цим супутниковий телефон безпосередньо з'єднується з супутником, що знаходиться на навколоземній орбіті. З супутника сигнал надходить на наземну станцію, звідки передається до звичайної телефонної мережі. Число супутників, необхідне стабільного зв'язку у будь-якій точці планети, залежить від радіуса орбіти тієї чи іншої системи супутників.

Основний недолік персонального супутникового зв'язку - її відносна дорожнеча в порівнянні зі стільниковим зв'язком. Крім того, у супутникові телефони вбудовуються передавачі великої потужності. Тому вони вважаються небезпечними для здоров'я користувачів.

Найнадійніші супутникові телефони працюють у мережі Інмарсат, створеній понад 20 років тому. Супутникові телефони системи Інмарсат є валізкою з відкидною кришкою розміром з перші портативні комп'ютери. Кришка супутникового телефону за сумісництвом є антеною, яку необхідно повертати у напрямку до супутника (на дисплеї телефону відображається рівень сигналу). Здебільшого такі телефони використовуються на суднах, поїздах чи великовантажних автомобілях. Щоразу, коли необхідно зателефонувати чи відповісти на чийсь дзвінок, потрібно буде встановлювати супутниковий телефон на якусь рівну поверхню, розкривати кришку та крутити його, визначаючи напрямок максимального сигналу.

В даний час у загальному балансі зв'язку на супутникові системи поки що припадає приблизно 3% світового трафіку. Але потреби у супутникових лініях продовжують зростати, оскільки за дальності понад 800 км супутникові канали стають економічно вигіднішими проти іншими видами телекомунікації.

Сучасна супутникова зв'язок одна із напрямів розвитку радіорелейних комунікацій. В даному випадку це застосування орбітальних супутників як ретранслятори.

Технології супутникового зв'язку дозволяють використовувати один або кілька ретрансляторів для забезпечення якісної передачі радіосигналу великі відстані.

Усі ретранслятори можна розділити на дві категорії:

• пасивні. Нині мало використовуються. Спочатку застосовувалися виключно як передавальна ланка між наземною станцією та абонентом, не посилювали сигнал і не перетворювали його;


• активні. Такі пристрої додатково посилюють сигнал і всіляко його коригують, перш ніж надіслати його абоненту. Більшість світових супутникових систем використовують саме такий тип ретрансляторів.

Історія супутникового зв'язку

Наприкінці 1945 року світ побачив невелику наукову статтю, яка присвячувалась теоретичним можливостям поліпшення зв'язку (насамперед відстані між приймачем і передавачем) завдяки підняттю антени на максимальну висоту.

Який принцип роботи мав на увазі?

Все досить просто – на навколоземну орбіту вчений запропонував вивести велику антену-ретранслятор, яка б приймала сигнали від наземного джерела і передавала б його далі.

Головною перевагою була величезна зона покриття, яку міг би контролювати лише один супутник. Це істотно підвищило б якість сигналу, зняло б ліміт з кількості приймальних станцій і додатково не довелося б будувати наземні ретранслятори. США зацікавилися проектом у рамках вирішення проблем з трансатлантичним телефонним зв'язком.

Розвиток супутникових систем зв'язку розпочався із запуску в космос першого апарату «Ехо-1» (пасивний ретранслятор у вигляді металізованої кулі) у серпні 1960 року.

Пізніше було розроблено ключові стандарти супутникового зв'язку (робочі частотні діапазони), які широко використовуються в усьому світі.

Області застосування супутникового зв'язку

З моменту успішної реалізації, якість супутникового зв'язку суттєво зросла.

Завдяки впровадженню мобільних наземних станцій абонент міг отримувати радіосигнал незалежно від місця знаходження супутника у будь-який час доби, автоматично переходячи з однієї зони покриття до іншої, підключаючись до найближчого ретранслятора в автоматичному режимі.

Застосування супутникового зв'язку можна розділити на кілька умовних напрямів:

• магістральний зв'язок.Спочатку ставилося завдання передачі великого обсягу інформації (зокрема, голосових повідомлень), але згодом при переході на цифровий формат, така потреба відпала і сьогодні з цієї галузі супутниковий зв'язок витісняють оптико-волоконні мережі;


• VSAT.Так звані невеликі системи з діаметром антени до 2.4 метра. Технологія успішно розвивається і служить для створення приватних каналів зв'язку;


• рухомий зв'язок (основа телефонії та телемовлення);


• доступ в Інтернет.

Для отримання більшої інформації щодо розвитку цього напряму зв'язку, достатньо відвідати профільний захід. Міжнародна виставка «Зв'язок», що проходить на території ЦВК «Експоцентр», є найкращою галузевою подією міжнародного рівня. Це гарантує наявність широкої експозиції та участь відомих світових та вітчизняних профільних компаній.

Як працює обладнання сучасного супутникового зв'язку

Супутниковий зв'язок міцно асоціюється у свідомості багатьох людей з GPRS-навігаторами та телефонією. По суті, це винахід людства і знаходить свою нішу в цих сферах з погляду обивателів.

Сама концепція супутникового зв'язку зародилася ще в 1945, проте на той момент мало хто вірив, що подібний канал передачі можна буде реалізувати в житті. Однак зараз Земля оточена безліччю супутників, які забезпечують безперервний обмін інформацією між сотнями людей та пристроїв.

Саме завдяки тому, що сучасний супутниковий зв'язок має таке широке покриття, можливість здійснювати дзвінки з найвіддаленіших куточків світу стала реальною. Жоден серйозний турист не ризикне зробити далеку та небезпечну подорож без супутникового телефону.

Також існує поняття супутникового Інтернету – він уможливлює доступ до Всесвітнього павутиння навіть там, де світло є виключно завдяки генераторам.

Використовуючи ресурси та можливості супутникової передачі інформації, було створено безліч варіантів навігаторів для різних галузей.

Фактично сучасний супутниковий зв'язок складається всього з трьох елементів: передавача, ретранслятора та приймача. У ролі передавача та приймача виступають різні пристрої: мобільні телефони, обчислювальні машини, антени тощо.

Ретранслятор представлений у вигляді супутника, який приймає вхідний сигнал від земної станції (або пристрою) і в широкомовному режимі передає його на всю видиму область. Далі набирає чинності технічне і програмне забезпечення, Що піклується про те, щоб дана інформаціяпотрапила точно до адресата. Виняток становлять випадки, коли сигнал мають отримати всі приймачі. Наприклад, супутникове телебачення.

Для більшої пропускної спроможності ретранслятора було впроваджено такі системи множинного доступу (МД):

1. МД із частотним поділом. Кожен користувач отримує свою частоту.


2. МД із тимчасовим поділом. Користувач має право приймати або передавати дані лише за певний проміжок часу.


3. МД із кодовим поділом. Кожному користувачеві видається код. Він накладається на дані так, що сигнали різних користувачів не поєднуються навіть при передачі на одній частоті.

В цілому, всі вищенаведені системи гарантують багаторазове використання частот, що підвищує ефективність та пропускну здатність.

При передачі інформації також враховується поглинання хвиль в атмосфері та розміри антени, що приймає – для кожного певного випадку використовується своя частота.

Міжнародний супутниковий зв'язок

Міжнародний супутниковий зв'язок– це вид радіорелейної комунікації, яка заснована на застосуванні штучних супутників землі як ретрансляторів. Зв'язок відбувається між станціями, що знаходяться на землі, що у свою чергу бувають стаціонарними та рухливими. Технологія дозволяє передавати радіосигнал на будь-яку відстань, навіть наймасштабнішу.

На сьогоднішній день найпоширенішим видом є активний ретранслятор. Він значно посилює і коригує сигнал, що надходить перед тим, як він дійде до абонента. Більшість супутникових систем світу використовують саме такий вид супутників.

Початок такої технології було започатковано англійським вченим Артуром Кларком, який написав статтю «Позаземні ретранслятори». Принцип полягав у тому, що антену необхідно було вивести на далеку відстань на навколоземній орбіті, що дозволяло б приймати сигнали від наземних джерел і передавати їх далі. Головною особливістю було те, що один супутник міг контролювати досить велику зону покриття земної кулі.

Першим пасивним ретранслятором був апарат «Луна-1», який був запущений у космос у 1960 році. Це започаткувало подальше стрімкому розвиткуміжнародного супутникового зв'язку.

Області застосування міжнародного супутникового зв'язку

З того моменту, як у космос було запущено перший штучний супутник, якість технології значно покращилася. Сьогодні людство не представляє повсякденного життя без мобільного телефона(який переможно витіснив домашні стаціонарні), без відео чатів, які допомагають спілкуватися з людиною на відстані реального часу, без телебачення тощо.

Сучасне використання міжнародного супутникового зв'язку поділяють такі ключові напрями:

• магістральний зв'язок;


• система рухомого супутникового зв'язку;


• VSAT (невелика система з антеною діаметром до 2.4 м, що служить для створення приватного каналу);


• Мобільна мережа;


• Інтернет (за допомогою цієї системи працює більшість сучасних технологій).

Міжнародний супутниковий зв'язок є одним із тематичних напрямків тематичного заходу, який щорічно проходить у стінах Центрального виставкового комплексу «Експоцентр».

Тематичне розмаїття охоплює всі категорії зв'язкової галузі:

• інтернет технології;


• програмне забезпечення;


• мережі передачі даних;


• стартапи;


• телекомунікаційна інфраструктура;


• послуги у галузі IT-технологій;


• зв'язкове обладнання та сучасні технології.

Можливості сучасного міжнародного супутникового зв'язку

Сучасний високотехнологічний міжнародний супутниковий зв'язок надає можливості:

• обмінюватись інформацією;


• керувати та координувати повітряні та морські судна, а також наземний транспорт;


• здатність передавати більші обсяги інформації на інший край світу;


• отримувати високу та стабільну якість сигналу;


• здійснювати безпечні комунікації тощо.

Новинки супутникового зв'язку Російської Федерації

Супутниковий зв'язокнеминуче впливає на розвиток різних індустріальних сфер, економічне зростання держави та рівень життя націй.

На сьогодні формування ринкового сегмента супутникового зв'язку неймовірно без сполучення з наземним. мережевою системою. Будь-які зміни структури мережі можуть впливати на якість роботи супутників.

Супутниковий зв'язок має наступні останні нововведення:

• оптично-волоконні мережі зумовили часткове витіснення супутникових магістралей;


• поширення антенних станцій VSAT (Very Small Aperture Terminal);


• удосконалення енергетичної озброєності космічних апаратів та їх здатність пропускати дистанційні сигнали з точок землі;


• супутники широких смуг дії, оснащені ретранслятором;


• засоби з більшими діапазонами частот;


• освоєння орбіт середньої висоти.

Всі ці інноваційні пристрої призвели до можливості обробки безлічі сигналів в космосі за допомогою між променевих комутаторів.

Завдяки останнім механізмам передачі зображень відеофайлів безкоштовне онлайн спілкування стало звичним для сьогодення.

Ринкові сегменти супутникового зв'язку України

Супутниковий зв'язок в РФ в економічному відношенні поділяється на три великі сегменти ринку інформаційних технологійта комунікацій.

1. Перший сегмент заснований завдяки з'єднанню наземних станцій на території держави з супутниковими комплексами Global Star, Inmarsat, Ellipse, що розвиваються в позитивній динаміці. З них формуються компактні термінали особистого зв'язку, що сполучаються з мобільними пристроямителерадіомовлення. Супутники системи локалізуються над океанами для якісного постачання інтернет-сигналів великих радіусів землі. У системі є телефон, налаштований на один із супутників. Термінали зв'язку з великими антенами вловлюють сигнал і роздають абонентам у будь-якій точці землі.


2. У другому сегменті зроблено акцент на виробництво малих супутникових наземних терміналів (VSAT), призначених для формування корпоративних мереж із захищеним доступом. Нині на території РФ за даними Національної спілки супутникового зв'язку налічується таких станцій близько 3,2% від загальної кількості у світі (500 тисяч).


3. У третьому сегменті винаходяться та впроваджуються у виробництво супутники, станції малого формату та їх системи, що зумовлюють телерадіомовлення, дистанційні онлайн-комунікації. Вартість обладнання для даної ринкової ніші в рази нижча від терміналів попередніх двох сегментів. З огляду на географічну перевагу малих населених пунктів щодо всієї площі країни телевізійна інфраструктура приносить максимальний прибуток серед усіх видів контактів.

На російському ринку комунікації мають важливе значення для розвитку зони, де поширюються сигнали, оброблювані багаторежимними терміналами.

Сигнал із мережі віддаленого керування RAT (Remote Administration Tool) поділяється на коди у каналах CDMA (Code Division Multiple Access) і шляхом сканування полегшує проведення пошукових викликів у циклах, з'єднаних між собою окремий RAT. З цими районами вигідно повідомляти місця, де немає прийому стільникового сигналу.

Багаторежимні термінали абонентів бездротового зв'язкуздатні підвищити ефективність міжмережевого перемикання, збільшити доступ до різних послуг.

Сучасне обладнання для прийому та передачі супутникового зв'язку на виставці

Сучасний супутниковий зв'язокслужить чудовим способом передачі, проте висуває підвищені вимоги до апаратури.

Виставка «Зв'язок»надає можливість ознайомитися з самими останніми розробкамита пропозиціями від різних виробників обладнання для супутникового зв'язку.

У стінах «Експоцентру» виставлений широкий асортимент зразків різної цінової категорії, тож будь-хто охочий зможе знайти найбільш оптимальний варіант з погляду якості та ціни.

Виставка «Зв'язок»проводиться протягом понад три десятки років і служить потужним двигуном в ефективному розвитку даної технічної галузі.

Супутниковий зв'язок - один із видів радіозв'язку, заснований на використанні штучних супутників землі як ретранслятори. Супутниковий зв'язок здійснюється між земними станціями, які можуть бути як стаціонарними, і рухливими.

Супутниковий зв'язок є розвитком традиційного радіорелейного зв'язку шляхом винесення ретранслятора на велику висоту (від сотень до десятків тисяч кілометрів). Так як зона його видимості в цьому випадку – майже половина Земної кулі, то необхідність у ланцюжку ретрансляторів відпадає. Для передачі через супутник сигнал має бути модульований. Модуляція провадиться на земній станції. Модульований сигнал посилюється, переноситься на потрібну частоту і надходить на антену, що передає.

Дослідження у сфері цивільного супутникового зв'язку у країнах почали з'являтися у другій половині 50-х XX століття. Поштовхом до них послужили збільшені потреби трансатлантичного телефонного зв'язку. Перший штучний супутник Землі був запущений у СРСР 1957 р., проте з більшої закритості космічної програми розвиток супутникового зв'язку у соціалістичних країнах йшло інакше ніж у країнах. Довгий час супутниковий зв'язок розвивалися лише на користь Міністерства Оборони СРСР. Розвиток цивільного супутникового зв'язку розпочався угодою між 9 країнами соціалістичного блоку про створення системи зв'язку "Інтерсупутник", яка була підписана лише у 1971 р.

У перші роки досліджень використовувалися пасивні супутникові ретранслятори, які являли собою простий відбивач радіосигналу (часто - металева або полімерна сфера з металевим напиленням), що не несе на борту будь-якого обладнання, що приймає. Такі супутники не набули поширення. Усі сучасні супутники зв'язку є активними. Активні ретранслятори обладнані електронною апаратурою для прийому, обробки, посилення та ретрансляції сигналу. Супутникові ретранслятори можуть бути нерегенеративними та регенеративними. Нерегенеративний супутник, прийнявши сигнал від однієї земної станції, переносить його на іншу частоту, посилює та передає іншій земній станції. Супутник може використовувати кілька незалежних каналів, що здійснюють ці операції, кожен з яких працює з певною частиною спектра (ці канали обробки називаються транспондерами. Регенеративний супутник виробляє демодуляцію прийнятого сигналу і заново модулює його. Завдяки цьому виправлення помилок проводиться двічі: на супутнику і приймаючої земної станції Недолік цього методу - складність (а отже, набагато вища ціна супутника), а також збільшена затримка передачі сигналу.

Орбіти супутників зв'язку:

Орбіти, на яких розміщуються супутникові ретранслятори, поділяють на три класи:

1 – екваторіальні, 2 – похилі, 3 – полярні

Важливим різновидом екваторіальної орбіти є геостаціонарна орбіта, де супутник обертається з кутовою швидкістю, рівної кутовий швидкості Землі, у напрямі, що з напрямом обертання Землі. Очевидною перевагою геостаціонарної орбіти є те, що приймач у зоні обслуговування "бачить" супутник постійно. Однак геостаціонарна орбіта одна і всі супутники вивести на неї неможливо. Іншим її недоліком є ​​велика висота, а значить, і бомльша ціна виведення супутника на орбіту. Крім того, супутник на геостаціонарній орбіті нездатний обслуговувати земні станції у приполярній області.

Похила орбіта дозволяє вирішити ці проблеми, однак через переміщення супутника щодо наземного спостерігача необхідно запускати не менше трьох супутників на одну орбіту, щоб забезпечити цілодобовий доступ до зв'язку.

Полярна орбіта - граничний випадок похилої

З використанням похилих орбіт земні станції обладнуються системами стеження, здійснюють наведення антени на супутник. Станції, які працюють із супутниками, що знаходяться на геостаціонарній орбіті, як правило, також обладнуються такими системами, щоб компенсувати відхилення від ідеальної геостаціонарної орбіти. Виняток становлять невеликі антени, які використовуються прийому супутникового телебачення: їх діаграма спрямованості досить широка, тому де вони відчувають коливань супутника біля ідеальної точки. Особливістю більшості систем рухомого супутникового зв'язку є невеликий розмір антени терміналу, що ускладнює прийом сигналу.

Типова схема організації послуг супутникового зв'язку виглядає так:

• - Оператор супутникового сегмента створює за рахунок власних коштів супутник зв'язку, розміщуючи замовлення на виготовлення супутника в одного з виробників супутників, та здійснює його запуск та обслуговування. Після виведення супутника на орбіту оператор супутникового сегмента починає надання послуг зі здачі у найм частотного ресурсу супутника-ретранслятора компаніям-операторам послуг супутникового зв'язку.
• - компанія-оператор послуг супутникового зв'язку укладає договір з оператором супутникового сегмента на використання (оренду) ємностей на супутнику зв'язку, використовуючи його як ретранслятор з великою територією обслуговування. Оператор послуг супутникового зв'язку вибудовує наземну інфраструктуру своєї мережі на певній технологічній платформі, що випускається компаніями-виробниками наземного обладнання супутникового зв'язку.

Сфери застосування супутникового зв'язку:

• - Магістральний супутниковий зв'язок: від початку виникнення супутникового зв'язку було продиктовано потребами передачі великих обсягів інформації. Першою системою супутникового зв'язку стала система Intelsat, потім було створено аналогічні регіональні організації (Eutelsat, Arabsat та інші). З часом частка передачі мови у загальному обсязі магістрального трафіку постійно знижувалася, поступаючись місцем передачі даних. З розвитком волоконно-оптичних мереж останні почали витісняти супутниковий зв'язок із ринку магістрального зв'язку.
• - Системи VSAT: системи VSAT (Very Small Aperture Terminal - термінал з дуже маленькою апертурою антени) надають послуги супутникового зв'язку клієнтам (як правило, невеликим організаціям), яким не потрібна висока пропускна здатністьканалу. Швидкість передачі для VSAT-терміналу зазвичай не перевищує 2048 кбіт/с. Слова " дуже маленька апертура " ставляться до розмірів антен терміналів проти розмірами старіших антен магістральних систем зв'язку. VSAT-термінали, що працюють в C-діапазоні, зазвичай використовують антени діаметром 1,8-2,4 м, Ku-діапазоні - 0,75-1,8 м. У системах VSAT застосовується технологія надання каналів на вимогу.
• - Системи рухомого супутникового зв'язку: особливістю більшості систем рухомого супутникового зв'язку є невеликий розмір антени терміналу, що ускладнює прийом сигналу.

Принципи організації супутникового зв'язку VSAT:

Типова схема організації супутникової мережі VSAT виглядає так:

• - Супутник-ретранслятор, розташований на орбіті (супутник зв'язку)
• - центр управління мережею (ЦУС) компанії-оператора мережі VSAT, що обслуговує обладнання всієї мережі через супутник зв'язку
• - обладнання (супутникові модеми або термінали) розташоване на стороні клієнта та взаємодіють із зовнішнім світом або між собою за допомогою ХАБу компанії-оператора VSAT у відповідність до топології мережі

Основний елемент супутникової мережі VSAT – ЦУС. Саме Центр Управління Мережею забезпечує доступ клієнтського обладнання до мережі інтернет, телефонної мережі загального користування, інших терміналів мережі VSAT, реалізує обмін трафіком усередині корпоративної мережі клієнта. ЦУС має широкосмугове підключення до магістральних каналів зв'язку, що надаються магістральними операторами та забезпечує передачу інформації від віддаленого VSAT-терміналу у зовнішній світ. ЦУС обладнаний потужним приймально-передавальним комплексом, що транслює всі інформаційні потоки мережі на супутник зв'язку. До складу ЦУС входить каналоутворювальне обладнання (супутникова приймально-передавальна антена, приймально-передавачі та ін.) та HUB (центр обробки та комутації всієї інформації в мережі VSAT)

Технології, що використовуються у супутниковому зв'язку:

багаторазове використання частот у супутниковому зв'язку:

Оскільки радіочастоти є обмеженим ресурсом, необхідно забезпечити можливість використання тих самих частот різними земними станціями. Зробити це можна двома способами:

просторовий поділ - кожна антена супутника приймає сигнал лише з певного району, причому різні райони можуть використовувати одні й самі частоти.

поляризаційний поділ - різні антени приймають і передають сигнал у взаємно перпендикулярних площинах поляризації, при цьому ті самі частоти можуть застосовуватися два рази (для кожної з площин).

частотні діапазони:

Вибір частоти передачі даних від земної станції до супутника і від супутника до земної станції перестав бути довільним. Від частоти залежить, наприклад, поглинання радіохвиль в атмосфері, а також необхідні розміри передавальної та приймальної антен. Частоти, у яких відбувається передача від земної станції до супутника, від частот, використовуваних передачі від супутника до земної станції (зазвичай, перші вище). Частоти, які використовуються у супутниковому зв'язку, поділяють на діапазони, що позначаються літерами:

Ku-діапазон дозволяє робити прийом порівняно невеликими антенами, і тому використовується в супутникове телебачення(DVB), незважаючи на те, що в цьому діапазоні погодні умови істотно впливають на якість передачі. Для передачі даних великими користувачами (організаціями) часто використовується C-діапазон. Це забезпечує більш високу якість прийому, але потребує чималих розмірів антени.