Бортовая приемопередающая аппаратура



      Одним из основных требований, предъявляемых ко всем комплексам, входящим в состав бортовой аппаратуры ИСЗ, является их высокая надежность, обеспечивающая безотказную работу аппаратуры в условиях космического пространства в течении длительного времени. Этому требованию должны отвечать не только отдельные детали и компоненты, входящие в состав аппаратуры, но и технологические приемы, используемые при изготовлении аппаратуры. Выбор варианта схемы бортового оборудования должен определяться минимальными массой, размерами, потребляемой мощностью. На рисунке 10 приведена структурная схема приемопередатчика системы связи "Молния-1". Прием и передача сигналов осуществляется общей антенной А, которая через разветвитель Р1 и фильтры Ф1 и Ф2присоединяется ко входу приемников и выходу передатчиков. Сигналы с несущими частотами f1 и f2, принимаемые с земных станций, поступают к разветвителю Р2 (рисунок 10) и через фильтры Ф3 и Ф4подводятся к смесителям См, УПЧ и ограничителям Огр. После выравнивания ограничителями амплитуд принятых сигналов последние подаются к смесителям, в которых осуществляется преобразование промежуточной частоты в СВЧ. Затем сигналы с несущими частотами f2 и f4 через фильтры Ф5 и Ф6 и разветвитель Р3 подводятся к двухкаскадному усилителю на ЛБВ. Охлаждение ЛБВ осуществляется жидкостью, которая проходит через наружные радиаторы, излучающие тепло в космическое пространство.

                 Рис.10.Структурная схема ретранслятора "Молния-1"

      Для обеспечения продолжительной работы и повышения надежности бортовой приемопередающей станции используются холодное резервирование комплектов аппаратуры и автоматическая система проверки, которая состоит из имитатора колебаний с несущей частотой земных станций, КИУ, ПВУ и коммутатора комплексов (КК). При обнаружении неисправного комплекта он заменяется одним из двух резервных.

       К основным характеристикам ретранслятора системы связи "Молния-1" относятся:

-диапазон частот – 800…1000 МГц;

-ширина диаграммы направленности бортовой антенны по уровню половинной мощности – 22º;

-мощность бортовых передатчиков при передаче телевизионного сигнала 40 Вт, при дуплексной передаче телефонных разговоров по 14 Вт в каждом высокочастотном стволе (на частоте f2 и f4);

-движение ИСЗ – по эллиптической орбите с апогеем около 40000 км в северном полушарии, перигеем около 500 км и наклонением орбиты около 65º;

-период обращения ИСЗ – 12 часов.

Вопросы для самостоятельной работы и контроля знаний

 

1. Что такое орбита? 

2. Виды орбит?

3.Какими параметрами характеризуется низкоорбитальная орбита?

4.Что такое геостационарная орбита?

5.Что такое зона видимости спутника?

6.Чем характерен многостанционный доступ с пространственным разделением?

7.Какими основными параметрами характеризуется радиолиния?

8.Что относится к основным элементам приемных устройств земных станций?

 

Глава 2.Корпоративные системы спутниковой связи

 

Современные тенденции развития фиксированной

И  подвижной  спутниковой связи

     Состояние современного рынка услуг связи и вещания характеризуется очередным этапом развития, который ознаменовался переходом на цифровые методы передачи, а также повышением требований всех категорий абонентов к предоставляемым скоростям передачи, качеству и содержанию услуг. Зачастую существующая инфраструктура не способна удовлетворять постоянно изменяющийся спрос на рынке, что приводит к совершенствованию старых и появлению новых технологий, которые оптимизируют экономические показатели реконструкции или создания сетей связи и соответствуют современным требованиям.

     Данные тенденции стимулируют обострение конкуренции между различными технологиями, что может привести к тому, что некоторые из них канут в прошлое (как это, например, произошло с системами сотовой связи первого поколения или ISDN). В связи с этим интересной задачей является оценка потенциала различных стандартов связи и радиовещания на среднесрочную и долгосрочную перспективу.

      В настоящий момент спутниковые системы играют очень важную роль в развитии рынка услуг связи и радиовещания.

     Фиксированная спутниковая служба(англ. fixed-satellite service) — спутниковая служба, которая использует земные станции с заданным местоположением и один или несколько спутников.

          Заданное местоположение может представлять собой определенный фиксированный пункт или любой фиксированный пункт, расположенный в определенной зоне. В некоторых случаях эта служба включает линии спутник — спутник, которые могут также использоваться в межспутниковой службе.     

       Фиксированная спутниковая служба может включать также фидерные линии для других служб космической радиосвязи. При передаче радиотелевизионных программ с помощью систем ФСС различают прямое и косвенное распределение программ. В случае прямого распределения программы подают от ФСС непосредственно на наземные вещательные станции без каких-либо промежуточных распределительных систем. В случае косвенного распределения программы поступают от земных станций ФСС для дальнейшего распределения по наземным сетям (радиорелейные линии и кабельные магистрали) к различным наземным вещательным станциям, работающим в диапазонах MB и ДМВ.

            Системы ФСС предназначены для обеспечения связи между стационарными пользователями. Первоначально они разворачивались исключительно для организации магистралей большой протяженности и региональной (зоновой) связи. Такие системы на базе терминалов типа VSAT используются в сетях электронной коммерции, обмена банковской информацией, оптовых баз, торговых складов и др.

     Кроме того, в системах ФСС все чаще применяется оборудование персональной связи и интерактивного обмена информацией (в том числе через Internet). Для систем ФСС выделены следующие диапазоны частот: C (4/6 ГГц), Ku (11/14 ГГц) и Ka (20/30 ГГц).

      К разряду ФСС относят также связь по фидерным линиям, которые формируют высокоскоростные каналы между наземными станциями (центральными, сопряжения и др.). Эти каналы работают в тех же диапазонах частот.

     Услуги ФСС предоставляют пять крупных международных организаций и около 50 региональных и национальных компаний. К наиболее значительным коммерческим системам фиксированной связи относятся Intelsat, Intersputnik, Eutelsat, Arabsat и AsiaSat.

     Среди них бесспорным лидером является международная система Intelsat, орбитальная группировка которой охватывает четыре основных региона обслуживания — Атлантический (AOR), Индийский (IOR), Азиатско-Тихоокеанский (ATR) и Тихоокеанский (POR). За 30 лет существования системы Intelsat создано 8 поколений спутников, из которых каждое последующее существенно превосходит предыдущее.

    В настоящее время услуги Intelsat обеспечивают спутники четырех последних поколений (серий Intelsat-5, −6, −7/7A, −8). Пропускная способность этих КА составляет от 12 до 35 тыс. телефонных каналов, то есть через 25 спутников системы Intelsat передаются примерно 2/3 международного телефонного трафика. Наземный сегмент включает в себя около 800 крупных станций, размещенных в 170 странах мира.

     Международная организация Intersputnik в настоящее время использует российский космический сегмент (он состоит из КА типа «Горизонт» и «Экспресс»), арендуя около 30 ретрансляторов на 8 КА. В I квартале 1999 г. был запущен КА нового поколения (LMI — Lockheed Martin Intersputnik), что обеспечивает обслуживание Евро-Азиатского региона (75º в.д.), Америки (83ºз.д.), Евро-Африканского (30º в.д.) и Азиатско-Тихоокеанского (130º в.д.) регионов (в скобках приведены точки стояния КА).

      Серьёзную конкуренцию системам Intelsat и Intersputnik составляют международные коммерческие спутниковые системы PanAmSat и Orion, которые обеспечивает непрерывное покрытие основных регионов Земного шара. К наиболее крупным региональным системам относятся Eutelsat (Европа и Северная Африка), Apstar, Asiasat, Optus, Palapa (Aзиатско-Тихоокенский регион) и Arabsat (Арабские страны).

      Оборот рынка от предоставления услуг ФСС десятки млрд. долларов. Развитие рынка в этой сфере связано в первую очередь с предоставлением услуг на зоновых сетях на основе VSAT-технологии, число таких станций в мире около 1 млн. Новым направлением развития ФСС стало появление на рынках услуг связи США, Канады и Юго-Восточной Азии спутниковых операторов, предлагающих широкополосный абонентский доступ.

    В настоящее время в мире работает более десяти систем подвижной спутниковой службы, которые обслуживают миллионы абонентов.                             

     Из всех многочисленных коммерческих проектов ПСС в диапазоне ниже 1 ГГц реализована одна система Orb-comm, которая включает в себя 30 негеостационарных (НГСО) спутников, обеспечивающих покрытие Земли. В связи с использованием относительно низких диапазонов частот система позволяет предоставлять на простые дешевые абонентские устройства услуги по низкоскоростной передаче данных, такие, как электронная почта, двусторонний пейджинг, услуги дистанционного контроля. Основными пользователями Orbcomm являются транспортные компании, для которых эта система обеспечивает экономически эффективное решение по осу-ществлению контроля и управления перевозки грузов.

      Самым известным оператором на рынке услуг ПСС является Inmarsat. На рынке предлагается около 30 типов абонентских устройств как переносных, так и подвижных: для сухопутного, морского и воздушного использования, обеспечивающих передачу речи, факс и передачу данных со скоростью от 600 бит/c до 64 кбит/с. Конкуренцию для Inmarsat составляют три системы ПСС, в частности Globalstar, Iridium и Thuraya. Первые две обеспечивают практически полное покрытие земной поверхности за счет использования больших группировок, соответственно состоящих из 40 и 79 НГСО спутников.

     Также в мире функционируют четыре региональные системы ПСС. В Северной Америке это Mobile Satellite Ventures (MVS), использующая два спутника MSAT. В 2000 г. начала работать система Asia Cellular Satellite (Индонезия) со спутником Garuda, предоставляющая услуги ПСС в Азиатском регионе. В том же году два спутника N-Star начали обслуживать абонентов морской ПСС в 200-мильной прибрежной зоне Японии. В Австралии действует аналогичная система морской ПСС Optus.

      Международный союз электросвязи (МСЭ) определяет перспективы ПСС как спутниковый сегмент систем подвижной службы третьего поколения IMT-2000. Спутниковые сети могут обеспечивать покрытие таких зон обслуживания, где развитие наземной сети экономически неэффективно, в частности в удаленных и сельских районах, и создавать для нее горячий резерв.

     Стратегия развития ПСС основана на создании так называемой Дополнительной наземной составляющей (в США - Ancillary Terrestrial component (ATC) и в Европе - Complementary Ground Component (CGC)) - это часть ПСС, включающая в себя наземные станции, имеющие фиксированное положение и используемые для улучшения доступности услуг сетей ПСС в зонах обслуживания, где спутниковые станции не могут обеспечивать требуемое качество. Абонентские устройства в зоне покрытия базовых станций будут работать с наземной сетью, а при выходе из нее переключаться на работу со спутником, используя одну и ту же полосу частот, распределенную для ПСС. При этом системы ПСС должны сохранять свою функциональность и предоставлять требуемые услуги независимо от ATC. Также предполагается, что спутниковый компонент IMT-2000 будет обеспечивать фидерные линии, опорные сети и "горячий" резерв на случай аварии или перегрузки наземной сети.

      Согласно прогнозу, проведенному МСЭ, к 2010 г. для обеспечения работы спутникового сегмента IMT-2000 потребуется около 70 МГц в обоих направлениях. В соответствии с Регламентом радиосвязи в качестве корневой должна использоваться полоса 1980-2010/2170-2200 МГц. В случае необходимости использования дополнительных частот администрации могут выбрать любые из частот, распределенных для ПСС в диапазоне 1-3 ГГц, в частности:

· 1525-1544/1626,5-1645,5 МГц;

· 1545-1559/1646,5-1660,5 МГц;

· 1610-1626,5/2483,5-2500 МГц;

· 2500-2520/2670-2690 МГц.

     В декабре 2005 г. Inmarsat объявил о вводе в эксплуатацию широкополосной глобальной сети (BGAN). Система обеспечивает услуги на подвижные и переносные абонентские устройства со скоростью передачи до 432 кбит/с и совместима с наземными сетями подвижной связи. Globalstar, Iridium. Все три компании планируют создание дополнительной наземной составляющей. Тем не менее, следует учесть несколько фактов, которые могут значительно повлиять на общие заключения относительно экономической эффективности и перспектив развития ПСС:

· услуги ПСС востребованы в основном специализированными группами абонентов, в частности морскими и авиационными компаниями, различными государственными ведомствами;

· технологическое развитие позволяет значительно улучшить эксплуатационные характеристики спутниковых абонентских приемников. Тем не менее в связи с необходимостью обеспечивать высокую энергетику бортовых приемников и ограниченностью используемого спектра будет экономически невыгодно или технически невозможно обеспечивать на подвижное абонентское устройство те же услуги, как и при работе с наземной сетью подвижной связи.

    Коммерчески перспективным направлением в развитии ПСС может стать не речь или передача данных на абонентские приемники, а предоставление различных вещательных услуг. В этом случае будут создаваться наложенные сети для наземных сетей подвижной связи, которые могут эффективно как с точки зрения экономики, так и использования спектра, предоставлять услуги по топологии "точка - много точек". Это может включать в себя вещание звуковых и телевизионных программ и циркулярное распространение различного типа данных для всех или определенных категорий абонентов.


Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 1187; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!