A fájó problémákat 24 órás forgási periódusú űrállomások lánca oldja meg, amelyek a Föld középpontjához képest 42 000 km magasságot foglalnak el ... az Egyenlítő síkjában.
A. Clark, 1945
A kőkorszakban a kommunikációs hálózat a tűz által kibocsátott füst mennyiségének szabályozására irányuló műveletek ismétlésével működik. A föld ismerte a gyorsjárókat, a legjobb a kis Muk volt. A jelenlegi rendszer űrhajókat használ. A műhold előnye a terület nagy lefedettsége. A hullámokat főként rövidre használják, amelyek egyenes vonalban képesek terjedni. A világ egy – mindenhol az áraik...
A közvetítés ötletét Emil Guarini-Foresio szülte 1899-ben. A közvetített jelátvitel koncepcióját a German Journal for Electrical Engineering közölte (16. kötet, 35-36.). Arthur Clark 1945-ben hangot adott a geostacionárius űrhajók közötti kommunikációs rendszer koncepciójának. Az író megtagadta a szabadalom átvételét, két következtetést tagadva:
Ugyanakkor a tudós jelezte a bolygó felszíni területeinek legjobb lefedettségének koordinátáit:
Az író alábecsülte a működési frekvenciát, kifejezve a 3 MHz használatának szándékát, csökkentve a hipotetikus reflektorokat (több láb).
Az André Clavier vezette angol-francia konzorcium tovább ment. Az első sikeres kísérletek a mikrohullámú tartomány kommunikációs használatára 1931-ig nyúlnak vissza. A La Manche csatorna 64 kilométeren keresztül mutatta be az információ továbbítását 1,7 GHz-es (modern cellás sáv) frekvencián a Dovert és Calais-t összekötő 3 méter átmérőjű tányérokkal felszerelt állomásokon.
Érdekes! Az első kereskedelmi VHF televíziós csatorna 300 MHz-es frekvenciát használt.
A történészek hajlamosak a második világháborút úgy tekinteni, mint az ipart a csúcsra hozó lónak. A klystron feltalálása és a paraboloid gyártási technológiák továbbfejlesztése felbecsülhetetlen értékű hozzájárulást jelentett. A transzatlanti kapcsolatok virágkora az 1950-es évekre nyúlik vissza.
Tájékoztatásul! Az első relévonal, amelyet nyolc átjátszó alkotott, New York - Boston, 1947-ben épült.
Amerika és Európa létrehozta az információ átjátszókkal történő továbbítását (rádiókommunikáció, úgynevezett relé). A kereskedelmi televíziózás azonnal megkezdődött. A mikrohullámú kommunikáció egyik jellemzője, hogy már a rendszer tervezési szakaszában pontosan megjósolható az eredmény.
Tájékoztatásul! A relé kommunikáció digitális, analóg jelek továbbítására szolgáló technológia a vevők között a látómezőben.
Az első szovjet műhold (1957) kommunikációs berendezéseket szállított. Három évvel később az amerikaiak 1500 km magasra emeltek egy felfújható ballont, amely a gömb fémbevonatának köszönhetően passzív átjátszóként szolgált. 1964. augusztus 20-án 11 ország, köztük a Szovjetunió, megállapodást írt alá az Intelsat (nemzetközi kommunikáció) létrehozásáról. A szovjet blokk a titkolózás útját követte, miközben a Nyugat pénzt keresett. A keleti blokk 1971-ben létrehozta saját programját.
A műholdak valódi leletnek számítottak, lehetővé téve az óceán szemközti partjainak összekapcsolását. Alternatív megoldás az optikai szál.
A katonaság volt az első, amely elindította a sötét lovat a troposzférikus kommunikációval együtt, amely a felső rétegek hullámvisszaverődésének hatását alkalmazta. A szovjet mikrohullámú kommunikációt a Rhyolite égi csoport elfogta. A CIA (USA) számára kifejlesztett rendszer. A készülék a szovjet közvetítőkommunikáció talajnyalábja által befogott pozícióba foglalta az üzeneteket. Kína és Kelet-Európa területeit ellenőrizték. Az esernyőszerű reflektorok átmérője elérte a 20 métert.
Az USA vezetése mindig is ismerte a Szovjetunió vezetőinek szándékait, mindent meghallgatott, egészen a telefonhívásokig. Ma műholdas rendszerek a Doppler-effektusnak köszönhetően lehetővé teszi, hogy távolról részt vegyen a tipikus dupla üvegezésű ablakokkal felszerelt szobákban tartott "bizalmas" beszélgetéseken.
Regisztrálták az első kísérleteket Nikola Tesla ötleteinek az űrben való megvalósítására: az elektromosság vezeték nélküli átvitele parabolaantennákkal. Az eposz 1975-ben kezdődött. Most a koncepció hazatért. A Wardenclyffe-torony már régóta megsemmisült, de Hawaii fő szigete vezeték nélkül kapta meg a 20 wattos részét.
Tájékoztatásul! Az űrkommunikáció használata az optikai szálak gazdaságilag életképes alternatívájának bizonyult.
Nem csoda, ha a műholdakat használják.
A légkör általi hullámelnyelés jelensége régóta ismert. A jelenség tanulmányozása után a tudósok arra a következtetésre jutottak:
Például a milliméteres sávot (30-100 GHz) erősen gátolja az eső. A 60 GHz-es frekvencia közelében az oxigénmolekulák abszorbeálódnak, 22 GHz-en - a víz. Az 1 GHz alatti frekvenciákat a galaxisból érkező sugárzás levágja. A légkör hőmérsékleti zaja negatív hatással van.
Az előzőek magyarázatot adnak a modern űrkommunikációs frekvenciák kiválasztására. A Ku-sáv jel jellemzőinek teljes listája az ábrán látható.
A C-sáv is használatos.
A sugár a földgömb felszínén áthaladva ekvivalens vételű izotróp görbéket alkot. Az összes veszteség:
A napsugárzás zavarhatja a csomagok elkapását. A legrosszabb, 5-6 napig tartó körülmények a holtszezonban (télen, ősszel) jönnek létre. A nap interferencia garantált munkát biztosít a földi állomás technikusainak. A nyomkövető rendszerek a természeti jelenség idejére ki vannak kapcsolva. Ellenkező esetben az edények elkaphatják a Napot, és rossz parancsokat adnak a fedélzeti stabilizáló rendszernek. A bankok, repülőterek figyelmeztetést kapnak: átmenetileg megszakad a kapcsolat.
A kommunikációs torony körüli akadályok hullámok hozzáadását idézik elő, amelyek a jel csillapítási / emelkedési zónáit képezik. A jelenség megmagyarázza, hogy az adó-vevő közelében tiszta térre van szükség. Szerencsére a mikrohullámú sütőknek nincs ilyen hátránya. Egy fontos funkciónak köszönhetően minden nyári lakos tányérral fogja az NTV +-t.
A légkör előre nem látható változásai miatt a jel folyamatosan változik. Az amplitúdó 12 dB-ig terjedő ingadozása az 500 MHz-es sávszélességet érinti. A jelenség legfeljebb 2-3 óráig tart. A villódzás zavarja a műholdat nyomon követő földi állomásokat, ami megelőző intézkedést igényel.
A mikrohullámú sütő egyik jellemzője a sugár egyenes vonalú pályája. A jelenség lehetővé teszi a teljesítmény koncentrálását, csökkentve a fedélzeti rendszerekkel szemben támasztott követelményeket. Az eredeti feladat minden bizonnyal a kémkedés volt. Később az antennák nem voltak szűk fókuszúak, és hatalmas területeket fedtek le, például Oroszországot.
A mérnökök hátránynak nevezik az ingatlant: nem lehet hegyeket, szakadékokat megkerülni.
Gyakorlatilag nincs interferenciaminta. Lehetőség van a szomszédos frekvenciacsatornák jelentős sűrítésére.
A Kotelnyikov-tétel meghatározza az átvitt jel spektrumának felső határát. A küszöbértéket közvetlenül a vivőfrekvencia határozza meg. A mikrohullámú sütő magas értékei miatt akár 30-szor több információt képes tárolni, mint a VHF.
A digitális technológiák fejlődése megnyitotta az utat a hibajavítási technikák előtt. Mesterséges műhold:
A műholdas kommunikáció kiváló minősége a város szóbeszédévé vált.
A paraboloidokat paraboloidoknak nevezik. Átmérője eléri a 4 métert. A fentieken kívül 2 féle relé kommunikációs antenna áll rendelkezésre (mindkettő földi):
A paraboloidok nagy szelektivitást biztosítanak, lehetővé téve a kommunikációt a több ezer kilométert megtett nyalábbal. Egy tipikus edény nem képes jelet továbbítani, nagyobb teljesítmény szükséges.
A kémműholdak folyamatosan mozogtak, viszonylagos sebezhetetlenséget és titkos megfigyelést biztosítottak. A békés technológiák alkalmazása más úton haladt. Megvalósította Clark koncepcióját:
A készülék a bolygó egy részét lefedi.
Az Intelsat rendszert 19 műhold alkotja, amelyek négy régióba vannak csoportosítva. Az előfizető egyszerre lát 2-4.
A rendszer élettartama 10-15 év, majd az elavult berendezéseket cserélik. A bolygók, a Nap gravitációs hatásai rávilágítanak a stabilizációs rendszerek használatának szükségességére. A korrekciós folyamat jelentősen csökkenti a járművek üzemanyag-élettartamát. Az Intelsat komplexum akár 3 fokos pozícióeltérést tesz lehetővé, meghosszabbítva az orbitális raj élettartamát (több mint három év).
Az átlátszósági ablak a 2-10 GHz-es tartományra korlátozódik. Az Intelsat a 4-6 GHz-es régiót (C-sáv) használja. A terhelés növekedése miatt a forgalom egy része a Ku-sávra (14, 11, 12 GHz) került át. A munkaterületet részletekben osztják szét a transzponderek között. A földjelet veszi, felerősíti, visszasugározza.
A hátrányokat részben kiküszöböli a ferde pálya bevezetése. A műhold megszűnik geostacionáriusnak lenni (lásd fentebb a hidegháborús kémműholdakat). Legalább három egyenlő távolságra lévő eszköz szükséges az éjjel-nappali kommunikáció biztosításához.
A poláris pálya önmagában képes lefedni a felszínt. Az űrhajónak azonban több keringési periódusára lesz szükség. A sarkon elhelyezkedő műholdak rajja képes megoldani a problémát. A sarki pályák megkerülték a kereskedelmi műsorszórást, és a rendszerek hűséges asszisztensévé váltak:
A lejtőt sikeresen használták a szovjet műholdak. A pályát a következő paraméterek jellemzik:
8/12 órán keresztül látható, három műhold biztosítja a kommunikációt az egyenlítőről megközelíthetetlen sarki régiókkal.
A mobil kütyü közvetlenül megragadja a teret, megkerülve a földi tornyokat. Az első Inmarsat 1982-ben biztosította a tengerészek hozzáférését. Hét évvel később létrejött egy földi nézet. Kanada volt az első, amely felismerte a sivatagi területek ritka lakosokkal való felszerelésének előnyeit. A program után elsajátította az Egyesült Államokat.
A problémát alacsonyan szálló műholdak felbocsátásával oldják meg:
A fizikai paraméterek ismeretében egy egyedi kommunikációs munkamenet időtartama 4-15 percet ölel fel. A teljesítmény fenntartása némi erőfeszítést igényel. Néhány amerikai kereskedő csődbe ment a 90-es években, nem tudtak elegendő előfizetőt szerezni.
A tömegdimenziós jellemzők folyamatosan javulnak. A Globalstar szabadalmazott okostelefon-szoftvert kínál, amely Bluetooth-on keresztül felfogja egy viszonylag terjedelmes műholdvevő jelét.
A műholdas telefonok erős vevőantennát igényelnek, lehetőleg rögzített. Főleg épületek felszerelése, közlekedés.
A kereskedelmi projektek korlátozottak.
A GlobalStar a Qualcomm és a Loral Corporation közös ötlete, később az Alcatel, a Vodafone, a Hyundai, az AirTouch, a Deutsche Aerospace támogatásával. 12 műhold indítása megszakadt, az első hívás 1998. november 1-jén történt. A kezdeti költség (2000. február) 1,79 USD/perc volt. A számos csődön és átalakuláson átesett cég 120 országban nyújt ügyfeleket.
Az Egyesült Államok forgalmának 50%-át biztosítja (több mint 10 000 hívás). A működőképességet földi átjátszók támogatják. Összesen 40, ebből 7-et Észak-Amerika szállásol el. A földi átjátszóktól mentes területek a csend zónáját alkotják (Dél-Ázsia, Afrika). Bár az eszközök rendszeresen szörföznek a mennyei magasságokban.
Az előfizetők amerikait kapnak telefonszámok, kivéve Brazíliát, ahol a kód +8818.
Szolgáltatások listája:
A telefonok a Qualcomm CDMA technológiáját használják, kivéve a hagyományos SIM-kártyákat elfogadó Ericssont és Telit. A bázisállomások kénytelenek támogatni mindkét szabványt.
A szolgáltató poláris pályát használ, 100%-os lefedettséget biztosítva a bolygón. A szervezők csődbe mentek, a céget 2001-ben újjáélesztették.
Ez érdekes! Az irídium az éjszakai égbolt kitöréseinek okozója. A repülő műholdak szabad szemmel jól láthatóak.
A cég flottája 66 műholdat foglal magában, amelyek 6 alacsony pályán haladnak 780 km-es magasságban. Az eszközök a Ka-sávon keresztül kommunikálnak. Az oroszlánrészt a korábbi csődbe jutottak indítják. 2017 januárjáig 7 egységet frissítettek. Folytatódik a regeneráció: az első csoport (10 db) január 14-én, a második - június 25-én, a harmadik - október 9-én repült el.
Ez érdekes! Az Iridium 33 műhold 2009. február 10-én döngölte az orosz Cosmos 2251-et. Az égbolt törmeléke ma Szibéria felett repül.
A cég továbbra is 850 000 előfizetőnek nyújt szolgáltatásokat. az állam által fizetett nyereség 23%-a. A hívás díja 0,75-1,5 dollár / perc. A visszahívások viszonylag drágák, 4 USD/perc (Google Voice). A munkáltatók jellemző tevékenységi területei:
Külön köszönetet kértek az Amundsen-Scott Déli-sark állomás lakói. A cég mindenhol 50-5000 perces híváscsomagokat értékesít. Az előbbiek érvényessége sok kívánnivalót hagy maga után, a drágák (5000 perc = 4000 dollár) 2 évig működnek. Havi megújítás - 45 USD:
A korábbi tulajdonosok két gyártó telefonkészülékével látták el az ügyfeleket:
A Motorola 9500 a cég első kereskedelmi próbaverziójának munkatársa lett. A 9575 jelenlegi mobil ütésálló verziója 2011-ben született, kiegészítve egy segélyhívó GSM hívógombbal, egy fejlett helymeghatározó felülettel. Az eszköz beállít egy Wi-Fi hotspotot, amely lehetővé teszi a hétköznapi okostelefonok felhasználói számára, hogy e-maileket, SMS-eket küldjenek, és internetezhessenek.
A Kyocera berendezéseket elhagyja a gyártó. A modelleket viszonteladók értékesítik. A 900 MHz-es GSM telefonra épülő KI-G100 egy erős antennával felszerelt tokkal van felszerelve, amely felfogja az adást. SMS fogadásának lehetősége biztosított, csak bizonyos modellek (9522) mérgezhetnek. Az SS-66K atipikus golyós antennával van felszerelve.
A cég egyéb felszerelései a következők voltak:
A szökőárkövető rendszerre emlékeztető úszó bóják rövid üzenetek fogadására/továbbítására alkalmasak. Az interfész lehetővé teszi egy márkás telefon funkcióinak használatát, amely nem hajlandó műholdakat fogni.
Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.
közzétett http://www.allbest.ru/
Tanfolyam a következő témában: "Műholdas kommunikációs hálózatok"
Bevezetés
1. CCC architektúra
1.1 Űrszegmens
1.2 Föld szegmens
1.3 Frekvenciasávok
1.4 Topológiák
2. Műholdas kommunikációs technológiák
2.1 VSAT (nagyon kis rekeszű terminál)
2.2 SCPC (egy csatorna szolgáltatónként)
Következtetés
A felhasznált források listája
Szójegyzék
Bevezetés
A kommunikációs hálózatok összetettek technikai eszközökkel, amelyek kommunikációs csatornákon keresztül biztosítják az információcserét a földrajzilag elosztott objektumok között. Jelenleg a világban olyan kommunikációs hálózatok jönnek létre, amelyek komplex felépítése függ a létrehozásukhoz használt technikai lehetőségektől és eszközöktől, valamint e hálózatok szükséges jellemzőitől. Általában a kommunikációs hálózat a következő csomópontokat tartalmazza: előfizetői, koncentrációs, kapcsolási, útválasztási és továbbítási csomópontok. Az áramköri kapcsolás elvén épült hálózatokban az elküldött üzenet az egyik hálózati csomóponttól a másikhoz kerül a címzett irányába. Egy ilyen hálózat csomópontjai puffermeghajtókból állnak, amelyek a bejövő hívások koordinálását végzik információáramlásokés átviteli sebességük.
A műholdas kommunikáció ötlete meglehetősen egyszerű, és abban rejlik, hogy a rádiókommunikációs hálózat közbenső átjátszóját a Föld pályáján mozgó mesterséges földi műhold (AES) fedélzetére telepítik, szinte energiafogyasztás nélkül. mozgalom. Tekintettel arra, hogy a műhold láthatósági területe a földgömb közel fele, nincs szükség ismétlőláncra. A műholdas kommunikáció korszakának első éveiben passzív műhold-transzpondereket használtak (például az Echo és az Echo-2 műholdak), amelyek egyszerű rádiójel-visszaverők voltak, és nem szállítottak semmilyen adó-vevő berendezést a fedélzeten. A modern kommunikációs műholdak aktív adó-vevők. A jelek fogadására, feldolgozására, erősítésére és újraküldésére szolgáló elektronikus berendezésekkel vannak felszerelve. Az 1970-es évek közepe óta megkezdődött a regionális és nemzeti műholdas kommunikációs rendszerek (SCC) elterjedése. Ezeket a hálózatokat vagy saját geostacionárius átjátszókra, vagy az Intelsattól bérelt műholdas kommunikációs csatornákra építették. E hálózatok fő funkciói a televíziós jelek elosztására és a telefonálásra korlátozódtak. A CCC földi állomások kis sávszélességet igényeltek, így kisebbek, egyszerűbbek és olcsóbbak lettek.
A pályák, amelyeken a műholdas transzponderek találhatók, három osztályba sorolhatók:
* Egyenlítői;
* Ferde;
* Poláris.
Az egyenlítői pálya fontos változata a geostacionárius pálya, amelyen a műhold a Föld szögsebességével megegyező szögsebességgel, a Föld forgási irányával egybeeső irányban forog. A geostacionárius pálya nyilvánvaló előnye, hogy a szolgáltatási területen lévő vevő folyamatosan "látja" a műholdat.
Azonban csak egy geostacionárius pálya létezik, és lehetetlen az összes műholdat ráhelyezni. További hátránya a nagy tengerszint feletti magassága, és ebből adódóan a műhold pályára állítása magas költsége. Ezenkívül egy geostacionárius pályán lévő műhold nem képes kiszolgálni a körkörös tartományban lévő földi állomásokat.
A ferde pálya megoldja ezeket a problémákat, azonban a műholdnak a földi megfigyelőhöz viszonyított mozgása miatt pályánként legalább három műholdat kell elindítani az éjjel-nappali kommunikációs hozzáférés biztosítása érdekében.
A poláris pálya a ferde (90º-os dőlésszögű) határesete.
Ferde pályák használatakor a földi állomásokat nyomkövető rendszerekkel látják el, amelyek az antennát a műholdra irányítják. A geostacionárius pályán műholdakat üzemeltető állomások is jellemzően ilyen rendszerekkel vannak felszerelve az ideális geostacionárius pályától való eltérések kompenzálására. Ez alól kivételt képeznek a vételre használt kisméretű antennák műholdas televízió: A sugármintázatuk elég széles ahhoz, hogy ne érezzék a műholdat az ideális pont körül.
Mivel a rádiófrekvenciák korlátozott erőforrást jelentenek, biztosítani kell, hogy ugyanazokat a frekvenciákat különböző földi állomások használhassák. Ezt kétféleképpen teheti meg:
Térbeli elválasztás – minden műholdantenna csak egy bizonyos területről kap jelet, míg a különböző területek ugyanazokat a frekvenciákat használhatják;
Polarizációs szétválasztás - különböző antennák egymásra merőleges polarizációs síkokban vesznek és továbbítanak egy jelet, miközben ugyanazok a frekvenciák kétszer alkalmazhatók (mindegyik síkra).
A geostacionárius pályán lévő műholdak tipikus lefedettségi térképe a következő összetevőket tartalmazza:
Globális sugár - kommunikál a földi állomásokkal a lefedettségi területen, olyan frekvenciákat osztanak ki neki, amelyek nem metszik egymást a műhold többi sugarával;
Nyugati és keleti nyalábok – Ezek a nyalábok az A síkban polarizáltak, ugyanazzal a frekvenciatartománysal, mint a nyugati és a keleti féltekén.
A zónanyalábok a B síkban polarizáltak (A-ra merőlegesen), és ugyanazokat a frekvenciákat használják, mint a félgömb alakú nyalábok. Így az egyik zónában elhelyezett földi állomás félgömb és globális nyalábot is használhat.
1 . CCC architektúra
1.1 Űrszegmens
Amikor az űrszegmensről beszélünk, általában a közvetítő műholdakat és azok pályára állításának eszközeit, valamint a földi irányító komplexumokat jelentik. A közvetítő műholdak képviselik az űrszegmens fő részét. Két fő egységből állnak: egy űrplatformból és egy fedélzeti átjátszóból. A légi átjátszó fogadja a földi állomások jeleit, erősíti és továbbítja a földre. A fedélzeti antennák segítségével a műhold által kibocsátott jel egy vagy több sugárba fókuszálódik, ezzel biztosítva a szükséges lefedettségi terület kialakulását. A kommunikációs műholdak főbb jellemzői: a rádiófrekvenciás csatornák (repeaterek) vagy fővonalak száma, az egyes trönkekben lévő adók teljesítménye (általában egyenértékű izotróp sugárzott teljesítményként vagy EIRP-ként jelenítik meg), a szolgáltatási területek száma és mérete.
A kölcsönös interferencia csökkentése érdekében a műholdról (Downlink) érkező jelátvitel a földről a műholdra történő jelátvitel frekvenciájától eltérő frekvencián történik (felfelé irányuló kapcsolat). Ezért a műholdas átjátszók frekvenciaváltókat tartalmaznak. Általában a lefelé irányuló kapcsolati frekvencia alacsonyabb, mint a felfelé irányuló vonalaké. A műholdas kommunikációs rendszerek számára bizonyos frekvenciatartományok vannak kijelölve, amelyek mindegyikének megvannak a saját jellemzői. A szolgáltatási területek számát, méretét és alakját az antennák kialakítása határozza meg. Az űrplatformot úgy tervezték, hogy támogassa egy kommunikációs műhold működését. Az űrplatform fő funkciói a fedélzeti jelismétlő áramellátása és a műhold adott pályán tartása. A fedélzeti berendezések áramellátását általában innen végzik napelemekés tartalék akkumulátorok.
A gravitációs erők hatására a műhold letér az adott pályáról, ezért azt időszakonként korrigálni kell a műholdra szerelt speciális sugárhajtóművek segítségével. Ezért a geostacionárius műholdak tömegének jelentős hányada a meghajtórendszer és a korrekciós hajtóművek üzemanyagának súlya. A pályakorrekcióhoz szükséges üzemanyag-ellátás, valamint a fedélzeti berendezések megbízhatósága és tartóssága meghatározza a kommunikációs műholdak aktív létezésének időtartamát. A fedélzeti rendszerek működési irányítását és vezérlését fedélzeti számítógép végzi. Ezenkívül a műholdas rendszerek állapotával kapcsolatos összes telemetriai információ a földre kerül. A telemetriás vezérlés és a műholdas pályaparaméterek mérésének eredményei alapján a földi vezérlőkomplexum (GCC) parancsokat küld neki a pályakorrekcióhoz és a fedélzeti berendezések vezérléséhez.
1.2 Föld szegmens
A földi szegmens a felhasználók telephelyére telepített műholdas előfizetői állomások hálózata, valamint (ha szükséges) egy hálózati vezérlőközpont. Az előfizetői állomások helyhez kötöttek és mobilak is lehetnek. A legtöbb műholdas kommunikációs rendszer költségének 90%-a jellemzően a földi szegmensre esik.
A rögzített műholdas kommunikációs rendszer (FSS) tipikus földi állomása (ES) a következő fő csomópontokból áll:
* űrkommunikációs állomás (SCS);
* csatornaképző berendezés (KOA);
* végberendezések;
* csatlakozó vezeték berendezések.
Az űrkommunikációs állomás biztosítja az információ vételét és továbbítását műholdas csatornán keresztül. Tartalmaz egy antennarendszert, adó-vevő berendezést és frekvenciaváltókat. Az antenna méretét és az adóteljesítményt a műhold EIRP-je és vevőantennáinak minősége, valamint a továbbított jel frekvenciasávja határozza meg.
A csatornaképző berendezés előállítja és feldolgozza a moduláló jelet, biztosítja a többállomásos hozzáférés (jelek multiplexelés / demultiplexelés), a jelek kódolása és dekódolása, moduláció-demodulálásának eljárását.
A csatornaformáló berendezés és az SCS összekapcsolása köztes frekvencián történik, általában 70 MHz, esetenként 140 MHz.
A végberendezés összetétele a földi állomás céljától és a továbbított információ típusától függ. Adathálózatok esetében ezek lehetnek csomagösszeállítók/elemzők, csomagkapcsolók stb. A telefonos kommunikációs rendszerekben ide tartoznak a modemek, kódolók és dekóderek, kapcsolók és alközpontok.
A fővonali berendezéseket úgy tervezték, hogy összekapcsolják a földi állomásokat vezetékes kommunikációs vonalakkal és felhasználói berendezésekkel.
1.3 Frekvenciasávok
1977-ben megtartották a Világméretű Adminisztratív Rádió Konferenciát (WARC-77) a műsorszórási műholdas szolgáltatás megtervezésére, amelyen elfogadták a jelenlegi Rádiószabályzatot. Ennek megfelelően a Föld teljes területe három régióra oszlik, amelyek mindegyikének saját frekvenciasávja van a műsorszóráshoz.
Az 1. régió magában foglalja Afrikát, Európát, Oroszországot, Mongóliát és a FÁK-országokat.
2. régió – Észak- és Dél-Amerika területére terjed ki.
A 3. régió Dél- és Délkelet-Ázsia, Ausztrália és a csendes-óceáni szigetországok területei.
Ennek a szabályozásnak megfelelően több frekvenciasávot jelöltek ki a műholdas kommunikációs rendszerek számára, amelyek mindegyike vett szimbólum a latin ábécé betűje:
L-tartomány 1,452-1,550 és 1,610-1,710;
S-tartomány 1,93 - 2,70;
C-tartomány 3,40-5,25 és 5,725-7,075;
X-tartomány 7,25 - 8,40;
Ku-tartomány 10,70 - 12,75 és 12,75 - 14,80;
Ka-tartomány 15.40 - 26.50 és 27.00 -30.20.
A geostacionárius műholdakon alapuló, meglévő műholdas kommunikációs rendszerek többsége a C (6/4 GHz) és Ku (14/11 GHz) sávban működik. A Ka-sorozat nálunk még nem terjedt el, de Amerikában és Európában rohamosan fejlődik. A visszaverő antennák ("tányérok") vételének hatékonysága arányos az átmérőjébe illeszkedő hullámhosszok számával. És a hullámhossz a frekvencia növekedésével csökken. Ezért ugyanazon hatékonyság érdekében az antennák méretei a frekvencia növekedésével csökkennek. Ha a C sáv vételéhez 2,4-4,5 m-es antenna szükséges, akkor a Ku sávnál a méret 0,6-1,5 m-re csökken, a Ka sávnál már 30-90 cm, a K sávnál pedig - csak 10-15 cm.
Ugyanezen méretű Ku-sávú antenna 9,5 dB-lel nagyobb erősítéssel rendelkezik, mint egy C-sávú antenna. A műhold EIRP C-sávban általában nem haladja meg a 40-42 dB-t, míg a Ku-sáv 50-54 dB-es EIRP-szintje nem ritka. helyhez kötött műholdas kommunikációs rendszerek, sőt 60-62 dB az NTV rendszerek műholdai esetében is. Ugyanezen okok miatt a Ku sávban a transzponder műholdak vevőantennáinak erősítése nagyobb, mint a C sávban, ezért a Ku sávban az antennák mérete és a földi állomás adási teljesítménye a legtöbb esetben kisebb, mint a C sávban.
Például a Horizon műholddal való együttműködéshez a C sávban legalább 3,5 m-es antennával és körülbelül 20 wattos adóval rendelkező földi állomásokra van szükség. Ugyanakkor a Ku sávban az "Intelsat" (Intelsat) műholddal azonos kapacitású földi állomások felszerelhetők 1,2 m átmérőjű antennákkal és 1 W-os adóval. Az első állomás költsége körülbelül kétszer olyan magas, mint az azonos felhasználói jellemzőkkel rendelkező másodiké. A Ku-sáv mellett szól az is, hogy az ITU által a műholdas kommunikációs rendszerek számára ebben a sávban kiosztott frekvenciasáv több mint kétszerese a C-sáv sávjának. nekik. Ez korlátozza a Ku-sáv használatát a trópusi és szubtrópusi régiókban. Oroszország legtöbb régiójában a szükséges határérték nem haladja meg a 3-4 dB-t, amelynek létrehozásához elegendő az antenna átmérőjének 20-30% -kal történő növelése a száraz éghajlatú régiókhoz képest.
A fentiekhez kapcsolódóan a legtöbb VSAT alapú műholdas kommunikációs hálózat a Ku sávban épül ki. A műholdas kommunikációs rendszerek működéséhez bizonyos frekvenciasávok vannak kijelölve, amelyeken belül nagyszámú csatorna helyezhető el. A jelenleg használt modulációs technikák mellett egyetlen szimplex (egyirányú) csatorna kilohertzben (KHz) kifejezett sávszélessége megközelítőleg megegyezik az átviteli sebességgel, kilobit per másodpercben (Kbit/s) kifejezve. Így az egyirányú, 64 Kbps sebességű adatátvitelhez körülbelül 65 KHz sávszélesség, az E1 csatornához (2048 Kbps) pedig körülbelül 2 MHz sávszélesség szükséges.
Kétirányú (duplex) kommunikáció esetén a szükséges sávszélességet meg kell duplázni. Ezért egy 2 Mbit / s átviteli sebességű duplex csatorna megszervezéséhez körülbelül 4 MHz-es frekvenciasávra van szükség. Ez az arány a legtöbb más rádiócsatornára is érvényes, nem csak a műholdas csatornákra. Egy 36 MHz-es sávszélességű szabványos műholdtörzs esetében a maximális átviteli sebesség körülbelül 36 Mbps. De a legtöbb felhasználónak nincs szüksége ilyen nagy sebességre, és ennek a sávszélességnek csak egy részét használja.
1.4 Topológiák
Az előfizetők közötti forgalom megoszlásától függően a műholdas kommunikációs hálózatok architektúrája a következő módokon különbözik: forgalomkonfigurációban és vezérlési struktúrában.
A forgalmi konfiguráció szerint megkülönböztetik:
Pont-pont hálózat. Közvetlen duplex kommunikációt tesz lehetővé két távoli előfizetői állomás között dedikált csatornákon keresztül. Egy ilyen kommunikációs séma akkor a leghatékonyabb, ha a csatornák nagy terhelésűek (legalább 30-40%). Ennek az architektúrának az előnye a kommunikációs csatornák szervezésének egyszerűsége és teljes átláthatósága a különböző csereprotokollok számára. Ezenkívül egy ilyen hálózathoz nincs szükség vezérlőrendszerre.
Csillag hálózat. Ez a legelterjedtebb architektúra a VSAT osztályú előfizetői állomásokkal rendelkező CCC építésére. Egy ilyen hálózat többirányú sugárirányú forgalmat biztosít a központi földi állomás (az angol szakirodalomban DSC vagy HUB) és a távoli perifériás állomások (terminálok) között energiatakarékos sémában: kis ES - antennával felszerelt nagy DSC nagy átmérőjűés erős adó. A csillag architektúra hátránya a kettős ugrás jelenléte a hálózati terminálok közötti kommunikációban, ami észrevehető jelkésésekhez vezet.
A hasonló architektúrájú VSAT hálózatokat széles körben használják az információcsere megszervezésére egy nagy szám távoli terminálok, amelyek nem rendelkeznek jelentős kölcsönös forgalommal, valamint a cég központi irodája, különböző közlekedési, ipari és pénzintézetek. Hasonlóképpen a telefonhálózatok a távoli előfizetők kiszolgálására épülnek, akik egy földi kapcsolóközponthoz vagy automatikus telefonközponthoz (ATS) kapcsolódó központi állomáson keresztül férnek hozzá a nyilvános kapcsolt telefonhálózathoz. A csillaghálózat felügyeleti és vezérlési funkciói általában központosítva vannak, és a hálózat központi vezérlőállomására (NCS) koncentrálódnak. Az NCC ellátja a hálózati előfizetők (földi és műholdas terminálok) közötti kapcsolatok kialakításának és az összes periféria üzemállapotának fenntartásának szolgáltatási funkcióit.
A hálózatban "mindenki mindegyikkel". Közvetlen kapcsolat biztosított bármely előfizetői állomás között (az úgynevezett "egyugrásos" kommunikációs mód). A szükséges duplex rádiócsatornák száma N x (N - 1), ahol N a hálózat előfizetői állomásainak száma. Ebben az esetben minden előfizetői állomásnak N-1 átviteli csatornával kell rendelkeznie. Ez az architektúra optimális a nehezen elérhető vagy távoli területeken létrehozott telefonhálózatokhoz, valamint a viszonylag kis számú távoli végberendezéssel rendelkező adatátviteli hálózatokhoz.
Tekintettel arra, hogy a VSAT több energiaforrást igényel a két kis terminál közötti működéshez, mint egy csillaghálózathoz képest, az "mindegyikével" típusú hálózatokban az előfizetői állomásoknak nagyobb teljesítményű, nagyobb átmérőjű adókat és antennákat kell használniuk, ami észrevehetően tükröződik az árban.
Mindegyik topológiának megvannak a maga előnyei és hátrányai. A valós helyzetek gyakran megkövetelik a szolgáltatások széles körét, amelyek mindegyike jobban megvalósítható különböző topológiákban. Ezért sok hálózat vegyes topológiákra épül.
Az irányítás típusai a következők:
Központosított típusú vezérlés, ebben az esetben a hálózati vezérlőközpont (NCC) ellátja a hálózati előfizetők közötti kapcsolat kialakításához szükséges vezérlési és menedzsment szolgáltatási funkciókat, de nem vesz részt a forgalom továbbításában. Általában az NCC-t a hálózat egyik előfizetői állomására telepítik, amely a legnagyobb forgalmat bonyolítja.
Decentralizált típusú vezérlés, itt nincs NCC hálózat vezérlése, a vezérlőrendszer elemei minden VSAT állomás részét képezik. Hasonló hálózatok elosztott rendszer a kezelőszerveket megnövekedett "túlélőképesség" és rugalmasság jellemzi a berendezés bonyolultsága, bővítése miatt funkcionalitásés a VSAT terminálok drágulása. Ez a vezérlési séma csak kisméretű hálózatok (max. 30 terminál) létrehozása esetén célszerű, nagy forgalommal az előfizetők között.
2 . Műholdas kommunikációs technológiák
2.1 VSAT (nagyon kis rekeszű terminál)
VSAT állomás - egy műholdas kommunikációs állomás kis átmérőjű antennával, körülbelül 1,8 ... 2,4 m A VSAT állomás a földi pontok közötti információcserére, valamint adatgyűjtési és -elosztó rendszerekre szolgál. A CCC a földi állomások hálózatával, például a VSAT-val telefonos kommunikációt biztosít digitális hangátvitellel, valamint digitális információk továbbítását. A telefonforgalom továbbítása során a műholdas rendszerek csoportutakat (egy csoportjel áthaladását biztosító technikai eszközkészlet, azaz több telefonalcsatorna egy műholdba egyesítve) és átviteli csatornákat (olyan eszközöket alkotnak, amelyek biztosítják a jelek továbbítását egyik pontról a másikra).
A CCC csatornákat és csoportos útvonalakat széles körben használják a fő és az intrazonális telefonhálózatok szakaszaiban. A helyi kommunikációs vonalakon számos esetben a CCC-k lehetővé teszik: közvetlen rögzített csatornák és útvonalak szervezését a műholdas szolgáltatási területen lévő bármely kommunikációs pont között. A nem rögzített csatornák módban is működhet, amelyben a műholdas csatornák és útvonalak gyorsan válthatnak egyik irányból a másikba, amikor a forgalmi igények megváltoznak a hálózaton, és a leghatékonyabban használhatók - a teljes mértékben hozzáférhető kötegekkel.
A mai napig több CCC-t hoztak létre a VSAT segítségével. Az egyik tipikus ilyen rendszer a geostacionárius műholdakra épülő rendszer. A rendszer részeként működő VSAT-okat számos országban telepítették, beleértve Oroszországot is.
A VSAT állomások vonzó tulajdonsága, hogy a felhasználók közvetlen közelébe helyezhetik őket, akik így eltekinthetnek a vezetékes vonalaktól.
A dedikált csatornával rendelkező rendszereken kívül, amelyek hatékonyak az állandó információátvitelben nagy sebességgel (10 kbit / s vagy nagyobb), vannak olyan rendszerek, amelyek időt, frekvenciát, kódot vagy kombinált csatornaosztást használnak sok előfizető ES között.
Egy másik paraméter, amely lehetővé teszi a CCC osztályozását, a protokoll használata. Az első műholdas rendszerek nem protokollárisak voltak, és átlátható csatornát kínáltak a felhasználónak. Az ilyen rendszerek hátránya például az volt, hogy a felhasználói információkat továbbították anélkül, hogy a fogadó fél megerősítette volna azok kézbesítését. Más szóval, az ilyen rendszerekben az információcsere résztvevői közötti párbeszéd szabályai nincsenek meghatározva. Ebben az esetben a CCC minőségét a műholdas csatorna minősége határozza meg. A 10-6..10-7 tartományba eső szimbólumonkénti hibavalószínűség tipikus értékei mellett a nagy fájlok műholdas rendszereken keresztüli továbbítása még különféle hibajavító kódok használatával is nehéz, ha nem lehetetlen. .
A VSAT típusú műholdállomás kialakítása szerint egy nagyfrekvenciás (ODU) és egy alacsony frekvenciájú (IDU) modulból áll. Az antennából és egy adó-vevőből álló ODU azon az épületen kívül található, amelyben az IDU-t telepítik, amely modemből és multiplexerből (csatorna-képző berendezés) áll.
A standard konfiguráció egy kis átmérőjű parabolaantennát és egy adó-vevőt tartalmaz. A műholdállomásnak a műhold lefedettségi területéhez viszonyított elhelyezkedésétől és a csatornán belüli átviteli sebességtől függően nagyobb teljesítményű adókat vagy nagyobb antennákat használnak. A helyiségben modem és multiplexer található. Az ODU és az IDU rádiófrekvenciás (RF) kábelekkel vannak összekötve. Köztes frekvenciájú (IF) jelet hordoznak. IF 70 vagy 140 MHz.
Külső blokk. A külső, vagy ahogy néha nevezik, a nagyfrekvenciás egység egy antennából és egy adó-vevő egységből áll, amely erre az antennára van telepítve. Az adó-vevő egység biztosítja a kisfrekvenciás jel átalakítását, annak erősítését és átvitelét "felfelé". Továbbá nagyfrekvenciás jel vétele műholdról, alacsony frekvenciájú jellé alakítása és továbbítása a beltéri egységre. Antenna. Az egytükrös antennát általában az eltolási séma szerint hajtják végre (eltolt középponttal). Az eltolási séma lehetővé teszi a talajjal párhuzamosan futó és maximális interferenciát biztosító oldallebenyek szintjének csökkentését. Ezenkívül ez a séma elkerüli a csapadék felhalmozódását a reflektor felületén. kommunikációs műholdas digitális jel
Az antenna a következőkből áll:
* reflektor (tükrök);
* besugárzási rendszerek;
* forgatható alap (SRO).
A fő terminál a következőkből áll:
* mikrohullámú frekvencia átalakító egység;
* teljesítményerősítő (SSPA vagy TWT);
* Alacsony zajszintű konverter (LNC);
* tápegység (PS);
* összekötő kábelek.
Az adó-vevő feladata, hogy a modulátor után az IF jelet a felfelé konverteren RF jellé alakítsa az antennán keresztül történő továbbításhoz, a vett RF jelet pedig IF jellé alakítsa át a lefelé konverteren, a demodulátorként használt egység.
Beltéri blokk. A beltéri egység egy 19”-os rack, amelybe egy műholdas modem és egy multiplexer van telepítve. Néha állványba szerelik és opcionális felszerelés kombinálók, ventilátorok, UPS stb. Az UPS a rack-en kívülre is telepíthető, külön.
műholdas modem. A műholdas modem a modulátort tekintve arra szolgál, hogy kódolja a multiplexertől érkező digitális adatfolyamot, modulálja a jelet IF-en keresztül, a szükséges erősítést és jelátvitelt a külső egység felé. Illetve az IF jel fogadása a külső egységtől, annak erősítése, digitális jellé demodulálása, dekódolása és továbbítása a multiplexerre, a demodulátor részében.
Multiplexer. A multiplexert hang, fax információk és továbbított adatok multiplexelésére tervezték. A multiplexer lehetővé teszi, hogy a napi telefon- és faxüzeneteket szinkron és aszinkron adatátvitellel egy csatornába kapcsolja, amelyet helyi hálózatokon, földi vagy műholdas vonalakon továbbítanak. Ez lehetővé teszi a távközlési költségek csökkentését az átviteli képességek növelésével. fontos információés egyben csökkenti a csatorna sávszélességét.
Műholdas átjáró. A földi távközlési hálózatokhoz való hozzáféréshez műholdas átjárókat használnak (nagy állomások, amelyekhez műholdon keresztül VSAT állomások csatlakoznak).
Az átjáró a következőket nyújtja:
* hozzáférés a telefonhálózatokhoz;
* távolsági kommunikációs szolgáltatások nyilvános hálózathoz való hozzáféréssel;
* nemzetközi telefonszolgáltatások;
* Hozzáférés speciális telefonhálózatokhoz, például "Iskra-2";
* hozzáférés adathálózatokhoz (ROSNET, INTERNET, RELCOM stb.);
* földfelszíni csatorna bérlésének lehetősége bármely pontra.
Nagy sebességű hozzáférés az INTERNET-hez és más adathálózatokhoz.
Az átjáró nagy sebességű INTERNET-hozzáférést tesz lehetővé, akár 2 Mbps-ig. BAN BEN ezt a lehetőséget esetleg hozzáférhet az összes INTERNET szolgáltatáshoz (WWW, TelNet, E-mail, FTP stb.). A fent leírtak más globális adathálózatokra is érvényesek. A VSAT egy kisméretű, 0,9-3,7 m antennaátmérőjű műholdas kommunikációs állomás, amelyet elsősorban műholdas csatornákon keresztüli megbízható adatcserére terveztek. Nem igényel karbantartást, és közvetlenül csatlakozik a felhasználó végberendezéséhez, vezeték nélküli modemként működik.
Hogyan működik a VSAT hálózat. A VSAT alapú műholdas kommunikációs hálózat három fő elemet tartalmaz: egy központi földi állomást (ha szükséges), egy közvetítő műholdat és előfizetői VSAT terminálokat.
Központi földi állomás (CES). A bázison a műholdas kommunikációs hálózat központi földi állomása központi csomópont funkcióit látja el, és biztosítja a teljes hálózat működésének vezérlését, erőforrásainak újraelosztását, hibaelhárítást, a hálózati szolgáltatások számlázását és a földi kommunikációs vonalakkal való interfészeket. Általában a DSC-t a legnagyobb forgalmat bonyolító hálózati csomópontba telepítik (16. ábra).
Csatornaképző berendezések biztosítják a műholdas rádiócsatornák kialakítását és földi kommunikációs vonalakkal való dokkolásukat. A műholdas kommunikációs rendszerek beszállítói mindegyike saját eredeti megoldásait használja a DSC ezen részéhez, ami gyakran kizárja annak lehetőségét, hogy más cégek berendezéseit és előfizetői állomásait hálózatépítéshez használják fel. Ez az alrendszer jellemzően moduláris alapon épül fel, ami megkönnyíti új blokkok hozzáadását az átviteli sebesség növelése érdekében, ahogy a forgalom és az előfizetői állomások száma nő a hálózatban. A Hálózati Vezérlőközpont biztosítja a hálózat működésének felügyeletét, hibaelhárítást, erőforrásainak újraelosztását az előfizetők között, a nyújtott szolgáltatások díjszabását stb.
VSAT előfizetői állomás. Az előfizetői VSAT terminál általában egy antenna adagolót, egy kültéri rádiófrekvenciás egységet és egy beltéri egységet (modem) tartalmaz. A kültéri egység egy kis adó-vevő vagy vevő. A beltéri egység biztosítja a műholdas csatorna párosítását a felhasználó végberendezésével (számítógép, LAN szerver, telefon, fax alközpont stb.).
Műholdas átjátszó. A VSAT hálózatok geostacionárius átjátszó műholdakra épülnek. Ez lehetővé teszi a felhasználói terminálok kialakításának lehetőség szerinti egyszerűsítését és egyszerű, fix antennákkal való felszerelését műholdas nyomkövető rendszer nélkül. A műhold veszi a jelet a földi állomástól, felerősíti, majd visszaküldi a Földre. A műhold legfontosabb jellemzői a fedélzeti adók teljesítménye és a rajta lévő rádiófrekvenciás csatornák (trunkák vagy transzponderek) száma. A szabványos trönk sávszélessége 36 MHz, ami körülbelül 40 Mbps-os maximális átviteli sebességnek felel meg. Az adó teljesítménye 20-100 watt vagy több. A kisméretű, VSAT típusú előfizetői állomásokon keresztüli működés biztosításához kb. 40 W kimenő teljesítményű adókra van szükség. A működő orosz műholdak kisebb teljesítményű adókkal rendelkeznek, így az orosz hálózatok nagy része külföldi műholdakra épül.
2.2 SCPC(Egy csatorna szolgáltatónként)
Az SCPC (Single Channel per Carrier, egy csatorna vivőnként) egy klasszikus műholdas kommunikációs technológia. Lényege nagyon egyszerű: két A és B földi állomás közötti kommunikációhoz a műholdon két frekvenciasáv van kijelölve: az egyik az A-B irányú, a másik a B-A irányú átvitelre szolgál.
Ezeket a frekvenciasávokat "kizárólag" csak az A és B állomás használja, és senki más nem használhatja. Így az SCPC egy dedikált fizikai kommunikációs csatorna.
Oroszországban és Európában vannak VSAT állomások hálózatai, amelyek SCPC elven működnek. Az SCPC kommunikáció szabványos változata, ahol a „pont-pont” kommunikációt használják, két VSAT-állomás, amelyeket egy műholdas csatorna köt össze és a felhasználóknál helyezkednek el.
Egy ilyen csatornával a felhasználók bármikor kommunikálhatnak egymással. Gyakrabban kell „csillag” típusú hálózati konfigurációval (“mindenkivel központ” elv) foglalkozni, amikor egy állomás van a központi irodában (fiók, képviseleti iroda stb.) és több állomás a távoli fiókokban, fiókokban. Ennek a sémának a használatával lehetőség nyílik 32 kbps és 8 Mbps közötti digitális információáramlás megszervezésére, valamint telefonos, telefax kommunikáció biztosítására a központ és a periféria között. Ez a rendszer megnyitja a hozzáférést a műholdas állomásokon keresztül a berlini nemzetközi teleporthoz és tovább a világ bármely országába. Ezenkívül lehetőség van közvetlen moszkvai szám fogadására, és Moszkvában egy teleporton keresztül telefonbeszélgetéseket folytathat a volt Szovjetunió országaiban. Általánosságban meg kell jegyezni, hogy az SCPC-rendszer nagyon hatékony alternatíva a bérelt nem kapcsolt áramkörök, magánvonalak stb. Nagyon vonzó eszköz nagy mennyiségű információ nagy sebességű átvitelére. A műholdas digitális csatornák használatának köszönhetően nem kritikus a hatótávolság és a zajállóság szempontjából.
Távoli cellás bázisállomás csatlakoztatása. Ez az egyetlen módja annak, hogy egy távoli cellás bázisállomást műholdon keresztül csatlakoztassunk, ami garantálja a kiváló minőségű kommunikációt és a mobilszolgáltató összes szolgáltatásának teljes körű működését. Soros szinkron G.703 interfésszel rendelkező modempárt használnak, amelyen keresztül az E1 digitális adatfolyam (2048 kbps), teljes vagy töredékes továbbítása történik.
Csatorna Internet hozzáférés. műholdas csatorna Az SCPC külső internet-hozzáférési csatornaként használható egy adott régióban lévő ISP csomóponthoz. Általában ebben az esetben a műholdas kommunikációs csatorna egy nagy moszkvai távközlési szolgáltató csomópontjában "száll le". Általában egy ilyen kezelőnek van egy központi földi állomása nagy antennával és erős adóval. Ennek köszönhetően a régióban lévő ügyfele valamivel kisebb antennával rendelkező földi állomást használhat.
Műholdas műsorszóró hálózat. A PC Audio egy klasszikus technológia a hálózati FM rádióállomások jeleinek továbbítására más városokban lévő átjátszó partnerei számára. Az SCPC használata különösen fontos azon regionális rádióállomások számára, amelyek stúdiói nem Moszkvában találhatók. Az SCPC műholdas csatorna bérlése olcsóbb, mint bármely más technológia azonos sebességű csatornájának bérlése. Igaz, a vevőállomásokon meglehetősen drága speciális berendezéseket kell használni. Általában azonban nincs sok átjátszó állomás, és az egyszer megvásárolt berendezések költségét gyorsan kompenzálja a kommunikációs díjak megtakarítása. A stúdióba telepített műholdas földi állomás csak átvitelre működik. Hagyományos műholdas modemmel van felszerelve soros RS-449 interfésszel és ComStream DAC700 kódolóval, amely 128…392 kbit/s sebességgel alakítja át a hangot soros digitális adatfolyammá. MPEG-1 Layer3 digitális hangtömörítést használnak. Az átjátszó állomásokon hagyományos vevő műholdantennákat telepítenek - ugyanúgy, mint a műholdas televízió esetében. Az antennához egy speciális ComStream ABR202 vevő csatlakozik, amely egy egyirányú műholdas modemet és egy MPEG dekódert egyesít. A földi állomás modemje és a szolgáltató hálózati berendezése közé router van telepítve.
2.3 TES
A TES-rendszert telefonos és digitális információk cseréjére tervezték olyan hálózatokban, amelyek a "mesh" ("each with every") elvén épülnek fel, vagy más szóval teljes hozzáférésű hálózatokban. Ez azt jelenti, hogy a hálózat bármely két előfizetője között telefonos kommunikáció lehetséges, emellett az előfizetők a berlini teleporton (Gateway) keresztül hozzáférést biztosítanak a nemzetközi nyilvános hálózathoz. A legegyszerűbb konfiguráció egyetlen telefonos vagy faxcsatornán keresztüli kommunikációt biztosít. Az előfizető biztosított további lehetőség digitális információ továbbításának megszervezése két hálózatba tartozó állomás között. A hálózat a DAMA elvén működik - amikor az előfizetőnek nincs mereven hozzárendelve műholdas csatornája, és ezt a csatornát igény szerint, nagy (több mint 99%-os) valószínűséggel biztosítják számára. Ez a módszer lehetővé teszi a bérelt műholdas csatornák számának csökkentését, és megfizethető árakat biztosít az előfizetők számára. Általánosságban elmondható, hogy a TES rendszer használata a leghatékonyabb és hatékony módon hozzáférést biztosít a nemzetközi telefonhálózathoz, valamint jó kommunikációs eszközt azokkal a területekkel, ahol vagy fejletlen kommunikációs infrastruktúra, vagy egyáltalán nincs.
2.4 PES
A Personal Earth Station System (PES™) egy műholdas párbeszédes, csomagkapcsolt hálózat, amelyet a CCC-n belüli telefon- és digitális információk cseréjére terveztek csillag topológiával, teljes duplex lehetőséggel. A rendszerben van egy nagy és drága HUB állomás és sok kicsi és olcsó PES vagy távoli állomás. Nagy effektív sugárzott teljesítmény A központi állomás magas vételi minősége lehetővé teszi kisméretű 0,5-1,8 m átmérőjű antennák és kis teljesítményű, 0,5-2 W teljesítményű adók használatát PES-en.
Ez jelentősen csökkenti az előfizetői hozzáférési pont költségeit. A többi fent említett rendszertől eltérően, ebben az információ továbbítása mindig a HUB-on keresztül történik. A rendszer energiája és költsége (illetve a kínált szolgáltatások költsége) szempontjából a központi AP optimális elhelyezkedése a műholdas megvilágítási zóna közepén van. Például az INTELSAT-904 műholdon keresztül működő hálózatban a központi állomás Moszkvában található.
Az SCS előnyei:
A műholdas kommunikációs rendszerek a továbbított jel típusában is különbözhetnek, amely lehet digitális vagy analóg. Az információ digitális formában történő továbbítása számos előnnyel jár a többi továbbítási móddal szemben. Ezek tartalmazzák:
* sok független jel kombinálásának egyszerűsége és hatékonysága, valamint a digitális üzenetek „csomagokká” alakítása a könnyű váltás érdekében;
* alacsonyabb energiafogyasztás az analóg jelátvitelhez képest;
* a digitális csatornák relatív érzéketlensége az újraadás során felhalmozódó torzítások hatására, ami általában komoly probléma az analóg kommunikációs rendszerekben;
* nagyon alacsony átviteli hibavalószínűség elérésének lehetősége és a továbbított adatok reprodukálásának nagy pontossága a hibák észlelésével és kijavításával;
* kommunikációs titoktartás;
* rugalmasság a digitális berendezések megvalósításában, lehetővé téve a mikroprocesszorok használatát, a digitális kapcsolást és a mikroáramkörök használatát nagyobb fokú komponensintegrációval.
Az SCS hátrányai:
Gyenge zajvédelem. A földi állomások és a műhold közötti hatalmas távolságok miatt a vevőegység jel-zaj aránya nagyon alacsony (sokkal kisebb, mint a legtöbb mikrohullámú kapcsolatnál). Ahhoz, hogy ilyen körülmények között elfogadható hibavalószínűséget biztosítsunk, nagy antennák, alacsony zajszintű elemek és összetett hibajavító kódok alkalmazása szükséges. Ez a probléma különösen akut a mobil kommunikációs rendszerekben, mivel ezekben az antenna mérete és általában az adó teljesítménye korlátozott.
A légkör hatása. A műholdas kommunikáció minőségét erősen befolyásolják a troposzférában és az ionoszférában jelentkező hatások. felszívódás a troposzférában. A jelek légkör általi elnyelése a frekvenciájától függ. Az abszorpciós maximumok 22,3 GHz (vízgőz rezonancia) és 60 GHz (oxigénrezonancia). Általában az abszorpció jelentősen befolyásolja a 10 GHz feletti jelek terjedését (azaz a Ku-sávból kiindulva). Az abszorpció mellett a rádióhullámok légköri terjedése során fading hatás lép fel, amit a törésmutatók különbsége okoz. különböző rétegek légkör.
ionoszférikus hatások. Az ionoszférában jelentkező hatások a szabad elektronok eloszlásában bekövetkező ingadozások következményei. A rádióhullámok terjedését befolyásoló ionoszférikus hatások a következők: villódzás, abszorpció, terjedési késleltetés, diszperzió, frekvenciaváltozás, a polarizációs sík elforgatása. Mindezek a hatások egyre gyakrabban gyengülnek. A 10 GHz-nél nagyobb frekvenciájú jelek befolyása kicsi.
A jel terjedésének késleltetése. A jelterjedési késleltetés problémája így vagy úgy minden műholdas kommunikációs rendszert érint. A geostacionárius pályán műholdas transzpondert használó rendszerek rendelkeznek a legnagyobb késleltetéssel. Ebben az esetben a rádióhullám terjedési sebességének végessége miatti késleltetés hozzávetőlegesen 250 ms, a multiplexelési, kapcsolási és jelfeldolgozási késéseket figyelembe véve pedig a teljes késleltetés akár 400 ms is lehet. A terjedési késleltetés a leginkább nemkívánatos a valós idejű alkalmazásokban, például a telefonálásban. Ebben az esetben, ha a jel terjedési ideje a műholdas kommunikációs csatornán 250 ms, az előfizetői replikák közötti időkülönbség nem lehet kevesebb 500 ms-nál.
Egyes rendszerekben (pl. csillag topológiát használó VSAT rendszerekben) a jelet kétszer továbbítják egy műholdkapcsolaton keresztül (egy terminálról egy központi helyre, és egy központi helyről egy másik terminálra). Ebben az esetben a teljes késleltetés megduplázódik.
3 A KKK állapotának általános jellemzői és fejlődési irányai
A kommunikációs csatornák szervezésére elsősorban a geostacionárius pályán (GSO) elhelyezett űrhajókat (SC) használják. A nem geostacionárius pályán lévő műholdakon alapuló távközlési hálózatok létrehozásának lehetőségeit a jelentéktelen szolgáltatási terület, a tartós szolgáltatásnyújtás lehetetlensége és számos egyéb tényező korlátozza. A legtöbb ilyen tényező kiküszöbölhető műholdak konstellációjával, de szükségessé válik a követésük. Az ilyen csoportosításokat többnyire mobilkommunikáció és műsorszórás szervezésére használják. Közülük a legnagyobbak az Iridium (88 SC), a Globalstar (48 SC), az Orbcomm (31 SC). A geostacionárius műholdas kommunikációs rendszereket távközlési szolgáltatások nyújtására használják, különösen a műsorszórásban.
Évente 15-30 űrhajót indítanak a GSO-hoz, és 10-15 műhold fejezi be munkáját. Az elmúlt 10 évben az űrhajók számának éves átlagos növekedése körülbelül 3% volt. A műholdas csatornák iránti kereslet növekedésének kérdésében azonban, amely űrhajók kilövést okoz, nem az abszolút növekedést kell figyelembe venni, hanem a GSO-nak felbocsátott műholdak képességeit. Hajlamosak a „nehéz” űrhajók kilövésére, amelyek nyereség/ár szempontjából hatékonyabbak, és távközlési hasznos teherbírása körülbelül 50 törzs vagy több. A 83 működő "nehéz" űrhajó közül 69-et állítottak pályára 2000 után (az összes kilövés 33%-a).
2011. március elejéig 319 polgári transzponder műhold üzemelt geostacionárius pályán (GSO) különböző szolgáltatásokban. A távközlési szolgáltatásokat 67 nemzetközi és hazai szolgáltató nyújtja, amelyek 89 műholdas kommunikációs rendszerrel rendelkeznek. A CCC-ket 35 országban tartják nyilván, ezek listája az A. függelékben található.
Az A függelékben szereplő országok listáján szerepelnie kell Kazahsztánnak, Nigériának és Argentínának, amelyek mára elvesztették műholdaikat, de visszaállítják a CCC működését. Idén Kazahsztán a Kazsat nemzeti műholdas kommunikációs rendszer keretében két műholdat indít a nigériai GEO-ba, a Nigcomsat keretében három műholdat. Argentína új Arsat műholdas kommunikációs rendszert épít, amely három műholdból áll. A GSO műholdak mintegy tizenegyezer különböző szolgáltatású, teljesítményű és kapacitású transzponderrel rendelkeznek, amelyből mintegy 8000 tábla érintett. Mivel a transzponderek sávszélességben jelentősen eltérnek egymástól, az eloszlás becsléséhez elfogadhatóbb kritérium a trönkök teljes sávszélessége.
2011. február végén a GSO által felbocsátott műholdak transzpondereinek teljes frekvenciaforrása elérte a frekvenciasáv hozzávetőleg 450 GHz-ét, ennek több mint fele a Ku sávban (51,4%), 35,1%-a a C sávban és 12,0 GHz. % a Ka tartományban.
Az üzemelő űrhajók számának éves 3%-os növekedésével a frekvenciaforrás éves növekedése észrevehetően nagyobb, körülbelül 13%-kal, ami a "nehéz" űrhajók kilövéséhez kapcsolódik. Tíz év alatt a műholdas csatornák teljes sávszélessége megközelítőleg megkétszereződött. A Ku és C sávban szinte lineáris összkapacitásnövekedés figyelhető meg, a Ka sáv intenzívebb ütemben kerül bevezetésre.
A monopolizációs trendek a műholdas távközlési piacon 2001-ben kezdtek megjelenni a SES Astra és a GE Americom egyesülése és a SES Global Corporation megalakulása után. 2006-ban a vállalat megvásárolta a CCC NSS-t, 2009-ben a feloszlott CCC Protostar részét, 2010 márciusában pedig teljesen felvásárolta a CCC Sirius-t. Ezenkívül a SES Global 70%-os részesedéssel rendelkezik a CCC Cielben és 49%-os részesedéssel a Quetzsatban, amely 2011-ben tervezi első űrszondáját.
Az INTELSAT nemzetközi szervezet, miután 2003-ban felvásárolta a CCC Telstar egy részét (4 műhold), és egyesült a PanAmSattal (2005), a legnagyobb műholdszolgáltatóvá vált. Ezenkívül 2009-ben a szervezet megvásárolt három űrhajót: Amos 1, Protostar 2 és JCSat 4R.
Az EUTELSAT, a harmadik legnagyobb szolgáltató érdeklődést mutatott a Satmex CCC megvásárlása iránt, amely a Hispasat vagyonának körülbelül egyharmadát ellenőrzi.
A kanadai Telesat szolgáltató 2007-ben megvásárolta a CCC Telstar (4 KA) maradványait, és a világ negyedik nemzetközi szolgáltatója lett.
2008-ban a japán JSAT és SCC (SCC Superbird) szolgáltatók megalakították a JSAT Perfec Pro Corporationt, amely magában foglalja a CCC NSat és részben a CCC Horizons vállalatot is.
2006-ban a Cablevisiont az Echostar vette át, amely nagyrészt a Dish Network Corporation része, amelyet a CCC DTV-t birtokló és a CCC Spaceway-t irányító DIRECTV csoport irányít. A három DTV rendszer, az Echostar és a Spaceway gyakorlati integrációjáról beszélhetünk.
2010-ben három kínai rendszerüzemeltető, a Chinasat, a Sinosat, a Chinastar egyesült, így egy új szervezet, a Chinasat jött létre.
2010-ben az XM Satellite Radio és a Sirius FM Radio egyesülését követően bejelentették egy új szervezet, a Sirius XM Radio megalakulását. Ennek az üzemeltetőnek az űrflottája hat geostacionárius műholdon kívül négy alacsony pályán keringő űrhajót is tartalmaz.
A monopolizáció jelenlegi tendenciája nem akadályozza a kis számú SSS űrhajók fejlesztését. Nemcsak a lejárt szavatosságú műholdak felbocsátását tervezik, hanem új rendszerek létrehozását is, köztük nemzeti műholdakat is.
A következő három évben várhatóan bővül a nemzeti műholdas kommunikációs rendszereket létrehozó országok listája:
2011, Irán: CCC Zohreh (2 SC);
2011, Egyesült Arab Emírségek: CCC Yachsat (2 űrhajó);
2011, Egyesült Arab Emírségek Jordániával közösen: CCC SmartSat (1 SC);
2012, Ukrajna: CCC Lybid (1 SC);
2012, Azerbajdzsán: CCC AzerSpace, (2 SC), egy SC Malajziával közösen;
2013 Katar: CCC Eshail (1 SC), az Eutelsattal közösen;
2013, Bolívia: CCC Tupac Katani (1 SC);
2013 u/? Kfjc^ CCC Laosat (1 RF)
A műholdas konstellációval rendelkező országok a piaci igényeknek megfelelően új rendszereket hoznak létre:
2011, Oroszország: CCC Luch (3 SC) az adatszolgáltatásokhoz;
2011, USA: a Viasat (2 SC) nagysebességű hozzáférési szolgáltatásokat nyújt;
2011 Mexikó: a CCC QuetzSat (1 SC) műsorszórási és vezetékes szolgáltatásokat nyújt;
2012, USA: a CCC Jupiter (1 SC) és a CCC OHO (3 SC) nagy sebességű hozzáférési és HDTV szolgáltatásokat biztosít;
2012 Mexikó: Mexsat CCC (3 műhold), amely a mobil, vezetékes és műsorszóró szolgáltatások területén fog működni;
2012 Ausztrália: CCC Jabiru (1 KA) műsorszórási és vezetékes szolgáltatásokhoz;
2013, Egyesült Arab Emírségek: S2M (1 SC) műsorszórási szolgáltatások nyújtása a mobilfelhasználóknak;
2013 Kanada: Canuk CCC (1 SC) a nagy sebességű hozzáférési rendszerhez.
Az Inmarsat mobilkommunikációs rendszer részeként az ötödik generációs műholdak új sorozata, valamint két Alfasat és Europesat műhold az üzemeltető új típusú szolgáltatására irányul - a mobil objektumokra történő műsorszórásra.
A műholdas műsorszórás továbbra is a szolgáltatás elsődleges típusa. Kivéve standard készlet közvetlen műsorszórási szolgáltatások, műsorterjesztés földfelszíni és kábeles műsorszóró hálózatokon ETS 8 és MBSat műholdakon keresztül, kísérleti televíziós műsorszórás mobil objektumokra már folyamatban van. Az ilyen típusú szolgáltatás biztosítására három műhold (Eutelsat 2A, Echostar 13 vagy CMBstar és S2M 1) felbocsátását tervezték, ezek közül az Eutelsat 2A indult, de az antenna kiépítésével kapcsolatos problémák megakadályozták a szolgáltatások beindítását az európai régióban. A műholdas csatornákat intenzíven használják a magas színvonalú és interaktív műsorszórási szolgáltatások biztosítására, megkezdődött a 3D televíziózás bevezetése.
A második prioritás a nagysebességű hozzáférési szolgáltatások biztosítása volt. A működő speciális műholdakon kívül a WildBlue 1, Spaceway 3, IPStar 1, a nemrégiben felbocsátott Eutelsat KaSat és Hylas GEO műholdak, a Viasat (2 SC), OHO (3 SC), Canuk, 3 SC ötödik generációs Inmarsat műholdak, a Jupiter és egyéb.
A műholdas távközlési rendszerek fejlesztésének további iránya a működési elvek és célok tekintetében távol álló rendszerek szolgáltatásainak és funkcióinak konvergenciájához kapcsolódik, a közös műszaki és technológiai megoldások áthatolása és alkalmazása révén. A konvergencia egyre inkább elmossa az egyes szolgáltatástípusok közötti különbségeket, minden hálózat bármely típusát jelentősen kibővített kínálatban és nagyobb mértékben egyetlen technológiai platform alapján biztosítja, amely biztosítja az interaktív és közvetlen műsorszórás fejlődését, a magas- minőségi műsorszórás, nagy sebességű hozzáférési rendszerek, távoktatás, távorvoslás, telebank és egyéb több szolgáltatást nyújtó alkalmazások. Ezeknek a szolgáltatásoknak az egyetlen központtól a felhasználói hálózatig terjedő vállalati jellege miatt a műholdas kommunikációs rendszerek a legalkalmasabbak ezek biztosítására. Az új szolgáltatások a műholdas erőforrások 80%-át fogják igénybe venni.
A műholdas csatorna szolgáltatások teljes volumennövekedése az öt év alatt 76%, a távközlési szolgáltatásokból származó bevétel növekedése rendre: CER - 82%, FSS - 97%, PSS - 29%. Vegye figyelembe, hogy a 2. táblázatban szereplő hozzáférési szolgáltatások adatai a műsorszóró csatornákon keresztül nyújtottakra vonatkoznak. Ezt a fajta szolgáltatást is nagyrészt vezetékes kommunikációs csatornák biztosítják, amit információhiány miatt a táblázat külön oszlopban nem tüntet fel. A 2009. évi CCC bevételek döntő hányadát (81%-át) a műsorszóró műholdas szolgáltatás (BSS) adja, ami kiemeli prioritásának mértékét. A jövedelmezőség megoszlását a szolgáltatások között a Műholdipari Szövetség által az elmúlt öt évben közzétett adatok szerint a B. melléklet tartalmazza. Hangsúlyozandó, hogy a műholdas csatornákon keresztüli távközlési szolgáltatások határozzák meg az űripari tevékenységből származó fő bevételt. A 160,9 milliárd dolláros összbevételből a távközlési bevételek aránya 58,2%.
Az űrhajó teljesítmény-tömeg aránya nőtt. A törzsek teljesítménye a leggyakrabban használt tartományokban átlagosan: Ku 120 - 150 W, C - 50 - 60 W. Az egységnyi sávszélességre jutó fajlagos teljesítmény elérte az 1,2 W/MHz-et, ami hatékonyabb többpozíciós jelek és nagysebességű összefűzött kódok használatát teszi lehetővé a csatornában.
Következtetés
Fentebb általánosságban tárgyaltuk a műholdas kommunikációs rendszerek architektúráját, valamint az iparág legújabb fejlesztési trendjeit. Mivel a műholdas műsorszórási csatornák száma évente átlagosan 15%-kal növekszik, ehhez a frekvenciaforrások megfelelő növelésére van szükség, mind a műholdtörzsekben, mind a sugárzott műsorok és multimédiás információk vételére és továbbítására tervezett földi állomásokon.
A GSO-ban lévő műholdak száma évente körülbelül 3%-kal növekszik, a CCC-frekvencia-erőforrás összesen évi 13%-kal nő.
A geostacionárius pálya frekvencia erőforrása korlátozott, a főként az európai régiót kiszolgáló SC trönkök kihasználtságát szinte mindenhol kihasználják, emellett magas a műholdas csatornák sávszélességének költsége.
Új típusú szolgáltatások bevezetése, jó minőségű és interaktív műsorszórás, háromdimenziós műsorszórás, szélessávú hozzáférés stb. nagysebességű információáramlással rendelkező földi hálózatok, azaz szélessávú csatornák működtetését igénylik.
A szélessávú műholdas csatornák használata jelentős pénzügyi költségekkel jár a műholdas csatorna-erőforrások bérbeadásához.
A korlátozott frekvenciaerőforrás, a bérbeadásuk vagy használatuk jelentős költségei megkívánják a frekvenciahatékony technológiák bevezetését a jelek előállítására és továbbítására.
A világon, de még inkább Európában használt technológia közül a leghatékonyabb és leghasznosabb a DVB-S2 jelkondicionáló szabvány és az MPEG-4 digitális streaming szabvány kombinációja.
2011. február végén a sugárzott csatornák több mint 11,5%-a már a DVB-S2 szabványban van kialakítva. Az MPEG-4 szabvány felhasználási szintje már elérte a sugárzott csatornák teljes mennyiségének 26%-át.
A DVB-S2 szabvány megvalósítási üteme csaknem kétszerese a sugárzott csatornák számának növekedésének.
A műholdas műsorszóró hálózatok kiépítésének alapját a DVB-S2 átviteli szabványok és az MPEG-4 streaming szabványok kell képezniük, ugyanakkor biztosítani kell a korábbi jel- és adatfolyam-formátumokkal való együttműködés lehetőségét.
A felhasznált források listája
1. "Műholdas kommunikáció és műsorszórás: referenciakönyv" - Bartenev V.A.
2. "Számítógépes térképészet és műholdas kommunikációs zónák" - Mashbits L.M.
3. "A műholdas kommunikációs rendszerek elektromágneses kompatibilitása" - Dyachkova M.N., Ermilov V.T., Zheltonogov I.V., Kantor L.Ya., Mysev M.V.
...Digitális adatok továbbítása műholdas kommunikációs csatornán. Műholdas kommunikációs rendszerek felépítésének elvei. Műholdas relé használata televíziós műsorszóráshoz. A többszörös hozzáférésű rendszer áttekintése. A TV-jel átalakításának digitális útvonalának sémája.
absztrakt, hozzáadva: 2013.10.23
A műholdas kommunikáció fejlődésének története. Előfizetői VSAT terminálok. Műholdas transzponderek pályái. Műhold indításának és a szükséges berendezések telepítésének költségeinek számítása. Központi irányító állomás. Globális műholdas kommunikációs rendszer, Globalstar.
szakdolgozat, hozzáadva 2015.03.23
Műsor- és televízióműsorok cseréje. Földi átjátszók elhelyezése. Az az ötlet, hogy átjátszót helyezzünk egy űrhajóra. A műholdas kommunikációs rendszer (SSS) jellemzői, előnyei és korlátai. Tér- és földi szegmensek.
absztrakt, hozzáadva: 2010.12.29
Általános információk a személyes műholdas kommunikációs rendszerekről. Ismerkedés az orosz állami műhold konstelláció fejlesztésével és az űrrepülőgép kilövési programjával. A jelek adására és vételére szolgáló űr- és földi állomások jellemzői.
bemutató, hozzáadva 2014.03.16
Az államközi útépítés kérdései vállalati rendszer műholdas kommunikáció és mutatói. Kommunikációs hálózat fejlesztése Almatitól a közvetlen nemzetközi kommunikációs csatornákig Londonon keresztül. Műholdas vonal, rádiórelé vonal, IRT szolgáltatási terület paraméterei.
szakdolgozat, hozzáadva: 2008.02.22
A területi kommunikációs rendszer kiépítésének elvei. Műholdas kommunikáció szervezésének módszereinek elemzése. A műholdas kommunikáció előfizetői végberendezésének alapvető követelményei. Meghatározás specifikációk modulátor. A manipulált jelek fő típusai.
szakdolgozat, hozzáadva: 2012.09.28
A Föld függőleges polarizációjú rádióhullámának térerősségének számítása adott rádiókommunikációs tartományhoz kétféle homogén földfelszínen. A kommunikációs vonal térerősségének számítása ionoszférahullámmal. Jelszint a műholdas rádiókapcsolaton.
szakdolgozat, hozzáadva 2014.04.15
A vezetőrendszerek fő típusai által továbbított frekvenciatartományok. A kommunikációs vonalak csatornáinak paraméterei. Megnevezések a kommunikációs vonalakban. Csatornaválasztó időmultiplexeléssel. A koaxiális kábel csatornáinak jellemzői, optikai kábelek.
bemutató, hozzáadva 2014.10.19
A műhold működésének elvei navigációs rendszerek. Az SNS-rel szemben támasztott követelmények: globalitás, elérhetőség, integritás, a szolgáltatás folytonossága. Tér, menedzsment, fogyasztói szegmensek. Pályaszerkezet NAVSTAR, GLONASS.
jelentés, hozzáadva: 2013.04.18
Az ATN megvalósítás állapota a légiforgalmi gyakorlatban. Műhold információs technológia CNS/ATM rendszerekben. Műholdas rádiónavigációs rendszerek. Koordináták, idő, navigációs műholdak mozgása. Információs jel kialakítása GPS-ben.
Bevezetés. 2
A munka célja.. 3
1. Műholdas kommunikációs hálózat fejlesztése. 4
2. A műholdas kommunikációs hálózat jelenlegi állapota. 7
3. Műholdas kommunikációs rendszer. 12
3.1. Műholdas átjátszók... 12
3.2. Műholdas transzponderek pályái. 13
3.3. lefedettségi területek. 15
4. Műholdas kommunikáció használata. 16
4.1. Műholdas gerinchálózat. 16
4.2. VSAT rendszer. 16
4.3. Központi irányító állomás. 17
4.4. Műholdas átjátszó. 17
4.5. Előfizetői VSAT terminálok.. 18
5. VSAT technológia. 18
6. Globális műholdas kommunikációs rendszer, Globalstar 20
6.1. A Globalstar 21 földi szegmense
6.2. A Globalstar földi szegmense Oroszországban. 22
6.3. A Globalstar 23 rendszer technológiája
6.4. A Globalstar 23 rendszer alkalmazási területei
7. Műholdas kommunikációs hálózat tervezése. 24
7.1. Műhold felbocsátásához és a szükséges berendezések telepítéséhez szükséges tőkeköltségek kiszámítása. 24
7.2. Működési költségek számítása. 25
7.3. Bérszámfejtés.. 25
7.4. Biztosítási díjak.. 26
7.5. Értékcsökkenési leírások. 26
7.6. A termelési igényekhez szükséges villamosenergia-költségek. 26
7.7. Jövedelemszámítás. 27
7.8. Teljesítménymutatók számítása. 28
7.9. A beruházási projekt eredményességének számítása. 31
Következtetés. 35
Felhasznált források listája. 40
Bevezetés
A modern valóság már arról beszél, hogy elkerülhetetlen a hagyományos mobil, sőt, vezetékes telefonok műholdas kommunikációra váltása. A legújabb műholdas kommunikációs technológiák életképes műszaki és költséghatékony megoldásokat kínálnak mind az egyetemes kommunikációs szolgáltatások, mind a közvetlen hang- és TV műsorszórási hálózatok fejlesztéséhez. A mikroelektronika területén elért kiemelkedő eredményeknek köszönhetően műholdas telefonok olyan kompakttá és megbízhatóan használhatóvá váltak, hogy minden igényt a különböző felhasználói csoportok támasztanak, és a műholdbérlés a modern műholdas kommunikációs piac egyik legnépszerűbb szolgáltatása. Jelentős fejlődési kilátások, nyilvánvaló előnyök a többi telefonnal szemben, megbízhatóság és garantált zavartalan kommunikáció – mindez a műholdas telefonokról szól.
A műholdas kommunikáció ma az egyetlen költséghatékony megoldás az alacsony népsűrűségű területek előfizetőinek kommunikációs szolgáltatások nyújtására, amit számos gazdasági tanulmány is megerősít. A műhold az egyetlen műszakilag megvalósítható és költséghatékony megoldás, ha a népsűrűség kisebb, mint 1,5 fő/km2. Ez jelentős kilátásokat jelez a műholdas kommunikációs szolgáltatások fejlesztésében, különösen az alacsony népsűrűségű régiókban, nagy területen.
A munka célja
Megismerni a műholdas kommunikáció történetét, a műholdas kommunikáció fejlesztésének és tervezésének jellemzőit és kilátásait.
1. Műholdas kommunikációs hálózat fejlesztése
A műholdas kommunikáció fejlődésének története
A CCC fejlődésének negyvenöt éves története öt jellemző szakaszból áll:
· 1957-1965 Az előkészítő időszak, amely 1957 októberében kezdődött, miután a Szovjetunió felbocsátotta a világ első mesterséges földműholdját, majd egy hónappal később a másodikat. Ez a hidegháború és a gyors fegyverkezési verseny tetőpontján történt, így természetesen a műholdas technológia elsősorban a katonaság tulajdonába került. A vizsgált szakaszt korai kísérleti műholdak, köztük kommunikációs műholdak felbocsátása jellemzi, amelyeket főként alacsony földi pályára bocsátottak.
Az első geostacionárius közvetítő műholdat, a TKLSTAR-t az amerikai hadsereg érdekében hozták létre, és 1962 júliusában állították pályára. Ugyanebben az időszakban fejlesztették ki a SYN-COM (Synchronous Communications Satellite) amerikai katonai kommunikációs műholdak sorozatát.
Az első két műholdat geoszinkron elliptikus pályára bocsátották. Ennek a sorozatnak a SYNCOM-3 geostacionárius műholdját 1963 februárjában állították pályára, és az első polgári kereskedelmi GSR INTELSAT-1 (más néven EARLY BIRD) prototípusa volt, amely az Intelsat (International Telecommunications) nemzetközi szervezet első SR-je lett. Satellite Organization), 1964 augusztusában alakult meg. Ebben az időszakban kereskedelmi műholdas kommunikációs szolgáltatások még nem voltak elérhetőek, de kísérletileg bebizonyosodott az alacsony Föld körüli pályán lévő műholdakon történő gyártás, indítás és sikeres kommunikáció lehetősége.
· 1965-1973 A geostacionárius átjátszókon alapuló globális SSN kialakulásának időszaka. Az 1965-ös évet a geostacionárius SR INTELSAT-1 áprilisi felbocsátása jellemezte, amely a műholdas kommunikáció kereskedelmi felhasználásának kezdetét jelentette. Az INTELSAT sorozat korai műholdai transzkontinentális kommunikációt biztosítottak, és főként a gerinchálózati kommunikációt támogatták néhány nemzeti átjáró földi állomás között, amelyek interfészt biztosítottak a nemzeti nyilvános földi hálózatokhoz.
A fő csatornák olyan kapcsolatokat biztosítottak, amelyeken keresztül a telefonforgalom, a TV-jelek továbbítása és a telexkommunikáció biztosított. Általánosságban elmondható, hogy az Intelsat CCC kiegészítette és támogatta a tenger alatti transzkontinentális kábeles kommunikációs vonalakat abban az időben. Az 1970-es évek elejéig szinte az összes létező CCC-t a nemzetközi telefonforgalom továbbítására és a televíziós műsorok sugárzására használták.
· 1973-1982 A regionális és országos CCC széles körű elterjesztésének szakasza. Ebben az időszakban meglehetősen intenzíven telepítették a regionális, például az Eulelsat, Aussat és az országos műholdas kommunikációs hálózatokat, például a Skynetet az USA-ban, amelyek fő szolgáltatásai továbbra is a telefonálás és a televízió, valamint az adatátvitel volt mértéke. De most ezeket a szolgáltatásokat számos földi terminálnak nyújtották, és bizonyos esetekben az átvitelt közvetlenül a felhasználói terminálokra hajtották végre.
A CCC történelmi fejlődésének ebben a szakaszában jött létre az Inmarsat nemzetközi szervezet, amely az Inmarsat globális kommunikációs hálózatát telepítette, amelynek fő célja az volt, hogy kommunikációt biztosítson a tengeri hajókkal a navigáció során. Később az Inmarsat kiterjesztette szolgáltatásait minden típusú mobilfelhasználóra.
· 1982-1990 A kis földi terminálok gyors fejlődésének és elterjedésének időszaka. Az 1980-as években a CCC kulcselemeinek mérnöki és technológiai fejlődése, valamint a kommunikációs ipar liberalizációját és demonopolizálását célzó reformok számos országban lehetővé tették a műholdas csatornák használatát a vállalati üzleti kommunikációs hálózatokban, VSAT-nak hívják. Eleinte ezek a hálózatok átlagos sávszélességű (legfeljebb 64 kbit / s) kommunikációs csatornák jelenlétében biztosították az egyetlen információs adatátvitelt, valamivel később megvalósult. digitális átvitel beszédet, majd videót.
A VSAT hálózatok lehetővé tették kompakt műholdas földi állomások telepítését a felhasználói irodák közvetlen közelébe, ezzel megoldva a nagyszámú vállalati felhasználó számára az „utolsó mérföld” problémát, megteremtették a kényelmes és hatékony információcsere feltételeit, és lehetővé tették a a nyilvános földfelszíni hálózatok tehermentesítése.
Az "intelligens" kommunikációs műholdak használata.
· Az 1990-es évek első fele óta az SSS mennyiségileg és minőségileg új fejlődési szakaszba lépett.
Nagyszámú globális és regionális műholdas hálózatok a kommunikáció az üzemeltetés, a gyártás vagy a tervezés szakaszában volt. A műholdas kommunikációs technológia jelentős érdeklődés és üzleti tevékenység területévé vált. Ebben az időszakban a mikroprocesszorok sebességének robbanásszerű növekedését figyelték meg. Általános rendeltetésűés a félvezető tárolóeszközök mennyisége, miközben javítja a megbízhatóságot, valamint csökkenti ezen alkatrészek energiafogyasztását és költségét. Az űrben használt félvezető elektronikának sugárzásállónak kell lennie. amelyet speciális technológiai módszerekkel és az elektronikus áramkörök gondos árnyékolásával érnek el.
Az (1-4) MHz órajelfrekvenciájú sugárzásálló mikroprocesszorok és a (10 ^ 5-10 ^ 6) Mbit kapacitású nagysebességű RAM áramkörök megjelenése technológiai alapként szolgált a valóban " intelligens" BR "GC olyan képességekkel és jellemzőkkel, amelyek első pillantásra fantasztikusnak tűntek.
2. A műholdas kommunikációs hálózat jelenlegi állapota
Az 1 GHz alatti számos kereskedelmi MSS (Mobile Satellite) projekt közül egy Orbcomm rendszert valósítottak meg, amely 30 földi lefedettséget biztosító nem geostacionárius (nem GSO) műholdat foglal magában.
A rendszer a viszonylag alacsony frekvenciasávok felhasználása miatt lehetővé teszi kis sebességű adatátviteli szolgáltatások biztosítását egyszerű, olcsó előfizetői eszközöknek, mint pl. Email, kétirányú személyhívó, távirányító szolgáltatások. Az Orbcomm fő felhasználói a fuvarozó cégek, amelyek számára ez a rendszer költséghatékony megoldást nyújt a rakományszállítás ellenőrzésére és menedzselésére.
Az MSS-piac legismertebb szolgáltatója az Inmarsat. Körülbelül 30 féle előfizetői eszköz van a piacon, hordozható és mobil egyaránt: szárazföldi, tengeri és légi használatra, 600 bps-tól 64 kbps-ig terjedő hang-, fax- és adatátvitelt biztosítva. Az Inmarsat három MSS rendszerrel versenyez, köztük a Globalstar, az Iridium és a Thuraya.
Az első kettő nagyméretű, 40, illetve 79 nem GSO műholdból álló csillagképek segítségével szinte teljes lefedettséget biztosít a földfelszínről. A Thuraya 2007-ben várhatóan globálissá válik egy harmadik geostacionárius (GEO) műhold felbocsátásával, amely lefedi Amerikát, ahol jelenleg nem elérhető. Mindhárom rendszer telefonos és kis sebességű adatátviteli szolgáltatásokat nyújt a fogadó eszközök számára, amelyek súlyukban és méretükben hasonlóak azokhoz mobiltelefonok GSM.
Négy regionális PSS rendszer is létezik a világon. Észak-Amerikában ez a Mobile Satellite Ventures (MVS), amely két MSAT műholdat használ. 2000-ben megkezdte működését az Asia Cellular Satellite rendszer (Indonézia) a Garuda műholddal, amely MSS szolgáltatásokat nyújtott az ázsiai régióban. Ugyanebben az évben két N-Star műhold kezdte kiszolgálni a tengeri MSS-előfizetőket Japán 200 mérföldes part menti övezetében. Ausztráliában van egy hasonló tengeri rendszer, az Optus.
A Nemzetközi Távközlési Unió (ITU) az MSS jövőjét az IMT-200 harmadik generációs mobilszolgáltató rendszerek műholdas szegmenseként határozza meg. A műholdas hálózatok lefedhetik azokat a szolgáltatási területeket, ahol gazdaságilag nem életképes a földi hálózat kiépítése, például távoli és vidéki területeken, és forró készenlétet hozhatnak létre.
Az MSS fejlesztési stratégiája az úgynevezett kiegészítő földi komponens létrehozásán alapul (az USA-ban - Ancillary Terrestrial Component (ATC) és Európában - Complementary Ground Component (CGC)) - ez az MSS része, amely magában foglalja a földi komponenseket. fix pozíciójú állomások, amelyeket az MSS hálózati szolgáltatások elérhetőségének javítására használnak olyan szolgáltatási területeken, ahol a műholdas állomások nem tudják biztosítani a kívánt minőséget.
Előfizetői eszközök a lefedettségi területen bázisállomások a földi hálózattal fog működni, és amikor elhagyja azt, váltson a műholddal való munkára, ugyanazt a frekvenciasávot használva, amelyet az MSS-nek leosztottak. Ugyanakkor az MSS rendszereknek meg kell őrizniük funkcionalitásukat, és az ATC-től függetlenül biztosítaniuk kell a szükséges szolgáltatásokat. A tervek szerint az IMT-2000 műholdas komponense feeder kapcsolatokat, maghálózatokat és forró készenlétet biztosít a földi hálózat meghibásodása vagy torlódása esetén.
Az ITU előrejelzése szerint 2010-re az IMT-2000 műholdszegmense mindkét irányban körülbelül 70 MHz-et igényel. A Rádiószabályzat értelmében gyökérsávként az 1980-2010/2170-2200 MHz sávot kell használni. Ha további frekvenciákra van szükség, az adminisztráció választhat az MSS számára az 1–3 GHz-es tartományban kiosztott frekvenciák közül, különösen:
1525-1544/1626,5-1645,5 MHz;
1545-1559/1646,5-1660,5 MHz;
1610-1626,5/2483,5-2500 MHz;
2500-2520/2670-2690 MHz.
Mára már körvonalazódnak a meglévő SSS-rendszerek fejlesztési koncepcióinak megvalósítási programjai. 2005 decemberében az Inmarsat bejelentette a Broadband Wide Area Network (BGAN) elindítását. A rendszer akár 432 kbps átviteli sebességgel nyújt szolgáltatásokat mobil és hordozható előfizetői egységeknek, és kompatibilis lesz a földi mobilhálózatokkal. A Globalstar, az Iridium és az MVS 2012-2013-ra feltételezi. a csoport teljes frissítése.
Mindhárom cég további földi komponens létrehozását tervezi. Mindazonáltal több olyan tényt is figyelembe kell venni, amelyek jelentősen befolyásolhatják a PSS költséghatékonyságára és fejlesztési kilátásaira vonatkozó általános következtetéseket:
Az MSS-szolgáltatásokra főként az előfizetők szakosodott csoportjai, különösen a tengeri és légiközlekedési társaságok, a különböző kormányzati szervek és a speciális szolgáltatások igénylik. Például az Iridium rendszer legnagyobb vállalati felhasználója az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma, egy kétéves szerződés 72 millió dollárért korlátlan kapcsolat 20 000 felhasználó. A Globalstar bejelentette, hogy 300%-kal növeli a napi előfizetői kapcsolatokat a mentési és helyreállítási erőfeszítések során a közelmúltban az Egyesült Államokban hurrikánokat és a délkelet-ázsiai szökőárt követően;
A Globalstar és az Iridium csődeljáráson ment keresztül, így a projektek gazdasági hatékonysága a gyakorlatban a befektetők tönkretételének rovására valósult meg;
a technológiai fejlődés jelentősen javíthatja a műholdas előfizetői vevőkészülékek teljesítményét. A nagy energiájú fedélzeti vevőkészülékek biztosításának szükségessége és a korlátozott spektrum miatt azonban gazdaságilag veszteséges vagy műszakilag lehetetlen lesz ugyanazokat a szolgáltatásokat nyújtani egy mobil előfizetői egység számára, mint a földi mobil kommunikációs hálózattal való munkavégzés során.
Így a műholdas technológiák nem tekinthetők a földi mobilhálózatok valódi versenytársának. Az ilyen projektek megvalósítása gazdaságilag csak állami finanszírozás esetén lehet indokolt. Az ATC szegmens kiépítése a gyakorlatban csak azt jelenti, hogy a földfelszíni hálózatok üzemeltetői az MSS számára kijelölt sávokban fejleszthetik hálózataikat.
A PSS-rendszerek továbbra is fontos szerepet fognak játszani a bűnüldöző szervek munkájában, valamint a természeti katasztrófák és különféle katasztrófák utóhatásaiban. A Nemzetközi Távközlési Unió például külön megállapodást kötött a Thuraya terminálok kommunikációs célú használatának feltételeiről, miközben segíti az érintett országokat ilyen esetekben.
kereskedelmileg ígéretes irány az MSS fejlesztése során lehet, hogy nem beszéd- vagy adatátvitel az előfizetői vevőkészülékek felé, hanem különféle műsorszórási szolgáltatások nyújtása. Ebben az esetben a földfelszíni mobilhálózatok számára szuperponált hálózatok jönnek létre, amelyek mind gazdaságossági, mind spektrumhasználati szempontból hatékonyan tudnak pont-többpont topológiában szolgáltatásokat nyújtani. Ez magában foglalhatja a hang- és televízióműsorok sugárzását, valamint különféle típusú adatok sugárzását az előfizetők összes vagy bizonyos kategóriái számára.
A BSkyB, az Egyesült Királyság legnagyobb műholdas televíziós szolgáltatója például megállapodást írt alá a Vodafonnal egy olyan SKY Mobile TV csomag létrehozásáról, amely a mobilhálózat előfizetői számára kínál különféle műsorok vételét. Hasonló Unlimited Mobile TV projektet indított Franciaországban az Alcatel és az SFR, amely egy hibrid földi-műholdas műsorszórási hálózat létrehozását foglalja magában.
Az MSS-szolgáltatások másik sajátos alkalmazása, amelyet jelenleg Európában vizsgálnak, a nagysebességű járművekre, például helyközi és nemzetközi vonatokra és buszokra telepített csoportos vevőkészülékek számára minden típusú szolgáltatás nyújtása lehet.
3. Műholdas kommunikációs rendszer
3.1. Műholdas átjátszók
A több éves kutatás során először használtak passzív műhold-transzpondereket (például az Echo és az Echo-2 műholdak), amelyek egyszerű rádiójel-visszaverők (gyakran fém vagy polimer gömbök fémbevonattal), amelyek nem hordoztak semmilyen adó-vevőt. felszerelés a fedélzeten. Az ilyen műholdak nem részesültek terjesztésben.
Minden modern kommunikációs műhold aktív. Az aktív jelismétlők elektronikus berendezéssel vannak felszerelve a jelek fogadására, feldolgozására, erősítésére és újraküldésére. A műholdas átjátszók lehetnek nem regeneratívak és regeneratívak. Egy nem regeneratív műhold, miután jelet vett az egyik földi állomástól, átviszi azt egy másik frekvenciára, felerősíti és egy másik földi állomásra továbbítja. Egy műhold több független csatornát is használhat ezeknek a műveleteknek a végrehajtására, amelyek mindegyike a spektrum egy meghatározott részén működik (ezeket a feldolgozó csatornákat transzpondereknek nevezzük).
A regeneratív műhold demodulálja a vett jelet, majd újra modulálja. Emiatt a hibajavítás kétszer történik: a műholdon és a vevő földi állomáson. Ennek a módszernek a hátránya a bonyolultság (és ezáltal a műhold jóval magasabb költsége), valamint a megnövekedett jelátviteli késleltetés.
3.2. Műholdas transzponderek pályái
A pályák, amelyeken a műholdas transzponderek találhatók, három osztályba sorolhatók:
egyenlítői
ferde
poláris
Az egyenlítői pálya fontos változata a geostacionárius pálya, amelyen a műhold a Föld szögsebességével megegyező szögsebességgel, a Föld forgási irányával egybeeső irányban forog. A geostacionárius pálya nyilvánvaló előnye, hogy a szolgáltatási területen lévő vevő folyamatosan "látja" a műholdat.
Azonban csak egy geostacionárius pálya létezik, és lehetetlen az összes műholdat ráhelyezni. További hátránya a nagy tengerszint feletti magassága, és ebből adódóan a műhold pályára állítása magas költsége. Ezenkívül egy geostacionárius pályán lévő műhold nem képes kiszolgálni a körkörös tartományban lévő földi állomásokat.
A ferde pálya megoldja ezeket a problémákat, azonban a műholdnak a földi megfigyelőhöz viszonyított mozgása miatt pályánként legalább három műholdat kell elindítani az éjjel-nappali kommunikációs hozzáférés biztosítása érdekében.
Ferde pályák használatakor a földi állomásokat nyomkövető rendszerekkel látják el, amelyek az antennát a műholdra irányítják. A geostacionárius pályán műholdakat üzemeltető állomások is jellemzően ilyen rendszerekkel vannak felszerelve az ideális geostacionárius pályától való eltérések kompenzálására. Kivételt képeznek a műholdas televízió vételére használt kisméretű antennák: sugárzási mintájuk elég széles ahhoz, hogy ne érezzék a műhold rezgését az ideális pont közelében.
Poláris - olyan pálya, amelynek dőlése a pálya az Egyenlítő síkjához képest kilencven fokkal.
3.3. Lefedettségi területek
Mivel a rádiófrekvenciák korlátozott erőforrást jelentenek, biztosítani kell, hogy ugyanazokat a frekvenciákat különböző földi állomások használhassák. Ez kétféleképpen valósítható meg: térbeli elválasztás - minden műholdantenna csak egy bizonyos területről kap jelet, míg a különböző területek ugyanazokat a frekvenciákat használhatják, polarizációs elválasztás - különböző antennák egymásra merőleges polarizációs síkban fogadnak és továbbítanak jelet, míg a ugyanazok a frekvenciák kétszer alkalmazhatók (mindegyik síkra).
A geostacionárius pályán lévő műhold tipikus lefedettségi térképe a következő összetevőket tartalmazza: globális nyaláb - kommunikál a földi állomásokkal a lefedettségi területen, olyan frekvenciákat osztanak ki, amelyek nem metszik egymást a műhold többi sugarával. Nyugati és keleti félteke nyalábjai - ezek a nyalábok az A síkban polarizáltak, ugyanazzal a frekvenciatartománysal, mint a nyugati és keleti féltekén. A zónanyalábok a B síkban polarizáltak (A-ra merőlegesen), és ugyanazokat a frekvenciákat használják, mint a félgömbnyalábok. Így az egyik zónában elhelyezett földi állomás félgömb és globális nyalábot is használhat.
Ebben az esetben az összes frekvencia (kivéve a globális sugár számára fenntartottakat) ismételten használatos: a nyugati és a keleti féltekén és az egyes zónákban.
4. Műholdas kommunikáció alkalmazása
4.1. Műholdas gerinchálózat
Kezdetben a műholdas kommunikáció megjelenését a nagy mennyiségű információ továbbításának szükségessége diktálta. Az első műholdas kommunikációs rendszer az Intelsat rendszer volt, majd hasonló regionális szervezetek jöttek létre (Eutelsat, Arabsat és mások). Az idő múlásával a hangátvitel aránya a teljes gerincforgalomból folyamatosan csökkent, átadva teret az adatátvitelnek. Az üvegszálas hálózatok fejlődésével ez utóbbiak kezdték kiszorítani a műholdas kommunikációt a gerinchálózati hírközlési piacról.
4.2. VSAT rendszer
A műholdas technológiák közül kiemelt figyelmet kell fordítani a műholdas kommunikációs technológiák, például a VSAT (Very Small Aperture Terminal) fejlesztésére.
A VSAT berendezések alapján lehetőség nyílik olyan multiservice hálózatok kiépítésére, amelyek szinte minden modern kommunikációs szolgáltatást biztosítanak: Internet hozzáférés; telefon kapcsolat; helyi hálózatok konszolidációja (VPN hálózatok kiépítése); audio és video információk továbbítása; a meglévő kommunikációs csatornák redundanciája; adatgyűjtés, monitoring és távirányító ipari létesítmények és még sok más.
Egy kis történelem. A VSAT hálózatok fejlesztése az első kommunikációs műhold felbocsátásával kezdődik. A 60-as évek végén az ATS-1 műholddal végzett kísérletek során egy kísérleti hálózatot hoztak létre, amely 25 földi állomásból, műholdas telefonkommunikációból állt Alaszkában. A Linkabit, a Ku-band VSAT egyik eredeti megalkotója egyesült az M/A-COM-mal, amely később a VSAT berendezések vezető szállítója lett. A Hughes Communications megvásárolta a részleget az M/A-COM-tól, és Hughes Network Systemssé alakította át. Tovább Ebben a pillanatban A Hughes Network Systems a világ egyik vezető szállítója szélessávú hálózatok műholdas kommunikáció. A VSAT-alapú műholdas kommunikációs hálózat három kulcselemet tartalmaz: egy központi vezérlőállomást (CCS), egy átjátszó műholdat és előfizetői VSAT terminálokat.
4.3. központi irányító állomás
Az NCC adó-vevő berendezéseket, antenna adagoló eszközöket, valamint a teljes hálózat működésének felügyeletét és irányítását, az erőforrások újraelosztását, a hibák azonosítását, a hálózati szolgáltatások számlázását és a vezetékes vonalakkal való interfész funkcióit ellátó berendezéskészletet foglal magában. A kommunikációs megbízhatóság érdekében a berendezés legalább 100%-os redundanciával rendelkezik. A központi állomás bármilyen földi gerinchálózati kommunikációs vonalhoz kapcsolódik, és képes információáramlást váltani, ami támogatja a hálózat használóinak egymással és a külső hálózatok (internet, mobilhálózatok, PSTN stb.) előfizetőivel való információs interakcióját.
4.4. átjátszó műhold
A VSAT hálózatok geostacionárius átjátszó műholdakra épülnek. A műhold legfontosabb jellemzői a fedélzeti adók teljesítménye és a rajta lévő rádiófrekvenciás csatornák (trunkák vagy transzponderek) száma. A szabványos trönk sávszélessége 36 MHz, ami körülbelül 40 Mbps-os maximális átviteli sebességnek felel meg. Átlagosan az adók teljesítménye 20 és 100 watt között mozog. Oroszországban a Yamal kommunikációs és műsorszóró műholdak említhetők az átjátszó műholdak példájaként. Az OAO Gascom űrszegmensének fejlesztésére szolgálnak, és beépítésre kerültek orbitális pozíciók 49° K d. és 90° in. d.
4.5. Előfizetői VSAT terminálok
Az előfizetői VSAT terminál egy kisméretű műholdas kommunikációs állomás 0,9-2,4 m átmérőjű antennával, amelyet elsősorban a műholdas csatornákon keresztül történő megbízható adatcserére terveztek. Az állomás egy antenna adagoló eszközből, egy kültéri külső rádiófrekvenciás egységből és egy beltéri egységből (műholdas modem) áll. A kültéri egység egy kis adó-vevő vagy csak egy vevő. A beltéri egység biztosítja a műholdas csatorna párosítását a felhasználó végberendezésével (számítógép, LAN szerver, telefon, fax stb.).
5. VSAT technológia
A műholdas csatornákhoz való hozzáférésnek két fő típusa van: kétirányú (duplex) és egyirányú (szimplex, aszimmetrikus vagy kombinált).
Az egyirányú hozzáférés megszervezésekor a műholdas berendezésekkel együtt szükségszerűen földi kommunikációs csatornát (telefonvonal, optikai szál, mobilhálózatok, rádiós ethernet) használnak, amelyet kérési csatornaként használnak (ezt fordított csatornának is nevezik). A műholdas csatornát közvetlen csatornaként használják az előfizetői terminálra irányuló adatok fogadására (a DVB szabvány használatával). Vevőberendezésként egy szabványos készletet használnak, amely egy vevő parabola antennából, egy konverterből és egy műholdas DVB vevőből áll, számítógépbe vagy külső USB blokkba szerelt PCI-kártya formájában.
A kétirányú hozzáférés megszervezésekor a VSAT berendezés mind az előre, mind a visszirányú csatornákhoz használható. A vezetékes vonalak jelenléte ebben az esetben nem szükséges, de ezek is használhatók (például foglalás céljából).
A közvetlen csatornát általában a DVB-S szabvány előírásai szerint alakítják ki, és kommunikációs műholdon keresztül sugározzák a hálózat munkaterületen található összes előfizetői állomására. A visszirányú csatornában különálló, viszonylag kis sebességű TDMA-folyamok jönnek létre. Ugyanakkor a hálózati átviteli sebesség növelésére az úgynevezett többfrekvenciás TDMA technológiát (MF-TDMA) alkalmazzák, amely frekvenciaugrást biztosít, ha az egyik visszirányú csatorna túlterhelt.
A VSAT hálózatok a következő topológiák szerint szervezhetők: teljesen összekapcsolt ("mindegyik"), radiális ("csillag") és radiális-csomóponti (kombinált) topológia. Minden topológiának megvannak a maga előnyei és hátrányai, az egyik vagy másik topológia kiválasztását a projekt egyedi jellemzőinek figyelembevételével kell elvégezni. A műholdas kommunikáció egyfajta rádiókommunikáció. A műholdjelek, különösen a nagyfrekvenciás Ku és Ka sávok nedves légkörben (eső, köd, felhősség) csillapításnak vannak kitéve. Ez a hiányosság könnyen áthidalható a rendszer tervezésekor.
A műholdas kommunikáció más rádióberendezések interferenciájának van kitéve. A műholdas kommunikációhoz azonban olyan frekvenciasávokat osztanak ki, amelyeket más rádiórendszerek nem használnak, és emellett a műholdas rendszerekben szűken irányított antennákat használnak az interferencia teljes kiküszöbölésére. Így a műholdas kommunikációs rendszerek hiányosságainak nagy részét a hozzáértő hálózattervezés, technológiaválasztás és az antennatelepítési hely kiküszöböli.
A VSAT technológia egy nagyon rugalmas rendszer, amely lehetővé teszi a legszigorúbb követelményeknek megfelelő hálózatok létrehozását és az adatszolgáltatások széles skáláját. A hálózat újrakonfigurálása, beleértve a csereprotokollok megváltoztatását, új terminálok hozzáadását vagy földrajzi helyük megváltoztatását, nagyon gyorsan megtörténik. A VSAT népszerűségét a vállalati hálózatok létrehozásában a többi kommunikációs típushoz képest a következő megfontolások magyarázzák: a nagy számú terminállal rendelkező és az előfizetők közötti jelentős távolságú hálózatok esetében a működési költségek sokkal alacsonyabbak, mint a földi hálózatok használatakor.
6. Globális műholdas kommunikációs rendszer, Globalstar
A Globalstar rendszer a Loral Space & Telecommunications, a Qualcomm, az Elsag Baily, a Space Systems/Loral, a Daimler-Benz Aerospace, az Alenia, az Alcatel, a Hyundai, a Dacom és távközlési szolgáltatók – France Telecom, Vodafone Goup – nemzetközi távközlési vállalatok Globalstar L.P konzorciuma. A konzorcium 1991-ben alakult. A Globalstar rendszert úgy alakították ki, hogy kölcsönhatásba lépjen a meglévőkkel mobilhálózatok, kiegészítve és bővítve képességeiket a lefedettségi területeken kívüli kommunikációval. Ezen túlmenően, a rendszer lehetőséget biztosít a vezetékes kommunikáció alternatívájaként történő használatára olyan távoli területeken, ahol a használatot használják sejtes kommunikáció vagy nyilvános hálózat valamilyen okból nem lehetséges.
Oroszországban a Globalstar műholdas kommunikációs rendszer üzemeltetője a GlobalTel. A Globalstar rendszer globális mobil műholdas kommunikációs szolgáltatásainak kizárólagos szolgáltatójaként a CJSC GlobalTel a teljes kommunikációs szolgáltatásokat nyújtja. Orosz Föderáció. A CJSC "GlobalTel" létrehozásának köszönhetően Oroszország lakosai újabb lehetőséget kapnak arra, hogy műholdon keresztül kommunikáljanak Oroszország bármely pontjáról szinte bárhol a világon.
A Globalstar rendszer 1410 km magasságban 48 működő és 8 tartalék alacsony pályán lévő műhold segítségével magas színvonalú műholdas kommunikációt biztosít előfizetői számára. (876 mérföld) a Föld felszínétől. A rendszer globális lefedettséget biztosít a földgömb szinte teljes felületére 700 északi és déli szélesség között, akár 740-es kiterjesztéssel. A műholdak a Föld felszínének akár 80%-áig képesek jelek vételére, azaz a földgolyó szinte bárhonnan, a sarkvidékek és az óceánok középső részének egyes területei kivételével . A rendszer műholdai egyszerűek és megbízhatóak.
6.1. A Globalstar földi szegmense
A Globalstar rendszer földi szegmense űrjárművek irányító központjaiból, kommunikációs irányító központjaiból, regionális földi átjárók hálózatából és adatcsere-hálózatból áll.
Az átjáróállomások célja a Globalstar rendszerhasználók rádiós hozzáférésének megszervezése a rendszerkapcsoló központokhoz a rendszerhasználók közötti kommunikáció kialakítása során, valamint a földi és műholdas vezetékes és mobil hálózatok felhasználóival, amelyek üzemeltetőivel az összekapcsolás történik. Az átjárók a Globalstar rendszer részét képezik, és megbízható távközlési szolgáltatásokat nyújtanak a vezetékes és mobil előfizetői terminálok számára a globális szolgáltatási körzetben.A földi irányítóközpontok megtervezik az átjárók kommunikációs ütemezését, és szabályozzák a műholdas erőforrások kiosztását az egyes átjárókhoz. A műholdas szegmensvezérlő központ felügyeli a műholdrendszert. A tartalékközpont eszközeivel együtt irányítja a pályákat, feldolgozza a telemetriai információkat és parancsokat ad ki a műholdkonstellációnak. A Globalstar rendszer műholdai folyamatosan továbbítják a rendszer állapotát figyelő telemetriai adatokat, valamint a Általános állapot műholdak. A központ a műholdak felbocsátását és azok világűrben való telepítését is figyelemmel kíséri. A műholdas szegmensirányító központ és a földi irányítóközpontok folyamatos kapcsolatot tartanak egymással a Globalstar adatátviteli hálózaton keresztül.
6.2. A Globalstar földi szegmense Oroszországban
A Globalstar rendszer orosz földi szegmense 3 átjárót foglal magában Moszkva, Novoszibirszk és Habarovszk közelében. Oroszország területét lefedik a déli határtól 74 gr. Val vel. SH. és a nyugati határtól a 180. meridiánig, garantált szolgáltatásminőséget biztosítva a 70. szélességi körtől délre.
Az orosz Globalstar átjárók automatikus kapcsoló csomópontokon keresztül csatlakoznak a PSTN hálózathoz, összekötő vonalaik vannak a nemzetközi kapcsolóközpontokkal, és digitális utak is összekapcsolják őket "mindegyikhez". Mindegyik átjáró integrálva van a meglévő oroszországi vezetékes és mobilhálózatokkal. Az átjáróállomások az Orosz Föderáció nemzeti hálózatának távolsági állomásának státuszával rendelkeznek. A Globalstar műholdas rendszer orosz szegmense új kommunikációs hálózatnak számít az Orosz Föderáció területén.
6.3. A Globalstar rendszer technológiája
A műholdak "hajlított cső" architektúrán működnek - egy előfizető jelét fogadják, több műhold CDMA technológiával egyidejűleg sugározza azt a legközelebbi földi átjáró állomásra. A földi átjáró kiválasztja a legerősebb jelet, engedélyezi és továbbítja a hívott félhez.
6.4. A Globalstar rendszer alkalmazási területei
A Globalstar rendszert úgy tervezték, hogy magas színvonalú műholdas szolgáltatásokat nyújtson a felhasználók széles köre számára, beleértve: hang-, rövid üzenet-szolgáltatás, roaming, helymeghatározás, fax, adatátvitel, mobilinternet.
A hordozható és mobil eszközöket használó előfizetők lehetnek vállalkozások és magánszemélyek, akik olyan területen dolgoznak, ahol nem találhatók mobilhálózatok, vagy akiknek konkrét munkájuk a gyakori üzleti utakkal jár olyan helyekre, ahol nincs kapcsolat vagy rossz a kommunikációs minőség.
A rendszert széles fogyasztó számára tervezték: a média képviselői, geológusok, olaj- és gázkitermelésben és -feldolgozásban dolgozók, nemesfémek, építőmérnökök, energetikusok. Az oroszországi állami struktúrák - minisztériumok és osztályok (például a Vészhelyzetek Minisztériuma) alkalmazottai tevékenységük során aktívan használhatják a műholdas kommunikációt. A járművekre szerelhető speciális készletek hatékonyak lehetnek haszonjárműveken, halászatokon és más típusú tengeri és folyami hajókon, vasúti közlekedésben stb.
7. Műholdas kommunikációs hálózat tervezése.
7.1. Műhold felbocsátásához és a szükséges berendezések telepítéséhez szükséges tőkeköltségek kiszámítása.
1.1. táblázat - Kiinduló adatok a tőkeköltségek kiszámításához
K o - műhold kiszolgálására szolgáló berendezések beszerzésére irányuló tőkebefektetések;
K c - műhold beszerzésére irányuló tőkebefektetések;
K m - a berendezések telepítésének költsége;
K tr - szállítási költségek;
A műholdas kommunikáció alapjait elmélet formájában Arthur C. Clarke angol tudós javasolta, aki 1945-ben publikált egy cikket "Extraterrestrial Relays" címmel. Az angol nem szabadalmaztatta találmányát, mert akkoriban megvalósíthatatlannak tartotta ötletét. Clarke elmélete egyfajta ugrás lett a kommunikációs technológia területén, és a rádiórelé kommunikáció fejlesztésének következő állomása. A tudós azt javasolta, hogy a relémodult vigyék túl a bolygó felszínén, és állítsák pályára. Így az új technológia elméletileg számos előnnyel járhat:
Az utolsó pont különösen érdekelte az amerikai tudósokat, akik egy évtizeddel később elkezdték aktívan elsajátítani az új technológiát. Szinte ezzel egy időben a Szovjetunió érdeklődni kezdett az angol tudós fejleményei iránt, és a műholdas kommunikáció korszakának kezdete az első műholdak felbocsátásának pillanatától a múlt század hatvanas éveinek tekinthető. A működés elve meglehetősen egyszerű volt - a földi állomásról jelet küldenek az átjátszóhoz az űrbe, és a műhold közvetlenül a vevőhöz küldi, amely a lefedettségi területén található.
Ma ezt az iparágat folyamatosan fejlesztik, új technológiákat vezetnek be, amelyek nemcsak nagy sebességű műholdas kommunikációt, hanem stabil jelvételt is biztosítanak szinte bárhol bolygónkon.
A rendszer stabil teljesítményének és teljes körű működésének biztosításához a következő műholdas kommunikációra és bizonyos berendezésekre van szükség:
A műholdas kommunikáció frekvenciatartománya 1 és 40 GHz között van, ami lehetővé teszi a magáncsatornák elkülönítését a katonai és vállalati csatornáktól, biztosítva a vonalak biztonságát és a felhasználók számát tekintve szinte végtelen erőforrást.
Számos kritérium alapján osztályozzák a műholdas kommunikációt:
Meglévő típusú műholdas kommunikációt speciális feladatokra fejlesztettek ki. Például a tengeri műholdas kommunikáció stabil információcserét biztosít a hajó és a különböző földi objektumok között. Ezt a fajta kommunikációt széles körben alkalmazzák a polgári és katonai hajózásban, a kerítőhálós hajók irányításától a nukleáris tengeralattjárók koordinálásáig.
A fajtától függetlenül az űrműholdas kommunikációnak három feltételes iránya van:
Nem lehet túlbecsülni azokat az előnyöket, amelyeket az információcsere új technológiája nyújt számunkra. A szakértői előrejelzések szerint a profilipar javulni fog, ami a magánfelhasználók számára is elérhetőbbé teszi a műholdas kommunikációt.
A terület legújabb trendjeiről többet megtudhat a „Svyaz” szakkiállításon, amelyet rendszeresen tartanak az Expocentre Vásártér tágas, felszerelt pavilonjaiban. Egy nagyszabású nemzetközi rendezvény garanciája a kiterjedt kiállításnak, amely új csúcstechnológiás berendezésekkel és egyéb iparági vívmányokkal rendelkezik vezető hazai és külföldi cégektől.
Fix műholdas szolgáltatások(FSS) a rögzített földi állomásokkal való kommunikáció megszervezésére szolgálnak, és általában geostacionárius pályára bocsátott közvetítő műholdak alapján épülnek fel. A pálya nagy magassága és az ezzel járó jelentős jelveszteség miatt az űr-föld vonalon szűk fókuszú műholdakat használnak a geostacionárius kommunikációs műholdakkal való együttműködésre. parabola antennák("tányérok"), amelyek tükörátmérője 60 cm-től 12 méterig vagy annál nagyobb, a fedélzeti átjátszók jellemzőitől függően.
Közepes méretű (1,2 - 3,8 m) antennákat használnak a kétirányú kommunikáció megszervezésére a közepes teljesítményű műholdakon alapuló műholdas távközlési hálózatokban (regionális, helyi és vállalati kommunikációs hálózatok, adatátvitel, televíziós műsorok terjesztése stb.).
1 m-nél kisebb antennákat találtak széles körű alkalmazás speciális nagy teljesítményű műholdakon alapuló közvetlen műholdas televíziós műsorszórási (NTV) rendszerekben, valamint nagy sebességű internet-hozzáférési hálózatokban.
A "Gorizon" és az "Express" műholdak alacsony fogyasztású gerincrendszerek, 4,5-12 m méretű antennák szükségesek a működésükhöz.
A közepes teljesítményű rendszerek közé tartozik még az Express-M, a Kupon és a Yamal műholdak, amelyek lehetővé teszik, hogy kis földi állomásokat, 1,2-2,4 m átmérőjű antennákkal működjenek együtt. ", "Bonum-1" és külföldi "Astra" és "DirekTV", amelyek 45-90 cm átmérőjű antennákkal működnek.
Jelenleg több mint száz különböző célú geostacionárius kommunikációs műholdat üzemeltetnek a világon. A geostacionárius műholdrendszerek erőforrásainak akár 80%-át televíziós műsorok terjesztésére fordítják. A fennmaradó erőforrásokat adatátvitellel és telefonos kommunikációval terhelik.
Mobil műholdas szolgáltatások(MCS) a mozgó tárgyakkal való kommunikációra szolgálnak. Jelenleg a legnépszerűbb rendszer az MSS "Inmarsat" (Inmarsat), amely geostacionárius műholdakra épül. Kezdetben a rendszert a tengeri hajókkal való kommunikáció biztosítására hozták létre, de aztán a szárazföldön kezdték használni. A távoli területeken és katasztrófa sújtotta övezetekben használatos Inmarsat előfizetői állomások széles választéka létezik, hajókra, autókra, repülőgépekre, valamint hordozható, attasé méretűek. Az MSS további fejlesztése a kisméretű, mobiltelefon méretű előfizetői állomásokkal működni képes rendszerek létrehozása, amihez speciális, általában alacsony pályára (500-1500 km) elhelyezett műholdak szükségesek. Pályájuk viszonylag alacsony magassága jelentősen csökkentheti az előfizetői eszközök méretét és teljesítményét. Ebben az esetben a műholdak a földfelszínhez képest mozognak, mindössze 10-15 percig tartózkodnak az előfizető láthatósági zónájában, ezért a kommunikáció folytonosságának fenntartásához sok műholdnak kell keringő pályán.
Az első ilyen rendszer, az Iridium MSS és számos más hasonló rendszer működése már megkezdődött. Egy műhold által az előfizető láthatósági zónájában eltöltött rövid idő miatt (az Iridium rendszernél ez mindössze 7 perc), a kommunikáció folytonosságának biztosítása érdekében a műholdkonstellációnak több tucat műholdból kell állnia.
Például az orosz "Gonets" projekt 36 műhold indítását írja elő, míg a nemzetközi rendszerek 48 (Globalstar), 66 (Iridium) és még 288 (Teledesic) műholdból állnak.
Az alacsony pályás rendszerek hátránya az űrkonstelláció és annak kezelésének bonyolultsága, valamint a műholdak folyamatos cseréjének szükségessége alacsony pályán való rövid idejű létezésük miatt (5-7 év a 12-15 évhez képest). geostacionáriusoknál), ami jelentősen megnöveli az ilyen rendszerek szolgáltatási költségeit. Az erős geostacionárius műholdakon alapuló MSS-rendszerek, valamint az erősen elliptikus pályán álló műholdrendszerek komolyan versenyezhetnek az alacsony pályán lévőkkel. A modern műholdas rendszerek a kommunikációs szolgáltatások széles skáláját kínálják a televízió- és rádióműsorok terjesztésétől, a regionális, vállalati és globális hálózatok kommunikáció és adatcsere a személyes kommunikációig a bolygó bármely pontjával hordozható műholdas terminálok segítségével. A felhasználók igényeitől függően a földi és műholdas kommunikációs rendszerek különféle kombinációit alkalmazzák. Sok esetben a műholdas kommunikációs rendszerek a legolcsóbbak és a legköltséghatékonyabbak a földi rendszerekhez képest.
Frekvenciasávok
A különböző frekvenciák rádió-kommunikációs és műsorszórási rendszerek – beleértve a műholdat – használatát a nemzetközi szervezetek szigorúan szabályozzák. Ez szükséges a különböző rendszerek közötti kompatibilitás eléréséhez, valamint a különböző szolgáltatások működésében való kölcsönös interferencia elkerüléséhez. 1977-ben a Világigazgatási Rádiókonferenciát (WARC-77) tartották a műsorszórási műholdszolgálat megtervezésére, amelyen elfogadták a jelenlegi Rádiószabályzatot. Ennek megfelelően a Föld teljes területe három régióra oszlik, amelyek mindegyikének saját frekvenciasávja van a műsorszóráshoz.
Az 1. régió magában foglalja Afrikát, Európát, Oroszországot, Mongóliát és a FÁK-országokat.
A 2. régió Amerikát fedi le.
A 3. régió Dél- és Délkelet-Ázsia, Ausztrália és a Csendes-óceán térségének szigetállamai területe.
E rendelet értelmében több frekvenciasávot jelöltek ki a műholdas kommunikációs rendszerek számára, amelyek mindegyike a latin ábécé betűivel jelképes megjelölést kapott.
|
Tartomány neve |
Sávszélesség GHz-ben |
|
L-szalag |
1,452-1,550 és 1,610-1,710 |
|
S - tartomány |
|
|
C - tartomány |
3,40 -5,25 és 5,725 - 7,075 |
|
X - tartomány |
|
|
Ki - tartomány |
10.70 - 12.75 és 12.75 - 14.80 |
|
Ka - tartomány |
15.40-26.50 és 27.00-30.20 |
|
K - tartomány |
A geostacionárius műholdakon alapuló, meglévő műholdas kommunikációs rendszerek többsége a C (6/4 GHz) és Ku (14/11 GHz) sávban működik. A Ka-sorozat nálunk még nem terjedt el, de Amerikában és Európában rohamosan fejlődik.
A visszaverő antennák ("tányérok") vételének hatékonysága arányos az átmérőjébe illeszkedő hullámhosszok számával. És a hullámhossz a frekvencia növekedésével csökken. Ezért ugyanazon hatékonyság érdekében az antennák méretei a frekvencia növekedésével csökkennek. Ha a C sávban a vételhez 2,4-4,5 m-es antenna szükséges, akkor a Ku sávnál ennek mérete 0,6-1,5 m-re csökken, a Ka sávnál már 30-90 cm, a K sávnál pedig - csak 10-15 cm.
Ugyanezen méretű Ku-sávú antenna 9,5 dB-lel nagyobb erősítéssel rendelkezik, mint egy C-sávú antenna. A műhold EIRP C-sávban általában nem haladja meg a 40-42 dB-t, míg a Ku-sáv 50-54 dB-es EIRP-szintje nem ritka. helyhez kötött műholdas kommunikációs rendszerek, sőt 60-62 dB az NTV rendszerek műholdai esetében is. Ugyanezen okok miatt a Ku sávban a transzponder műholdak vevőantennáinak erősítése nagyobb, mint a C sávban, ezért a Ku sávban az antennák mérete és a földi állomás adási teljesítménye a legtöbb esetben kisebb, mint a C sávban.
Például a Horizon műholddal való együttműködéshez a C sávban legalább 3,5 m-es antennával és körülbelül 20 wattos adóval rendelkező földi állomásokra van szükség. Ugyanakkor a Ku sávban az "Intelsat" (Intelsat) műholddal azonos kapacitású földi állomások felszerelhetők 1,2 m átmérőjű antennákkal és 1 W-os adóval. Az első állomás költsége körülbelül kétszer olyan magas, mint az azonos felhasználói jellemzőkkel rendelkező másodiké.
A Ku-sáv mellett szól az is, hogy az ITU által a műholdas kommunikációs rendszerek számára ebben a sávban kiosztott sávszélesség több mint kétszerese a C-sáv sávszélességének.
A Ku sáv hátrányai közé tartozik a C sávhoz képest megnövekedett esőzési veszteség, aminek kompenzálására antenna erősítési ráhagyás szükséges. Ez korlátozza a Ku-sáv használatát a trópusi és szubtrópusi régiókban. Oroszország legtöbb régiójában a szükséges határérték nem haladja meg a 3-4 dB-t, amelynek létrehozásához elegendő az antenna átmérőjének 20-30% -kal történő növelése a száraz éghajlatú régiókhoz képest.
A fentiekhez kapcsolódóan a legtöbb VSAT alapú műholdas kommunikációs hálózat a Ku sávban épül ki.
A műholdas kommunikációs rendszerek működéséhez bizonyos frekvenciasávok vannak kijelölve, amelyeken belül nagyszámú csatorna helyezhető el.
A jelenlegi modulációs technikákkal egyetlen szimplex (egyirányú) csatorna kilohertzben (kHz) kifejezett sávszélessége megközelítőleg megegyezik az átviteli sebességgel, kilobit per másodpercben (kbps) kifejezve. Így az egyirányú, 64 kbps sebességű adatátvitelhez körülbelül 65 kHz sávszélesség, az E1 csatornához (2048 kbps) pedig körülbelül 2 MHz sávszélesség szükséges.
Kétirányú (duplex) kommunikáció esetén a szükséges sávszélességet meg kell duplázni. Ezért egy 2 Mbit / s átviteli sebességű duplex csatorna megszervezéséhez körülbelül 4 MHz-es frekvenciasávra van szükség. Ez az arány a legtöbb más rádiócsatornára is érvényes, nem csak a műholdas csatornákra.
Egy 36 MHz-es sávszélességű szabványos műholdtörzs esetében a maximális átviteli sebesség körülbelül 36 Mbps. De a legtöbb felhasználónak nincs szüksége ilyen nagy sebességre, és ennek a sávszélességnek csak egy részét használja. Ezért több tucat felhasználó dolgozhat egy műholdtörzsben, és intézkedéseket kell tenni a különböző felhasználók jeleinek elkülönítésére.
