أنظمة الأقمار الصناعية الحديثة للاتصالات الساتلية. مشروع الاتصالات الفضائية الحديثة

العمود الفقري للاتصالات الساتلية.في البداية ، كان ظهور الاتصالات الساتلية تمليه الحاجة إلى إرسال كميات كبيرة من المعلومات. كان أول نظام اتصالات عبر الأقمار الصناعية هو نظام إنتلسات ، ثم تم إنشاء منظمات إقليمية مماثلة (يوتلسات وعرب سات وغيرها). بمرور الوقت ، تتناقص حصة الإرسال الصوتي في الحجم الإجمالي لحركة المرور الأساسية بشكل مطرد ، مما يفسح المجال لنقل البيانات.

مع تطور شبكات الألياف الضوئية ، بدأت الأخيرة في إزاحة الاتصالات الساتلية من سوق العمود الفقري.

أنظمة VSAT. VSAT (المحطة الطرفية ذات الفتحة الصغيرة جدًا) هي محطة أرضية ساتلية صغيرة ، أي محطة بهوائي صغير ، تم استخدامها في الاتصالات الساتلية منذ أوائل التسعينيات. توفر أنظمة VSAT خدمات اتصالات عبر الأقمار الصناعية للعملاء (عادةً المؤسسات الصغيرة) التي لا تتطلب نطاقًا تردديًا عاليًا. عادة لا يتجاوز معدل نقل البيانات لمحطة VSAT 2048 كيلو بت في الثانية.

الشكل 3.14 - نظام VSAT

يمكن تقسيم مستهلكي سوق VSAT الروسي إلى أربعة أقسام:

1. الهيئات الحكومية 2. الشركات الكبيرة التي لديها شبكة واسعة من الفروع والمكاتب التمثيلية. 3. الأعمال الإقليمية المتوسطة والصغيرة. 4. المستخدمون الخاصون.

تشير الكلمات "فتحة صغيرة جدًا" إلى حجم الهوائيات الطرفية بالنسبة إلى حجم الهوائيات الأساسية القديمة. عادةً ما تستخدم المحطات الطرفية ذات الفتحات الصغيرة جدًا العاملة في النطاق C هوائيات يبلغ قطرها 1.8-2.4 متر ، في النطاق Ku - 0.75-1.8 متر ، ويظهر الهوائي في الشكل. 3.9

تستخدم أنظمة VSAT تقنية القنوات عند الطلب.

تتضمن شبكة اتصالات ساتلية قائمة على المحطات الطرفية ذات الفتحات الصغيرة جداً ثلاثة عناصر رئيسية: محطة أرضية مركزية (إذا لزم الأمر) ومرحل ساتلي ومطاريف VSAT للمشتركين (الشكل 3.14).

تؤدي المحطة الأرضية المركزية في شبكة الاتصالات الساتلية وظائف العقدة المركزية وتوفر التحكم في تشغيل الشبكة بأكملها وإعادة توزيع مواردها واستكشاف الأعطال وإصلاحها وتعريف خدمات الشبكة والتفاعل مع خطوط الاتصال الأرضية. عادةً ما يتم تثبيت CSP في عقدة الشبكة التي تتلقى معظم حركة المرور. يمكن أن يكون هذا ، على سبيل المثال ، المكتب الرئيسي أو مركز الحوسبة لشركة في شبكات الشركات ، أو مدينة كبيرة في شبكة إقليمية.

أنواع التحكم. من خلال الإدارة المركزية لمثل هذه الشبكة ، يؤدي مركز التحكم في الشبكة (NCC) وظائف المراقبة والتحكم اللازمة لإنشاء اتصال بين مشتركي الشبكة ، ولكنه لا يشارك في نقل حركة المرور. عادةً ما يتم تثبيت مركز التحكم في الشبكة (NCC) في إحدى محطات المشتركين في الشبكة ، والتي تتلقى معظم حركة المرور.

في النسخة اللامركزية لإدارة الشبكة ، لا يوجد مركز التحكم في الشبكة (NCC) ، ويتم تضمين عناصر نظام التحكم في كل محطة VSAT. تتميز هذه الشبكات بنظام التحكم الموزع بزيادة "قابلية البقاء" والمرونة بسبب تعقيد المعدات ، وتوسيع وظائفها وارتفاع تكلفة محطات VSAT. يُنصح بمخطط التحكم هذا فقط عند إنشاء شبكات صغيرة (حتى 30 محطة طرفية) بحركة مرور عالية بين المشتركين.

محطة المشترك في VSAT عادةً ما تشتمل محطة المشتركين في VSAT على جهاز تغذية الهوائي ووحدة تردد لاسلكي خارجية ووحدة داخلية (مودم). الوحدة الخارجية عبارة عن جهاز إرسال واستقبال صغير. تقوم الوحدة الداخلية بتوصيل القناة الفضائية بجهاز المستخدم الطرفي (كمبيوتر ، خادم LAN ، هاتف ، فاكس ، PBX ، إلخ).

مكررات الأقمار الصناعية لشبكة VSAT مبنية على أساس مكررات السواتل المستقرة بالنسبة إلى الأرض. هذا يجعل من الممكن تبسيط تصميم محطات المشتركين قدر الإمكان وتجهيزها بهوائيات ثابتة بسيطة بدون نظام تتبع ساتلي. يستقبل القمر الصناعي الإشارة من المحطة الأرضية ويضخمها ويرسلها مرة أخرى إلى الأرض. أهم خصائص القمر الصناعي هي قوة أجهزة الإرسال الموجودة على متنه وعدد قنوات الترددات الراديوية (جذوع أو مرسلات مستجيبات) الموجودة عليه. لضمان التشغيل من خلال محطات اشتراك صغيرة الحجم من نوع VSAT ، يلزم وجود أجهزة إرسال بقدرة خرج تبلغ حوالي 40 واط. تعمل المحطات الطرفية ذات الفتحات الصغيرة جدًا (VSAT) الحديثة عادةً في النطاق Ku البالغ 11/14 جيجاهرتز (تردد واحد للاستقبال وآخر للإرسال) ، وهناك أيضًا أنظمة تستخدم النطاق C البالغ 4/6 جيجاهرتز ، كما يتم إتقان النطاق Ka عند 18/30 جيجاهرتز.

تحتوي المحطات الطرفية ذات الفتحات الصغيرة جدًا (VSAT) الحديثة على واحد أو أكثر من منافذ Ethernet ووظائف جهاز التوجيه المدمجة. يمكن تجهيز بعض الطرز ، من خلال التوسيع ، بمنافذ هاتف من 1 إلى 4.

مودم القمر الصناعي... DVB-card عبارة عن بطاقة توسعة للكمبيوتر مصممة لتلقي البيانات من القمر الصناعي ، وهو نوع من "مودم القمر الصناعي". يمكن أن يكون PCI أو PCI-E أو USB ، ويعتمد الاختيار على ما هو أكثر ملاءمة لك للاتصال بجهاز الكمبيوتر الخاص بك

يتم تثبيت بطاقة DVB في فتحة PCI مجانية أو منفذ USB للكمبيوتر ومتصلة بكابل متحد المحور بمحول طبق القمر الصناعي ، أي أنها تعمل كجهاز استقبال قمر صناعي كلاسيكي وتنقل البيانات المستلمة إلى كمبيوتر آخر العقد. بشكل عام ، لا تختلف عملية تثبيت وتكوين بطاقة DVB عن تثبيت أي جهاز آخر.

كبرى الشركات المصنعة للطرف الذي يتسع ضمن فتحة صغيرة في العالم:

كودان (أستراليا) ؛

نظام شبكة هيوز (الولايات المتحدة الأمريكية) - HughesNet (DirecWay) ، HX ؛

غيلات (إسرائيل) - SkyEdge ؛

ViaSat (الولايات المتحدة الأمريكية) ؛

iDirect (الولايات المتحدة الأمريكية) ؛

NDSatCom (ألمانيا).

التكلفة النموذجيةتبلغ قيمة الـ VSAT للعميل النهائي حوالي 2500..3000 دولار أمريكي.

قائمة مختصرة بخدمات الـ VSAT:

الإنترنت عبر الأقمار الصناعية

الدراسة عن بعد

التواصل الريفي

التطبيب عن بعد

خدمات الطوارئ

مجموعات المستخدمين الخاصة للخدمات الحكومية

الشبكات الوطنية والمتعددة الجنسيات

نقل بيانات النطاق العريض

خدمات البث

الخدمات الحكومية والشركات

خدمات تمديد البنية التحتية لشبكة PSTN

الوصول المشترك إلى الإنترنت

الشكل 3.15 - بطاقة DVB (PCI) TT-budget S-1401

أنظمة اتصالات الأقمار الصناعية المتنقلة.يمكن لمالكي الهواتف المحمولة ، بكل إمكانياتهم ، الاتصال فقط في الأماكن التي تكون فيها محطات الهاتف المحمول مجهزة. وماذا تفعل حيث لا توجد مثل هذه المحطات؟ لا يوجد سوى مخرج واحد - للاستخدام هواتف الأقمار الصناعية، مما يتيح إمكانية الاتصال من أي مكان في العالم تقريبًا. كما يوحي الاسم ، لا يتم الاتصال من خلال المحطات الأرضية ، ولكن من خلال الأقمار الصناعية في مدار قريب من الأرض.

هاتف يعمل بالاقمار الصناعية- هاتف محمول ينقل المعلومات مباشرة عبر قمر اتصالات خاص. اعتمادًا على الناقل ، يمكن أن تكون منطقة التغطية إما الأرض بأكملها ، أو مناطق معينة فقط. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه يتم استخدام إما الأقمار الصناعية التي تحلق على ارتفاع منخفض ، والتي ، بأعداد كافية ، تغطي الأرض بأكملها بمنطقة تغطية ، أو الأقمار الصناعية في مدار ثابت بالنسبة إلى الأرض ، حيث لا تتحرك بالنسبة إلى الأرض ولا "ترى "تمامًا.

يمكن مقارنة حجم هاتف الأقمار الصناعية بالهاتف المحمول التقليدي الذي تم إصداره في الثمانينيات والتسعينيات ، ولكن عادةً ما يكون به هوائي إضافي. هناك أيضًا هواتف أرضية أرضية تعمل بالأقمار الصناعية. تُستخدم هذه الهواتف للاتصال في المناطق التي لا يوجد فيها اتصال خلوي.

عادةً ما تحتوي أرقام هواتف الأقمار الصناعية على رمز بلد محدد. لذلك ، في نظام Inmarsat ، يتم استخدام الرموز من +870 إلى +874 ، في Iridium +8816 و +8817. يتم تمثيل الاتصالات الساتلية اليوم في العالم من خلال أنظمة مختلفة مع مزاياها وعيوبها. أما بالنسبة لروسيا ، فإن أنظمة Inmarsat و Thuraya و Globalstar و Iridium متوفرة حتى الآن على أراضيها.

إنمارسات(إنمارسات) هي شركة الاتصالات الفضائية الأولى والوحيدة حتى الآن التي تقدم جميع خدمات الاتصالات الفضائية الحديثة على الماء وعلى الأرض وفي الجو.

الشكل 3.16- هاتف نظام Inmarsat

الثريا(الثريا) - اتصالات الأقمار الصناعية المتنقلة تغطي ثلث العالم وتقدم مكالمات منخفضة التكلفة لمشتركيها ابتداءً من 0.25 دولار للدقيقة للمكالمات الصادرة والمكالمات الواردة المجانية (عبر الأقمار الصناعية).

الشكل 3.17 - هواتف الثريا الفضائية

يتم دمج هواتف الثريا الفضائية مع الهواتف المحمولة التي تحتوي على مستقبل GPS يحدد الموقع بدقة تصل إلى 100 متر. الاتصال متاح في 1/3 من أراضي روسيا.

جلوبال ستار(Globalstar) هو الجيل القادم من الاتصالات عبر الأقمار الصناعية.

الشكل 3.18 - هواتف الأقمار الصناعية Globalstar

توفر Globalstar اتصالات هاتفية في تلك المناطق من الأرض ، حيث لم تكن موجودة على الإطلاق في السابق أو كانت هناك قيود خطيرة على استخدامها ، وتجعل من الممكن الاتصال أو تبادل البيانات في أي منطقة من الكوكب تقريبًا.

إيريديوم(إيريديوم) - توفر شبكة لاسلكية عبر الأقمار الصناعية توفر الاتصالات الهاتفية في أي مكان وفي أي وقت. يغطي الاتصال من إيريديوم سطح الأرض بالكامل. في روسيا ، تتوفر شبكة Iridium في جميع أنحاء الإقليم ، لكنها لا تمتلك حتى الآن ترخيصًا لتقديم الخدمات على أراضي الاتحاد الروسي.

من سمات معظم أنظمة اتصالات الأقمار الصناعية المتنقلة الحجم الصغير للهوائي المطرافي ، مما يجعل استقبال الإشارة أمرًا صعبًا.

للتأكد من أن قوة الإشارة التي تصل إلى المستقبل كافية ، يتم تطبيق أحد حلين. تقع الأقمار الصناعية في مدار ثابت بالنسبة للأرض.

الشكل 3.19 - هواتف الأيريديوم الساتلية

نظرًا لأن هذا المدار يقع على مسافة 35786 كيلومترًا من الأرض ، يجب تثبيت جهاز إرسال قوي على القمر الصناعي. يستخدم هذا النهج نظام Inmarsat (الذي تتمثل مهمته الرئيسية في توفير خدمات الاتصالات للسفن) وبعض مشغلي الأقمار الصناعية الإقليميين (على سبيل المثال ، Thuraya).

توجد العديد من الأقمار الصناعية في مدارات مائلة أو قطبية. في الوقت نفسه ، فإن طاقة المرسل المطلوبة ليست عالية جدًا ، كما أن تكلفة إطلاق قمر صناعي في المدار أقل. ومع ذلك ، لا يتطلب هذا النهج عددًا كبيرًا من الأقمار الصناعية فحسب ، بل يتطلب أيضًا شبكة واسعة من المفاتيح الأرضية. يتم استخدام طريقة مماثلة من قبل المشغلين Iridium و Globalstar.

يتنافس مشغلو الهاتف المحمول مع مشغلي الأقمار الصناعية الشخصية. بشكل مميز ، واجهت كل من Globalstar و Iridium صعوبات مالية خطيرة دفعت إيريديوم إلى إعادة تنظيم الإفلاس في عام 1999.

في ديسمبر 2006 ، تم إطلاق ساتل تجريبي ثابت بالنسبة للأرض Kiku-8 مع منطقة هوائي قياسية كبيرة ، والتي من المفترض أن تستخدم لاختبار تكنولوجيا الاتصالات عبر الأقمار الصناعية مع الأجهزة المحمولة التي لا يزيد حجمها عن الهواتف المحمولة.

الشكل 3.20 - مخطط الاتصالات المتنقلة

مبادئ تنظيم الاتصالات المتنقلة الفضائية.لكي تكون قوة الإشارة التي تصل إلى جهاز استقبال الأقمار الصناعية المتنقل كافية ، يتم استخدام أحد حلين:

1. تقع الأقمار الصناعية في مدار ثابت بالنسبة للأرض. نظرًا لأن هذا المدار يقع على مسافة 35786 كيلومترًا من الأرض ، فيجب تثبيت جهاز إرسال قوي على القمر الصناعي.

2. العديد من الأقمار الصناعية في مدارات مائلة أو قطبية. في الوقت نفسه ، فإن طاقة المرسل المطلوبة ليست عالية جدًا ، كما أن تكلفة إطلاق قمر صناعي في المدار أقل. ومع ذلك ، لا يتطلب هذا النهج عددًا كبيرًا من الأقمار الصناعية فحسب ، بل يتطلب أيضًا شبكة واسعة من المفاتيح الأرضية.

تتفاعل معدات العميل (محطات الأقمار الصناعية المتنقلة ، والهواتف الفضائية) مع العالم الخارجي أو مع بعضها البعض من خلال مرحل الأقمار الصناعية ومحطات واجهة مشغل خدمات الاتصالات الفضائية المتنقلة ، والتي توفر الاتصال بقنوات الاتصال الأرضية الخارجية (شبكة الهاتف العامة ، الإنترنت ، إلخ.)

الإنترنت عبر الأقمار الصناعية.تُستخدم الاتصالات الساتلية في تنظيم "الميل الأخير" (قناة الاتصال بين مزود الإنترنت والعميل) ، خاصة في الأماكن ذات البنية التحتية الضعيفة.

ميزات هذا النوع من الوصول هي:

فصل حركة المرور الواردة والصادرة وجذب تقنيات إضافية للجمع بينهما. لذلك ، تسمى هذه الروابط غير متماثلة.

الاستخدام المتزامن للقناة الفضائية الواردة من قبل عدة مستخدمين (على سبيل المثال 200): يتم إرسال البيانات في نفس الوقت عبر القمر الصناعي لجميع العملاء "المتناثرين" ، وتشارك محطة العميل في تصفية البيانات غير الضرورية (لهذا السبب ، "الصيد من القمر الصناعي" ممكن).

يتم تمييز نوع القناة الصادرة:

تعمل المحطات الطرفية فقط لاستقبال الإشارة (أرخص خيار اتصال). في هذه الحالة ، يجب أن يكون لديك اتصال إنترنت مختلف لحركة المرور الصادرة ، والذي يُطلق على مزوده اسم المزود الأرضي. للعمل في مثل هذا المخطط ، يتم تضمين برنامج الأنفاق ، وعادة ما يتم تضمينه في تسليم الجهاز. على الرغم من التعقيد (بما في ذلك صعوبة الإعداد) ، فإن هذه التقنية جذابة بسبب سرعتها العالية مقارنةً بالطلب الهاتفي بسعر منخفض نسبيًا.

محطات الاستقبال والإرسال. القناة الصادرة منظمة ضيقة (بالمقارنة مع الواردة). يتم توفير كلا الاتجاهين بواسطة نفس الجهاز ، وبالتالي فإن تكوين مثل هذا النظام أسهل بكثير (خاصة إذا كان الجهاز خارجيًا ومتصلًا بجهاز كمبيوتر عبر واجهة Ethernet). يتطلب مثل هذا المخطط تركيب محول أكثر تعقيدًا (إرسال واستقبال) على الهوائي.

في كلتا الحالتين ، يتم إرسال البيانات من الموفر إلى العميل ، كقاعدة عامة ، وفقًا لمعيار البث الرقمي DVB ، مما يجعل من الممكن استخدام نفس المعدات للوصول إلى الشبكة واستقبال القنوات الفضائية.

مساوئ الاتصالات الساتلية:

1. ضعف المناعة ضد الضوضاء. تتسبب المسافات الشاسعة بين المحطات الأرضية والساتل في أن تكون نسبة الإشارة إلى الضوضاء في جهاز الاستقبال منخفضة جدًا (أقل بكثير من معظم وصلات الميكروويف). من أجل توفير احتمال خطأ مقبول في ظل هذه الظروف ، من الضروري استخدام هوائيات كبيرة وعناصر منخفضة الضوضاء وشفرات معقدة لتصحيح الأخطاء. هذه المشكلة حادة بشكل خاص في أنظمة الاتصالات المتنقلة ، نظرًا لقيودها على حجم الهوائي ، وكقاعدة عامة ، على قدرة المرسل.

2. تأثير الغلاف الجوي. تتأثر جودة الاتصالات الساتلية بشدة بالتأثيرات في طبقة التروبوسفير والأيونوسفير.

3. الامتصاص في طبقة التروبوسفير: يعتمد امتصاص الغلاف الجوي للإشارة على ترددها. يبلغ الحد الأقصى للامتصاص 22.3 جيجا هرتز (رنين بخار الماء) و 60 جيجا هرتز (رنين الأكسجين). بشكل عام ، يؤثر الامتصاص بشكل كبير على انتشار الإشارات فوق 10 جيجاهرتز (أي بدءًا من النطاق Ku). بالإضافة إلى الامتصاص ، أثناء انتشار الموجات الراديوية في الغلاف الجوي ، هناك تأثير خبو ناجم عن الاختلاف في مؤشرات الانكسار لطبقات مختلفة من الغلاف الجوي.

4. تأثيرات الأيونوسفير. تعود التأثيرات في الأيونوسفير إلى التقلبات في توزيع الإلكترونات الحرة. تشمل التأثيرات الأيونوسفيرية التي تؤثر على انتشار الموجات الراديوية التلألؤ والامتصاص وتأخير الانتشار والتشتت وتغير التردد ودوران مستوى الاستقطاب. كل هذه التأثيرات تتضاءل مع زيادة التردد. بالنسبة للإشارات ذات الترددات فوق 10 جيجاهرتز ، يكون تأثيرها صغيرًا. الإشارات ذات التردد المنخفض نسبيًا (النطاق L والنطاق C جزئيًا) تعاني من التلألؤ المتأين بسبب عدم انتظام طبقة الأيونوسفير. نتيجة هذا الخفقان هي قوة إشارة متغيرة باستمرار.

5. تأخير انتشار الإشارة. تؤثر مشكلة تأخير انتشار الإشارة بطريقة أو بأخرى على جميع أنظمة الاتصالات الساتلية. تتمتع الأنظمة التي تستخدم مرسل مستجيب ساتليًا في مدار ثابت بالنسبة للأرض بأعلى زمن انتقال. في هذه الحالة ، يبلغ التأخير بسبب السرعة المحدودة لانتشار الموجات الراديوية حوالي 250 مللي ثانية ، ومع مراعاة تأخيرات تعدد الإرسال والتبديل ومعالجة الإشارة ، يمكن أن يصل التأخير الإجمالي إلى 400 مللي ثانية. يعد تأخير الانتشار أمرًا غير مرغوب فيه للغاية في تطبيقات الوقت الحقيقي مثل المهاتفة. علاوة على ذلك ، إذا كان وقت انتشار الإشارة عبر قناة الاتصال الساتلي 250 مللي ثانية ، فلا يمكن أن يكون الفارق الزمني بين النسخ المتماثلة للمشتركين أقل من 500 مللي ثانية. في بعض الأنظمة (على سبيل المثال ، أنظمة VSAT التي تستخدم طوبولوجيا نجمية) ، يتم إرسال الإشارة مرتين عبر وصلة القمر الصناعي (من محطة إلى موقع مركزي ، ومن موقع مركزي إلى مطراف آخر). في هذه الحالة ، يتم مضاعفة إجمالي التأخير.

6. تأثير التداخل الشمسي. عندما تقترب الشمس من محور القمر الصناعي - المحطة الأرضية ، تتشوه إشارة الراديو التي تتلقاها المحطة الأرضية من القمر الصناعي نتيجة للتداخل.

الاتصالات الساتلية الحديثة هي أحد اتجاهات تطوير اتصالات الترحيل الراديوي. في هذه الحالة ، هذا هو استخدام الأقمار الصناعية التي تدور في المدار كمكررات.

تسمح تقنيات الاتصال عبر الأقمار الصناعية باستخدام مكرر واحد أو أكثر لضمان إرسال إشارة راديو عالية الجودة عبر مسافات طويلة.

يمكن تقسيم جميع الراسبين إلى فئتين:

• المبني للمجهول. حاليًا ، لا يتم استخدامها عمليًا. في البداية ، تم استخدامها حصريًا كوصلة إرسال بين المحطة الأرضية والمشترك ، ولم تقم بتضخيم الإشارة أو تحويلها ؛


• نشيط. تعمل هذه الأجهزة أيضًا على تضخيم الإشارة وتصحيحها بكل طريقة ممكنة قبل إرسالها إلى المشترك. تستخدم معظم أنظمة الأقمار الصناعية في العالم هذا النوع من أجهزة إعادة الإرسال.

تاريخ الاتصالات الساتلية

في نهاية عام 1945 ، رأى العالم مقالًا علميًا صغيرًا مكرسًا للإمكانيات النظرية لتحسين الاتصال (بشكل أساسي ، المسافة بين جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال) عن طريق رفع الهوائي إلى أقصى ارتفاع.

ما نوع مبدأ العمل الذي تقصده؟

كل شيء بسيط للغاية - اقترح العالم إطلاق هوائي مكرر كبير في مدار قريب من الأرض ، والذي سيستقبل إشارات من مصدر أرضي ويرسلها إلى أبعد من ذلك.

كانت الميزة الرئيسية هي منطقة التغطية الضخمة التي يمكن التحكم فيها بواسطة قمر صناعي واحد فقط. سيؤدي ذلك إلى زيادة جودة الإشارة بشكل كبير ، وإزالة الحد الأقصى لعدد محطات الاستقبال ، بالإضافة إلى عدم الحاجة إلى بناء مكررات أرضية. تهتم الولايات المتحدة بالمشروع كجزء من حل مشاكل الاتصالات الهاتفية عبر المحيط الأطلسي.

بدأ تطوير أنظمة الاتصالات الساتلية بإطلاق أول جهاز Echo-1 (مكرر سلبي على شكل كرة ممعدنة) في الفضاء في أغسطس 1960.

في وقت لاحق ، تم تطوير معايير الاتصالات الساتلية الرئيسية (نطاقات تردد التشغيل) وتستخدم على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم.

تطبيقات الاتصالات الساتلية

منذ التنفيذ الناجح ، تحسنت جودة الاتصالات الساتلية بشكل ملحوظ.

بفضل إدخال المحطات الأرضية المتنقلة ، يمكن للمشترك استقبال إشارة لاسلكية بغض النظر عن موقع القمر الصناعي في أي وقت من اليوم ، والانتقال تلقائيًا من منطقة تغطية إلى أخرى ، والاتصال تلقائيًا بأقرب مكرر.

يمكن تقسيم استخدام الاتصالات الساتلية إلى عدة اتجاهات تقليدية:

• الاتصال الجذع.في البداية ، كانت المهمة هي نقل كمية كبيرة من المعلومات (على وجه الخصوص ، الرسائل الصوتية) ، ولكن بمرور الوقت ، مع الانتقال إلى تنسيق رقمي ، اختفت هذه الحاجة ، ويتم استبدال الاتصالات الساتلية اليوم بشبكات الألياف الضوئية من هذه المنطقة ؛


• VSAT.ما يسمى بالأنظمة "الصغيرة" التي يصل أقطارها إلى 2.4 متر. تتطور التكنولوجيا بنجاح وتستخدم لإنشاء قنوات اتصال خاصة ؛


• الاتصالات المتنقلة (أساس الاتصالات الهاتفية والبث التلفزيوني);


• الوصول إلى الإنترنت.

للحصول على مزيد من المعلومات حول تطوير مجال الاتصال هذا ، يكفي زيارة حدث الملف الشخصي. يعد معرض Svyaz الدولي ، الذي يقام على أراضي Expocentre Fairgrounds ، أفضل حدث صناعي على المستوى الدولي. وهذا يضمن تعرضًا ومشاركة واسعة من شركات الملف الشخصي الدولية والمحلية المعروفة.

كيف تعمل معدات الاتصالات الفضائية الحديثة

ترتبط الاتصالات الساتلية بقوة في أذهان العديد من الأشخاص بملاحي GPRS والاتصالات الهاتفية. في الواقع ، هذا اختراع للبشرية ويجد مكانته في هذه المجالات من وجهة نظر الناس العاديين.

نشأ مفهوم الاتصالات عبر الأقمار الصناعية في عام 1945 ، ولكن في ذلك الوقت لم يكن يعتقد أن مثل هذه القناة لنقل البيانات يمكن أن تتحقق في الحياة. ومع ذلك ، فإن الأرض الآن محاطة بالعديد من الأقمار الصناعية ، مما يوفر تبادلًا مستمرًا للمعلومات بين مئات الأشخاص والأجهزة.

بفضل حقيقة أن الاتصالات الساتلية الحديثة تتمتع بتغطية واسعة ، أصبحت القدرة على إجراء مكالمات من أبعد مناطق العالم حقيقة واقعة. لا يجرؤ سائح جاد على القيام برحلة طويلة وخطيرة بدون هاتف يعمل بالأقمار الصناعية.

هناك أيضًا مفهوم الإنترنت عبر الأقمار الصناعية - فهو يجعل من الممكن الوصول إلى شبكة الويب العالمية حتى في حالة وجود ضوء بفضل المولدات.

باستخدام موارد وقدرات إرسال المعلومات عبر الأقمار الصناعية ، تم إنشاء العديد من الخيارات للملاحين لمجموعة متنوعة من الصناعات.

في الواقع ، تتكون الاتصالات الساتلية الحديثة من ثلاثة عناصر فقط: جهاز إرسال ومكرر وجهاز استقبال. تعمل الأجهزة المختلفة كجهاز إرسال واستقبال: الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر والهوائيات وما إلى ذلك.

يتم تقديم مكرر في شكل قمر صناعي يستقبل إشارة واردة من محطة أرضية (أو جهاز) ويبثها إلى المنطقة المرئية بأكملها. علاوة على ذلك ، تدخل الأجهزة والبرامج حيز التنفيذ ، مما يضمن وصول هذه المعلومات إلى المرسل إليه بالضبط. الاستثناءات هي الحالات التي يجب فيها استقبال الإشارة من قبل جميع أجهزة الاستقبال. على سبيل المثال ، القنوات الفضائية.

لزيادة سعة الإرسال للمكرر ، تم تقديم أنظمة الوصول المتعدد (MD) التالية:

1. MD مع تقسيم التردد. يحصل كل مستخدم على التردد الخاص به.


2. MD مع تقسيم الوقت. للمستخدم الحق في تلقي أو نقل البيانات فقط في غضون فترة زمنية معينة.


3. MD مع تقسيم الكود. يتم إعطاء كل مستخدم رمز. يتم تثبيته على البيانات بحيث لا تختلط الإشارات من مستخدمين مختلفين حتى عند إرسالها على نفس التردد.

بشكل عام ، تضمن جميع الأنظمة المذكورة أعلاه إعادة استخدام التردد ، مما يزيد من الكفاءة والإنتاجية.

عند إرسال المعلومات ، يتم أيضًا مراعاة امتصاص الموجات في الغلاف الجوي وحجم هوائي الاستقبال - يتم استخدام تردد مختلف لكل حالة محددة.

اتصالات الأقمار الصناعية الدولية

اتصالات الأقمار الصناعية الدوليةهو نوع من اتصالات الترحيل الراديوي ، والذي يقوم على استخدام الأقمار الصناعية الأرضية كمكررات. يحدث الاتصال بين المحطات الموجودة على الأرض ، والتي بدورها ثابتة ومتحركة. تتيح لك هذه التقنية إرسال إشارة راديو من أي مسافة ، حتى الأكبر منها.

إلى حد بعيد النوع الأكثر شيوعًا هو المكرر النشط. يضخم بشكل كبير ويصحح الإشارة الواردة قبل أن تصل إلى المشترك. تستخدم معظم أنظمة الأقمار الصناعية في العالم هذا النوع من الأقمار الصناعية.

تم وضع بداية هذه التكنولوجيا من قبل العالم الإنجليزي آرثر كلارك ، الذي كتب مقال "مكررون خارج الأرض". كان المبدأ هو أن الهوائي يجب أن يصل إلى أقصى مسافة في مدار أرضي منخفض ، مما يجعل من الممكن استقبال إشارات من مصادر أرضية وإرسالها إلى أبعد من ذلك. كانت السمة الرئيسية هي أن ساتل واحد يمكنه التحكم في منطقة تغطية كبيرة بما فيه الكفاية من الكرة الأرضية.

كان أول مكرر سلبي هو Echo-1 ، والذي تم إطلاقه في الفضاء في عام 1960. كان هذا بداية لمزيد من التطور السريع للاتصالات الساتلية الدولية.

مجالات تطبيق الاتصالات الفضائية الدولية

منذ إطلاق أول قمر صناعي في الفضاء ، تحسنت جودة التكنولوجيا بشكل كبير. اليوم ، لا يمكن للبشرية أن تتخيل الحياة اليومية بدون الهاتف المحمول (الذي حل منتصرًا محل الخطوط الأرضية المنزلية) ، بدون محادثات الفيديو التي تساعد على التواصل مع شخص ما على مسافة في الوقت الفعلي ، بدون تلفزيون ، إلخ.

ينقسم الاستخدام الحديث للاتصالات الفضائية الدولية إلى المجالات الرئيسية التالية:

• الاتصال الجذع


• نظام اتصالات الأقمار الصناعية المحمول ؛


• VSAT (نظام صغير بهوائي يصل قطره إلى 2.4 متر ، يستخدم لإنشاء قناة خاصة) ؛


• شبكة الجوال؛


• الإنترنت (تعمل معظم التقنيات الحديثة مع هذا النظام).

الاتصالات الدولية عبر الأقمار الصناعية هي أحد المجالات المواضيعية للحدث الموضوعي ، الذي يقام سنويًا داخل أسوار مجمع المعارض المركزي إكسبوسنتر.

يغطي التنوع المواضيعي جميع فئات صناعة الاتصالات:

• تقنيات الإنترنت؛


• البرمجيات؛


• شبكات البيانات


• الشركات الناشئة


• البنية التحتية للاتصالات؛


• خدمات في مجال تقنيات تكنولوجيا المعلومات.


• معدات الاتصالات والتقنيات الحديثة.

إمكانيات الاتصالات الفضائية الدولية الحديثة

توفر الاتصالات الفضائية الدولية الحديثة ذات التقنية العالية الفرص التالية:

• تبادل المعلومات؛


• إدارة وتنسيق الطائرات والسفن والنقل البري ؛


• القدرة على نقل كميات كبيرة من المعلومات إلى الجانب الآخر من العالم ؛


• تلقي جودة إشارة عالية ومستقرة ؛


• إجراء اتصالات آمنة ، إلخ.

مستجدات الاتصالات الساتلية للاتحاد الروسي

اتصال القمر الصناعيله تأثير حتمي على تطور المجالات الصناعية المختلفة ، والنمو الاقتصادي للدولة ومستوى معيشة الأمم.

اليوم ، لا يمكن تصور تكوين شريحة سوقية للاتصالات الساتلية دون الاتصال بنظام الشبكة الأرضية. يمكن لأي تغييرات في بنية الشبكة أن يكون لها تأثير عميق على أداء الأقمار الصناعية.

الاتصالات الفضائية لديها أحدث الابتكارات التالية:

• أدت شبكات الألياف الضوئية إلى إزاحة جزئية للعمود الفقري الساتلي ؛


• توزيع محطات الهوائي VSAT (محطة ذات فتحة صغيرة جدًا) ؛


• تحسين معدات الطاقة للمركبات الفضائية وقدرتها على إرسال الإشارات البعيدة من نقاط الأرض ؛


• الأقمار الصناعية ذات النطاق العريض المجهزة بمكرر ؛


• مرافق ذات نطاقات تردد كبيرة ؛


• تطوير مدارات متوسطة الارتفاع.

أدت كل هذه التعديلات المبتكرة إلى القدرة على معالجة إشارات متعددة في الفضاء عن طريق المفاتيح بين الحزم.

بفضل أحدث آليات نقل صور ملفات الفيديو ، أصبح الاتصال المجاني عبر الإنترنت أمرًا شائعًا في الوقت الحاضر.

قطاعات سوق الاتصالات الساتلية للاتحاد الروسي

تنقسم الاتصالات الساتلية في الاتحاد الروسي اقتصاديًا إلى ثلاثة قطاعات كبيرة من سوق تكنولوجيا المعلومات والاتصالات.

1. تم إنشاء الجزء الأول بسبب اتصال المحطات الأرضية على أراضي الولاية بمجمعات الأقمار الصناعية Global Star و Inmarsat و Ellipse ، والتي تتطور بديناميات إيجابية. إنها تشكل محطات اتصالات شخصية مدمجة يتم توصيلها بأجهزة البث المحمولة. توجد أقمار النظام فوق المحيطات لتوفير إشارات إنترنت عالية الجودة لأنصاف أقطار كبيرة من الأرض. النظام به هاتف تم ضبطه على أحد الأقمار الصناعية. تلتقط محطات الاتصالات ذات الهوائيات الكبيرة الإشارة وتوزعها على المشتركين في أي مكان في العالم.


2. يركز الجزء الثاني على إنتاج محطات أرضية ساتلية صغيرة (VSAT) مصممة لتكوين شبكات مؤسسية ذات وصول آمن. الآن على أراضي الاتحاد الروسي ، وفقًا للاتحاد الوطني للاتصالات الساتلية ، هناك حوالي 3.2 ٪ من إجمالي عدد هذه المحطات في العالم (500 ألف).


3. في الجزء الثالث ، يتم اختراع الأقمار الصناعية والمحطات الصغيرة وأنظمتها وإدخالها في الإنتاج ، والتي تحدد البث التلفزيوني والإذاعي والاتصالات عن بعد عبر الإنترنت. تكلفة المعدات لهذا المكانة السوقية أقل بعدة مرات من المحطات الطرفية في الجزأين السابقين. نظرًا للميزة الجغرافية للمستوطنات الصغيرة بالنسبة إلى المنطقة بأكملها من البلد ، تحقق البنية التحتية للتلفزيون أقصى ربح بين جميع أنواع جهات الاتصال.

في السوق الروسية ، تعتبر الاتصالات ذات أهمية كبيرة بالنسبة للتنمية الاقتصادية للمنطقة حيث يتم توزيع الإشارات التي تتم معالجتها بواسطة محطات متعددة الأوضاع.

يتم تقسيم الإشارة من شبكة أداة الإدارة عن بُعد (RAT) إلى رموز في قنوات CDMA (الوصول المتعدد بتقسيم الكود) ، ويسهل من خلال المسح الضوئي الترحيل في حلقات متصلة ببعضها البعض في RAT منفصل. من المفيد التواصل مع هذه المناطق التي لا يوجد فيها استقبال للإشارة الخلوية.

محطات المشترك اللاسلكية متعددة الأوضاع قادرة على زيادة كفاءة التوصيل البيني وزيادة الوصول إلى الخدمات المختلفة.

أجهزة حديثة لاستقبال وبث الاتصالات الفضائية في المعرض

اتصالات الأقمار الصناعية الحديثةتعمل كطريقة رائعة لنقل المعلومات ، ولكنها تطرح متطلبات متزايدة للمعدات.

معرض "اتصالات"يوفر فرصة للتعرف على أحدث التطورات والعروض من مختلف الشركات المصنعة لمعدات الاتصالات الفضائية.

يتم عرض مجموعة كبيرة من العينات من فئات الأسعار المختلفة داخل جدران Expocentre ، بحيث يمكن لأي شخص يرغب في العثور على الخيار الأمثل من حيث الجودة والسعر.

معرض "اتصالات"تم تنفيذه لأكثر من ثلاثة عقود ويعمل كمحرك قوي في التطوير الفعال لهذا المجال التقني.

اقرأ مقالاتنا الأخرى:

2.1 VSAT (محطة ذات فتحة صغيرة جدًا)

محطة VSAT هي محطة اتصالات ساتلية بهوائي بقطر صغير ، حوالي 1.8 ... 2.4 متر. تُستخدم محطات VSAT لتبادل المعلومات بين النقاط الأرضية ، وكذلك في أنظمة جمع البيانات وتوزيعها. يوفر CCC مع شبكة من المحطات الأرضية من نوع VSAT اتصالات هاتفية مع إرسال صوتي رقمي ، فضلاً عن نقل المعلومات الرقمية. عند إرسال حركة الهاتف ، تشكل أنظمة الأقمار الصناعية مسارات جماعية (مجموعة من الوسائل التقنية التي تضمن مرور إشارة جماعية ، أي عدة قنوات هاتفية فرعية مدمجة في قمر صناعي واحد) وقنوات الإرسال (مجموعة من الوسائل التي تضمن نقل الإشارات من نقطة إلى أخرى).

تُستخدم قنوات CCC ومسارات المجموعة على نطاق واسع في أقسام شبكات الهاتف الرئيسية وداخل المنطقة. في عدد من الحالات ، على خطوط الاتصال المحلية ، يسمح SSS بما يلي: تنظيم القنوات والمسارات الثابتة المباشرة بين أي نقاط اتصال في منطقة الخدمة الساتلية. وأيضًا للعمل في وضع القنوات السائبة ، حيث يمكن للقنوات الفضائية والمسارات أن تنتقل بسرعة من اتجاه إلى آخر عندما تتغير احتياجات حركة المرور على الشبكة ، وأيضًا يتم استخدامها بكفاءة أكبر - من خلال الحزم التي يمكن الوصول إليها بالكامل.

حتى الآن ، تم إنشاء العديد من CCC باستخدام VSAT. أحد الأنظمة النموذجية من هذا النوع هو نظام يعتمد على الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض. يتم تثبيت المحطات الطرفية ذات الفتحات الصغيرة جدًا (VSAT) التي تعمل كجزء من هذا النظام في عدد من البلدان ، بما في ذلك روسيا.

الميزة الجذابة لمحطات VSAT هي القدرة على وضعها في المنطقة المجاورة مباشرة للمستخدمين ، وبالتالي يمكنهم الاستغناء عن الخطوط الأرضية.

بالإضافة إلى الأنظمة ذات القناة الثابتة ، والفعالة للإرسال المستمر للمعلومات بسرعات عالية (10 كيلوبت / ثانية أو أكثر) ، هناك أنظمة تستخدم تقسيم الوقت أو التردد أو الشفرة أو القناة المدمجة بين العديد من محطات المشتركين.

المعلمة الأخرى التي تسمح لك بتصنيف CCC هي استخدام البروتوكول. كانت أنظمة الأقمار الصناعية الأولى خالية من البروتوكول وتوفر قناة شفافة للمستخدم. وكان عيب هذه الأنظمة ، على سبيل المثال ، هو إرسال معلومات المستخدم دون ، كقاعدة عامة ، تأكيد تسليمها من قبل الطرف المتلقي. بمعنى آخر ، لا تنص هذه الأنظمة على قواعد الحوار بين المشاركين في تبادل المعلومات. في هذه الحالة ، يتم تحديد جودة CCC من خلال جودة القناة الفضائية. مع القيم النموذجية لاحتمال الخطأ لكل حرف في النطاق 10-6..10-7 ، يكون إرسال الملفات الكبيرة عبر الأنظمة الساتلية ، حتى مع استخدام رموز تصحيح الأخطاء المختلفة ، أمرًا صعبًا ، إن لم يكن مستحيلًا.

تتكون المحطة الفضائية من نوع VSAT ، حسب التصميم ، من وحدة ذات تردد عالٍ (ODU) ووحدة تردد منخفض (IDU). يقع ODU ، الذي يتكون من هوائي وجهاز إرسال واستقبال ، خارج المبنى الذي تم فيه تركيب وحدة IDU ، التي تتكون من مودم ومضاعف (معدات قناة).

تشمل المعدات القياسية هوائيًا مكافئًا بقطر صغير وجهاز إرسال واستقبال. اعتمادًا على موقع المحطة الفضائية فيما يتعلق بمركز منطقة إضاءة القمر الصناعي ومعدل الإرسال في القناة ، يتم استخدام أجهزة إرسال أكثر قوة أو هوائيات ذات قطر أكبر. تم تركيب مودم ومضاعف في الغرفة. يتم ربط وحدة ODU و IDU ببعضها البعض عن طريق كبلات التردد اللاسلكي (RF). أنها تحمل إشارة تردد وسيطة (IF). إذا كان 70 أو 140 ميغا هرتز.

كتلة خارجية. يتكون الجهاز الخارجي ، أو كما يطلق عليه أحيانًا وحدة التردد العالي ، من هوائي ووحدة إرسال واستقبال مثبتة على هذا الهوائي. توفر وحدة الإرسال والاستقبال تحويل إشارة التردد المنخفض وتضخيمها ونقلها "لأعلى". أيضا استقبال إشارة عالية التردد من قمر صناعي وتحويلها إلى إشارة منخفضة التردد ونقلها إلى الوحدة الداخلية. هوائي. عادة ما يتم إزاحة هوائي عاكس واحد (خارج المركز). يقلل مخطط الإزاحة من مستوى الفصوص الجانبية التي تعمل بالتوازي مع الأرض وتعطي أقصى قدر من التداخل. أيضًا ، يتجنب هذا المخطط تراكم الترسيب على سطح العاكس. إشارة رقمية للاتصالات الفضائية

يتكون الهوائي من:

• * عاكس (مرايا) ؛
• * أنظمة التشعيع.
• * دعم وقاعدة دوارة (OPO).

تتكون المحطة الرئيسية من:

• * وحدة تحويل تردد الميكروويف ؛
• * مضخم الطاقة (SSPA أو TWT) ؛
• * محول ضوضاء منخفض (LNC) ؛
• * وحدة إمداد الطاقة (PS) ؛
• * توصيل الكابلات.

تتمثل وظيفة جهاز الإرسال والاستقبال في تحويل إشارة IF ، بعد المغير ، عند المحول العلوي ، إلى إشارة RF لإرسالها عبر الهوائي ، وتحويل إشارة RF المستلمة إلى إشارة IF ، عند المحول السفلي ، من أجل وحدة تستخدم كمزيل.

الوحدة الداخلية. الوحدة الداخلية عبارة عن رف مقاس 19 بوصة مزود بمودم قمر صناعي ومُضاعف إرسال مُركب فيه. في بعض الأحيان يتم تثبيت معدات إضافية على الرف - المجمعات ، والمراوح ، ووحدات UPS ، إلخ. يمكن تركيب UPS خارج الحامل بشكل منفصل.

مودم القمر الصناعي. تم تصميم المودم الساتلي ، من حيث المغير ، لتشفير الدفق الرقمي المرسل القادم من معدد الإرسال ، وتعديل الإشارة بواسطة IF ، والتضخيم اللازم ونقل الإشارة إلى الوحدة الخارجية. واستقبال إشارة IF من الوحدة الخارجية وتضخيمها وتحويلها إلى إشارة رقمية وفك تشفيرها ونقلها إلى معدد الإرسال في جزء مزيل التشكيل.

معدد. تم تصميم معدد الإرسال لتعدد إرسال الصوت ومعلومات الفاكس والبيانات المرسلة. يتيح لك معدد الإرسال الجمع بين رسائل الهاتف والفاكس اليومية مع نقل البيانات المتزامن وغير المتزامن في قناة واحدة ، يتم نقلها عبر الشبكات المحلية أو الخطوط الأرضية أو عبر الأقمار الصناعية. يتيح لك ذلك تقليل تكاليف الاتصالات عن طريق زيادة القدرة على نقل المعلومات المهمة وفي نفس الوقت تقليل عرض النطاق الترددي للقناة.

بوابة الأقمار الصناعية. للوصول إلى شبكات الاتصالات الأرضية ، يتم استخدام بوابات الأقمار الصناعية (المحطات الكبيرة التي يتم توصيلها عبر الأقمار الصناعية بمحطات VSAT).

يمكن للبوابة أن توفر:

• * الوصول إلى شبكات الهاتف.
• * خدمات الاتصال لمسافات طويلة مع الوصول إلى الشبكة العامة ؛
• * خدمات الاتصالات الهاتفية الدولية.
• * الوصول إلى شبكات الهاتف الخاصة ، على سبيل المثال "Iskra-2" ؛
• * الوصول إلى شبكات نقل البيانات (ROSNET ، INTERNET ، RELCOM ، إلخ) ؛
• * امكانية تأجير قناة ارضية لاي نقطة.

الوصول عالي السرعة إلى الإنترنت وشبكات نقل البيانات الأخرى.

تتيح لك البوابة توفير وصول عالي السرعة للإنترنت يصل إلى 2 ميجابت في الثانية. في هذا الإصدار ، من الممكن الوصول إلى جميع خدمات الإنترنت (WWW ، TelNet ، البريد الإلكتروني ، FTP ، إلخ). كل ما تم وصفه أعلاه ينطبق أيضًا على شبكات البيانات العالمية الأخرى. VSAT هي محطة اتصالات ساتلية صغيرة مع هوائي قطره 0.9 - 3.7 متر ، وهي مصممة بشكل أساسي لتبادل البيانات بشكل موثوق عبر القنوات الفضائية. إنه لا يتطلب صيانة ويتصل مباشرة بالأجهزة الطرفية للمستخدم ، ويعمل كمودم لاسلكي.

كيف تعمل شبكة VSAT. تتضمن شبكة الاتصالات الساتلية القائمة على VSAT ثلاثة عناصر رئيسية: محطة أرضية مركزية (إذا لزم الأمر) ومرحل ساتلي ومطاريف VSAT للمشتركين.

المحطة الأرضية المركزية (CZS). تؤدي المحطة الأرضية المركزية في شبكة الاتصالات الساتلية في القاعدة وظائف العقدة المركزية وتوفر التحكم في تشغيل الشبكة بالكامل ، وإعادة توزيع مواردها ، واستكشاف الأخطاء وإصلاحها ، وتعريف خدمات الشبكة ، والتفاعل مع خطوط الاتصال الأرضية. عادةً ما يتم تثبيت CSP في عقدة الشبكة التي تتلقى أكبر قدر من حركة المرور (الشكل 16).

توفر معدات تشكيل القنوات تشكيل القنوات الراديوية الفضائية وربطها بخطوط الاتصال الأرضية. يطبق كل مورد من موردي أنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية حلوله الأصلية الخاصة به على هذا الجزء من DSC ، والذي غالبًا ما يستبعد إمكانية استخدام المعدات ومحطات الاشتراك الخاصة بشركات أخرى لبناء شبكة. عادة ، يتم بناء هذا النظام الفرعي على أساس معياري ، مما يسمح ، مع نمو حركة المرور وعدد محطات المشتركين في الشبكة ، من السهل إضافة كتل جديدة لزيادة الإنتاجية. يوفر مركز التحكم في الشبكة التحكم في تشغيل الشبكة ، واستكشاف الأخطاء وإصلاحها ، وإعادة توزيع مواردها بين المشتركين ، وتعرفة الخدمات المقدمة ، وما إلى ذلك.

محطة المشتركين VSAT. عادةً ما تشتمل محطة VSAT الخاصة بالمشترك على جهاز تغذية هوائي ووحدة تردد لاسلكي خارجية ووحدة داخلية (مودم). الوحدة الخارجية عبارة عن جهاز إرسال واستقبال صغير. تقوم الوحدة الداخلية بتوصيل القناة الفضائية بجهاز المستخدم الطرفي (كمبيوتر ، خادم LAN ، هاتف ، فاكس ، PBX ، إلخ).

مكرر الأقمار الصناعية. تعتمد شبكات VSAT على سواتل الترحيل الثابتة بالنسبة إلى الأرض. هذا يجعل من الممكن تبسيط تصميم محطات المشتركين قدر الإمكان وتجهيزها بهوائيات ثابتة بسيطة بدون نظام تتبع ساتلي. يستقبل القمر الصناعي الإشارة من المحطة الأرضية ويضخمها ويرسلها مرة أخرى إلى الأرض. أهم خصائص القمر الصناعي هي قوة أجهزة الإرسال الموجودة على متنه وعدد قنوات الترددات الراديوية (جذوع أو مرسلات مستجيبات) الموجودة عليه. يبلغ عرض صندوق الأمتعة القياسي 36 ميجاهرتز ، وهو ما يتوافق مع أقصى إنتاجية تبلغ حوالي 40 ميجابت في الثانية. تتراوح قوة أجهزة الإرسال من 20 إلى 100 واط أو أكثر. لضمان التشغيل من خلال محطات اشتراك صغيرة الحجم من نوع VSAT ، يلزم وجود أجهزة إرسال بقدرة خرج تبلغ حوالي 40 واط. تحتوي الأقمار الصناعية الروسية الحالية على أجهزة إرسال منخفضة الطاقة ، لذلك تم بناء عدد كبير من الشبكات الروسية على أساس أقمار صناعية أجنبية.

2.2 SCPC (قناة واحدة لكل ناقل)

SCPC (قناة واحدة لكل ناقل) هي تقنية اتصالات ساتلية كلاسيكية. جوهرها بسيط للغاية: للاتصال بين محطتين أرضيتين A و B ، يتم تخصيص نطاقي تردد على القمر الصناعي: أحدهما للإرسال في اتجاه AB ، والآخر للإرسال في اتجاه BA.

يتم استخدام نطاقات التردد هذه "حصريًا" بواسطة المحطات A و B ولا يمكن لأي شخص آخر استخدامها. وبالتالي ، فإن SCPC هي قناة اتصال مادية مخصصة.

في روسيا وأوروبا ، توجد شبكات من محطات المحطات الطرفية ذات الفتحات الصغيرة جدًا (VSAT) تعمل وفقًا لمبدأ SCPC. الإصدار القياسي لاتصالات SCPC ، حيث يعتمد الاتصال على مبدأ "نقطة إلى نقطة" ، هو محطتا VSAT متصلتان بواسطة قناة فضائية وتقعان في مباني المستخدمين.

باستخدام هذه القناة ، يمكن للمستخدمين التواصل مع بعضهم البعض في أي وقت. غالبًا ما يكون من الضروري التعامل مع تكوين شبكة من النوع "النجم" (مبدأ "المركز مع الجميع") ، عندما تكون هناك محطة واحدة في المكتب الرئيسي (فرع ، مكتب تمثيلي ، إلخ) والعديد من المحطات في المكاتب والفروع البعيدة. عند استخدام هذا المخطط ، من الممكن تنظيم تدفقات المعلومات الرقمية بمعدل 32 kbit / s إلى 8 Mbit / s ولتوفير اتصالات الهاتف والفاكس بين المركز والمحيط. يفتح هذا النظام إمكانية الوصول عبر المحطات الفضائية إلى النقل الفضائي الدولي في برلين وإلى أي بلد في العالم. بالإضافة إلى ذلك ، من الممكن الحصول على رقم موسكو المباشر ومن خلال النقل الفضائي في موسكو ، من الممكن إجراء محادثات هاتفية في بلدان الاتحاد السوفيتي السابق. بشكل عام ، تجدر الإشارة إلى أن نظام SCPC هو بديل قوي جدًا للدوائر غير المحولة المؤجرة وخطوط الأقسام وما إلى ذلك. إنها جذابة للغاية كوسيلة لنقل كميات كبيرة من المعلومات بسرعة عالية. نظرًا لاستخدام القنوات الرقمية الفضائية ، فهي ليست حرجة النطاق ومقاومة للضوضاء.

توصيل محطة قاعدة خلوية بعيدة. هذه هي الطريقة الوحيدة لتوصيل محطة قاعدة بعيدة للاتصالات الخلوية عبر الأقمار الصناعية ، مما يضمن اتصالًا عالي الجودة وتشغيل جميع خدمات المشغل الخلوي بالكامل. يتم استخدام زوج من المودمات مع واجهات G.703 المتزامنة التسلسلية ، والتي يتم من خلالها إرسال الدفق الرقمي E1 (2048 kbit / s) ، كامل أو جزئي.

قناة الوصول إلى الإنترنت. يمكن استخدام قناة SCPC الفضائية كقناة وصول إلى الإنترنت خارجية لعقدة مزود في المنطقة. كقاعدة عامة ، في هذه الحالة ، "تهبط" قناة الاتصال عبر الأقمار الصناعية عند عقدة مشغل اتصالات كبير في موسكو. عادةً ما يكون لمثل هذا المشغل محطة أرضية مركزية بهوائي كبير وجهاز إرسال قوي. نتيجة لذلك ، يمكن لعملائه في المنطقة استخدام محطة أرضية بهوائي أصغر قليلاً.

شبكة البث الفضائي. PC Audio هي تقنية كلاسيكية لتوصيل إشارات راديو FM للشبكة لشركائها المكرر في مدن أخرى. يعد استخدام SCPC ذا صلة خاصة بمحطات الراديو الإقليمية التي لا توجد استوديوهاتها في موسكو. يعد تأجير قناة SCPC الفضائية أرخص من تأجير أي تقنية أخرى بنفس سرعة القناة. صحيح ، في محطات الاستقبال ، يتعين على المرء استخدام معدات محددة باهظة الثمن إلى حد ما. ومع ذلك ، كقاعدة عامة ، لا يوجد العديد من محطات إعادة الإرسال ، ويتم سداد تكلفة شراء المعدات لمرة واحدة بسرعة عن طريق التوفير في رسوم الاتصال. تعمل المحطة الأرضية للأقمار الصناعية المثبتة في الاستوديو للإرسال فقط. وهي مجهزة بمودم قمر صناعي عادي بواجهة RS-449 التسلسلية ومشفّر ComStream DAC700 ، الذي يحول الصوت إلى دفق رقمي تسلسلي بسرعة 128 ... 392 كيلوبت في الثانية. يستخدم ضغط الصوت الرقمي MPEG-1 Layer3. في محطات المكرر ، يتم تثبيت هوائيات استقبال الأقمار الصناعية التقليدية - كما هو الحال بالنسبة للتلفزيون الفضائي. يتم توصيل مستقبل ComStream ABR202 محدد بالهوائي ، والذي يجمع بين مودم ساتلي أحادي الاتجاه ووحدة فك ترميز MPEG. يتم تثبيت جهاز توجيه بين مودم المحطة الأرضية ومعدات شبكة الموفر.

يهدف نظام TES إلى تبادل المعلومات الهاتفية والرقمية في شبكات مبنية على مبدأ "شبكة" ("كل مع كل") أو ، بعبارة أخرى ، في شبكات ذات وصول كامل. هذا يعني أن الاتصال الهاتفي ممكن بين أي مشتركين في الشبكة ، بالإضافة إلى ذلك ، يتم تزويد المشتركين بإمكانية الوصول إلى الشبكة العامة الدولية من خلال النقل الآني (البوابة) في برلين. في أبسط تكوين ، يتم توفير الاتصال عبر قناة هاتف أو فاكس واحدة. يحصل المشترك على فرصة إضافية لتنظيم نقل المعلومات الرقمية بين محطتين في الشبكة. تعمل الشبكة وفقًا لمبدأ DAMA - عندما لا يكون لدى المشترك قناة فضائية مخصصة له بشكل صارم ، ويتم توفير هذه القناة له عند الطلب ، وباحتمالية عالية (أكثر من 99٪). تتيح لك هذه الطريقة تقليل عدد القنوات الفضائية المؤجرة وتوفير أسعار معقولة للمشتركين. بشكل عام ، يعد استخدام نظام TES هو الطريقة الأسرع والأكثر فاعلية للوصول إلى شبكة الهاتف الدولية ، فضلاً عن وسيلة اتصال جيدة مع تلك المناطق التي تحتوي إما على بنية تحتية للاتصالات غير متطورة أو ليس لديها بنية أساسية على الإطلاق.

إن Personal Earth Station PES ™ عبارة عن شبكة حوارية تعتمد على الأقمار الصناعية مصممة لتبادل المعلومات الهاتفية والرقمية داخل CCC مع طوبولوجيا "نجمة" ، مع إمكانية الازدواج الكامل. يحتوي النظام على محطة HUB كبيرة ومكلفة والعديد من محطات PES الصغيرة وغير المكلفة أو المحطات الطرفية البعيدة. قدرة مشعة عالية الجودة عالية الجودة لاستقبال المحطة المركزية تجعل من الممكن استخدام هوائيات صغيرة بقطر 0.5-1.8 متر وأجهزة إرسال منخفضة القدرة بقدرة 0.5-2 واط على PES.

هذا يقلل بشكل كبير من تكلفة محطة المشترك. على عكس الأنظمة الأخرى المذكورة أعلاه ، في هذا النظام ، يمر نقل المعلومات دائمًا عبر HUB. من وجهة نظر طاقة النظام وتكلفتها (على التوالي ، وتكلفة الخدمات المقدمة) ، فإن موقع المحطة المركزية في وسط منطقة إضاءة القمر الصناعي هو الأمثل. على سبيل المثال ، في الشبكة التي تعمل عبر القمر الصناعي INTELSAT-904 ، يقع AP المركزي في موسكو.

مزايا SCS:

يمكن أن تختلف أنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية أيضًا في نوع الإشارة المرسلة ، والتي يمكن أن تكون رقمية أو تمثيلية. يتميز نقل المعلومات في شكل رقمي بالعديد من المزايا مقارنة بطرق الإرسال الأخرى. وتشمل هذه:

• * البساطة والفعالية في الجمع بين العديد من الإشارات المستقلة وتحويل الرسائل الرقمية إلى "حزم" لسهولة التبديل ؛
• * استهلاك أقل للطاقة مقارنة بنقل الإشارة التناظرية ؛
• * عدم الحساسية النسبية للقنوات الرقمية لتأثير تراكم التشويه أثناء إعادة الإرسال ، والتي عادة ما تكون مشكلة خطيرة في أنظمة الاتصال التناظرية ؛
• * إمكانية الحصول على احتمالات منخفضة للغاية لأخطاء الإرسال وتحقيق دقة عالية للبيانات المرسلة من خلال اكتشاف الأخطاء وتصحيحها ؛
• * سرية الاتصالات.
• * المرونة في تنفيذ المعدات الرقمية ، مما يسمح باستخدام المعالجات الدقيقة والتحويل الرقمي واستخدام الدوائر الدقيقة بدرجة أكبر من تكامل المكونات.

عيوب SCS:

ضعف المناعة ضد الضوضاء. تتسبب المسافات الشاسعة بين المحطات الأرضية والساتل في أن تكون نسبة الإشارة إلى الضوضاء في جهاز الاستقبال منخفضة جدًا (أقل بكثير من معظم وصلات الميكروويف). من أجل توفير احتمال خطأ مقبول في ظل هذه الظروف ، من الضروري استخدام هوائيات كبيرة وعناصر منخفضة الضوضاء وشفرات معقدة لتصحيح الأخطاء. هذه المشكلة حادة بشكل خاص في أنظمة الاتصالات المتنقلة ، نظرًا لقيودها على حجم الهوائي ، وكقاعدة عامة ، على قدرة المرسل.

تأثير الغلاف الجوي. تتأثر جودة الاتصالات الساتلية بشدة بالتأثيرات في طبقة التروبوسفير والأيونوسفير. امتصاص التروبوسفير. يعتمد امتصاص الغلاف الجوي للإشارة على ترددها. يبلغ الحد الأقصى للامتصاص 22.3 جيجا هرتز (رنين بخار الماء) و 60 جيجا هرتز (رنين الأكسجين). بشكل عام ، يؤثر الامتصاص بشكل كبير على انتشار الإشارات فوق 10 جيجاهرتز (أي بدءًا من النطاق Ku). بالإضافة إلى الامتصاص ، أثناء انتشار الموجات الراديوية في الغلاف الجوي ، هناك تأثير خبو ناجم عن الاختلاف في مؤشرات الانكسار لطبقات مختلفة من الغلاف الجوي.

تأثيرات الأيونوسفير. تعود التأثيرات في الأيونوسفير إلى التقلبات في توزيع الإلكترونات الحرة. تشمل التأثيرات الأيونوسفيرية التي تؤثر على انتشار الموجات الراديوية: التلألؤ ، الامتصاص ، تأخير الانتشار ، التشتت ، تغيير التردد ، دوران مستوى الاستقطاب. كل هذه التأثيرات تتضاءل مع زيادة التردد. بالنسبة للإشارات ذات الترددات فوق 10 جيجاهرتز ، يكون تأثيرها صغيرًا.

تأخير انتشار الإشارة. تؤثر مشكلة تأخير انتشار الإشارة ، بطريقة أو بأخرى ، على جميع أنظمة الاتصالات الساتلية. تتمتع الأنظمة التي تستخدم مرسل مستجيب ساتليًا في مدار ثابت بالنسبة للأرض بأعلى زمن انتقال. في هذه الحالة ، يبلغ التأخير بسبب السرعة المحدودة لانتشار الموجات الراديوية حوالي 250 مللي ثانية ، ومع مراعاة تأخيرات تعدد الإرسال والتبديل ومعالجة الإشارة ، يمكن أن يصل التأخير الإجمالي إلى 400 مللي ثانية. يعد تأخير الانتشار أمرًا غير مرغوب فيه للغاية في تطبيقات الوقت الحقيقي مثل المهاتفة. علاوة على ذلك ، إذا كان وقت انتشار الإشارة عبر قناة الاتصال الساتلي 250 مللي ثانية ، فلا يمكن أن يكون الفارق الزمني بين النسخ المتماثلة للمشتركين أقل من 500 مللي ثانية.

في بعض الأنظمة (على سبيل المثال ، أنظمة VSAT التي تستخدم طوبولوجيا نجمية) ، يتم إرسال الإشارة مرتين عبر وصلة القمر الصناعي (من محطة إلى موقع مركزي ، ومن موقع مركزي إلى مطراف آخر). في هذه الحالة ، يتم مضاعفة إجمالي التأخير.

3 الخصائص المعممة للحالة واتجاهات التنمية في CVS

لتنظيم قنوات الاتصال ، تُستخدم المركبات الفضائية (SC) الموجودة في المدار الثابت بالنسبة للأرض (GSO) بشكل أساسي. إن إمكانيات إنشاء شبكات اتصالات تعتمد على الأقمار الصناعية في مدارات غير مستقرة بالنسبة إلى الأرض محدودة بسبب منطقة خدمة غير مهمة ، وعدم القدرة على تقديم الخدمات على أساس مستمر ، وعدد من العوامل الأخرى. يمكن القضاء على معظم هذه العوامل باستخدام كوكبة من الأقمار الصناعية ، ولكن يصبح من الضروري تعقبها. تستخدم هذه التجمعات في الغالب لتنظيم الاتصالات المتنقلة والبث الإذاعي. أكبرها إيريديوم (88 مركبة فضائية) ، جلوبال ستار (48 مركبة فضائية) ، أوربكوم (31 مركبة فضائية). لتوفير خدمات الاتصالات ، وخاصة البث ، يتم استخدام أنظمة الاتصالات الساتلية المستقرة بالنسبة إلى الأرض.

سنويًا ، يتم إطلاق من 15 إلى 30 مركبة فضائية في GSO ويكمل 10-15 قمراً صناعياً عملها. على مدى السنوات العشر الماضية ، كان متوسط ​​الزيادة السنوية في عدد المركبات الفضائية حوالي 3 ٪. ومع ذلك ، عند النظر في الزيادة في الطلب على القنوات الفضائية ، والتي تؤدي إلى إطلاق المركبات الفضائية ، لا ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار الزيادة المطلقة ، ولكن قدرات الأقمار الصناعية التي يتم إطلاقها إلى GSO. هناك ميل لإطلاق مركبات فضائية "ثقيلة" أكثر ربحية / فعالة من حيث التكلفة بحمولة اتصالات سلكية ولاسلكية تبلغ حوالي 50 جذعًا أو أكثر. تم إطلاق 69 مركبة فضائية "ثقيلة" من أصل 83 عاملة إلى المدار بعد عام 2000 (33٪ من إجمالي عدد عمليات الإطلاق).

اعتبارًا من أوائل مارس 2011 ، يعمل 319 ساتلًا مدنيًا للترحيل في المدار الثابت بالنسبة إلى الأرض (GSO) في خدمات مختلفة. يتم توفير خدمات الاتصالات من خلال 67 مشغل دولي ووطني ، يمتلكون 89 نظام اتصالات عبر الأقمار الصناعية. CCCs مسجلة في 35 دولة ، وترد القائمة في الملحق أ.

قائمة البلدان الواردة في الملحق أ يجب أن تشمل كازاخستان ونيجيريا والأرجنتين ، التي فقدت أقمارها الصناعية حتى الآن ، لكنها تستعيد تشغيل MSS. هذا العام ، ستطلق كازاخستان ، في إطار نظام الاتصالات الساتلية الوطنية Kazsat ، مركبتين فضائيتين في GSO ، ونيجيريا ، في إطار Nigcomsat ، ثلاث مركبات فضائية. تقوم الأرجنتين ببناء نظام اتصالات ساتلي جديد Arsat ، يتكون من ثلاث مركبات فضائية. تحتوي الأقمار الصناعية الموجودة على GSO على حوالي أحد عشر ألف جهاز إرسال واستقبال من مختلف الخدمات والطاقة والسعة ، منها حوالي 8000 طاولة. نظرًا لأن المرسلات المستجيبات تختلف اختلافًا كبيرًا في نطاق التردد ، فإن المعيار الأكثر قبولًا لتقييم التخصيص هو نطاق التردد الكلي للسيقان.

اعتبارًا من نهاية فبراير 2011 ، بلغ إجمالي مورد التردد من أجهزة الإرسال والاستقبال التي أطلقتها الأقمار الصناعية GSO حوالي 450 جيجا هرتز من نطاق التردد ، أكثر من نصفها في النطاق Ku (51.4٪) ، و 35.1٪ في النطاق C و 12.0٪. في فرقة Ka.

مع زيادة سنوية في عدد المركبات الفضائية العاملة بنسبة 3٪ ، تكون الزيادة السنوية في مورد التردد أكبر بشكل ملحوظ ، حوالي 13٪ ، وهي مرتبطة بإطلاق مركبة فضائية "ثقيلة". في غضون عشر سنوات ، تضاعف إجمالي عرض النطاق الترددي للقنوات الفضائية تقريبًا. في نطاقي Ku و C ، هناك زيادة خطية تقريبًا في السعة الإجمالية ، ويتم تقديم النطاق Ka بوتيرة أكثر كثافة.

بدأت اتجاهات الاحتكار في سوق الاتصالات عبر الأقمار الصناعية بالظهور في عام 2001 بعد اندماج SES Astra مع GE Americom وتشكيل شركة SES Global. في عام 2006 ، استحوذت الشركة على CCC NSS ، في عام 2009 - جزء من CCC Protostar المنحل ، وفي مارس 2010 اشترت CCC Sirius بالكامل. بالإضافة إلى ذلك ، تمتلك SES Global 70 ٪ من أسهم CCC Ciel و 49 ٪ من أسهم المشغل Quetzsat ، الذي يخطط لإطلاق أول مركبة فضائية في عام 2011.

أصبحت المنظمة الدولية INTELSAT ، بعد الاستحواذ في عام 2003 على جزء من Telstar SSS (4 مركبات فضائية) والاندماج مع PanAmSat (2005) ، أكبر مشغل للأقمار الصناعية. بالإضافة إلى ذلك ، في عام 2009 ، اشترت المنظمة ثلاث مركبات فضائية Amos 1 و Protostar 2 و JCSat 4R.

أبدت ثالث أكبر مشغل EUTELSAT اهتمامًا بشراء CCC Satmex ، وهي تتحكم في حوالي ثلث أصول المشغل Hispasat.

في عام 2007 ، استحوذت شركة Telesat الكندية على بقايا CCC Telstar (4 مركبات فضائية) وأصبحت رابع مشغل دولي في العالم.

في عام 2008 ، قام المشغلان اليابانيان JSAT و SCC (CCC Superbird) بتشكيل شركة JSAT Perfec Pro ، والتي تضم أيضًا CCC NSat وجزئيًا CCC Horizons.

في عام 2006 ، أصبحت شركة Cablevision تحت سيطرة Echostar ، وهي شركة تابعة إلى حد كبير لـ Dish Network ، وهي شركة تسيطر عليها مجموعة DIRECTV ، التي تمتلك CCC DTV وتتحكم في CCC Spaceway. يمكننا التحدث عن التكامل العملي لأنظمة DTV الثلاثة ، Echostar و Spaceway.

في عام 2010 ، اندمج ثلاثة مشغلين صينيين لأنظمة Chinasat و Sinosat و Chinastar وأنشأوا منظمة جديدة Chinasat.

في عام 2010 ، تم الإعلان عن تشكيل منظمة جديدة ، راديو Sirius XM ، بعد دمج راديو القمر الصناعي XM وراديو Sirius FM. يتضمن الأسطول الفضائي لهذا المشغل ، بالإضافة إلى ستة أقمار صناعية ثابتة بالنسبة للأرض ، أربع مركبات فضائية ذات مدار منخفض.

الاتجاه الحالي نحو الاحتكار ليس عاملاً مقيدًا في تطوير الشركات الصغيرة والمتوسطة الحجم على نطاق صغير. من المخطط ليس فقط إطلاق أقمار صناعية لتحل محل تلك التي انتهت صلاحيتها ، ولكن أيضًا لإنشاء أنظمة جديدة ، بما في ذلك SSS الوطنية.

على مدى السنوات الثلاث المقبلة ، من المتوقع إضافة قائمة البلدان التي تنشئ أنظمة اتصالات ساتلية وطنية:

• - 2011 ، إيران: SSS Zohreh (مركبتان فضائيتان) ؛
• - 2011 ، الإمارات العربية المتحدة: SSS Yachsat (مركبتان فضائيتان) ؛
• - 2011 ، الإمارات العربية المتحدة مع الأردن: ССС SmartSat (1 مركبة فضائية) ؛
• - 2012 ، أوكرانيا: ССС Lybid (مركبة فضائية واحدة) ؛
• - 2012 ، أذربيجان: SSS AzerSpace ، (مركبتان فضائيتان) ، مركبة فضائية واحدة مع ماليزيا ؛
• - 2013 ، قطر: SSS Eshail (مركبة فضائية واحدة) ، بالاشتراك مع Eutelsat ؛
• - 2013 ، بوليفيا: ССС Tupac Katani (مركبة فضائية واحدة) ؛
• - 2013 ش /؟ Kfjc ^ CCC Laosat (1 RF)

تقوم البلدان التي لديها مجموعات من الأقمار الصناعية ، وفقًا لاحتياجات السوق ، بإنشاء أنظمة جديدة:

• - 2011 ، روسيا: ССС Luch (3 مركبات فضائية) لخدمات نقل البيانات ؛
• - 2011 ، الولايات المتحدة الأمريكية: Viasat (مركبتان فضائيتان) لتوفير خدمات الوصول عالية السرعة ؛
• - 2011 ، المكسيك: CCC QuetzSat (مركبة فضائية واحدة) لتوفير خدمات البث والاتصالات الثابتة ؛
• - 2012 ، الولايات المتحدة الأمريكية: ССС Jupiter (مركبة فضائية واحدة) و СС OHO (3 مركبات فضائية) لتوفير خدمات الوصول عالي السرعة والتلفزيون عالي الوضوح ؛
• - 2012 ، المكسيك: SSS Mexsat (3 مركبات فضائية) ، والتي ستعمل في الخدمات المتنقلة والثابتة والإذاعية ؛
• - 2012 ، أستراليا: CCC Jabiru (مركبة فضائية واحدة) لتوفير خدمات البث والاتصالات الثابتة ؛
• - 2013 ، الإمارات العربية المتحدة: S2M (مركبة فضائية واحدة) لتوفير خدمات البث لمستخدمي الهواتف المحمولة ؛
• - 2013 ، كندا: SSS Canuk (مركبة فضائية واحدة) لنظام وصول عالي السرعة.

في إطار نظام اتصالات الهاتف المحمول Inmarsat ، يتم توجيه سلسلة جديدة من المركبات الفضائية من الجيل الخامس ومركبتين فضائيتين Alfasat و Europesat نحو نوع جديد من الخدمة لهذا المشغل - البث إلى الأشياء المتنقلة.

يظل البث الساتلي هو النوع ذي الأولوية للخدمة. بالإضافة إلى المجموعة القياسية من خدمات البث المباشر ، وتوزيع البرامج على شبكات البث الأرضية الأرضية والبث الكبلي عبر سواتل ETS 8 و MBSat ، يجري بالفعل البث التلفزيوني التجريبي للأشياء المتنقلة. لتوفير هذا النوع من الخدمة ، تم التخطيط لإطلاق ثلاث مركبات فضائية (Eutelsat 2A أو Echostar 13 أو CMBstar و S2M 1) ، والتي تم إطلاق Eutelsat 2A منها ، لكن مشاكل نشر الهوائي حالت دون إطلاق الخدمات في أوروبا منطقة. تُستخدم القنوات الفضائية بكثافة لتوفير خدمات إذاعية تفاعلية وعالية الجودة ، وقد بدأ إدخال التلفزيون ثلاثي الأبعاد.

كانت الأولوية الثانية هي توفير خدمات الوصول عالية السرعة. إلى الأقمار الصناعية المتخصصة العاملة WildBlue 1 ، Spaceway 3 ، IPStar 1 ، التي تم إطلاقها مؤخرًا على المركبة الفضائية GSO Eutelsat KaSat و Hylas ، الأقمار الصناعية Viasat (مركبتان فضائيتان) ، OHO (3 مركبات فضائية) ، Canuk ، 3 مركبات فضائية Inmarsat من الجيل الخامس ، كوكب المشتري وغيرها.

يرتبط الاتجاه الإضافي لتطوير أنظمة الاتصالات الساتلية بتقارب خدمات ووظائف الأنظمة البعيدة في مبادئ التشغيل والأغراض ، من خلال التداخل واستخدام الحلول التقنية والتكنولوجية المشتركة. سيؤدي التقارب بشكل متزايد إلى طمس الاختلافات بين أنواع الخدمات الفردية ، وستوفر جميع الشبكات أي نوع منها في نطاق موسع بشكل كبير وعلى نطاق أوسع على أساس منصة تكنولوجية واحدة تضمن تطوير البث التفاعلي والمباشر ، البث عالي الجودة ، وأنظمة الوصول عالية السرعة ، والتعلم عن بعد ، والتطبيب عن بعد ، والخدمات المصرفية عن بعد وغيرها من التطبيقات متعددة الخدمات. إن الطبيعة المؤسسية لهذه الخدمات من مركز واحد إلى شبكة المستخدم تجعل أنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية هي الأنسب لتوفيرها. ستشغل الخدمات الجديدة ما يصل إلى 80٪ من مورد القمر الصناعي.

بلغت الزيادة الإجمالية في حجم خدمات القنوات الفضائية خلال فترة الخمس سنوات 76٪ ، والزيادة في عائدات خدمات الاتصالات على التوالي: CER - 82٪ ، FSS - 97٪ ، MSS - 29٪. لاحظ أن البيانات المتعلقة بخدمات الوصول الواردة في الجدول 2 تشير إلى تلك المقدمة عبر قنوات البث. يتم توفير هذا النوع من الخدمة أيضًا إلى حد كبير من خلال قنوات الاتصال الثابتة ، والتي لم يتم تمييزها في عمود منفصل في الجدول بسبب نقص المعلومات. تأتي الحصة الرئيسية من عائدات CCC في عام 2009 (81 ٪) من خدمة البث عبر الأقمار الصناعية (CBS) ، مما يؤكد درجة أولويتها. توزيع مستوى الربحية بين الخدمات وفقًا للبيانات التي نشرتها جمعية صناعة الأقمار الصناعية على مدى السنوات الخمس الماضية في الملحق ب. وينبغي التأكيد على أن خدمات الاتصالات عبر القنوات الفضائية تحدد الدخل الرئيسي من الأنشطة في صناعة الفضاء . من إجمالي الإيرادات التي تساوي 160.9 مليار دولار ، تبلغ حصة إيرادات الاتصالات 58.2٪.

زادت نسبة القدرة إلى الوزن للمركبة الفضائية. قوة الجذوع في النطاقات الأكثر استخدامًا في المتوسط ​​هي: Ku 120-150 W ، C - 50-60 W. وصلت الطاقة المحددة لكل وحدة عرض نطاق ترددي إلى 1.2 واط / ميجاهرتز ، مما يجعل من الممكن استخدام إشارات متعددة المواضع أكثر كفاءة ورموز متسلسلة عالية السرعة في القناة.

اتصالات الأقمار الصناعية المتنقلة

مقدمة

يعتمد أي نظام اتصال في النهاية على بعض معلمات النظام الأساسية التي تحدد جودة الاتصال.

لذلك ، إذا كانت هذه المعلمة الأساسية للاتصالات الخلوية هي ارتفاع هوائي المحطة الأساسية ، فإن أنظمة الاتصالات الساتلية هي نوع مدار الجزء الفضائي وخصائص المدار. بشكل عام ، يتكون أي نظام اتصالات ساتلية من ثلاثة أجزاء ، كما هو مذكور أعلاه: الفضاء (أو كوكبة الفضاء) ، والأرض (محطات الخدمة الأرضية ، ومحطات البوابة) وقطاع المستخدم (مباشرة المطاريف الموجودة عند المستهلك).

الشكل 1 هيكل نظام الاتصالات الساتلية على مثال شبكة VSAT التابعة للمؤسسة الحكومية "Cosmic" Communication "الاتصالات"

وفقًا لنوع المدارات المستخدمة ، تنقسم أنظمة الاتصالات الساتلية إلى فئتين: الأنظمة ذات الأقمار الصناعية في المدار الثابت بالنسبة للأرض (GEO) (ارتفاع 36000 كم ؛ عدد الأقمار الصناعية لكوكبة GEO - 3 ، ساتل واحد يغطي 34 ٪ من سطح الأرض ، وتأخر إرسال الكلام للاتصالات العالمية - 600 مللي ثانية) وغير المستقرة بالنسبة إلى الأرض.

الشكل 2 - المدارات ومناطق التغطية لسطح الأرض على مثال كوكبة الفضاء المستقر بالنسبة إلى الأرض لنظام إنمارسات

تنقسم أنظمة الأقمار الصناعية غير المستقرة بالنسبة إلى الأرض بدورها إلى MEO متوسط ​​الارتفاع (الارتفاع - 5000-15000 كم ؛ عدد المركبات الفضائية - 8-12 ؛ منطقة التغطية بساتل واحد - 25-28 ٪ ؛ التأخير في الإرسال الصوتي للاتصالات العالمية - 250-400 مللي ثانية) ومدار منخفض منخفض (ارتفاع - 500-2000 كيلومتر ؛ عدد المركبات الفضائية - 48-66 ؛ منطقة التغطية بساتل واحد - 3-7٪ ؛ التأخير في الإرسال الصوتي للاتصالات العالمية - 170-300 مللي ثانية ).

تحتوي معظم أنظمة الاتصالات الساتلية الحالية على مجموعات من الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة إلى الأرض ، والتي يمكن تفسيرها بسهولة: عدد صغير من الأقمار الصناعية ، تغطي كامل سطح الأرض. ومع ذلك ، فإن التأخير الكبير في الإشارة يجعلها قابلة للتطبيق ، كقاعدة عامة ، للبث الإذاعي والتلفزيوني فقط. بالنسبة لأنظمة الاتصالات الهاتفية الراديوية ، فإن التأخير الكبير في الإشارة أمر غير مرغوب فيه للغاية ، لأنه يؤدي إلى ضعف جودة الاتصال وزيادة تكلفة شريحة المستخدم. لذلك ، في البداية ، قدمت معظم أنظمة الاتصالات الساتلية بشكل أساسي اتصالات ساتلية ثابتة (الاتصال بين الأجسام الثابتة) ، وفقط مع إدخال طرق الاتصال الرقمية وإطلاق المركبات الفضائية غير المستقرة بالنسبة إلى الأرض ، حظيت الاتصالات الساتلية المتنقلة بتطور واسع. لاحظ أن أنظمة الاتصالات الساتلية المتنقلة الحديثة ، أولاً ، متوافقة مع أنظمة الاتصالات المتنقلة الأرضية التقليدية (بشكل أساسي مع الهاتف الخلوي الرقمي) ، وثانيًا ، يمكن تفاعل شبكات الاتصالات الراديوية عبر الأقمار الصناعية المتنقلة مع شبكة الهاتف العامة على أي مستوى. (محلي) ، داخل المنطقة ، بين المدن).

شركات تشغيل الأقمار الصناعية المتنقلة العالمية الكبرى المعروفة في روسيا

نظام "إيريديوم" (الاتحاد الدولي "إيريديوم إل إل إس" ، واشنطن). تم تصميم نظام الاتصالات الساتلية الشخصية المتنقلة العالمية Iridium لتوفير خدمات الاتصال بالأشياء المتنقلة والثابتة الموجودة في جميع أنحاء العالم. يتألف الجزء الفضائي من النظام من 66 قمراً صناعياً رئيسياً (ارتفاع المدار 780 كم فوق سطح الأرض) و 6 أقمار صناعية احتياطية (645 كم). قدم النظام للمشتركين الخدمات التالية: نقل الصوت (2.4 كيلوبت في الثانية) ونقل البيانات والتلفاكس بنفس السرعة والترحيل وتحديد الموقع.

نظرًا لكونه مشروعًا مكلفًا للغاية (أكثر من 5 مليارات دولار) ، فقد حدد "إيريديوم" في المرحلة الأولى من التطوير أسعارًا عالية جدًا للمحطات وحركة المرور ، مع التركيز بشكل خاطئ على المستهلكين الأثرياء للخدمة فقط. بالإضافة إلى ذلك ، أثناء التشغيل ، ظهرت مشاكل فنية ومالية غير متوقعة من قبل المشروع ، مما أدى إلى إفلاس الكونسورتيوم.

نظام "Globalstar" (شركة "Globalstar المحدودة" ، سان خوسيه ، كاليفورنيا). تم تصميم نظام الاتصالات الساتلية الشخصية المتنقلة العالمية "Globalstar" لتوفير خدمات الاتصال بالأشياء المتنقلة والثابتة الموجودة على أراضي العالم بين 700 * N. و 700 * س

يتم إنتاج المحطات الطرفية المحمولة لنظام "Globalstar" في العديد من التعديلات لضمان إمكانية استخدامها لتنظيم الاتصالات في نظام "Globalstar" وفي شبكات الاتصالات الخلوية الأرضية لمعايير GSM و AMPS و CDMA.

الجزء الفضائي للنظام عبارة عن كوكبة مكونة من 48 ساتلًا أوليًا و 8 أقمارًا احتياطية تزن أقل من 450 كجم ، وتقع في مدارات دائرية على ارتفاع 1414 كم فوق سطح الأرض. صُممت أقمار الجيل الأول لتعمل بأحمال كاملة لمدة 7.5 سنوات على الأقل.

لتغطية المنطقة المأهولة بالسكان في العالم ، من المخطط بناء حوالي 50 محطة بوابة ، مما يوفر تغطية قصوى (تصل إلى 85 ٪) من سطح الأرض بواسطة الجزء الفضائي للنظام. في المرحلة الأولى من تطوير النظام ، تم بناء 38 بوابة. هناك 3 محطات من هذا القبيل تعمل في روسيا: في منطقة موسكو (بافلوف بوساد) ، في نوفوسيبيرسك وخاباروفسك. تضمن هذه المحطات توفير خدمات اتصالات متنقلة بجودة عالية من الخدمة عمليًا في جميع أنحاء أراضي روسيا بأكملها جنوب 700 شمالًا. كل من هذه المحطات متصلة بالشبكة العامة لروسيا. يعمل نظام Globalstar في روسيا منذ مايو 2000.

نظام ICO (شركة دولية ICO Global Communications). تم تصميم نظام الاتصالات الساتلية الشخصية المتنقلة العالمية "ICO" لتوفير خدمات الاتصال بالأشياء المتنقلة والثابتة في جميع أنحاء العالم ، بما في ذلك المناطق القطبية. تأسست ICO Global Communications بمبادرة من منظمة INMARSAT الدولية. إنها منظمة دولية بحق. لا تلعب أي دولة دورًا مهيمنًا فيها. أكثر من 60 شركة حول العالم مستثمرة في ICO.

من المخطط أن يعمل نظام ICO جنبًا إلى جنب مع أنظمة الاتصالات الخلوية ، مما يوفر الخدمات للمناطق والمناطق التي لا تغطيها أنظمة الاتصالات الراديوية الخلوية. وفقًا للمشروع ، ستتكون معظم محطات المشتركين في نظام ICO من هواتف الجيب الشخصية القادرة على العمل في وضعين (خلوي ساتلي / أرضي). التكلفة التقريبية لمحطة المشترك في نظام ICO هي 1000 دولار ، ودقيقة واحدة من حركة المرور هي 1 دولار.

سيتم تمثيل الجزء الفضائي من النظام بكوكبة من 10 سواتل رئيسية واثنين من الأقمار الصناعية الاحتياطية في مدار MEO على ارتفاع حوالي 10390 كم فوق سطح الأرض.

ومن ميزات هذا النظام شبكة "IcoNet" التي تم تشكيلها خصيصًا ، والتي ستربط اثنتي عشرة عقدة وصول عبر الأقمار الصناعية (SDNs) موجودة حول العالم بخطوط اتصال "ذكية" ، وستوفر اتصالاً سريعًا للشبكات العامة بالمطاريف المتنقلة والمحطات الطرفية المتنقلة. لبعضهم البعض ، بغض النظر عن موقعهم. على أراضي روسيا ، من المخطط بناء دولار واحد. تستند البنية التحتية للجزء الأرضي من نظام ICO إلى الهندسة المعمارية المثبتة لشبكات GSM ، فضلاً عن المكونات القياسية المستخدمة بكميات كبيرة لضمان توافق نظام ICO مع معايير الاتصالات الخلوية الأرضية الأخرى.

يخطط نظام ICO لتزويد المستخدمين بالأنواع التالية من الخدمات: الخدمات الهاتفية ، وخدمات بيئة النقل ، والخدمات المقدمة في نظام GSM ، وخدمات المراسلة والتجوال.

ستوفر خدمات الاتصالات خدمات مثل الاتصالات الهاتفية الرقمية ومكالمات الطوارئ وإرسال فاكس المجموعة 3 بسرعات تصل إلى 14.4 كيلوبت في الثانية وخدمات الرسائل القصيرة. في الوقت نفسه ، ستوفر المهاتفة الرقمية جودة صوت مماثلة لتلك التي توفرها معايير الاتصالات الراديوية المتنقلة الأرضية الحالية.

بالإضافة إلى ذلك ، يخطط نظام ICO لتوفير خدمات لنقل البيانات الشفافة وغير الشفافة منخفضة السرعة في الوضع غير المتزامن بسرعات 300 و 1200 و 2400 و 4800 و 9600 بت في الثانية والبيانات الشفافة في الوضع المتزامن بسرعات 1200 ، 2400 ، 4800 و 9600 بت / ب.

نظرًا للمشاكل المالية للائتلاف ، تقرر دمج ICO Global Communications مع Teledesic Corporation ، مما سيؤدي إلى تأخير بدء الخدمات حتى عام 2003. من المفترض أن يتم بناء دولار أمريكي واحد على أراضي روسيا في نفس التاريخ. من المتوقع أن يستخدم 450.000 مشترك نظام ICO في روسيا.

نظام "إنمارسات"(شركة "إنمارسات المحدودة" ، لندن). تمتلك إنمارسات أقمارًا صناعية في مدار ثابت بالنسبة للأرض في المواقع التالية: 54 * عرض ، 15.5 * عرض ، 64.5 * شرق ، 178 * شرقًا. في الوقت نفسه ، يتم توفير اتصال عالمي تقريبًا بين خط العرض 75 * جنوبًا. و 75 * s.sh.

تعمل أكثر من 50 محطة أرضية في نظام INMARSAT ، وتوفر الاتصال بالمعدات المتنقلة المثبتة على السفن البحرية والنهرية ، ومنصات الحفر ، والطائرات ، والمركبات (لا شيء عمليًا في روسيا) ، في حالات رجال الأعمال.

يتم استخدام الأنواع التالية من المحطات المتنقلة: "INMARSAT-A" و "INMARSAT-B" و "INMARSAT-M" و "INMARSAT-mini-M" و "INMARSAT-C" و "INMARSAT-D +" (بيجر مع الجواب) ، "INMARSAT-aero" (أنواع مختلفة). أنواع المحطات المدرجة لها خصائص فيزيائية وكهربائية مختلفة ، والتي تحدد اختلافًا كبيرًا في أسعار المحطات ، وتعرفة الاتصالات وجودتها (سرعة نقل المعلومات ، وجودة الإرسال الصوتي).

في الوقت الحاضر ، تعمل في نظام INMARSAT حوالي 170 ألف محطة من جميع الأنواع ، منها حوالي 10 آلاف محطة روسية (روسية).

نظام ORBCOM (ORBCOM Global ، Dalas ، VA). تم تصميم نظام الاتصالات "ORBCOM" لنقل البيانات في اتجاهين وتحديد مواقع الأجسام باستخدام سواتل أرضية صناعية ذات مدار منخفض (من 28 إلى 48 قمراً صناعياً). يتم نقل البيانات على ارتباط الأرض بالقمر الصناعي بسرعة 4.8 كيلوبت في الثانية ، وعلى الارتباط من الأرض إلى القمر الصناعي - 2.4 كيلوبت في الثانية. تم تطوير النظام في الولايات المتحدة الأمريكية بواسطة ORBCOM Global لتلبية احتياجات تبادل المعلومات مع المناطق البعيدة عن البنية التحتية للاتصالات الأرضية الحالية.

العيب الرئيسي للنظام هو عدم وجود خدمة الهاتف.

أخبار من مشغلي الأقمار الصناعية العالميين

يعد مشروع Iridium أحد أكثر مشاريع الاتصالات الساتلية العالمية إثارة وشهرة. في تشرين الثاني (نوفمبر) 2000 ، نقلت محكمة الإفلاس الأمريكية إدارة إيريديوم إلى صندوق لرأس المال الاستثماري. نتيجة لذلك ، حصلت هذه الشركة المفلسة على ما يبدو على مشروع بقيمة 72 مليون دولار لتزويد وزارة الدفاع الأمريكية باتصالات الأقمار الصناعية المتنقلة. هذا أكثر إثارة للاهتمام لأنه تم الفوز بالمنافسة ضد مشغل آخر كبير وحاليًا أكثر تطورًا ديناميكيًا - شركة "Globalstar".

هذا العام لم ينجح بشكل عام لشركة Globalstar (على الرغم من استلام طلب كبير لمعدات هواتف الحافلات في البرازيل وبدء تشغيل النظام في روسيا). بدأت برفض المساهمين الرئيسيين (Loral Space & Communications Ltd و QUALCOMM) للمشاركة بشكل أكبر في مشاريع Globalstar. ومع ذلك ، بعد ذلك بقليل ، تم العثور على 183 مليون دولار التي تمس الحاجة إليها ، وواصلت الشركة أنشطتها. في نوفمبر ، أعلنت Globalstar عن نتائجها للربع الثالث من عام 2000. بلغت عائدات الشركة 1.4 مليون دولار ، خسائر - 97.5 مليون دولار. وبالمقارنة مع نفس الفترة من عام 1999 ، زادت خسائر الشركة من حصة واحدة خمسة أضعاف تقريبًا وبلغت دولارًا واحدًا للسهم الواحد (في عام 1999 - 20 سنتًا للسهم الواحد) ). حصة). في نهاية الربع الثالث ، خدمت الشركة 21300 مشترك ، وهو ضعف العدد في نهاية الربع الثاني من عام 2000. تعتقد إدارة الشركة أن هذا صغير للغاية بالنسبة للتشغيل الناجح لنظام الاتصالات الساتلية العالمية ، ولكن بشكل عام تقدر المشروع على أنه قابل للتطبيق وتدعي أن الشركة لديها الموارد المالية اللازمة لأنشطتها حتى نهاية مايو 2001.

في الوقت نفسه ، لم تؤد خسائر Globalstar إلى تدهور الوضع المالي لمساهمها الرئيسي ، QUALCOMM (مزود أنظمة نقل البيانات عبر الأقمار الصناعية ، ومنافسته في هذا المجال هي ORBCOMGlobal مع خدمات مثل Trackmaile- ، Omni -track "و" Euteltrack "). كان هذا بشكل رئيسي بسبب المشاريع الأخرى للقلق. تمتلك QUALCOMM براءات الاختراع الرئيسية لتقنية CDMA اللاسلكية ، وتقنية WCDMA 3G (الجيل الثالث للاتصالات المتنقلة ، والمعيار الذي طورته الشركات الأوروبية) ، وتقنية cdma2000 3G (التي طورتها QUALCOMM).

واصلت شركة American Mobile Satellite Corp تطوير اتصالات إدارة أسطولها وأنظمة نقل البيانات عبر شبكتها الأرضية ARDIS.

تقدم الشركة اليابانية NTT DoCoMo خدمات الاتصالات للأسطول الوطني. تخدم الشركة الأسترالية "Optus" أكثر من 9000 مشترك. تقدم شبكة EMCAT الأوروبية مجموعة كاملة من خدمات الهاتف المحمول ، بينما توفر شبكة الأقمار الصناعية المتنقلة البلجيكية IRIS نقل البيانات عبر الأقمار الصناعية.

تم تعليق مشروع شركة الاتصالات العالمية ICO. ومن المقرر بدء تشغيل النظام في موعد لا يتجاوز عام 2003.

في 20 أكتوبر 2000 ، أطلقت شركة Boeing Satellite Systems بنجاح القمر الصناعي Thuraya 1 كجزء من مشروعها الخاص لنشر نظام اتصالات الأقمار الصناعية المحمول ، والذي من المفترض أن يغطي الشرق الأوسط وشمال ووسط إفريقيا وأوروبا وآسيا الوسطى و الهند (عدد السكان يصل إلى 1 ، 8 مليار نسمة).

مشغلي الأقمار الصناعية المتنقلة في روسيا. "إنمارسات"

بعد إنهاء أنشطة شركة Iridium ، بقي اثنان من مشغلي الأقمار الصناعية المتنقلة في روسيا: INMARSAT و Globalstar.

تم إنشاء نظام INMARSAT في عام 1979 في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية لإنشاء اتصالات الأقمار الصناعية مع السفن وضمان سلامة الملاحة. تشغل إنمارسات حاليًا كوكبة ساتلية عالمية تُستخدم لتوفير خدمات التلكس الصوتي والفاكس والوسائط المتعددة لمستخدمي الهواتف المحمولة. تقع سواتل نظام إنمارسات في مدار ثابت بالنسبة للأرض. يتم توفير اتصال مضمون في المتوسط ​​من خط عرض 70 درجة جنوبا. حتى 70 درجة شمالا يغطي كل قمر صناعي حوالي ثلث الأرض.

ومع ذلك ، على الرغم من أن نظام INMARSAT لديه عدد كبير من المشتركين في روسيا ، لا يمكن القول أن استخدامه هائل. السبب الرئيسي هو ارتفاع أسعار محطات المستخدم والتعريفة العالية للاتصالات. على سبيل المثال ، تعريفة دقيقة واحدة من الاتصالات الهاتفية عند استخدام أنواع مختلفة من محطات المشتركين هي: بالنسبة لـ "INMARSAT-A" - حوالي 6.0-6.5 دولار ، بالنسبة لـ "INMARSAT-B" - حوالي 4.0 دولارات ، بالنسبة لـ "INMARSAT- mini- M "- حوالي 2.5 دولار ، لـ" INMARSAT-Aero "- حوالي 6.0-6.5 دولار. تتراوح تكلفة المحطات من 3000 دولار إلى 15000 دولار. وهكذا فإن أكثر المواصفة القياسية "INMARSAT-mini-M" لها أبعاد "لابتوب" ، وزنها حوالي 2 كجم ، وسعرها 3000 دولار.

نماذج المحطات الطرفية المحمولة الساتلية من النوع "INMARSAT-mini-M" متاحة للبيع في الاتحاد الروسي

الشكل 3.ТТ-3060A

الهاتف المحمول TT-3060A لنظام القمر الصناعي INMARSAT مخصص لنقل رسائل الهاتف والفاكس والبيانات والبريد الإلكتروني. يوفر محول البطارية والجهد المدمج تشغيلًا غير متطاير لمدة 48 ساعة في وضع الاستعداد و 2.5 ساعة في وضع التحدث. يحتوي الهاتف ومقبس فاكس RJ-11 بسلكين ومنفذ بيانات متوافق مع Hayes بسرعة 2.4 كيلوبت في الثانية على أرقام هواتف شخصية (4 في المجموع). يتم توفير القدرة على الحماية من الوصول غير المصرح به بفضل قارئ بطاقة SIM المدمج. من الممكن توصيل معدات التشفير STU-IIB / STU-III واستخدام برنامج نقل الصور. وزن الجسم من سبائك المغنيسيوم أقل من 2.2 كجم.

أرز. 4. WorldPhone Hybrid

يوفر WorldPhone Hybrid الوصول إلى شبكة الهاتف الدولية مع إمكانات الفاكس والبيانات والبريد الإلكتروني. أهم المميزات: 4.8 كيلوبت في الثانية - صوت ، 2.4 كيلوبت في الثانية - فاكس ، 3 ساعات من التحدث ، شاشة LCD بإضاءة خلفية ، مكبر صوت ، خدمة الرسائل القصيرة (SMS) ، بريد صوتي / فاكس ، تحويل المكالمات ، نوت بوك.

مشغلي الأقمار الصناعية المتنقلة في روسيا. "Globalstar"

بدأت الشركة الفرعية "GlobalTel" (المشروع المشترك "Globalstar" و "Rostelecom") في تقديم خدماتها في الاتحاد الروسي في أيار / مايو 2000. هذه هي حاليًا مهاتفة (إرسال صوتي) وتحويل المكالمات. يوفر النظام أيضًا ، ولكنه لم ينفذ بعد ، الخدمات التالية: نقل البيانات ، اتصال الفاكس ، إرسال واستقبال الرسائل القصيرة ، التجوال العالمي ، موقع الكائن ، البريد الصوتي ، الاتصال بخدمات الطوارئ.

يشتمل المقطع الفضائي على كوكبة من 48 سواتل LEO (و 4 سواتل احتياطية) توفر تغطية من 70 درجة شمالاً. حتى 70 درجة ووضع 6 أقمار صناعية في 8 مدارات دائرية على ارتفاع 1414 كم. يمكن لنظام الأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض أن يقلل بشكل كبير من تكلفة محطة المشترك ودقائق المحادثة.

يتكون مقطع المستخدم من الأجهزة الطرفية المتنقلة والثابتة. يمكن أن تعمل الأجهزة في عدة أوضاع (حتى ثلاثة أوضاع). يمكن أيضًا استخدام الأجهزة ثنائية وثلاثية الوضع ، بالإضافة إلى الوصول إلى نظام Globalstar ، للوصول إلى الشبكات الخلوية الأرضية في معايير GSM و AMPS و CDMA.

أسعار محطات المشتركين: الأجهزة المحمولة 1000-1900 دولار (حسب الشركة المصنعة) ، ثابتة - من 3000 دولار. معدل 1 دقيقة. حركة المرور الصادرة في روسيا - 1.2-2.0 دولار (بما في ذلك تعريفة الشبكة العامة).

تتوفر نماذج المحطات الطرفية المتنقلة المحمولة عبر الأقمار الصناعية في السوق الروسية التي تدعم خدمات Globalstar

أرز. 5. محطة متنقلة للمشتركين المحمول إريكسون

محطة إريكسون ثنائية الوضع. يشمل عقد إنتاج الهواتف أيضًا توريد السيارات و / أو محطات المشتركين الثابتة. أوضاع التشغيل - Globalstar | GSM. الأبعاد مم - 160 × 60 × 37. الوزن - 350 جرام. وقت التحدث ساعات Globalstar / GSM - ؟. وقت الاستعداد ساعات Globalstar / GSM - 5/36.

أرز. 6. محطة متنقلة المحمول المشترك Telit

توفر محطة Telit الاتصال في أوضاع Globalstar | GSM ولها الخصائص التالية: الأبعاد مم - 220 × 65 × 45 ؛ الوزن - 300 جرام وقت التحدث لساعات Globalstar / GSM -؟ وقت الاستعداد لساعات Globalstar / GSM - 36/36.

أرز. 7. المحطة الطرفية لمشتركي الهاتف المحمول Qualcomm Portable

كوالكوم ثلاثي الوضع - Globalstar | أمبير | سى دى ام ايه. الأبعاد مم - 178 × 57 × 44. الوزن - 357 جرام. وقت التحدث ساعات Globalstar / APMS / CDMA - 1/1/3. وقت الاستعداد ساعات Globalstar / AMPS / CDMA - 5/7/25. عرض 4 × 16 حرفًا ، دفتر ملاحظات لـ 99 رقمًا ، اتصال تلقائي سريع ، بريد صوتي ، استلام رسائل ، معرف المتصل.

استنتاج

في الوقت الحالي ، على الرغم من بعض الانتكاسات (إفلاس قلق Iridium ، تعليق مشروع شركة ICO ، خسائر Globalstar) ، احتلت الاتصالات الساتلية المتنقلة (ماذا؟) الجزء الخاص بهم من سوق الاتصالات العالمية. تتزايد مبيعات محطات المستخدمين بشكل مطرد ، ويزداد عدد مشغلي الاتصالات (إطلاق الأقمار الصناعية من قبل شركة بوينغ ، وتطوير جيل جديد من الأقمار الصناعية الصغيرة من قبل Intersputnik) ، ولا يضعف اهتمام المستثمرين. في الوقت نفسه ، من الضروري مراقبة التطورات في هذا القطاع من السوق باستمرار والحفاظ على "إصبعك على النبض" حتى لا يجد مستخدمو الهواتف المحمولة عبر الأقمار الصناعية في روسيا أنفسهم في وضع مماثل للوضع الذي تم تطويره في روسيا مع إنهاء قلق إيريديوم ، عندما لم يعرف أصحابها ماذا يفعلون بالأنابيب التي تحولت إلى كومة من الحديد في لحظة. دعونا نأمل ألا تتكرر مثل هذه الكوارث الخطيرة في المستقبل المنظور ، وستصبح تكلفة محطات المستخدم وحركة المرور تدريجياً مساوية لتكلفة الاتصالات الخلوية التقليدية.

في تواصل مع

زملاء الصف

يعمل المهندسون على أول قمر صناعي للاتصالات التجارية في العالم إيرلي بيرد

وفقًا لمعايير اليوم ، فإن القمر الصناعي Early Bird ( إنتلسات الأول) لديها أكثر من قدرات متواضعة: مع عرض نطاق يبلغ 50 ميجاهرتز ، يمكنها توفير ما يصل إلى 240 قناة اتصال هاتفي. في أي وقت من الأوقات ، يمكن إجراء اتصال بين محطة أرضية في الولايات المتحدة ومحطة واحدة فقط من ثلاث محطات أرضية في أوروبا (في المملكة المتحدة أو فرنسا أو ألمانيا) ، والتي كانت متصلة ببعضها البعض بواسطة خطوط اتصال كبلية.

في وقت لاحق ، تقدمت التكنولوجيا إلى الأمام ، والقمر الصناعي إنتلسات التاسعكان بالفعل عرض النطاق الترددي 3456 ميغاهيرتز.

لفترة طويلة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تم تطوير الاتصالات الساتلية فقط لصالح وزارة الدفاع في الاتحاد السوفياتي. بسبب السرية الأكبر لبرنامج الفضاء ، فإن تطوير الاتصالات الفضائية في البلدان الاشتراكية سار بشكل مختلف عن الدول الغربية. بدأ تطوير الاتصالات الساتلية المدنية باتفاق بين 9 دول من الكتلة الاشتراكية بشأن إنشاء نظام اتصالات Intersputnik ، والذي تم توقيعه فقط في عام 1971.

أجهزة إعادة إرسال الأقمار الصناعية

ساتل الاتصالات السلبية Echo-2. خدم الكرة المطاطية الممعدنة كمكرر سلبي

في السنوات الأولى من البحث ، تم استخدام مكررات الأقمار الصناعية المنفعلة (من الأمثلة على ذلك الأقمار الصناعية Echo و Echo-2) ، والتي كانت عاكسًا بسيطًا للإشارة الراديوية (غالبًا عبارة عن كرة معدنية أو بوليمرية مع ترشاش معدني) ، والتي لم تحمل أي إرسال و استقبال المعدات على متن الطائرة ... لم تنتشر مثل هذه الأقمار الصناعية. جميع أقمار الاتصالات الحديثة نشطة. أجهزة إعادة الإرسال النشطة مزودة بمعدات إلكترونية لاستقبال الإشارات ومعالجتها وتضخيمها وإعادة إرسالها. يمكن أن تكون مكررات الأقمار الصناعية غير متجددو متجدد... القمر الصناعي غير المتجدد ، بعد أن تلقى إشارة من محطة أرضية واحدة ، ينقلها إلى تردد آخر ، ويضخمها وينقلها إلى محطة أرضية أخرى. يمكن للقمر الصناعي استخدام عدة قنوات مستقلة تؤدي هذه العمليات ، تعمل كل منها مع جزء معين من الطيف (تسمى قنوات المعالجة هذه أجهزة الإرسال والاستقبال).

يقوم الساتل المتجدد بإزالة تشكيل الإشارة المستقبلة وإعادة تعديلها. ونتيجة لذلك ، يتم تصحيح الخطأ مرتين: عند الساتل ومحطة الاستقبال الأرضية. عيب هذه الطريقة هو التعقيد (وبالتالي التكلفة العالية للقمر الصناعي) ، وكذلك التأخير المتزايد في إرسال الإشارة.

مكرر الأقمار الصناعية مدارات

تنقسم المدارات التي توجد عليها أجهزة الإرسال والاستقبال عبر الأقمار الصناعية إلى ثلاث فئات:

• استوائي
• يميل
• قطبي.

تنوع مهم المدار الاستوائيهو مدار ثابت بالنسبة للأرض يدور فيه القمر الصناعي بسرعة زاوية تساوي السرعة الزاوية للأرض ، في اتجاه يتزامن مع اتجاه دوران الأرض. الميزة الواضحة للمدار المستقر بالنسبة إلى الأرض هي أن المستقبِل في منطقة الخدمة "يرى" الساتل طوال الوقت.

ومع ذلك ، لا يوجد سوى مدار واحد ثابت بالنسبة للأرض ، ومن المستحيل وضع جميع الأقمار الصناعية فيه. عيبه الآخر هو ارتفاعه العالي ، وبالتالي التكلفة العالية لإطلاق قمر صناعي في المدار. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أي قمر صناعي في مدار ثابت بالنسبة إلى الأرض غير قادر على خدمة المحطات الأرضية في المنطقة القطبية.

مدار مائليسمح لك بحل هذه المشكلات ، ومع ذلك ، نظرًا لحركة القمر الصناعي بالنسبة للمراقب الأرضي ، من الضروري إطلاق ثلاثة أقمار صناعية على الأقل في مدار واحد من أجل توفير وصول على مدار الساعة إلى الاتصالات.

المدار القطبي- الحالة المحددة للمائل (بميل 90 درجة).

عند استخدام المدارات المائلة ، تكون المحطات الأرضية مجهزة بأنظمة تتبع تستهدف الهوائي على القمر الصناعي. عادة ما تكون المحطات العاملة مع الأقمار الصناعية في مدار ثابت بالنسبة للأرض مجهزة أيضًا بمثل هذه الأنظمة للتعويض عن الانحرافات عن المدار الثابت بالنسبة للأرض. الاستثناء هو الهوائيات الصغيرة المستخدمة لاستقبال القنوات الفضائية: نمط إشعاعها واسع بما يكفي ، لذا فهي لا تشعر بذبذبات القمر الصناعي بالقرب من النقطة المثالية.

إعادة استخدام التردد. مناطق التغطية

نظرًا لأن الترددات الراديوية مورد محدود ، فمن الضروري التأكد من إمكانية استخدام نفس الترددات بواسطة محطات أرضية مختلفة. ويمكن أن يتم ذلك بطريقتين:

• الفصل المكاني- يستقبل كل هوائي قمر صناعي إشارة من منطقة معينة فقط ، بينما يمكن لمناطق مختلفة استخدام نفس الترددات ،

• فصل الاستقطاب- تستقبل هوائيات مختلفة وترسل إشارة في مستويات استقطاب متعامدة بشكل متبادل ، بينما يمكن استخدام نفس الترددات مرتين (لكل طائرة).

تتضمن خريطة تغطية القمر الصناعي المستقرة بالنسبة إلى الأرض المكونات التالية:

• شعاع عالمي- تتواصل مع المحطات الأرضية في جميع أنحاء منطقة التغطية بأكملها ، وتخصص لها ترددات لا تتقاطع مع الحزم الأخرى لهذا القمر الصناعي.

• أشعة نصفي الكرة الغربي والشرقي- هذه الحزم مستقطبة في المستوى A ، ونفس نطاق التردد يستخدم في نصفي الكرة الغربي والشرقي.

• أشعة المنطقة- مستقطبة في المستوى B (عموديًا على A) وتستخدم نفس الترددات مثل حزم نصفي الكرة الأرضية. وبالتالي ، يمكن لمحطة أرضية تقع في إحدى المناطق أن تستخدم حزمًا نصف كروية وحزمة عالمية.

في هذه الحالة ، يتم استخدام جميع الترددات (باستثناء تلك المخصصة للحزمة العالمية) بشكل متكرر: في نصفي الكرة الغربي والشرقي وفي كل منطقة من المناطق.

نطاقات التردد

هوائي لاستقبال القنوات الفضائية (Ku-band)

طبق ستالايت لـ C-band

إن اختيار التردد لنقل البيانات من محطة أرضية إلى قمر صناعي ومن قمر صناعي إلى محطة أرضية ليس اختيارًا عشوائيًا. يؤثر التردد ، على سبيل المثال ، على امتصاص موجات الراديو في الغلاف الجوي ، فضلاً عن الأبعاد المطلوبة لهوائيات الإرسال والاستقبال. تختلف الترددات التي يحدث عندها الإرسال من محطة أرضية إلى أخرى عن الترددات المستخدمة للإرسال من القمر الصناعي إلى المحطة الأرضية (عادةً ما يكون السابق أعلاه).

الترددات المستخدمة في اتصالات الأقمار الصناعية مقسمة إلى نطاقات ، يشار إليها بالحروف. لسوء الحظ ، في الأدبيات المختلفة ، قد لا تتطابق الحدود الدقيقة للنطاقات. ترد المبادئ التوجيهية في ITU-R V.431-6:

اسم النطاق	الترددات (حسب ITU-R V.431-6)	طلب
إل	1.5 جيجاهرتز	اتصالات الأقمار الصناعية المتنقلة
س	2.5 جيجاهرتز	اتصالات الأقمار الصناعية المتنقلة
مع	4 جيجاهرتز ، 6 جيجاهرتز	اتصالات الأقمار الصناعية الثابتة
X	لم يتم تحديد الترددات للاتصالات الساتلية من خلال توصيات قطاع الاتصالات الراديوية. لتطبيقات الرادار ، النطاق المحدد هو 8-12 جيجاهرتز.	اتصالات الأقمار الصناعية الثابتة (للأغراض العسكرية)
كو	11 جيجاهرتز ، 12 جيجاهرتز ، 14 جيجاهرتز
ك	20 جيجاهرتز	اتصالات الأقمار الصناعية الثابتة والبث الفضائي
كا	30 جيجاهرتز	اتصالات الأقمار الصناعية الثابتة ، والاتصالات بين الأقمار الصناعية

تُستخدم أيضًا ترددات أعلى ، لكن زيادتها يعوقها امتصاص الغلاف الجوي لموجات الراديو لهذه الترددات. يسمح النطاق Ku بالاستقبال بهوائيات صغيرة نسبيًا ، وبالتالي يتم استخدامه في التلفزيون الساتلي (DVB) ، على الرغم من حقيقة أن الظروف الجوية في هذا النطاق لها تأثير كبير على جودة الإرسال.

لنقل البيانات من قبل كبار المستخدمين (المؤسسات) ، غالبًا ما يتم استخدام النطاق C. يوفر هذا استقبالًا أفضل ، لكنه يتطلب حجم هوائي كبير إلى حد ما.

التعديل والترميز المضاد للضوضاء

تتمثل إحدى ميزات أنظمة الاتصالات الساتلية في الحاجة إلى العمل في ظروف ذات نسبة إشارة إلى ضوضاء منخفضة نسبيًا ناتجة عن عدة عوامل:

• بعد كبير من جهاز الاستقبال من جهاز الإرسال ،
• قوة ساتلية محدودة (عدم القدرة على الإرسال بقوة عالية).

نتيجة لذلك ، تعتبر الاتصالات الساتلية غير مناسبة لإرسال الإشارات التناظرية. لذلك ، لنقل الكلام ، يتم ترقيمه مسبقًا باستخدام ، على سبيل المثال ، تعديل شفرة النبض (PCM).

لنقل البيانات الرقمية عبر قناة اتصال عبر الأقمار الصناعية ، يجب أولاً تحويلها إلى إشارة راديو تشغل نطاقًا تردديًا معينًا. لهذا ، يتم تطبيق التعديل (يسمى التعديل الرقمي أيضًا تلاعب). أكثر أنواع التشكيل الرقمي شيوعًا لتطبيقات الاتصالات الساتلية هي مفتاح إزاحة الطور وتعديل اتساع التربيع. على سبيل المثال ، تستخدم أنظمة DVB-S2 QPSK و 8-PSK و 16-APSK و 32-APSK.

يتم إجراء التعديل في المحطة الأرضية. يتم تضخيم الإشارة المشكلة ونقلها إلى التردد المطلوب وتغذيتها إلى هوائي الإرسال. يستقبل القمر الصناعي إشارة ، ويضخمها ، وأحيانًا يجددها ، وينقلها إلى تردد آخر ، وباستخدام هوائي إرسال معين ، يبث إلى الأرض.

وصول متعددة

لضمان إمكانية الاستخدام المتزامن لمكرر القمر الصناعي من قبل العديد من المستخدمين ، يتم استخدام أنظمة وصول متعددة:

• الوصول المتعدد بتقسيم التردد - يمنح كل مستخدم نطاق تردد منفصل.

• الوصول المتعدد بتقسيم الوقت - يُمنح كل مستخدم فترة زمنية معينة (فترة زمنية) يقوم خلالها بإرسال البيانات واستلامها.

• الوصول المتعدد بتقسيم الكود - في هذه الحالة ، يُمنح كل مستخدم تسلسل رمز متعامد مع تسلسل الكود للمستخدمين الآخرين. يتم تثبيت بيانات المستخدم على تسلسل الشفرة بطريقة لا تتداخل فيها الإشارات المرسلة من مستخدمين مختلفين مع بعضها البعض ، على الرغم من إرسالها على نفس الترددات.

بالإضافة إلى ذلك ، لا يحتاج العديد من المستخدمين إلى الوصول المستمر إلى الاتصالات الساتلية. يتم تعيين قناة اتصال لهؤلاء المستخدمين (فترة زمنية) عند الطلب باستخدام تقنية DAMA (الوصول المتعدد المخصص حسب الطلب).

تطبيقات الاتصالات عبر الأقمار الصناعية

العمود الفقري للاتصالات الساتلية

في البداية ، كان ظهور الاتصالات الساتلية تمليه الحاجة إلى إرسال كميات كبيرة من المعلومات. كان أول نظام اتصالات عبر الأقمار الصناعية هو نظام إنتلسات ، ثم تم إنشاء منظمات إقليمية مماثلة (يوتلسات وعرب سات وغيرها). بمرور الوقت ، تتناقص حصة الإرسال الصوتي في الحجم الإجمالي لحركة المرور الأساسية بشكل مطرد ، مما يفسح المجال لنقل البيانات.

مع تطور شبكات الألياف الضوئية ، بدأت الأخيرة في إزاحة الاتصالات الساتلية من سوق العمود الفقري.

أنظمة VSAT

تشير الكلمات "فتحة صغيرة جدًا" إلى حجم الهوائيات الطرفية بالنسبة إلى حجم الهوائيات الأساسية القديمة. عادةً ما تستخدم المحطات الطرفية ذات الفتحات الصغيرة جدًا العاملة في النطاق C هوائيات يبلغ قطرها 1.8-2.4 متر ، في النطاق Ku - 0.75-1.8 متر.

تستخدم أنظمة VSAT تقنية القنوات عند الطلب.

أنظمة اتصالات الأقمار الصناعية المتنقلة

من سمات معظم أنظمة اتصالات الأقمار الصناعية المتنقلة الحجم الصغير للهوائي المطرافي ، مما يجعل استقبال الإشارة أمرًا صعبًا. لكي تكون قوة الإشارة التي تصل إلى المستقبل كافية ، يتم تطبيق أحد حلين:

• توجد العديد من الأقمار الصناعية على منحرف - مائلأو قطبيالمدارات. في الوقت نفسه ، فإن طاقة المرسل المطلوبة ليست عالية جدًا ، كما أن تكلفة إطلاق قمر صناعي في المدار أقل. ومع ذلك ، لا يتطلب هذا النهج عددًا كبيرًا من الأقمار الصناعية فحسب ، بل يتطلب أيضًا شبكة واسعة من المفاتيح الأرضية. يتم استخدام طريقة مماثلة من قبل المشغلين Iridium و Globalstar.

يتنافس مشغلو الهاتف المحمول مع مشغلي الأقمار الصناعية الشخصية. بشكل مميز ، واجه كل من Globalstar و Iridium صعوبات مالية خطيرة ، مما أدى إلى ظهور Iridium إعادة تنظيمالإفلاس عام 1999

في ديسمبر 2006 ، تم إطلاق ساتل تجريبي ثابت بالنسبة للأرض Kiku-8 مع منطقة هوائي قياسية كبيرة ، والتي من المفترض أن تستخدم لاختبار تكنولوجيا الاتصالات عبر الأقمار الصناعية مع الأجهزة المحمولة التي لا يزيد حجمها عن الهواتف المحمولة.

الإنترنت عبر الأقمار الصناعية

تُستخدم الاتصالات الساتلية في تنظيم "الميل الأخير" (قناة الاتصال بين مزود الإنترنت والعميل) ، خاصة في الأماكن ذات البنية التحتية الضعيفة.

ميزات هذا النوع من الوصول هي:

• فصل حركة المرور الواردة والصادرة وجذب تقنيات إضافية للجمع بينهما. لذلك ، تسمى هذه المركبات غير متماثل.
• الاستخدام المتزامن للقناة الفضائية الواردة من قبل عدة مستخدمين (على سبيل المثال 200): يتم إرسال البيانات في نفس الوقت عبر القمر الصناعي لجميع العملاء "المتناثرين" ، وتشارك محطة العميل في تصفية البيانات غير الضرورية (لهذا السبب ، "الصيد من القمر الصناعي" ممكن).

يتم تمييز نوع القناة الصادرة:

• تعمل المحطات الطرفية فقط لاستقبال الإشارة (أرخص خيار اتصال). في هذه الحالة ، بالنسبة لحركة المرور الصادرة ، يجب أن يكون لديك اتصال إنترنت مختلف ، يتم تسمية موفره مزود الأرضية... للعمل في مثل هذا المخطط ، يتم تضمين برنامج الأنفاق ، وعادة ما يتم تضمينه في تسليم الجهاز. على الرغم من التعقيد (بما في ذلك صعوبة الإعداد) ، فإن هذه التقنية جذابة بسبب سرعتها العالية مقارنةً بالطلب الهاتفي بسعر منخفض نسبيًا.
• محطات الاستقبال والإرسال. القناة الصادرة منظمة ضيقة (بالمقارنة مع القناة القادمة). يتم توفير كلا الاتجاهين بواسطة نفس الجهاز ، وبالتالي فإن تكوين مثل هذا النظام أسهل بكثير (خاصة إذا كان الجهاز خارجيًا ومتصلًا بجهاز كمبيوتر عبر واجهة Ethernet). يتطلب مثل هذا المخطط تركيب محول أكثر تعقيدًا (إرسال واستقبال) على الهوائي.

في كلتا الحالتين ، يتم إرسال البيانات من الموفر إلى العميل ، كقاعدة عامة ، وفقًا لمعيار البث الرقمي DVB ، مما يجعل من الممكن استخدام نفس المعدات للوصول إلى الشبكة واستقبال القنوات الفضائية.

مساوئ الاتصالات الساتلية

ضعف المناعة ضد الضوضاء

تتسبب المسافات الشاسعة بين المحطات الأرضية والساتل في أن تكون نسبة الإشارة إلى الضوضاء في جهاز الاستقبال منخفضة جدًا (أقل بكثير من معظم وصلات الميكروويف). من أجل توفير احتمال خطأ مقبول في ظل هذه الظروف ، من الضروري استخدام هوائيات كبيرة وعناصر منخفضة الضوضاء وشفرات معقدة لتصحيح الأخطاء. هذه المشكلة حادة بشكل خاص في أنظمة الاتصالات المتنقلة ، نظرًا لقيودها على حجم الهوائي ، وكقاعدة عامة ، على قدرة المرسل.

تأثير الغلاف الجوي

تتأثر جودة الاتصالات الساتلية بشدة بالتأثيرات في طبقة التروبوسفير والأيونوسفير.

امتصاص التروبوسفير

يعتمد امتصاص الغلاف الجوي للإشارة على ترددها. يبلغ الحد الأقصى للامتصاص 22.3 جيجا هرتز (رنين بخار الماء) و 60 جيجا هرتز (رنين الأكسجين). بشكل عام ، يؤثر الامتصاص بشكل كبير على انتشار الإشارات فوق 10 جيجاهرتز (أي بدءًا من النطاق Ku). بالإضافة إلى الامتصاص ، أثناء انتشار الموجات الراديوية في الغلاف الجوي ، هناك تأثير خبو ناجم عن الاختلاف في مؤشرات الانكسار لطبقات مختلفة من الغلاف الجوي.

تأثيرات الأيونوسفير

تعود التأثيرات في الأيونوسفير إلى التقلبات في توزيع الإلكترونات الحرة. تشمل التأثيرات الأيونوسفيرية التي تؤثر على انتشار الموجات الراديوية رمش, استيعاب, تأخير نشر, فرق, تغيير التردد, دوران مستوى الاستقطاب... كل هذه التأثيرات تتضاءل مع زيادة التردد. بالنسبة للإشارات ذات الترددات فوق 10 جيجاهرتز ، يكون تأثيرها صغيرًا.

إشارات التردد المنخفض نسبيًا (النطاق L وجزئي النطاق C) تعاني منها وميض أيونوسفيرىالناشئة عن المخالفات في الأيونوسفير. نتيجة هذا الخفقان هي قوة إشارة متغيرة باستمرار.

تأخير انتشار الإشارة

تؤثر مشكلة تأخير انتشار الإشارة بطريقة أو بأخرى على جميع أنظمة الاتصالات الساتلية. تتمتع الأنظمة التي تستخدم مرسل مستجيب ساتليًا في مدار ثابت بالنسبة للأرض بأعلى زمن انتقال. في هذه الحالة ، يبلغ التأخير بسبب السرعة المحدودة لانتشار الموجات الراديوية حوالي 250 مللي ثانية ، ومع مراعاة تأخيرات تعدد الإرسال والتبديل ومعالجة الإشارة ، يمكن أن يصل التأخير الإجمالي إلى 400 مللي ثانية.

يعد تأخير الانتشار أمرًا غير مرغوب فيه للغاية في تطبيقات الوقت الحقيقي مثل المهاتفة. علاوة على ذلك ، إذا كان وقت انتشار الإشارة عبر قناة الاتصال الساتلي 250 مللي ثانية ، فلا يمكن أن يكون الفارق الزمني بين النسخ المتماثلة للمشتركين أقل من 500 مللي ثانية.

في بعض الأنظمة (على سبيل المثال ، أنظمة VSAT التي تستخدم طوبولوجيا نجمية) ، يتم إرسال الإشارة مرتين عبر وصلة القمر الصناعي (من محطة إلى موقع مركزي ، ومن موقع مركزي إلى مطراف آخر). في هذه الحالة ، يتم مضاعفة إجمالي التأخير.

تأثير التداخل الشمسي

أنظر أيضا

• JSC "Information Satellite Systems" الذي يحمل اسم الأكاديمي MF Reshetnev "

ملاحظاتتصحيح

1. Vishnevsky V.I. ، Lyakhov A.I. ، Portnoy S.L. ، Shakhnovich I.V.رسم تخطيطي تاريخي لتطور تقنيات الشبكة // شبكات نقل معلومات النطاق العريض. - دراسة (نُشرت بدعم من المؤسسة الروسية للأبحاث الأساسية). - م: "تكنوسفير" 2005. - S. 20. - 592 ص. - ردمك 5-94836-049-0
2. التاريخ القصير للاتصالات الفضائية. تقنية المليار دولار
3. التاريخ القصير للاتصالات الفضائية. القرية العالمية: الاتصالات الدولية
4. دليل إنتلسات للمحطة الأرضية الساتلية ، 1999 ، ص. 18
5. Sklyar B. الاتصالات الرقمية. الأسس النظرية والتطبيق العملي. إد. الثاني ، مراجعة: لكل. من الانجليزية - م: دار النشر "ويليامز" 2004
6. الموقع الرسمي لإنترسبوتنيك
7. القضايا المفاهيمية والقانونية للشبكات متعددة الخدمات الساتلية ذات النطاق العريض
8. دينيس رودي. اتصالات الأقمار الصناعية. ماكجرو هيل للاتصالات ، 2001 ، ص. 167
9. دليل إنتلسات للمحطة الأرضية الساتلية ، 1999 ، ص. 2
10. دليل إنتلسات للمحطة الأرضية الساتلية ، 1999 ، ص. 73
11. دينيس رودي. اتصالات الأقمار الصناعية. ماكجرو هيل للاتصالات ، 2001 ، ص. 6 ، 108
12. دليل إنتلسات للمحطة الأرضية الساتلية ، 1999 ، ص. 28
13. التوصية ITU-R V.431-6. تسمية نطاقات التردد والطول الموجي المستخدمة في الاتصالات
14. دينيس رودي. اتصالات الأقمار الصناعية. ماكجرو هيل للاتصالات ، 2001 ، ص. 6 ، 256
15. دينيس رودي. اتصالات الأقمار الصناعية. ماكجرو هيل للاتصالات ، 2001 ، ص. 264
16. http://www.telesputnik.ru/archive/116/article/62.html معيار DVB-S2. مهام جديدة - حلول جديدة // مجلة على الأقمار الصناعية والتلفزيون الكبلي والاتصالات "Telesputnik"
17. دينيس رودي. اتصالات الأقمار الصناعية. ماكجرو هيل للاتصالات ، 2001 ، ص. 283
18. موريلوس سرقسطة ر.فن ترميز تصحيح الأخطاء. الطرق ، الخوارزميات ، التطبيق / لكل. من الانجليزية في بي أفاناسييفا. - م: تكنوسفير ، 2006. - 320 ص. - (عالم الاتصالات). - 2000 نسخة. - ردمك 5-94836-035-0
19. الدكتور. لين نان ليرموز LDPC ، التطبيق على أنظمة اتصالات الجيل التالي // مؤتمر IEEE نصف السنوي لتكنولوجيا المركبات... - أكتوبر 2003.
20. برنارد سكلار.اتصال رقمي. الأسس النظرية والتطبيق العملي = الاتصالات الرقمية: الأساسيات والتطبيقات. - الطبعة الثانية. - م: "ويليامز" ، 2007. - س 1104. - ردمك 0-13-084788-7
21. نظام يامال للاتصالات والبث الفضائي
22. الأسئلة الشائعة حول VSAT
23. دينيس رودي. اتصالات الأقمار الصناعية. ماكجرو هيل للاتصالات ، 2001 ، ص. 68
24. الإنترنت عبر الأقمار الصناعية ومركز معلومات VSAT
25. اتصالات الأقمار الصناعية وطقس الفضاء
26. دينيس رودي. اتصالات الأقمار الصناعية. ماكجرو هيل للاتصالات ، 2001 ، ص. 91
27. دينيس رودي. اتصالات الأقمار الصناعية. ماكجرو هيل للاتصالات ، 2001 ، ص. 93
28. بروس آر إلبرت. كتيب تطبيقات الاتصالات عبر الأقمار الصناعية. - Artech House، Inc.، 2004، p. 34.
29. اتصالات الأقمار الصناعية في الإنترنت العالمي: القضايا والمزالق والإمكانات

الروابط

• تقرير فريق WTEC حول تكنولوجيا وأنظمة الاتصالات الساتلية العالمية (هندسة)
• حول القمر الصناعي إيرلي بيرد على موقع boeing.com
• التاريخ القصير للاتصالات الساتلية
• الأسئلة الشائعة حول VSAT