Полный курс лекций 2009-го года (1130357), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Ретрансляционная аппаратура ИСЗобеспечивает регенерацию сигналов. Для абонентов сетей VSAT используются скорости передачиинформации от 384 Кбит/сек. до 3,088 Мбит/сек. Станции VSAT имеют диаметр антенны 0,7-1,5 м.2.7.5.4. Низкоорбитальная система спутниковой связи и передачиданных SKYBRIDGEСистема SKYBRIDGE предусматривает интеграцию наземных сетей связи (включая сотовые) ипредоставляет следующие виды услуг:§Работа в сети Интернет в режимах обмена и доступа к электронным базам данных§Оплата покупок, рекламируемых в телевизионных программах§Дистанционное обучение, проведение видеоконференций, пересылка файлов, электронная почта§Видеотелефонная связь§Развлекательные телевизионные программы по заказу абонента, интерактивные компьютерные игры§Передача информации медицинской диагностики, дистанционные медицинские консультацииДля регионов, в которых средства наземных сетей связи развиты слабо, система SKYBRIDGE можетстать основой их создания и наращивания на современном уровне.Запуск ИСЗ начался в 2001 г.
Предусматривается практически глобальная зона обслуживания,ограниченная 68° ю.ш. и 68° с.ш. Космический сегмент состоит из 64 спутников, расположенных накруговых орбитах с высотой 1475 км и наклоном 55°, которые разбиты на две подгруппы. В каждойподгруппе по 32 спутника, расположенных по четыре ИСЗ на каждой из восьми орбитальных плоскостей.Столь сложное построение орбитальной группировки связано с оптимизацией системы SKYBRIDGE покритерию совместимости работы с геостационарными системами в диапазоне частот 10–18 ГГц и условиемнаилучшего обслуживания малонаселенных регионов Земли.
В системе применяется многостанционныйдоступ CDMA/TDMA. Канальная скорость передачи данных на линии ИС3 - Земля составляет 41,5 Мбит/с, аЗемля - ИСЗ – 5,2 Мбит/с. Рабочая полоса частот передающего канала 22,6 МГц, (на линии ИСЗ - Земля) и2,93 МГц (на линии Земля - ИСЗ). Энергетические параметры ИСЗ и наземных станции обеспечиваютдостижение вероятности ошибочного приема не более 10-6 на бит информации.Абонентские станции имеют возможность вызова через центральную фидерную станцию, в зонекоторой они находятся.
Центральные фидерные станции обеспечивают маршрутизацию сигналов истыковку с наземными сетями общего пользования. Каждая такая станция имеет зону действия диаметромоколо 350 км. Дополнительно между центральными станциями образованы высокоинформативные каналысвязи, которые не имеют выхода в наземные сети общего пользования. При организации наземной сетииспользуется технология АТМ, которая обеспечивает быстрое и независимое расширение абонентскойсети.2.7.5.5. Система спутниковой связи и передачи данных TELEDESICСистема спутниковой связи TELEDESIC принципиально отличается от других систем спутниковойсвязи как по назначению, так и по предполагаемым техническим решениям.
В первую очередь, онаобеспечивает не только фиксированных, но и подвижных абонентов высококачественной телефоннойсвязью, а также другие службы, нуждающиеся в обмене широкополосной информацией в глобальноммасштабе. По своей потенциальной пропускной способности система сравнима с волоконнооптической ирассчитана на их совместную эксплуатацию в магистральных линиях связи.
Основные идейные создателисистемы - фирма McCaw Cellular Communications, специализирующаяся на проводных сетях связи, и фирмаMicrosoft. Проектные работы начаты в 1990 г. Первоначально предполагалось, что с 2001 г. начнетсякоммерческая эксплуатация системы, однако она была перенесена на 2003 г. (запуск первогоэкспериментального ИСЗ произведен 27 февраля 1998 г.).Космический сегмент системы образован группировкой из 288 ИСЗ (рисунок 2-83), расположенныхна круговых орбитах высотой 1375 км в 12 плоскостях с наклонением 98,142° - 98,182° (солнечносинхронные орбиты). На каждой орбите расположено 24 действующих ИСЗ. Пространственное разнесениеорбит в плоскости экватора - примерно 18°.Рисунок 2-83.
Вид космического аппарата системы TeledesicДля обеспечения глобальной зоны обслуживания в системе TELEDESIC предусматриваютсямежспутниковые радиолинии. Общая зона обслуживания разбита на 20 000 локальных зон размером100х100 км. Каждая локальная зона включает девять парциальных зон (ячеек) размером 53,3х53,3 км.Локальные зоны образуют «ленты», параллельные экватору (250 локальных зон вдоль экватора суменьшением их числа к полюсам). (Рисунок 2-84). Каждый из действующих ИСЗ создает рабочуюобласть, включающую 64 локальные зоны (диаметр 1400 км, 576 ячеек).При движении ИСЗ вдоль орбиты изменяется пространственная ориентация 64 лучей антеннойсистемы, обеспечивая стационарность расположения ячеек.
За каждой ячейкой закреплен определенныйзаранее ресурс пропускной способности ИСЗ. В результате можно достаточно точно описать границыобслуживаемых территорий, достоверно учесть плотность распределения потребителей и, соответственно,рационально использовать пропускную способность каждого ИСЗ. Кроме того, проще избежатьинтерференции сигналов. Межспутниковые радиолинии работают в диапазоне частот 60 ГГц, чтообеспечивает помехозащищенность системы. Максимальная дальность межспутниковой радиолинии - 2586км. Пропускная способность - 1,531 Гбит/сек.Рисунок 2-84. Формирование сетки ячеек в рабочей зоне ИСЗ TELEDESICНаземный сегмент состоит из различных терминалов.
Для фиксированных абонентовпредусматриваются терминалы с антеннами диаметром 0,16-1,8 м, для мобильных - 0,08 м. Мощностьпередающих устройств 0,01-4,7 Вт. Скорость передачи в зависимости от типа терминала и егокомплектации составляет 16 кбит/сек. - 2,048 Мбит/сек. Для организации высокоскоростных линий связииспользуются терминалы с антеннами диаметром от 0,28 до 1,6 м при мощности передатчиков от 1 до 49Вт в зависимости от требуемой скорости потока от 155,5 Мбит/сек.
до 1,24416 Гбит/сек.Каждый ИСЗ может поддерживать работу 16 высокоскоростных терминалов, находящихся в егорабочей зоне. Внутри отдельной ячейки предусмотрена возможность организации сетей с пропускнойспособностью 1400 каналов по 16 кбит/сек. или 15 каналов по 1,544 Мбит/сек. (возможна эквивалентнаякомбинация каналов). Между центральными станциями системы и специальными государственнымипользователями предусматривается возможность организации сверхскоростных каналов от 155 Мбит/сек.до 2 Гбит/сек.2.7.5.6. Характерные особенности технической реализации системАнализ технических параметров перспективных систем (Таблицы 2-85, 2-86) позволяет выявитьхарактерные общие особенности их технической реализации.Таблица 2-85. Сверхинформативные спутниковые системы на основегеостационарных ИСЗХарактеристикиASTROLINKSpaceWayCyberStarЗаявитель системыLockheedHughes Communications,IncLoral Space andCommunications Ltd.Martin Corp.НазначениеТЛФ, ПДТЛФ, ПД, видео ТЛФТЛФ, ПД, видео ТЛФЗона обслуживанияГлобальнаяГлобальнаяСеверная Америка,Европа, Восточная АзияГод запуска первого ИСЗ200020021999Начало эксплуатациисистемы, год200320042001Число ИСЗ9173Число орбитальных позиций553Срок службы ИСЗ, лет12512117,6Мощность солнечных батарей, 10,5кВтМасса ИСЗ (сухая), кг218520001750Рабочий диапазон частотКаKa, KuКаЧисло стволов5048 (Ka) + 24 (Ku)40Число лучей1944827Пропускная способность ИСЗ,Гбит/сек.9,64,44,96060Межспутниковая радиолиния: 60рабочий диапазон частот, ГГцПропускная способность,Гбит/сек.1,01,01,0Стоимость системы, млрд.долл.45,11,05Таблица 2-86.
Сверхинформативные спутниковые системы на основенизкоорбитальных ИСЗХарактеристикиSKYBRIDGETELEDESICЗаявитель системыAlcatel Telecom (Франция)Teledesic Corp. (США)НазначениеТЛФ, ПД, видео ТЛФТЛФ, ПД, сверхширокополосная ПДНачало запусков ИСЗ, год20012002Начало эксплуатации системы, год 20032003Зона обслуживанияГлобальная (64°ю.ш - 64°с.ш.)ГлобальнаяЧисло ИСЗ (орбита)64 (НКО)288 (НКО)Параметры орбиты: высота,наклонение1475 км, 55°1375 км, 98,2°Срок службы ИСЗ, лет810Мощность солнечных батарей, кВт 311,6Масса ИСЗ при запуске, кг800800Рабочий диапазон частотKuКаЧисло лучей4564Пропускная способность ИСЗ,Гбит/сек.113,3Межспутниковая радиолинияотсутствуетРабочий диапазон частот, ГГц60Пропускная способность,Гбит/сек.1,531Стоимость системы, млрд.
долл.5,19Практически все заявленные системы будут работать в Ка-диапазоне частот (20/30 ГГц), которыйбудет активно осваиваться в XXI в. Многочисленные эксперименты и начало внедрения этого диапазона впрактику к настоящему времени уже проведены.Другая существенная особенность — наличие межспутниковых радиолиний как для систем,основанных на низкоорбитальных ИСЗ, так и на геостационарных. Причем во всех без исключения случаяхиспользуется диапазон частот 60 ГГц. Интересно, что, несмотря на активное предложение использовать вмежспутниковых радиолиниях оптический диапазон частот, при переходе к практической реализациипредпочтение было отдано диапазону 60 ГГц.Новым техническим решением, которое предусмотрено во всех системах, является использование нагеостационарных ИСЗ зеркальных многолучевых антенн с числом лучей в несколько десятков.
Какправило, лучи имеют ширину диаграммы направленности (ДН) 1-2° и обеспечивают «плотное» покрытиерабочей зоны. Для каждого луча выделен свой частотный ствол (стволы) ретранслятора. Смежные лучиразвязаны по частоте, а несмежные с совпадающими частотами — по поляризации и (или) пространству.Для реализации антенных систем низкоорбитальных ИСЗ также предусматривается многолучеваятехнология, но она имеет принципиально другую основу, отличную от используемой на геостационарныхИСЗ.
Правомернее называть такие антенны антеннами с веерной ДН. Как правило, практическаяреализация таких антенн основана на использовании фазированных антенных решеток (ФАР). Такаяантенна представляет собой решетку из отдельных антенн, ДН которых можно формировать и управлятьнезависимо. Поддержание точек прицеливания лучей при движении ИСЗ по орбите осуществляется за счетдискретного переключения фазовращателей в матрице формирования лучей.Ретрансляционная аппаратура перспективных ИСЗ, как правило, предполагает коммутацию каналов,обеспечивая полносвязность системы (связь «каждый с каждым»). При этом, как правило, разделениеканалов осуществляется традиционным способом: на линии Земля-ИСЗ используется режим FDMA, а ИСЗЗемля - TDMA (либо модификации этого режима).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
