Системы спутниковой связи
Федеральное государственное
бюджетное образовательное
«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «средства связи и информационная безопасность»
Реферат
На тему: «системы спутниковой связи»
Г.Н.Лобова
В.С.Панфёрова
студент группы ИТ - 112
Содержание
Введение ………………………………………………………
1. Спутниковая связь ………………….......................
2. История спутниковых систем связи ………………………………..
3. Системы спутниковой связи ………………........................
4. Недостатки спутниковой связи………………………………….....
5. Преимущества спутниковой связи ..............................
6. Услуги, предоставляемые системами спутниковой связи .............
7. Тенденции развития современной спутниковой связи..................
Заключение……………………………………………………
Список использованной литературы…………………………………..
Введение
Спутниковая связь широко распространена в мире и используется для создания международных и национальных сетей связи, передачи данных на основе малых земных станций, установленных непосредственно у потребителя, многопрограммного телевизионного вещания с индивидуальным приемом.
Вообще, системы спутниковой связи
дороже наземных. Необходимо подчеркнуть,
что проблема спутниковой связи
и вещания имеет несколько
важных аспектов. В первую очередь -
технический аспект, который предусматривает
создание и вывод на орбиту многоствольных
спутников - ретрансляторов с узконаправленными
антеннами, создание земных передающих
пунктов, производство простых приемных
устройств массового
Важную роль играет экономический
аспект. Поскольку средства связи
и вещания являются массовыми
и в зависимости от размеров зоны
обслуживания могут содержать миллионы
наземных приемных устройств. Поэтому
важное значение придается экономической
оптимизации, которая позволяет
сделать земные средства связи и
распределения телевизионных
Третий аспект - международный.
При создании практически любой
национальной системы спутниковой
связи (вещания) не удается локализовать
ее деятельность только внутри зоны обслуживания.
Наиболее важна и необходима международная
координация спутниковых
Сегодня растут
потребности в
В настоящее время у
многих ведомств и организаций возникает
необходимость оперативного слежения
за местоположением и состоянием
подвижных объектов, а также передачи
на них оперативной информации.
Практически все заинтересованные диспетчерские
службы в настоящее время имеют в своем
распоряжении те или иные технические
средства, позволяющие осуществлять контроль/слежение
за передвижением своих объектов. Однако
существующие средства не являются совершенными,
обладают малой степенью автоматизации
и имеют малую достоверность.
В последние годы настоятельно ставится
задача о внедрении новых надежных технических
средств, которые позволили бы осуществлять
автоматизированный сбор диспетчерской
информации с подвижных объектов, а также
передавать информацию на объекты. Технически
эта задача может быть выполнена целым
рядом средств, как традиционных, так и
спутниковых. На практике, однако, ни одна
из возможных систем так и не была реализована
на территории России.
Создание такой системы позволит обеспечить
автоматизированный сбор информации о
дислокации подвижных объектов, обслуживаемых
в рамках данной системы вне зависимости
от их местоположения на Земном шаре, т.е.
в глобальном режиме. При этом средства
системы будут автоматически вычислять
географические координаты местоположения
объектов и направлять их в соответствующие
диспетчерские пункты пользователей.
Информация может быть также запрошена
с объекта по инициативе диспетчера из
диспетчерского пункта и имеется возможность
передать на объект необходимую информацию.
Средства системы позволяют не только
решать коммерческие цели управления,
но и обеспечат повышение безопасности
движения объектов и будут способствовать
охране человеческой жизни. Данные о дислокации
аварийных объектов могут быть переданы
в соответствующие поисково-спасательные
службы.
История спутниковых систем связи
Спутниковая связь — один из видов радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников земли в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными.
Спутниковая связь является развитием
традиционной радиорелейной связи
путем вынесения ретранслятора
на очень большую высоту (от сотен
до десятков тысяч км). Так как
зона его видимости в этом случае
— почти половина Земного шара,
то необходимость в цепочке
Космическая или спутниковая связь по существу является разновидностью радиорелейной (тропосферной) связи и отличается тем, что ее ретрансляторы находятся не на поверхности Земли, а на спутниках в космическом пространстве.
Впервые идею спутниковой связи представил в 1945 году англичанин Артур Кларк. В радиотехническом журнале он опубликовал статью о перспективах ракет, подобных «Фау-2», для запуска спутников Земли в научных и практических целях. Знаменателен последний абзац этой статьи: «Искусственный спутник на определенном расстоянии от Земли будет совершать один оборот за 24 ч. Он будет оставаться неподвижным над определенным местом и в пределах оптической видимости почти с половины земной поверхности. Три ретранслятора, размещенные на правильно выбранной орбите с угловым разнесением на 120°, смогут покрыть телевидением и УКВ радиовещанием всю планету; я боюсь, что те, кто планирует послевоенные работы, не сочтут это дело простым, но я считаю именно этот путь окончательным решением проблемы».
4 октября 1957 г. в СССР был осуществлен запуск первого в мире искусственного спутника Земли, первого космического объекта, сигналы которого принимались на Земле. Этот спутник положил начало космической эры. Излучаемые спутником сигналы использовались не только для пеленгации, но и для передачи информации о процессах на спутнике (температура, давление и пр.). Эта информация передавалась путем изменения длительности посылок, излучаемых передатчиками (широтно-импульсная модуляция). 12 апреля 1961 г. в Советском Союзе впервые в истории человечества осуществлен полет человека в космическое пространство. Космический корабль «Восток» с летчиком-космонавтом Ю. А. Гагариным на борту был выведен на орбиту спутника Земли. Для измерения параметров орбиты корабля-спутника и контроля работы его бортовой аппаратуры на нем была установлена многочисленная измерительная и радиотелеметрическая аппаратура. Для пеленгации корабля и передачи телеметрической информации использовалась радиосистема «Сигнал», работавшая на частоте 19,955 МГц. Двусторонняя связь космонавта с Землей обеспечивалась радиотелефонной системой, работавшей в диапазонах коротких (19,019 и 20,006 МГц) и ультракоротких (143,625 МГц) волн. Телевизионная система осуществляла передачу на Землю изображения космонавта, что позволяло иметь визуальный контроль за его состоянием. Одна из телевизионных камер передавала изображение пилота в анфас, а другая – сбоку.
Достижения отечественной науки в области освоения космического пространства позволили осуществить предсказания Артура Кларка. В конце 50-х годов прошлого века в СССР и США начали проводиться экспериментальные исследования возможностей использования искусственных спутников Земли в качестве радиоретрансляторов (активных и пассивных) в наземных системах связи. Теоретические разработки в области энергетических возможностей линий спутниковой связи позволили сформулировать тактико-технические требования к устройствам спутникового ретранслятора и наземных устройств, исходя из реальных характеристик технических средств, существовавших в то время.
Учитывая идентичность подходов, экспериментальные исследования в области создания линий спутниковой связи представим на примере США. Первый активный радиоретранслятор «Score» был запущен 18 декабря 1958 года на наклонную эллиптическую орбиту с высотой апогея 1481 км, перигея 177 км. Аппаратура спутника состояла из двух приемопередатчиков, работавших на частотах 132.435 и 132.095 МГц. Работа производилась в режиме замедленной ретрансляции. Запоминание сигнала, посланного наземной передающей станцией, производилась путем записи на магнитную ленту. В качестве источников питания применялись серебряно-цинковые аккумуляторы емкостью 45 ампер – час при напряжении 18 вольт. Продолжительность связи составляла приблизительно 4 мин за 1 оборот спутника. Производилась ретрансляция 1 телефонного или 7 телетайпных каналов. Срок службы спутника равнялся 34 дням. Спутник сгорел при входе в атмосферу 21 января 1959 года. Второй активный радиоретранслятор «Курьер» был запущен 4 октября 1960 года на наклонную эллиптическую орбиту с высотой апогея 1270 км и перигея 970 км. Аппаратура спутника состояла из 4 приемопередатчиков (частота 150 МГц для передачи команд и 1900 МГц для связи), устройства магнитной памяти и источников питания – солнечных элементов и химических батарей. В качестве первичного источника питания использовались кремниевые солнечные элементы в количестве 19 152 штук. В качестве буферного каскада применялись никель-кадмиевые батареи емкостью 10 ампер – час при напряжении 28-32 вольта. Продолжительность сеанса связи составляла 5 мин за один оборот спутника. Срок службы спутника составил 1 год. 10 июля 1962 года на наклонную эллиптическую орбиту с апогеем 5600 км и перигеем 950 км был запущен активный ретранслятор «Телстар», который предназначался для активной ретрансляции радиосигналов в реальном масштабе времени. Одновременно он ретранслировал или 600 симплексных телефонных каналов, или 12 дуплексных телефонных каналов, или один телевизионный канал. Во всех случаях работа производилась по способу частотной модуляции. Частоты связи: на линии спутник – Земля 4169,72 МГц, на линии Земля – спутник 6389,58 МГц. Продолжительность сеанса связи на линии США – Европа через этот спутник составляла около 2 часов в сутки. Качество передаваемых телевизионных изображений менялось от хорошего до отличного. По проекту предусматривался весьма значительный срок службы спутника –2 года, однако после четырех месяцев успешной работы отказала командная линия. Было установлено, что причинной отказа явились поверхностные повреждения вследствие действия радиации при прохождении спутником внутреннего радиационного пояса.
14 февраля 1963 года был запущен первый синхронный спутник системы «Синком» с параметрами орбиты: высота апогея 37 022 км, высота перигея 34185, период обращения 1426,6 минут. Рабочая частота на линии Земля – спутник равна 7360 МГц, на линии спутник – Земля 1820 МГц. В качестве первичного источника питания на спутнике использовались солнечные элементы в количестве 3840 штук общей мощностью 28 Вт при напряжении 27,5 вольт. Связь со спутником поддерживалась только 20 077 секунд, после чего наблюдения велись астрономическими методами.
23 апреля 1965 г. в СССР
был запущен первый спутник
связи «Молния-1». С запуском
второго спутника связи «
Первые станции спутниковой
связи были построены,
Наиболее подходящей
для оборудования земных
Специально были разработаны передатчики для связной и командно-измерительной линии, параметрические усилители с температурой шума 120 К для установки в подзеркальной кабине антенны, а также совершенно новое оборудование, обеспечивающее стыковку с местными телецентрами и междугородными телефонными станциями.
В те годы проектировщики земной станции, боясь влияния мощных передатчиков на приемники, устанавливали их на разных антеннах и в разных зданиях (приемном и передающем). Однако опыт использования одной общей антенны для приема и передачи, полученный на линиях тропосферной связи, позволил в дальнейшем перенести приемное оборудование на передающую антенну, что значительно упростило и удешевило эксплуатацию станций спутниковой связи.
В 1967 г. через спутник
связи «Молния-1» создана
Однако спутники «Молния» вращались вокруг Земли по вытянутым эллиптическим орбитам. Для слежения за ними антенны наземных приемных станций должны постоянно поворачиваться. Гораздо проще решают эту задачу спутники, вращающиеся по стационарной круговой орбите, которая находится в плоскости экватора на высоте 36 000 км. Они совершают один оборот вокруг Земли за 24 часа и поэтому кажутся наземному наблюдателю висящими неподвижно над одной точкой нашей планеты. Трех таких спутников достаточно для обеспечения связью всей Земли.
В 80-е годы прошлого
века эффективно
В 1980-е годы началось развитие персональной спутниковой связи. При этой связи спутниковый телефон непосредственно соединяется со спутником, находящимся на околоземной орбите. Со спутника сигнал поступает на наземную станцию, откуда передается в обычную телефонную сеть. Число спутников, необходимое для стабильной связи в любой точке планеты, зависит от радиуса орбиты той или иной системы спутников.
Основной недостаток персональной спутниковой связи – ее относительная дороговизна по сравнению с сотовой связью. Кроме того, в спутниковые телефоны встраиваются передатчики большой мощности. Поэтому они считаются небезопасными для здоровья пользователей.
Самые надежные спутниковые телефоны работают в сети Инмарсат, созданной более 20 лет назад. Спутниковые телефоны системы Инмарсат представляют собой чемоданчик с откидной крышкой размером с первые портативные компьютеры. Крышка спутникового телефона по совместительству является и антенной, которую необходимо поворачивать по направлению к спутнику (на дисплее телефона отображается уровень сигнала). В основном такие телефоны используются на судах, поездах или большегрузных автомобилях. Каждый раз, когда необходимо позвонить или ответить на чей-то звонок, нужно будет устанавливать спутниковый телефон на какую-нибудь ровную поверхность, раскрывать крышку и крутить его, определяя направление максимального сигнала.
В настоящее время в общем балансе связи на спутниковые системы пока приходится примерно 3 % мирового трафика. Но потребности в спутниковых линиях продолжают расти, поскольку при дальности свыше 800 км спутниковые каналы становятся экономически более выгодными по сравнению с другими видами дальней связи.
[http://www.pandia.ru/text/77/ 132/822.php]
Системы спутниковой связи
Спутниковые системы связи (ССC) известны давно, их используют для передачи различных сигналов на протяженные расстояния. С момента своего появления спутниковая связь стремительно развивалась, и по мере накопления опыта, совершенствования аппаратуры, развития методов передачи сигналов произошел переход от отдельных линий спутниковой связи к локальным и глобальным системам.
Такие темпы развития ССC
объясняются рядом достоинств
которыми они обладают. К ним,
в частности, относятся
Все системы можно делят на системы двух видов: работающие через спутники на негеостационарных и геостационарных орбитах.
Негеостационарные спутники
используются в основном для
военных, научных и
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.
Мы будем рассматривать
Спутниковые системы связи
могут различаться также и
типом передаваемого сигнала,
который может быть цифровым
или аналоговым. Передача информации
в цифровой форме обладает
рядом преимуществ по
1. простота и эффективность объединения многих независимых сигналов и преобразования цифровых сообщений в “пакеты” для удобства коммутации;
2. меньшие энергозатраты по сравнению с передачей аналогового сигнала;
3. относительная нечувствительность цифровых каналов к эффекту накопления искажений при ретрансляциях, обычно представляющему серьезную проблему в аналоговых системах связи;
4. потенциальная возможность получения очень малых вероятностей ошибок передачи и достижения высокой верности воспроизведения переданных данных путем обнаружения и исправления ошибок;
5. конфиденциальность связи;
6. гибкость реализации цифровой аппаратуры, допускающая использование микропроцессоров, цифровую коммутацию и применение микросхем с большей степенью интеграции компонентов.
На сегодняшний день существует
большое количество ССС, основанных
на различных спутниковых
[http://dic.academic.ru/dic. nsf/enc_colier/6880/%D0%A1%D0% 9F%D0%A3%D0%A2%D0%9D%D0%98%D0% 9A]
Особенности системы спутниковой связи (ССС)
В основе построения
спутниковой системы связи
Поваляев А.А. Спутниковые
радионавигационные системы: время, показания
часов, формирование измерений и
определение относительных
Недостатки спутниковой связи
Слабая помехозащищённость. Огромные
расстояния между земными станциями
и спутником являются причиной того,
что отношение сигнал/шум на приемнике
очень невелико (гораздо меньше,
чем для большинства
Влияние атмосферы. На качество спутниковой
связи оказывают сильное
Поглощение в тропосфере. Поглощение сигнала атмосферой находится в зависимости от его частоты. Максимумы поглощения приходятся на 22,3 ГГц (резонанс водяных паров) и 60 ГГц (резонанс кислорода). В целом, поглощение существенно сказывается на распространении сигналов с частотой выше 10 ГГц (то есть, начиная с Ku-диапазона). Кроме поглощения, при распространении радиоволн в атмосфере присутствует эффект замирания, причиной которому является разница в коэффициентах преломления различных слоев атмосферы.
Задержка распространения
В некоторых системах (например, в системах VSAT, использующих топологию «звезда») сигнал дважды передается через спутниковый канал связи (от терминала к центральному узлу, и от центрального узла к другому терминалу). В этом случае общая задержка удваивается.
[http://www.sputsvyazy.ru/
Преимущества спутниковой связи
Связь с удаленными регионами.
На сегодняшний день наша планета еще не обладает достаточным количеством наземных телекоммуникационных сетей. Их развитие за пределы индустриальных зон займет, по прогнозам специалистов, несколько десятилетий. Более того, во многих регионах строительство наземных сетей не является экономически оправданным.
Услуги спутниковой связи
Отсутствие проблемы "последней мили"
Использование небольших спутниковых терминалов с антеннами от 1,2 м до 2,4 м и передатчиков с малой мощностью позволяет быстро и недорого установить станцию непосредственно на крыше, на балконе, на стене или во дворе офиса, что исключает проблему "последней мили", когда требуется арендовать канал связи у местных операторов наземной связи.

- Системы стабилизации движения ESP
- Системы стимулирования труда
- Системы страховых отношений
- Системы счисления
- Системы счисления
- Системы счисления
- Системы счисления
- Системы социальной защиты населения в зарубежных странах
- Системы социальной защиты населения: происхождение и эволюция
- Системы социальной сратификации
- Системы Социальной стратификации
- Системы спаривания свиней
- Системы с приставкой нано:трубки,волокна,мембраны
- Системы спутниковой связи