Системы низкоорбитальной связи Ирридиум

Космический сегмент «Гонец»

В составе космич сегмента системы Гонец в составе 45 спутников расположенных на 5 орбитах на высоте 1400 км БРТК каждого спутника осуществл ретрансляцию инф сообщ между абонентами а также передачу служебной и телеметрической информации в центр управления системой. При этом в БРТК производится полная обработка принимаемой информации с демодуляцией сигналов и хранением инф-ции в бортовом ЗУ. В зависимости от типа земных терминалов сообщения передаются со ск-тью изменяющийся от 2.4 до 64 кбит/с. Работа БРТК на прием и передачу осущ-тся через антенны с широкополосными ДН, что позволяет исключить режим их наведения, что упрощает орг-цию связи в системе в целом. Для обеспечения мин. использ-я энергетич ресурсов в БРТК предусмотрено регулирование излучаемой мощности бортовых передатчиков. Управление бортовой аппаратурой осущ-тся с БКУ(борт комплекс управл).

Наземный сегмент

Центр управления системой (ЦУС) обеспечивает эксплуатацию системы, планирование и координацию работ по развертыванию и восполнением орбитальной группировки, приема и анализа телеметрической и командно-программной инф-ции, оценку кач-ва каналов связи и др задачи. Для оперативного решения указанных задач в состав ЦУС вычислительный центр (ВЦ), ценнтр связи (ЦС), командно-измерительная система(КИС), администрация. Земной сегмент системы гонец включает абонентские терминалы (АТ) 3 типов в зависимости от требования потребителей:

Региональные станции(РС) предают большие обемы связной цифр и управленческой инф-ции со ск-тью до 64 кбит/с. РС работают в P(0.2-1) b L(1-2) соответст на частотах 200/400 ГГц и 1,5/1,6 ГГц на небольшие направленные антенны. Масса РС 50 кг. Часть РС обозначенная на струк-ной сх ЦУР(центр упправлкения рег-цией сооб) осущ-ют переретрансляцию иф-ции от спутника с целью ускорения ее доставки к абоненту. Система может взаимодей-ть с национальн тлф сетями.

Стационарные терминалы(АТ-С) имеют антенны больших размеров, ПЭВМ обеспечивают передачу пакетных данных со ск-тью 9,6 кбит/с. Мощность Пд от 5 до 10 Вт. Питание от аккумуляторной батарей или от стационарной сети переменного тока 220 В. АТ-С обеспечивает прямой автоматизир доступ к спутнику по цепи абонент-комп или концентрирует инф-цию поступающую через наземные линии связи.

Терминалы пейджеры (АТ-П)

АТМ малогабаритные терминалы с простыми штыревыми антеннами работающие либо на основе встроенной ОС с памятью, либо сопрягающиеся с ПЭВМ, вес 1-3 кг.

Системы низкоорбитальной связи Ирридиум

 

Технические возможности системы:

Обеспечивает глобальную персональную связь по принципу «каждый с каждым», дуплексную тлф связь, передачу данных, факс, определение местоположения. Терминалы: переносные для офисов. Мобильные для автотранспортных средств, авиа морские, а также пейджер. Время установления связи 2 секунды. Масса носимых терминалов не превышает 600 г, мобильных терминалов 2,5 кг.

Космический сегмент

В составе космич сегмента 66 спутников массой около 700 кг каждый, вращающихся на 6 околополярных орбитах на высотах порядка 780 км с периодом обращения 100 минут 28 секунд. Частоты радиолиний: радиолиния спутник-абонент и абонент-спутник в L-диапазоне 1-2 ГГц в полосе частот 1616-1626,5 МГц; линия спутник-шлюзовая станция(ШС) Ка-диапазон в полосе частот 19,4-19,6 ГГц; ШС-спутник 29,1-29,3 ГГц. Линии межспутниковых связей спутник-спутник 23,18-23,28 ГГц. Командная линия земля-спутник 29,1-29,3 ГГц, спутник-земля телеметрич линия 19,6 ГГц. Любой спутник из орбитальной группировки формирует 48 лучей с помощью 6 ФАР, каждый из лучей освещает на поверхности Земли соту в 640 км в диаметре, а 48 лучей создают на поверхности земли зону радиовидимости примерно 4500 км. А в целом вся орбитальная группировка освещает всю поверхность земли. Каждый спутник осущ-ет программное сканирование лучей на соты. При нахождении абонента в зоне видимости луча(соте) осущ-тся передача от абонента и прием абонентом в соответствии с установленными интервалами времени приема и передачи. Благодаря исп-нию многолучевых антенн и сотовой структуры обслуживаемых зон в системе Ирридиум обеспечивается многократное исп-ние рабочих частот. Частоты рабочего диапазона 1616-1626,5 МГц исп-тся более 150 раз. Частотный диапазон линии абонент-спутник содержит 64 канала с разносом 160 кГц и полосой каждого 126 кГц (9 из 64 выделены для управления). Частотный диапазон линии спутник-абонент содержит 29 каналов с разносом 350 кГц и полосой каждого 280 кГц(4 из 29 выделены для управления). В этих радиолиниях применяется ВРК. В полосе 1616-1626,5 ГГц обеспечивается пропускная способность 3835 дуплексных тлф каналов. Каждый спутник может обеспечивать независимую связь с 2-мя шлюзовыми станциями, кроме этого связь с 2-мя соседними спутниками своей орбиты и 2-мя спутниками соседних орбит слева и справа.

Наземный сегмент Ирридиум

ЦУС, КТС(командно-телеметрические станции), шлюзовые станции (ШС), центр запуска спутников (ЦЗС), абонентские терминалы(АТ).

ШС взаимодей-ют с национал тлф сетью с помощью коммутационной аппаратуры. В ШС регистрируется каждый АТ, а обобщенный банк данных хранится в ЦУС. Число ШС порядка 250, из них 2 в России. ШС состоит из 3-ех спутниковых терминалов (приемо-передающих комплексов, один из к-рых резервный), быстродей-щего процессора и коммутирующего оборудования с КТСОП. Порядок функционирования спутниковых терминалов след: положим 1-ый терминал устанавливает связь с 1-м спутником, а 2-ой со 2-м. После ухода 1-го спутника из зоны видимости, 1-ый терминал устанавливает связь с 3-им спутником, а после ухода 2-го спутника 2-ой терминал устанавливает связь с 4-ым спутником и т.д. Процессор ШС идентифицирует персональный АТ, участвующий в связи и формирует адресацию в направлении АТ или абонента тлф сети общего пользования. Управление орбитальной группировкой осущ-тся ЦУС и КТС. При этом обеспечивается управление орбитой каждого спутника, контроль его сосотояния с момента запуска, проведение необходимых тестовых проверок и вывод спутника из орбитальной группировки. Управление системой осущ-тся территориально разнесенными основными и резервными центрами. Центр запуска включает наземный комплекс стартового оборудования и ракету-носитель.

Низкоорбитальная спутниковая система «Сигнал»

«Сигнал» разработана международным концерном космич связи КОСС и предназначена для непрерывного круглосуточного обмена инф-цией между подвижными абонентами в реальном масштабе времени. Ск-ть передачи инф-ции до 9,6 кбит/с. В системе все абоненты имеют возможность беспрепятственного доступа к наземным КТСОП, а также к различным коммерческим сетям связи. А также система позволяет осущ-ть определение координат абонента с высокой точностью.

Космический сегмент «Сигнал»

Состоит из 48 спутников по 12 спутников на каждой из 4-ех орбит. Плоскости орбит разнесены в пространстве по долготе на 90 градусов. Высота орбиты каждого космич аппарата 1500 км. Масса спутника 310 кг. Срок службы не более 6 лет. Для вывода космич аппарата на орбиту исп-тся ракеты-носители «Циклон», способные вывести 6 космич аппаратов за 1 запуск и «Космос», способные вывести 2 за 1 запуск. Бортовые аннтены космич аппаратов представл собой 3 антенны различных диапазонов:

0,3-0,4 ГГц – один луч покрывает всю зону

1,5-1,6 ГГц – 6 лучей покрывает всю зону

11-14 ГГц – 3 луча покрывают всю зону.

Наземный сегмент «Сигнал»

Наземный сегмент как и во всех ССС вкл в себя: ШС, работающие в диапазоне 11-14 ГГц; подвижные абонентские терминалы, раб-щие в 0,3-0,4 ГГц и 1,5-1,6 ГГц; стационарные АТ коллективного пользования, раб-щие в 20-30 ГГц и исп-мые для сопряжения с телефонными и сотовыми сетями связи (на экспериментальном этапе не предусмотрены); центр управления полетом и связью; командно-измерительный комплекс (КИК).

В России размещены 6 базовых станций в городах Москва, Самара, Екатеринбург, Томск, Чита, Комсомольск-на-Амуре. Бортовая аппаратура СС «Сигнал» решает след задачи:

Организация персонального радиовызова абонента

Орг-ция устойчивой тлф связи между абонентами

Обеспечение контроля связи между абонентами

Поддержание канала связи между абонентами с учетом динамики орбитальной группировки

 

Организация связи

В СС «Сигнал» не искл межспутниковая связь, связь между любыми абонентами орг-тся через спутники и ШС. Этой системой обеспечивается асинхронный многостанционный доступ абонента. При этом исп-тся модификация частотно-кодового разделения каналов в пределах одного ствола и пространственное разделение стволов БРТК. Для увеличения эффективности исп-ния полосы частот применяется относительная 4-позизиционная фазовая манипуляция. Данный вид модуляции обеспечивает удовлетворение требований по э/м совместимости и уменьшения влияния узкополосных помех на кач-во передаваемой инф-ции. Кроме того, применение широкополосных сигналов в системе «Сигнал» позволяет с высокой точностью производить навигационные измерения, а также определять местоположение каждого абонента системы.

Система Inmarsat

Первая глобальная спутниковая система подвижной связи Inmarsat-A была введена в эксплуатацию в 1982 году орг-цией Inmarsat – морской спутниковой связи, полноправным членом к-роя явл Россия.

Первоначальное предназначение системы заключалось в обеспечении надежной связи с судами, находящимися в море. Позднее эту систему стали исп-ть сухопутные и воздушные службы. Однако в те времена было очевидно, что в следствии исп-ния дорогостоящей спец аппаратуры и высоких тарифов кол-во коммерческих польз-лей системы будет ограничено.

Членами Inmarsat по состоянию на 1996 явл 79 гос-в, услуги этой системы исп-тся в других странах исключительно в мирных целях.

Интересы стран в этой международной орг-ции представляют уполномоченные правительствами ведущие гос орг-циями, в частности в России гос предприятие «Морсвязьспутник». В 1993 Inmarsat принял решение строить систему связи с исп-нием низковысотных и средневысотных спутниковых группировок общего пользования. Их кол-во быстро увеличивается: серийное производство освоено более чем 10 фирмами различных стран мира. В 1994 после всестороннего анализа было принято решение положить в основу системы связи концепцию средневысотных орбит и провести дальнейшие исследования с целью разработки перспективной системы Inmarsat.

В настоящее время в системе уже имеется группировка СР включающие в себя 5 постоянно действующих спутников-ретрансляторов GEO, позволяющих полностью обслужить акватории Атлантического. Тихого и Индийского океана, в состав группировки также включено 12 спутников размещенных на 2-х средневысотных орбитах высотой 10300 км с наклоном 450.

Этот проект был принят и одержал победу по след факторам:

Глобальная рабочая зона системы

Высокие углы возвышения спутников и большое кол-во спутников одновременно находящихся в поле зрения наблюдателя

Срок службы спутника 10 лет

Приемлемая точность управления орбитальной группировкой

Разумная стоимость проекта $2,4 млрд

Услуги предоставляемые системой:

В наст время действует 5 систем связи исп-щие GEO космич аппараты для обеспечения коммерческого обслуживания морских и сухопутных подвижных объектов:

Inmarsat-A

Inmarsat-B

Inmarsat-C

Inmarsat-M

Inmarsat-D

Проектная система Inmarat-P будет полностью интегрирован в наземные сотовые р/системы, что значительно повысит гибкость исп-ния космич сегмента.

 

Система Инмарсат А

Эта система работает как глобальная с 1982 года. В наст время обеспечивает тлф связью, телексной и факсимильной связью свыше 17000 судовых станций, а также осущ-ет высокоск-ную передачу данных. Терминалы Инмарсат А исп-тся на самолетах, а также на стационарных объектах.

Система Инмарсат С

Введена в коммерческую эксплуатацию в 1991 году и обеспечивает передачу данных и телексных сообщений с промежуточным накоплением посредством небольших и легких терминалов(в наст время работает около 10000 терминалов, установленных на различных подвижных объектах). Система Инмарсат С считается важным средством для удовлетворения требований глобальной морской системы связи при бедствии и для обеспечения безопасности.

Система Инмарсат М

Введена в коммерческую эксплуатацию в 1993 году. Кроме 2-сторонней цифровой тлф связи, обеспечивает передачу данных и телексной инф-ции посредством дешевых и легких терминалов со ск-тью 2,4 кбит/с. Система Инмарсат М обеспечивает также интерфейс для обмена данными в сетях пакетной коммутаци электронной почты. В наст время дей-ет свыше 1000 терминалов Инмарсат М, установленных на различных подвижных объектов. Терминал Инмарсат М в портотивном исполнении размещается в кейсе, этот терминал может вкл в себя ноутбук или малогабаритный принтер. Терминалы Инмарсат М представляют собой цифр тлф массой не более 700 г. По виду напоминает малогабаритную р/станцию.

Инмарсат В

Введена в 1994-1995 году и предназначена для замены Инмарсат А. Она представляет аналогичные услуги(телефон, телекс, факс, передача данных), но по более низким тарифам благодаря более эффективному исп-нию СР. На начало 1994 года в эксплуатацию введено более 11 береговых станций Инмарсат В, осущ-щих интерфейс с тлф сетями общего пользования. Их кол-во быстро увеличивается: серийное произ-во освоено более чем 10 фирмами стран мира.

Система Инмарсат D

Односторонняя служба передачи сообщений мобильным пользователям от абонентов наземных сетей общего пользования-явл единственным расширением пейджинговых сетей. Предлагается неск-ко вар-тов пейджеров:

Пейджер с документированным выводом инф-ции на принтер.

2 пейджера встраиваемые в кейс(разнесенные по его длине) для повышения кач-ва приема при движении и для защиты от блокирования телом пользователя.

Пейджер объединненный с терминалом Инмарсат М

Пейджер для автомобиля с подключением к всенаправленной антенне.

Стационарный пейджер для коллективного пользования.

 

Развитие системы Инмарсат-Р

Является международным проектом 21 века, к-рый опирается на сотрудничество и исследование всех участников орг-ции Инмарсат. Концепция проекта воплощает стратегию орг-ции Инмарсат по ускоренному внедрению целого семейства персональных терминалов для спутников служб связи. По оценкам экспертов кол-во пользователей системами Инмарсат во всем мире после 2002 года превысит 100 000 000. Система Инмарсат Р разработана прежде всего как служба наиболее широкое распространение в к-рой получают спутниковые тлефоны, она также будет способна интегрироваться в национальной сотовой системы цифр связи стд GSM. Перспективы и обеспечение в конкурентоспособности Инмарсат связаны с реализацией проекта Inmarsat-ICO. Формирование этой системы глобальной подвижной спутниковой связи будет поддерживаться группировкой из 10 космических аппаратов, вращающихся на средних околоземных орбитах порядка 10000 км. Зоной обслуживания запланирована вся поверхность земного шара, пропускная способность составила 1 000 000 абонентов, при средней продолжительности разговора 1 абонента 60 минут за месяц. Космический сегмент обеспечит глобальный охват поверх-ти Земли включая полярные районы. За счет перекрытия зон охвата в пределах видимости каждой точки зоны обслуживания будут одновременно находится 2-4 спутника. Спутники с установленными на них ретрансляторами S, C-диапазонов смогут одновременно поддерживать 4500 тлф каналов. В системе не предусмотрена бортовая обработка сигнала в полном объеме. Однако, управление назначением частот и маршрутизацией сигнала осущ-тся с помощью бортового компьютера. Спутниковые каналы будут подключены к существующим сеиям связи через собственную сеть ICONET, в к0рую на первом этапе войдут 12 наземных станций или так называемых спутниковых узлов доступа (SAN). Связь между абонентами будет организована только через узлы доступа(непосредственная связь не поддерживается) р/тлф терминал ICO работает в 2-ух режимах:

Через спутники системы

Через наземные БС сотовой связи.

Для связи с подвижными объектами предусмотрено создание спец терминалов. В кач-ве базового будет исп-тся портативный 2-режимный терминал совмещенный с сотовым тлф стд GSM или др стд.

Система Odyssey

Состоит из 12 спутников на 3 орбитах. Разработана компанией TRW и рядом др компаний, к-рые включили в группировку 12 спутников на высоте орбит порядка 10400 км. Располагаются в 3 плоскостях с наклонением 55 градусов, на каждой орбите расположено по 4 спутника, что позволяет обеспечить одновременную видимость с территории наиболее важных регионов земли. (С т. з. услуг) сразу 2-х спутников. Возможность наблюдать одновременно 2 спутника позволяет наземным терминалам работать с высоким углом места(более 45 градусов) практически в любой точке земли. Это обстоятельство значительно повышает надежность р-связи, поск-ку различные высотные препятствия не будут влиять на распространение сигнала. В системе применяют широкополосные сигналы и метод многостанционного доступа с кодовым разделением каналов. Протокол передачи инф-ции полностью совместим с протоколами сотовой р-тлф систем связи. При проектировании этой системы были учтены след основные требования потенциальных пользователей персональных терминалов:

Обеспечение дуплексной тлф связи с применением качественного кодирования речи.

Обеспечение прямого доступа к системе с любой точки Земли.

Обеспечение совместимости с наземными сотовыми системами (поддержка двух режимов работы наземных терминалов)

Обеспечение услуг пейджинговой связи с буквенно=цифровой передачей данных.

Удовлетворение экологических норм и стандартов.

 

Шлюзовые станции

Для обеспечения связи подвижных абонентов с абонентами наземной тлф сети общего пользования как и в других системах МЕО исп-тся ШС,каждая из к-рых имеет в своем составе 4 следящие антенны диаметром 3,3 м, к-рые м/б удалены от основного оборудования на расстояние до 30 км. 3 исп-тся для оперативной связи со спутниками,а 4-тая для передачи служебной инф-ции на спутник. Поск-ку в системе Одиссей не исп-тся межспутниковая связь, то зона, обслуживаемая каждым спутником, жестко привязана к определенным регионам земной поверхности. Это обеспечивается тем, что антенны спутника формируют 10 лучей с шириной ДН по 5 градусов, каждый из к-рых направлен в соответствующую зону наблюдения. Поск-ку пользовательский терминал всегда находится в одной из зон наблюдения, то связь с различными абонентами осущ-тся через спутник и шлюзовую станцию, к-рая обеспечивает выход в тлф сеть общего пользования. Основными пользователями системы предполагалось будут правительственные службы и органы управления, нуждающиеся в оперативной мобильной связи, а также часть населения проживающая на удаленной территории с плохо развитой тлф сетью общего пользования. Рассчитанная стоимость проекта 1,2 млрд долларов. Ожидаемая численность абонентов системы около 2 млн. Стоимость минуты тлф связи 65 центов.

 

Система ELLIPSO

Система разработана Ellipsat Corp. (США) совместно с компаниями Израиля, Канады, Мексики и Австралии и предназначена для развития телекоммуникационных служб в интересах пользователей плохо обеспеченных соответствующими средствами мобильной и стационарной тлф связи. Для этого создается космич сегмент из СР, расположенных на 2-х средневысотных эллиптических орбитах с высотой апогея около 8000 км и одной круговой орбитой.

 

Абонентские станции

Система ELLIPSO предназначена не только для предоставления услуг мобильной персональной связи, но и для передачи телефаксов, пейджинговых сообщений, электронной почты. В случае необходимости может предоставлять услуги по определению местоположения. Для этого применяются ПСП формирующие ШПС в L,S-диапазонах. Кроме известных приемуществ исп-ния ШПС в системе есть возможность изменения поляризации сигнала в различных лучах бортовой антенны, что значительно увеличивает кол-во каналов связи. Ширина полосы частот в каждом луче 11 МГц. Параметры ШПС выбраны близкими к рекомендованым для стандартов наземных сотовых сетей с кодовым разделением. Такой подход потребует минимальных затрат при доработке абонентских терминалов для их исп-ния в сотовых сетях р/тлф связи. Связь с СР будет осущ-тся как через ШС, так и через абонентские терминалы способные работать в 2 режимах. В первом режиме осущ-тся связь с СР, а во втором обеспечивается работа в наземных сотовых сетях. Ввод системы в эксплуатацию осущ-лся в 2 этапа: на 1 этапе было запущено 8 спутников на эллиптические орбиты, а на 2 этапе было выведено 6 спутников на экваториальную орбиту.

 

Система ICO

Международная орг-ция ICO Global Communications развернула систему персональной связи на базе среднеорбитальной группировки спутников. Представителем Россиии в данной орг-ции явл гос-ное предприятие МорСвязьСпутник. Система позволит: обеспечить глобальное покрытие поверхности земли включая полярные районы, улучшить кач-во связи, сократив временные задержки при распространении сигнала; обеспечит дальнейшую минюатиризацию абонент станций. Система персональной спутниковой связи предоставит польз-лям возможность ведения тлф переговоров с абонентами всего земного шара на сетях общего пользования, передачу факсимильных сообщений со ск-тью 9,6 кбит/с.

 

Космический сегмент

Включает в себя 12 спутников по 6 спутников на каждой орбите на высоте 10390 км. Угол наклона орбит 45 градусов. Период обращения спутников 6 часов. Плоскости орбит взаимноперпендикулярны относительно др другу. На каждой круговой орбите в сеансах связи участвует 5 спутников шестой запасной(резервный). Данное кол-во спутников их размещение на орбитах и само положение орбит обеспечивают 3-кратное перекрытие всех районов земного шара. Из каждой точки земной поверхности абонент постоянно будет видеть 2-4 спутников, причем 1 спутник будет иметь угол возвышения более 50 градусов, что значительно уменьшить сектора затемнения от высотных зданий особенно в больших городах.

 

Конфигурации системы

Каждый спутник оборудован ретранслятором с двумя многолучевыми антеннами, одна из к-рых обеспечивает работу на линии вверх(абонент-спутник), а другая на линии вниз(спутник –наземный центр). В первом случае на частотах 1980-2010 МГц, в другом 2170-2200 МГц. Указанные полосы частот шириной 30 МГц необходимы для формирования сетки из 1200 частот с шагом 25 кГц для создания дуплексных каналов связи с групповой ск-тью 36 кбит/с. Первая антенна имеет диаметр 2,1 м и орг-ет связь с абонентами на 163 лучах. Каждый ретранслятор может обеспечить одновременную работу 4500 тлф каналов передаваемых на 750 несущих частотах с временным уплотнением. 12 наземных станций служат промежуточными узлами между спутниками и абонентами наземных сетей общего пользования. Все 12 наземных станций образуют единую наземную сеть, к-рая получила название ICONET. Поставка оборудования для указанных наземных центров, а также для центра управления сетью ICONET(в Лондоне и Токио) осущ-тся фирмой NEC в кооперации с другими ведущими компаниями в обл-ти средств связи и телекоммуникаций. В ф-цию наземных станций также входит определение местоположения абонента ICO, орг-ция трафика связи с международными тлф станциями разных стран. На нек-рых станциях установлены системы приема и обработки телеметрич инф-ции и данных слежения со спутника. Все наземные станции оснащены 5-тью паробалическими антеннами диаметром 7,6 м. В рез-те проведенных расчетов определено оптимальное расположение наземных станций, к-рые вводятся в строй в: Австралии, Германии, ОАЭ, Индии, Корее, США, Мексике, Чили, Бразилия, ЮАР.

 

Поляризаторы э/м волн

Сущ-ет неск-ко вар-тов разделения э/м волн по поляризации:

АРТАМОД:

 

Механический поляризатор:

 

В случае механич поляризатора внутри корпуса волновода устанавливается шаговый микроэлектродвигатель, вращающий флажок поляризатора. На микродвигатель подаются 3 провода (питание +5В, корпус и импульс, обеспечивающий поворот флажка на определенный угол).

 

Э/м поляризатор:

 

 

Э/м(ферритовый) сп-б разделения сигналов по поляризации. Данный сп-б разделения сигналов линейной поляризации основан на исп-нии эффекта Фарадея: если поток световых волн (ЭМВ) проходит через среду с продольным магнитным полем, то плоскость поляризации поворачивается ан угол пропорциональный напряженности магнитного поля. Применение эффекта Фарадея стало возможным с появлением ферритов способных работать в области СВЧ без существенных потерь. В центре круглого волновода вдоль его оси размещается ферритовый стержень, заточенный на концах с целью исключения отражения э/м волн. По намотанной на стержень катушке протекает ток от тюнера. Роль ферритового стержня – усиление напряженности э/м поля, создаваемого током, протекающим по катушке. Подавая в катушку ток определенной вел-ны можно создать необходимую продольную напряженность магнитного поля вдоль ферритового стержня, что приведет к повороту плоскости поляризации э/м волны на нек-рый угол. Вел-на поворота угла плоскости поляризации зависит от длины катушки и от тока в катушке. Т.о можно подобрать длину катушки и вел-ну тока в ней, обеспечивающие поворот плоскости поляризации на 900. Преимущества ферритовых поляризаторов в отсутствии двигающихся механич деталей, как в механич поляризаторе, что повышает надежность и срок службы с одной стороны, а с другой стороны на срок службы в значительной степени влияет кач-во заливки компаундом, к-рое может привести в течении года к повреждению катушки, намотанной вокруг ферритового стержня.

 

Спутник «Горизонт»

 

Система выведена на орбиту в 70-х гг. Являлась основной частью ССС СССР и России до наст дней. Системы персональной спутник связи базировались и базируются на спутниках Горизонт и Экспресс. Спутники «Горизонт» предназначены для телевещания, радиовещания, передачи потоков данных. Их было 8 штук, работающих в С-диапазоне. Наземный сегмент Горизонт состоит из наземных станций различной сложности и пропускной способности. Основу сегмента составляют центр станции с антеннами Орбита диаметром 12 м и Азимут 25 м. Эти станции выполняют ф-ции региональных центров спутник связи. Переферийные станции имеют антенны от 4-12 метров в диаметре. Для передачи данных и тлф сооб-ий исп-тся малые наземные станции с антеннами от 2,5 до 4 метров. Обеспечивают связи морских судов с береговыми станциями, телевидения радиовещания. Диапазоны С (1,6/1,5 ГГц, 6/4 ГГц) и Ку(14/11 ГГц). Кол-во стволов БРТК – 8(1 ствол имеет полосу 0,5 МГЦ, а остальные 7 по 34 МГц). Точность удержания на орбите по долготе +-0,5 минут, а по широте +-2 минут. Вес спутника 2300 кг. Срок работы 3 года. Многостанционный доступ к СР обеспечивается способами ВРК и ЧРК. На базе системы Горизонт создан ряд независимых сетей Интерспутник, Орбита и Москва, Жарык.

 

Экспресс

В наст время на ГЕО группировка выполняет те же задачи что и горизонт. Но имеет передней преимущества. Сохранены все стволы в диапазоне 4/6 и 11/14 ГГц. Кол-во стволов БРТК – 12 (11 стволов по 34 МГц и 1 ствол 40 МГц) Точность задержания по широте и долготе +-0,2 минуты. Вес 2500 кг. Срок активного существования 5 лет. Расширен парк наземных станций системы экспресс, дополнен современными малыми станциями с антеннами С-диапазона 2 метра и Ку-диапазона 1,5 метра. По имеющимся оценкам энергомассовый ресурс Экспресс позволяет увеличить кол-во стволов БРТК до 24, а срок службы до 12 лет. Система Экспресс М будет исп-ть только Ку-диапазон, а Экспресс Д только С-диапазон. На космич аппаратах Экспресс М предполагается обеспечить до 30 стволов 36-72 МГц для передачи сигналов с различной линейной поляризацией. На Экспресс Д предполагается установить 24 ствола с полосой 36 МГц. Антенная система будет содержать 3 приемные и 3 передающие антенны.

 

Наземный сегмент состоит из центральных и периферийных шлюзовых станций (ШС), обесп-щих обмен между спутниками сети Купон и абонентскими терминалами, к к-рым подключается аппаратура польз-ля(тлф и факсимильные аппараты и др оборудование). Система передачи данных Банкир обесп-вает орг-цию канала связи между 2 и более пользователями. Возможность одновременного представления различных услуг тлф связи, передачи данных и факсимильных сообщений. Имеет возможность адаптации к работе с ретрансляторами различных ССС в Ку-диапазоне, орг-цию от 1 до 8 каналов сопряжения с локальными вычислительными сетями. Абонентская аппаратура спутникового терминала создана на основе современных достижений технологии VSAT с исп-нием модифицированного метода адаптивного представления канала с частотно-временным разделением на базе спутникового терминала МСТ64. Исп-тся антенны 0,9 1,2 1,8 2,2 м.

 

Система Ямал

Создан 1996 году российскими компаниями ГазПром, Энергия имени С. П. Королева, АО ГазКом, американской компанием Loral Space Systems. Осн задача проекта – развитие телекоммуникационных сетей в северных районах России, богатых залежами нефти и газа. А также для осущ-ния оперативной связи с др странами мира. В 1997 году на ГЕО орбиту было выведено 2 спутника на позиции 19 градусов ЗД и 75 градусов ВД соответственно. С целью обеспечения полного охвата территории России и стран СНГ в группировку доп-но ввели 1 спутник Экспресс, находящийся на ГЕО орбите. Эти спутники явл новыми для космич индустрии России, т.к их главная особенность – отсутствие герметичных контейнеров для размещения полезной нагрузки и вынос ее в открытый космос. Срок службы 10 лет. Ретранслятор оснащен 2-мя многолучевыми антеннами на прием и передачу. Приемный тракт работает на частоте 4 ГГц, а передающий 6 ГГц.

Наземный сегмент: введены в дей-е более 30 ШС, обеспеч-щих свыше 250 каналов передачи, тлф сооб-ний и данных. Средняя протяженность каналов связи составляет 1500 км. География наземного сегмента включает в себя Тюменскую обл, Северный Урал и южные районы Краснодарский край астроханской обл., центральные области России. ШС имеют парабоические антенны диаметром 4-5 метров. Для ведомственных сетей тлф связи и передачи данных применяются антенны диаметром 3,5 метра, создаются малогабаритные спутниковые терминаля Ямал М. способные конкурировать с терминалами Инмарсат М.

Система Ямал позволяет транслировать ТВ-сигналы в стандарте MPEG-2 обеспеч-щим ск-ть передачи 2-10 Мбит/с, что позволяет передавать одновременно 4 программы телевидения в одном стволе с полосой пропускания 34 МГц.

Работа одного ретранслятора на одну антенну (прием-передача)

 

 

ПС – поляризационный селектор (развязка трактов Пм-Пд)

ПУ – предварительный усилитель

ФВ – ферритовый вентиль (развязка по выходу и входу)

ОУ – общий выход усилителя

Применение общего выходного усилителя ОУ передатчика может сопровождаться возникновением на выходе ОУ значительных комбинационных составляющих со средними частотами mfпд1+nfпд2, что явл недостатком подобных структур.

 

Мультифид

 

Максимальный угол между крайними спутниками, позволяющий исп-ть мультифид д/б не более 20 градусов.

Достоинства:

При неподвижной антенне увеличивается кол-во принимаемых каналов

Уменьшается кол-во проводов, за счет наличия коммутатора DISEqC

 

Конверторы

 

Рисунок 1 – Структурная схема усилителя конвертора для приема э/м волн V/H (линейных поляризаций)

 

Рисунок 2 – Структурная схема усилителя конвертора для одновременного приема э/м волн V/H АРТАМОД

 

 

Рисунок 3 – Структурная схема универсального усилителя конвертора (switch-конвертора) для приема сигналов в широкой полосе частот (весь Ку-диапазон) с переключением поляризации U=14/18 В

 

 

Требования к конверторам для приема цифровых программ

 

Стабильность частоты не хуже 0,3 МГц, практически не хуже 1 МГц, поэтому конверторы, исп-мые в аналоговых спутниковых комплектах могут также исп-тся и в цифровых спутниковых комплектах.

В конверторах цифровых исп-тся ФАПЧ.

 

Меню тюнера Горизонт 700D1

Тв канал

Радиоканал

Инсталляция

Редактирование

Родительская блокировка

Информация о системе

 

Меню Инсталяция:

Установка антенны

Сканирование канала

Сканирование SMATV

Установки пользователя

Редактор спутника

Заводские установки

Меню Установка антенны:

Номер LNB (конвертор) Type 1

Тип LNB (конвертора) Universal

Нижний диапазон 9750

Верхний диапазон 10600

DiCEqC Нет

Управление 0/22 кГц Авто

Управление 0/12 В Выключено

Питание LNB (конвертор) Включен

 

 

Меню Сканирование канала:

Спутник Sirius 2/3

Тип LNB Type 1

Положение антенны Not set

Частота 11721

Поляризация Н

Символьная скорость 17140

Шаг 5В 0

Тип сканирования Все (лучше ставить Открытые)

Поиск Nit Нет

Режим сканирования Спутник

 

Макс символьная ск-ть 30000

 

Блок-схема тюнера Горизонт

 

 

Структурно состоит из 3ех модулей:

Модуль питания

Модуль управления и индикации

Модуль обработки сигнала

Ист-к питания обеспечивает напряжение 3,3 В, 5В, 8В, 12 В, 22В (для питания конвертора).

Модуль обработки сигнала

С выхода конвертора(LNB) сигнал первой ПЧ в полосе 0,95-2,15 ГГц через антенный ввод SATIN запаралелливается на вход ИМС STB6000 в составе приемного устройства и на выход SATOUT. На к-рый подается транзитом сигнал со входа SATIN. Этот выход обычно исп-тся для подключения второго тюнера. По этому же кабелю(от конвертора к тюнеру) через ввод сатин в зависимости от выбора поляризации модулем управления подается напряжение 18+-2В(при горизонтальной поляризации) или 13+-2В(при вертикальной поляризации). Эти напряжения формируются регулируемым стабилизатором LM-317T из напряжения 22В по соответствующему сигналу управления (упр1 или упр2) сформированному канальным приемником STB0299V в зависимости от выбранной поляризации модулем управления и индикации. Сигналы управления 1 и 2 подаются на регулируемый стабилизатор LM317Т через транзисторы VL73, VL74. В случае выбора частоты транспондера свыше 11700 МГц осущ-тся модуляция напряжения питания конвертора напряжением 6 В с частотой 22+-2кГц, к-рое также подается на базу VL73 через CL14 от имс STB0299V/ Так осущ-тся выбор поляризаций и переход на верхнюю часть диапазона.