Спутниковые телекоммуникации

    Радиочастоты  и другие параметры  спутникового канала

       Станции спутниковой связи работают обычно в 2 диапазонах С (прием 4 ГГц, передача 6 ГГц) и Кu-диапазоне (прием 11 ГГц, передача 14 ГГц).

      Так как передача идет в цифровом виде то используется фазовая модуляция. Так как, чем уже занимаемая полоса, тем меньше используется ресурс спутника, то применяется модуляция QPSK2, которая эффективнее в 1.5 раза модуляции BPSK3, т.е. в один и тот же период времени при всех остальных равных условиях с помощью QPSK передается в 1.5 раза больше информации, чем с использованием BPSK.

       Для увеличения надежности приема передаваемого  сигнала, требуемая по стандарту SSOG-309 величина ошибок BER41(10-8, применяются  различные методы помехозащитного  кодирования. Одним из таких методов является метод прямого исправления ошибок (FEC5), при этом методе сообщение делится на некоторые кванты и отдельные кванты передаются повторно. 

Конструкция и технические  характеристики:

       Спутниковая станция типа VSAT по конструктивному  признаку состоит из высокочастотного (ODU6) и низкочастотного (IDU7) модуля. ODU, состоящий из антенны и приемопередатчика, размещается вне здания, в котором устанавливается IDU, состоящий из модема и мультиплексора (каналообразующей аппаратуры).

       Стaндapный  вapиaнт комплектaции включaет параболическую aнтенну небольшого диаметpa и пpиемопеpедaтчик. В зaвисимости от местоpaсположения спутниковой стaнции по отношению к центpу зоны освещения спутникa и скоpости пеpедaчи в кaнaле используются более мощные передатчики или антенны большего диаметра. В помещении устанавливается модем и мультиплексор.

       ODU и IDU соединены между собой  радиочастотными (RF8) кабелями. По  ним идет сигнал промежуточной  частоты (IF9). IF используемая бывает 70 или 140 МГц.

       По  функциональному назначению VSAT-станция делится на базовый комплект, который обеспечивает передачу самого канала и дополнительное оборудование, которое обеспечивает мультиплексирование этого канала. 

ВНЕШНИЙ БЛОК

       Внешний, или как его иногда называют высокочастотный  блок, состоит из антенны и приемопередающего блока, который устанавливается на этой антенне.

       Приемопередающий  блок обеспечивает преобразование низкочастотного  сигнала, его усиление и передачу "вверх", а также прием высокочастотного сигнала со спутника его преобразование в низкочастотный и передачу к внутреннему блоку.

       Антенна

       Однозеркальная  антенна обычно выполняется по схеме  офсет (со смещенным центром). Схема  офсет позволяет снизить уровень  боковых лепестков идущих параллельно  земли и дающих максимальные помехи. Также данная схема позволяет избежать накопления атмосферных осадков на поверхности рефлектора.

       Антенна состоит из:

- рефлектора (зеркала);

- системы  облучения;

- опорно-поворотного  основания (ОПУ). 

Внешний блок (антенна и  приемопередатчик)

Приемопередающий блок

Основной  терминал состоит из:

* СВЧ  блока преобразования частот 

* усилителя  мощности (SSPA10 или TWT11),

* малошумящего  конвертора (LNC),

* блока  электропитания (PS12)

* соединительных  кабелей. 

Функция приемопередатчика заключается  в преобразовании, после модулятора, сигнала IF, на конверторе вверх, в RF сигнал для передачи через антенну и в преобразовании полученного RF сигнала в сигнал IF, на конверторе вниз, для блока, используемого как демодулятор. 
 

ВНУТРЕННИЙ  БЛОК

       Внутренний  блок представляет собой 19" стойку с установленными в ней спутниковым модемом и мультиплексором. Иногда в стойке устанавливается и дополнительное оборудование сумматоры, вентиляторы, UPS13 и т.п. UPS может устанавливаться и вне стойки, отдельно.

    Спутниковый модем

      Спутниковый модем, в части модулятора предназначен для кодирования передаваемого цифрового потока, пришедшего из мультиплексора, модулирования сигнала по IF, необходимого усиления и передачи сигнала на внешний блок. И приема сигнала IF из внешнего блока, усиления его, демодулирование в цифровой сигнал, декодирование и передачу в мультиплексор, в части демодулятора.

    Мультиплексор

       Мультиплексор предназначен для мультиплексирования  голосовой, факсимильной информации и  передаваемых данных. Мультиплексор  позволяет скомбинировать ежедневные телефонные и факсимильные сообщения с синхронной и асинхронной передачей данных в один канал, передаваемый по локальным сетям, наземным или спутниковым линиям. Это позволяет снизить телекоммуникационные затраты путем увеличения возможностей передачи важной информации и одновременного уменьшения пропускной способности канала. 

       СПУТНИКОВЫЙ ШЛЮЗ

       Для выхода на сети наземных телекоммуникаций используются спутниковые шлюзы (большие  станции к которым подключены через спутник VSAT-станции).

Шлюз  может обеспечивать обеспечивает:

- выход  на телефонные сети;

- услуги  междугородной связи с выходом  на сеть общего пользования;

- услуги  международной телефонной связи;

- выход  на специальные телефонные сети, например "Искра-2";

- выход  на сети передачи данных (РОСНЕТ, INTERNET, RELCOM и др.);

- возможность  аренды наземного канала до  любой точки;

- возможность  аренды высокоскоростного наземного  канала до любой "М": 

СОЕДИНЕНИЕ  ПО ISDN, ИНТЕРФЕЙС S0

       В последнее время в большинстве  современных и проектируемых системах находит применение стандарт ISDN. Существуют глобальные сети, в которых этот стандарт взят за основу, например EuroISDN. ISDN в глобальных сетях применяется и в России.

Высокоскоростной  выход на INTERNET и другие сети передачи данных

       Шлюз позволяет обеспечить высокоскоростной выход на INTERNET, до 2 Мбит/сек. В данном варианте возможно получить доступ ко всем услугам INTERNET (WWW, TelNet, E-mail, FTP и др.).

       Все описанное выше, также относится  и к другим глобальным сетям передачи данных.

1. Very Small Aperture Terminal

2. Quadri Phase Shift Keying - квадратичная манипуляция

3. Binary Phase Shift Keying - двоичная манипуляция

4. Bit Error Rate - вероятность ошибки

5. Forward Error Corect

6. OutDoor Unit - внешний модуль

7. InDoor Unit - внутренний модуль

8. Radio Frequence

9. Intermedia Frequence

10. Solid-State Power Amplifier - твердокристалический усилитель

11. Traveling Wave Tube - лампа бегущей волны (ЛБВ).

12. Power Supply - блок питания.

13. Uninterruptable Power Supply - блок бесперебойного питания. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

        Темпы развития ССC объясняются рядом достоинств которыми они обладают. К ним, в частности, относятся большая пропускная способность, неограниченные перекрываемые пространства, высокое качество и надежность каналов связи. Эти достоинства, которые определяют широкие возможности спутниковой связи, делают ее уникальным и эффективным средством связи. Спутниковая связь в настоящее время является основным видом международной и национальной связи на большие и средние расстояния. Использование искусственных спутников Земли для организации связи продолжает расширяться по мере развития существующих сетей связи. Многие страны создают собственные национальные сети спутниковой связи.

Все системы  можно разделить на системы двух видов: работающие через спутники на негеостационарных и геостационарных орбитах.

       Негеостационарные спутники используются в основном для  военных, научных и метеорологических  исследований. Их главная особенность - невозможность поддержания круглосуточной связи с ЗС. Однако, перемещаясь по заданной орбите относительно поверхности Земли, они могут собирать данные с большой площади земной поверхности.

    Геостационарные спутники выводятся на такую орбиту в плоскости экватора, при которой  их угловая скорость совпадает со скоростью вращения Земли вокруг своей оси. Высота над поверхностью Земли, где выполняются условия постоянства скоростей и равенства центробежной и гравитационной сил, составляет 36 тысяч километров. Теоретически, один расположенный таким образом спутник может обеспечить качественную связь для трети земной поверхности. В действительности обслуживаемые территории существенно меньше. Особенностью спутников на геостационарных орбитах является значительная временная задержка (порядка 240 мс) в спутниковом канале, вызванная необходимостью два раза преодолевать расстояние в 36 тысяч километров от ЗС до спутника. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Волчков С.А. Оценка спутниковых телекоммуникаций.-2005.-№3.-с.11-15
2. Моисеев Н.Н. Общие принципы развития общественных телекоммуникаций.-М, 2006.-345с
3. Грачев А.В. Элементы связи.-М.:Мир, 2003.-348 с