Международная система I СО и частотное обеспечение

        Система ICO использует для связи частотные диапазоны L и C и поддерживает цифровую обработку сигналов на борту спутника. TDMA (множественный доступ с временным разделением каналов) является базовой технологией.

         При определении оптимальных полос частот для абонентских линий связи было рассмотрено несколько вариантов. Были приняты во внимание следующие соображения. Полоса частот 1,5 / 1,6 ГГц, которая широко используется для мобильных спутниковых служб (MSS), вероятно, будет чрезмерно загружена и серьезно ограничит потенциал услуг ICO. Полоса частот 1,6 / 2,4 ГГц, присвоенная службе ПСС Всемирной административной конференцией радиосвязи (WARC-92), создает значительные проблемы координации с другими службами, которые используют эту полосу, например: Б. Фиксированная наземная связь кроме того, США намерены использовать его для национальных систем.

         В итоге были выбраны следующие диапазоны: «терминал-спутник» - диапазон 1980-2010 МГц, «спутник-терминал» - 2170-2200 МГц.

Линии электропередачи предназначены для организации связи космического корабля с узловыми станциями. Для их работы Всемирная конференция радиосвязи ВКР-95 рекомендовала диапазон 5/7 ГГц (диапазон «спутниковый шлюз» - 5150–5250 МГц, «спутниковый шлюз» - 6975–7075 МГц).

Космический сегмент

       Система ICO состоит из космического, наземного и пользовательского сегментов. Космический сегмент включает 12 космических аппаратов (10 рабочих и 2 запасных), выведенных на круговую орбиту на высоте 10 355 км над поверхностью Земли. Взлетная масса спутника - 2750 кг, расчетный срок службы - 12 лет. Спутники расположены в двух перпендикулярных плоскостях по 6 сателлитов в каждой. Угол наклона орбиты к экваториальной плоскости составит 45 °.

     Эта орбитальная группировка обеспечивает глобальное покрытие поверхности Земли, включая полярные регионы. Из-за перекрытия зон покрытия от двух до четырех космических кораблей одновременно находятся в зоне видимости каждой точки зоны обслуживания. Спутник обслуживает примерно 25% поверхности Земли (рис. 2.3). Первый спутник системы ICO был запущен в 1998 году; Система введена в эксплуатацию в 2000 году.

Рис. 2.3 Диаграмма мгновенной зоны покрытия поверхности Земли системой ICO при использовании 10 КА

 

  Срок подписки определяется следующими значениями:

• время полета спутника над зоной обслуживания;

• среднее время, необходимое для перевода абонента с космического корабля, покидающего горизонт, на восходящий космический корабль;

• продолжительность соединения, определяемая схемой организации связи. Среднее время обслуживания абонентов - 50 минут; максимальное время пребывания космического корабля в зоне радиовидимости может достигать 1,5-2 часов.      

        В системе ICO в основном используются уже известные и проверенные технические решения. Для производства спутников используется спутниковая платформа HS-601 компании Hughes Space and Communications Corporation (США), которая используется для создания больших спутников на геостационарной орбите. Были внесены изменения в конструкцию, в частности, доработана программа ориентации бортовых антенн и солнечных батарей, установлена ​​упрощенная силовая установка.

   Чтобы исключить взаимное влияние системы ICO при использовании 10 трактов приема и передачи космических аппаратов, на аппарате используются отдельные антенны для каждого диапазона частот. Антенна L-диапазона имеет диаметр 2 м. Использование многолучевой схемы формирования диаграммы направленности позволяет назначать несколько частот. Согласно проекту для приема / передачи в системе ICO используется 163 отдельных луча (запас энергии составит 8-10 дБ); зона обслуживания одного КА составляет около 7 тыс. км (рис. 2.4). Спутники с установленными на них ретрансляторами C- и S-диапазонов одновременно поддерживают 4500 телефонных каналов.

Рис. 2.4 Зона обслуживания одного КА (163 луча) системы ICO

        

      Система ICO не обеспечивает полной комплексной обработки сигналов. Однако управление назначением частот и маршрутизация сигналов осуществляется интегрированным процессором.

         Использование батарей на основе арсенида галлия обеспечивает энергопотребление 8700 Вт в конце работы. В предварительный список ракет-носителей, запускающих спутники ICO, вошли Atlas IIA, Delta III, Proton и Zenit (для запуска оффшорных площадок).      

 

2.5. Наземный сегмент и организация связи

Наземный сегмент включает SCC (Центр управления спутниками), Центр управления сетью и наземную сеть ICONET (сеть ICO) (рис. 2.5).

Рис. 2.5 Структура системы ICO (схематично)

       NMS, центр управления наземными сетями ICONET, расположен в Японии, а SCC - в Лондоне. В функции последнего входит поддержание орбитальной группировки в рабочем состоянии, сбор телеметрических данных в отдельных подсистемах космического корабля, контроль эксплуатационных параметров и т. Д. Службы SCC отвечают за запуск космического корабля, контроль и перераспределение частоты между лучами космического корабля.

Спутниковые каналы подключены к существующим сетям связи через собственную сеть ICONET, которая на первом этапе внедрения состоит из 12 земных станций - так называемых Узлы спутникового доступа (SAN). Узлы SAN служат «шлюзами» между спутниками ICO и абонентами общедоступных наземных сетей. Магистральные каналы большой емкости соединяют узлы друг с другом.

            Связь между абонентами (как в существующей системе Inmarsat) организована только через узлы SAN; прямое общение с абонентами не поддерживается. Радиотелефонный терминал ICO работает в двух режимах - через систему ICO или базовые станции сотовой связи на земле - и совместим со своими основными стандартами. Для связи с движущимися объектами используются специальные терминалы.

Терминалы пользователя

       В спутниковой сети ICO в качестве базы используется двухрежимный портативный терминал, совмещенный с сотовым телефоном GSM (или CDMA, D-AMPS, РДС). Планируется разработать одномодовый радиотелефонный терминал, работающий только через космический корабль системы ICO. Основные характеристики базового терминала:

• вес - менее 750 г,

• объем - около 500 см,

• стоимость - 750-1500 долларов США,

• Отдельная батарея обеспечивает одночасовую передачу и 24-часовой режим ожидания.

       Портативный радиотелефонный терминал ICO отвечает всем требованиям безопасности, связанным с работой в КВ диапазоне. Средняя мощность передатчика не превышает 0,25 Вт (для сравнения: мощность сотовых радиотелефонов 0,25-0,6 Вт).

Различные модификации абонентских терминалов могут быть созданы на основе технологии, используемой в базовом терминале. Это, например, терминал только для передачи данных, терминалы для автомобильного, морского и воздушного сообщения, полустационарные («сельские таксофоны») и стационарные и необслуживаемые (блок SCADA) терминалы. ICO подписала соглашение с тремя ведущими компаниями - Panasonic, NEC и Mitsubishi - на разработку 3 миллионов портативных терминалов.

 

2.7. Услуги системы I СО

Пользователям предоставляются следующие виды услуг: двусторонняя голосовая связь, передача факсов группы 3, передача данных на скорости 2,4 кбит / с. Качество передачи голоса соответствует стандарту GSM для сотовых сетей. Обеспечивается глубокая пейджинговая связь (т.е. с большим запасом энергии канала), а также дополнительные услуги - голосовые вызовы, связь с оплатой кредитной картой, отображение номера телефона. Вызывающий абонент на индикаторе, встроенном в терминал, определяет местонахождение абонента. Если в пределах прямой видимости нет космического корабля, участники уведомляются о вызове, наличии сообщения электронной почты и отображении номера вызывающего абонента.

Разработчики видят пять основных областей применения системы ICO:

• расширение спектра услуг для абонентов спутниковой связи в регионах, уже охваченных сотовыми сетями;

• сотовая связь общего пользования через переносные радиотелефонные терминалы в районах, не охваченных сотовой связью или использующих несовместимые стандарты;

• специализированная мобильная связь для грузового транспорта, а также автомобильная, морская и воздушная связь;

• полупостоянная связь для корпоративных пользователей нефтегазового сектора, малого бизнеса (оптовики, универмаги и др.);

• коммуникация для государственных органов.

Система рассчитана на 1 миллион абонентов со средней продолжительностью разговоров 60 минут в месяц. Для сравнения: по прогнозам экспертов, в системе Иридиум при тех же условиях количество пользователей составляет 600-800 тысяч, а в Глобалстар - 1 миллион.

Разработка и производство 12 космических аппаратов оценивается в 1,3 миллиарда долларов, а их запуск - в 900 миллионов долларов. По подсчетам специалистов по ICO, цена абонентского оборудования составит от 750 до 1500 долларов, а стоимость минуты разговора - около 2 долларов.