Системмы подвижной спутниковой связи

     Содержание: 

     Введение…………………………………………………………………….3

     Классификация систем спутниковой связи………………………………3

     Состав  систем спутниковой связи с подвижными объектами…………..5

     Назначение  и этапы развития системы «Инмарсат»……………………6

     Система спутниковой связи «Инмарсат-А»……………………………..6

     Система спутниковой связи «Инмарсат-В»……………………………10

     Система спутниковой связи «Инмарсат-С»……………………………10

     Система спутниковой связи «Инмарсат-М»……………………………11

     Многоспутниковая  низкоорбитальная система связи  «Гонец»………12

     Глобальная  система спутниковой персональной связи «Иридиум»…15

     Глобальная  система спутниковой связи «Глобалстар»………………19

     Система подвижной спутниковой связи  «Полярная звезда»…………21

     Система подвижной спутниковой связи  «Одиссей»…………………..22

     Анализ  состояния и тенденций развития геостационарных систем спутниковой связи с подвижными объектами………………………………..24

     Анализ  состояния и тенденций развития низкоорбитальных систем спутниковой связи с подвижными объектами……………………………….26

     Список  литературы……………………………………………………….27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение

     Связь является одной из наиболее динамично  развивающихся отраслей инфраструктуры современного общества с учетом его  эволюции от индустриального к информационному. Такому положению дел способствует постоянный рост количества абонентов и спрос на ассортимент услуг связи.

     В последние годы наиболее бурное развитие в РФ и в мире получили сети подвижной радиосвязи, поскольку они больше других сетей связи соответствуют принципам глобализации и персонализации связи и обеспечивают повышение оперативности обмена информацией между абонентами самых различных категорий на любых расстояниях.

     Данная работа посвящено анализу основных характеристик и принципов построения одной из разновидностей СПР: спутниковым системам связи с подвижными объектами.  

     Классификация систем спутниковой  связи 

     Спутниковая связь является быстро развивающимся  перспективным видом связи, что  обусловлено такими ее достоинствами, как:

     - возможность обслуживания большого количества абонентов, удаленных на значительные расстояния и расположенных в любых регионах Земли;

     - простота реконфигурации систем спутниковой связи (ССС) при изменении мест расположения абонентов;

     - независимость затрат при организации связи от расстояния между объектами;

     - незначительное влияние атмосферы и географических особенностей мест установки земных станций (ЗС) на устойчивость связи.

     Принцип действия систем спутниковой связи (ССС) основан на использовании промежуточного спутникового ретранслятора (РС), через который обеспечивается связь между Землей и спутником (рис. 1).

     В зависимости от назначения ССС связываемые пункты могут быть расположены на поверхности Земли, в атмосфере или космосе. В каждом из этих пунктов устанавливается обычно приемно-передающая связная радиостанция (одноканальная или многоканальная), а на спутниках — СР, принимающие радиосигналы от одних абонентов и ретранслирующие эти сигналы другим абонентам. В простейшем случае ретрансляция сводится к усилению мощности входных сигналов и переносу их спектров на другие несущие частоты. Однако в ряде ССС в СР производится более сложная обработка сигналов, чтобы уменьшить перекрестные помехи между сигналами от различных ССС и повысить помехоустойчивость системы. В общем случае для обеспечения качественной связи между всеми пунктами (абонентами) СР приходится размещать на нескольких спутниках, вращающихся на различных орбитах.

Рис. 1. Принцип действия систем спутниковой связи

     Системы спутниковой связи различают по степени глобальности и универсальности обслуживания абонентов. Степень глобальности ССС характеризуется принадлежностью и размером зоны обслуживания, а универсальности ССС — набором категорий абонентов и числом видов предоставляемой связи.

     По  принадлежности ССС подразделяются на международные, национальные, корпоративные. По зоне обслуживания ССС делятся на глобальные, региональные, зоновые (рис. 2).

Рис. 2. Зоны обслуживания систем спутниковой связи

     В системах спутниковой связи осуществляется передача следующих видов информации: программ телевидения и звукового вещания и других видов симплексных сообщений циркулярного характера; телефонных, факсимильных, телеграфных сообщений, видеоконфенций, цифровых передач — симплексных или дуплексных по своему характеру.

     В зависимости от типа ЗС и назначения ССС различают следующие службы радиосвязи: фиксированную спутниковую службу, соответствующую режиму радиосвязи между ЗС, расположенных в фиксированных пунктах при использовании одного или нескольких спутников; подвижную спутниковую службу, соответствующую режиму радиосвязи между подвижными ЗС при использовании одного или нескольких спутников; радиовещательную спутниковую службу, соответствующую режиму циркулярной радиосвязи.  

     Состав  систем спутниковой  связи с подвижными объектами 

     В состав систем спутниковой связи с подвижными объектами, структура которой приведена на рис. 3, независимо от их назначения входят такие компоненты, как: 1) космическая станция, представляющая собой спутниковый ретранслятор (СР), включающая в себя приемопередающее устройство, антенны для приема и передачи радиосигналов, а также ряд систем обеспечения энергоснабжения, ориентации антенн и солнечных батарей, коррекции положения ИСЗ на орбите и т.д.; 2) абонентские ЗС, обеспечивающие дуплексный обмен информацией; 3) центральная (координирующая) ЗС (ЦЗС), обеспечивающая контроль за режимом работы СР и соблюдением ЗС важных для работы системы параметров (излучаемой мощности, несущей частоты, вида поляризации, характеристик модулирующего сигнала и т.д.); 4) центральная ЗС системы управления и контроля ИСЗ (ЦУС), обеспечивающая управление всеми техническими средствами, размещенными на ИСЗ, и контроль за их состоянием; 5) соединительные наземные линии (СНЛ), обеспечивающие подключение ЗС к источникам и потребителям передаваемой информации; 6) центр управления (ЦУП) системой, представляющий орган, осуществляющий руководство эксплуатацией системы и ее развитием.

Рис. 3. Структура систем спутниковой связи 
 

     Назначение  и этапы развития системы спутниковой связи «Инмарсат»

     Международная ССС «Инмарсат» существует с 1982 г. и  в настоящее время объединяет 67 стран. По первоначальному замыслу система предназначалась для обеспечения глобальной телефонной и телеграфной связи, передачи данных с целью повышения безопасности мореплавания и эффективности управления морскими судами.

     ССС «Инмарсат» представляет собой систему  геостационарных искусственных  спутников Земли, служащих в качестве ретрансляторов (СР) сообщений между судами, оборудованными специальными станциями спутниковой связи (СС) и специальными береговыми станциями (БС) и сетями телефонной и телеграфной связи. В ССС «Инмарсат» судовые (СС) и береговые (БС) станции соответствуют земным (ЗС) и центральным земным (ЦЗС) станциям. ССС «Инмарсат» — полностью автоматизированная система, обеспечивающая высокие показатели надежности, оперативности и качества связи.

     Бурный  рост категорий и числа абонентов, нуждающихся в услугах систем связи с подвижными объектами, потребовал дальнейшей перестройки ССС «Инмарсат» с целью повышения ее пропускной способности и широкого использования малогабаритных мобильных терминалов.  

     Система спутниковой связи  «Инмарсат-А»

     В систему «Инмарсат» входят космическая часть, состоящая  из действующих и запасных геостационарных спутников с СР и командно-измерительного комплекса (КИК); парк судовых станций (СС); береговая часть, включающая в себя береговые станции (БС) и эксплуатационный контрольный центр (ЭКЦ).

     Рис. 4. Границы обслуживания районов

     Система «Инмарсат» обслуживает три больших  области — Атлантический океанский район (АОР), Индийский океанский район (ИОР) и Тихоокеанский район (ТОР), над которыми находится по одному действующему и по два запасных ИСЗ. Границы обслуживания районов показаны на рис. 4. В пределах от 75 град. южной широты до 75 град. северной широты угол возвышения спутника составляет не менее 5 град., благодаря чему гарантируется надежная связь. Как видно из рис. 2.1, спутники «Инмарсат» охватывают также значительную часть Северного Ледовитого океана и морей Антарктиды.

     В каждом океанском районе может находиться любое число СС и несколько  БС, образующих сеть, причем одна из БС выполняет функции координирующей станции сети (КСС). Структурная схема одной из сетей «Инмарсат» показана на рис. 5.

     В системе «Инмарсат» для автоматизации  процессов связи по телефонным и  телеграфным каналам трем районам (сетям), всем БС и СС присвоены номера — идентификаторы (ИД).

     В ССС «Инмарсат-А» на первом этапе использовались спутники трех типов: Марисат, Марекс и Интелсат МСБ.

     Каждый  ИСЗ имеет по два СР, один из которых  принимает сигналы от СС в диапазоне 1,6 ГГц и передает БС в диапазоне 4 ГГц, другой принимает сигналы от БС в диапазоне 6 ГГц и передает СС в диапазоне 1,5 ГГц.

     Управление  ИСЗ осуществляется из центров, оборудованных  командно-измерительными комплексами (КИК), которые регулируют работу всех подсистем спутников, корректируют при необходимости местонахождение  спутников на орбите, их ориентацию в пространстве.

Рис. 5. Структурная схема сетИ «Инмарсат»

     СС  рассчитаны на круглосуточную работу. Антенна каждой СС в период работы автоматически удерживается в направлении на один из спутников СС «Инмарсат», и станции непрерывно ведут автоматический дежурный прием. В случае поступления от любой из БС сети вызова СС автоматически настраивается на указанный в вызове канал и вырабатывает сигнал судовому оператору. Переданное с берега сообщение может быть принято и без участия оператора. Работающая СС всегда готова к передаче запроса на установление с берегом двусторонней связи.

     БС  служат промежуточным звеном между  ИСЗ ССС «Инмарсат» и береговыми абонентами, с которыми они могут соединяться по международным и национальным телефонным и телеграфным сетям, а также сетям передачи данных и интегрального обслуживания. БС должны удовлетворять специальным требованиям ССС «Инмарсат», согласно которым их функциями являются: прием и обработка сообщений сигнализации, передаваемых СС при установлении связи (запросов); формирование и передача сообщений сигнализации СС (вызовов); коммутация подключенных к БС телефонных и телеграфных каналов; ретрансляция телефонных и телеграфных сообщений в направлении судно-берег и обратно; ведение списка СС, допущенных к системе «Инмарсат»; учет времени занятия каналов и оформление счетов на оплату за предоставленные услуги судовым и береговым абонентам.

     Зарубежные  БС рассчитаны для обслуживания одного из океанских районов; БС «Одесса» и  «Находка» обслуживают по два  океанских района.