Современные направления развития систем спутниковой связи

Таблица 1

3Передача  речи и данных

     Мультиплексирование с разделением частот (FDM) широко используется для мультиплексирования нескольких речевых каналов или каналов данных на один спутниковый приемопередатчик.     В FDM волновая форма каждого индивидуального телефонного сигнала фильтруется для ограничения ширины полосы диапазоном звуковых частот между 300 и 3400 Гц, затем преобразуется. Далее сигналы двенадцати

                                          12

каналов мультиплексируются в составной сигнал основной полосы. Каждая группа составлена из телефонных сигналов, размещенных в интервалах с шириной полосы равной 4 кГц. Затем  несколько групп повторно мультиплексируются и формируют большую группу, которая может содержать от 12 до 3600 отдельных речевых каналов.   Мультиплексирование с временным разделением (TDM) - другой метод для передачи речи и/или данных по одному каналу. Если в FDM для передачи речевого сигнала (или данных) назначаются отдельные сегменты частоты внутри всей полосы, в методе TDM передача ведется по всей выделенной полосе частот. В исходящем канале повторяемые базовые временные периоды, называемые иногда фреймами, разделены на фиксированное число тактов, которые выделяются последовательно для передачи сигналов входящих речевых каналов и каналов данных. Для предохранения от возможных потерь информации используются накопители (буферы).

9 Наземный сегмент

     Технологическое развитие привело к значительному  уменьшению размеров ЗС. На начальном этапе спутник не превышал нескольких сотен килограммов, а ЗС представляли собой гигантские сооружения с антеннами более 30 м в диаметре. Современные спутники весят несколько тонн, а антенны, зачастую не превышающие 1 м в диаметре, могут быть установлены в самых разнообразных местах. Тенденция уменьшения размеров ЗС вместе с упрощением установки оборудования приводит к снижению его стоимости. На сегодняшний день стоимость ЗС является, пожалуй, главной характеристикой, определяющей широкое распространение ССС. Преимущество спутниковой связи основано на обслуживании географически удаленных пользователей без дополнительных расходов на промежуточное хранение и коммутацию. Любые факторы, понижающие стоимость установки новой ЗС, однозначно содействуют развитию приложений, ориентированных на использование ССС. Относительно высокие издержки развертывания ЗС позволяют наземным волоконно-оптическим сетям в ряде случаев успешно конкурировать с ССС.  Следовательно, главное преимущество спутниковых систем состоит в возможности создавать сети связи, предоставляющие новые услуги связи или расширяющие прежние, при этом с экономической точки зрения преимущество ССС обратно пропорционально стоимости ЗС.     В зависимости от типа, ЗС имеет возможности передачи и/или приема. Как уже отмечалось, фактически все интеллектуальные функции в спутниковых сетях осуществляются в ЗС. Среди них - организация доступа к спутнику и наземным сетям, мультиплексирование, модуляция, обработка сигнала и преобразование частот. Отметим, наконец, что большинство

                                          13

проблем в спутниковой  передаче решается оборудованием ЗС. В настоящее время выделяются четыре типа ЗС. Наиболее сложными и  дорогостоящими являются ориентированные  на большую интенсивность пользовательской нагрузки ЗС с очень высокой пропускной способностью. Станции такого типа предназначены для обслуживания пользовательских популяций, требующих для обеспечения нормального доступа к ЗС волоконно-оптических линий связи. Подобные ЗС стоят миллионы долларов. Станции средней пропускной способности эффективны для обслуживания частных сетей корпораций. Размеры подобных сетей ЗС могут быть самыми разнообразными в зависимости от реализованных приложений (передача речи, видео, данных). Различаются два типа корпоративных ССС.   Развитая корпоративная ССС с большими капиталовложениями обычно поддерживает такие услуги, как видеоконференция, электронная почта, передача видео, речи и данных. Все ЗС такой сети имеют одинаково большую пропускную способность, а стоимость станции доходит до 1 миллиона долларов.            Менее дорогостоящим типом корпоративной сети является ССС большого числа (до нескольких тысяч) микротерминалов (VSAT - Very Small Aperture Terminal) связанных с одной главной ЗС (MES - Master Earth Station). Данные сети ограничиваются обычно приемом/передачей данных и приемом аудио-видеоуслуг в цифровом виде. Микротерминалы общаются между собой посредством транзита с обработкой через главную ЗС. Топология таких сетей является звездообразной.     Четвертый тип ЗС ограничен возможностями приема. Это самый дешевый вариант станции, поскольку ее оборудование оптимизируется под предоставление одной или нескольких конкретных услуг. Данная ЗС может быть ориентирована на прием данных, аудиосигнала, видео или их комбинаций. Топология также звездообразная.

10 Тенденции технологии

     Последние достижения технологии в области  спутниковой связи говорят о  больших потенциальных возможностях ССС в расширении пропускной способности  каналов передачи, разработке и внедрении  новых служб связи. Будущее ССС  за широкополосными широковещательными приложениями и спутниковыми системами подвижной связи.     В ряды крупных консорциумов и организаций, ориентированных на геосинхронные спутники, активно вливаются новые участники, предлагающие услуги сетей подвижных связи и использующие низкоорбитальные спутниковые системы (LEO - Low Earth Orbit). Системы LEO, разрабатываемые рядом американских фирм, используют большое число легких спутников на орбитах ниже 2 тыс. км для организации услуг по передаче сообщений и речи, определению местонахождения и срочных

        14

коммуникаций  между мобильными терминалами. В  отличие от наземных сотовых сетей  подвижной связи, в которых абонент  последовательно перемещается через  смежные соты небольшого размера, в  системе LEO подобная "сота" ограничена лишь горизонтом земли. Низкая орбита спутников резко сокращает задержку по сравнению с системами, ориентированными на геосинхронные орбиты спутников.      Одним из наиболее амбициозных проектов системы LEO является система Iridium, разрабатываемых компанией Motorola, которая включает 66 спутников, позволяющих обеспечить двухстороннюю радиотелефонную речевую связь. В принципе, нет никаких технических препятствий для полного развертывания системы Iridium, однако глобальный характер и возможность функционирования вне национальных телефонных сетей предполагают предварительное изучение и установление необходимых регулирующих барьеров. Крупные инвестиции в проект Iridium сделаны рядом компаний, среди которых Motorola, Nippon Iridium, Lockheed/Raytheon, Sprint и China Great Wall Industry.           В заключение нужно отметить, что ССС постоянно сравниваются с волоконно-оптическими сетями связи. Внедрение этих сетей ускоряется в связи с быстрым технологическим развитием соответствующих областей волоконной оптики, что заставляет задаться вопросом о судьбе ССС. Например, разработка и, главное, внедрение конкатенирующего (составного) кодирования резко уменьшают вероятность возникновения неисправленной побитовой ошибки, что, в свою очередь, позволяет преодолеть главную проблему ССС - туман и дождь. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

15

Литература 

1. Андрианов В.И., Соколов А.В. Мобильные телефоны.- СПБ.: БХВ-Петербург;Арлит.2003.-384с.
2. Богданов В.А., Сорочинский В.А., Якшевич Е.В. "Спутниковые системы морской навигации." – М.: Транспорт, 2002.
3. Бертсекас Д. Сети передачи данных / Д. Бертсекас, Р. Галлагер - пер. с англ. - М.: Мир, 2003. - 562 c.
4. Весоловский - М. : - Телеком. - 2006. - 529 с.
5. Вишневский В.И., Ляхов А.И., Портной С.Л., Шахнович И.В. Исторический очерк развития сетевых технологий // Широкополосные сети передачи информации —: «Техносфера», 2005. — С. 20. — 592 с.
6. Григорьев В.А. Сети и системы радиодоступа Распаев Ю. А. - М.: Эко-Трендз, 2005. - 384 с.
7. Коваль А. Д., Тюрин Ю. А. «Космос – земле» М:; «Знание» 2000г.
8. «Космическая техника» под редакцией К. Гэтланда. Издательство «Мир». 2004 г. Москва
9. Маршалл А. Гинесс. Большая книга знаний. Тверь: изд-во “АСТ”, 2001. – 480 с.
10. Мамчев, Г.В. Основы радиосвязи и телевидения. Учебное пособие для вузов /: - Телеком. - 2007. - 416 с.
11. Олифер В.Г. Основы сетей передачи данных / В.Г. Олифер, Н.А. 2005.
12. Официальный сайт компании Cisco - http://cisco.ru
13. Поваляев А.А. Спутниковые радионавигационные системы: время, показания часов, формирование измерений и определение относительных координат / Под ред. А. И. Канащенкова – М.: Радиотехника, 2008, 328 с.
14. Специализированный портал, посвященный беспроводным технологиям- http://wireless.ru
15. Сайт технологии Wi Fi - http://wifi-wiki.ru
16. http: //www. geokosmos. Ru

16