Historia del desarrollo de sistemas satelitales en el mundo. Tecnologías de comunicación por satélite

Posteriormente, cuando se le preguntó a Clarke por qué no patentó la invención (lo cual era bastante posible), respondió que no creía en la posibilidad de implementar un sistema de este tipo durante su vida, y también creía que tal idea debería beneficiar a toda la humanidad.

Los primeros estudios en el campo de las comunicaciones civiles por satélite en los países occidentales comenzaron a aparecer en la segunda mitad de los años 50 del siglo XX. En los Estados Unidos, fueron impulsados \u200b\u200bpor la creciente necesidad de un transatlántico conexión telefónica.

Un sobre postal dedicado al quinto aniversario del lanzamiento del primer satélite terrestre

En 1957, la URSS lanzó el primer satélite terrestre artificial con equipo de radio a bordo.

Globo "Echo-1"

El 12 de agosto de 1960, especialistas estadounidenses pusieron en órbita un globo inflable a una altitud de 1500 km. Esta nave espacial se llamó Echo-1. Su caparazón metalizado, de 30 m de diámetro, servía como repetidor pasivo.

Los ingenieros trabajan en el primer satélite de comunicaciones comerciales Early Bird del mundo

El 20 de agosto de 1964, 11 países firmaron un acuerdo sobre la creación de la Organización Internacional de Telecomunicaciones por Satélite (Intelsat), pero la URSS no se encontraba entre ellos por razones políticas. El 6 de abril de 1965, este programa lanzó el primer satélite de comunicaciones comerciales, Early Bird, fabricado por COMSAT Corporation.

Según los estándares actuales, el satélite Early Bird ( INTELSAT I) tenía capacidades más que modestas: con un ancho de banda de 50 MHz, podía proporcionar hasta 240 canales de comunicación telefónica. En cualquier momento, la comunicación podría realizarse entre una estación terrena en los Estados Unidos y solo una de las tres estaciones terrenas en Europa (en el Reino Unido, Francia o Alemania), que estaban conectadas por líneas de comunicación por cable.

Más tarde, la tecnología dio un paso adelante y el satélite INTELSAT IX ya tenía un ancho de banda de 3456 MHz.

Durante mucho tiempo en la URSS, las comunicaciones por satélite se desarrollaron solo en interés del Ministerio de Defensa de la URSS. Debido al mayor secreto del programa espacial, el desarrollo de las comunicaciones por satélite en los países socialistas procedió de manera diferente que en los países occidentales. El desarrollo de las comunicaciones civiles por satélite comenzó con un acuerdo entre 9 países del bloque socialista sobre la creación del sistema de comunicaciones Intersputnik, que se firmó recién en 1971..

El primer satélite artificial de la tierra.

El lanzamiento del primer satélite terrestre artificial del mundo se llevó a cabo en la Unión Soviética el 4 de octubre de 1957 a las 22 h 28 min. 34 s hora de Moscú. Por primera vez en la historia, cientos de millones de personas pudieron observar en los rayos del sol naciente o poniente una estrella artificial que se movía a través del firmamento oscuro, creada no por dioses, sino por manos humanas. Y la comunidad mundial percibió este evento como el mayor logro científico.

Los primeros satélites con comunicaciones por satélite.

El 13 de mayo de 1946, Stalin firmó un decreto sobre la creación de la industria y la ciencia espacial en la URSS. En su desarrollo, en agosto de 1946, Sergei Korolev (académico desde 1958) fue nombrado diseñador jefe de misiles balísticos de largo alcance. Entonces ninguno de nosotros previó que, trabajando con él, seríamos participantes en el lanzamiento del primer satélite del mundo, y poco después, la primera mitad de cien personas en el espacio: Yuri Gagarin.

Aunque el uso comercial de los satélites de comunicación geosincrónicos comenzó hace casi 25 años, su uso generalizado en las redes de comunicación no fue posible hasta principios de la década de 1980. La televisión, la telefonía y la transmisión de datos de banda ancha continúan dominando la lista de servicios CCC. Los sistemas de comunicación por satélite modernos brindan oportunidades sin precedentes para el desarrollo de redes privadas, la organización de servicios de comunicación como "punto a punto" y "punto a multipunto".

Conexión satelital

SSS consta de tres partes básicas: el segmento espacial, la parte de señal y el segmento de tierra (Fig. 1). El segmento espacial cubre el diseño de satélites, el cálculo de órbitas y el lanzamiento de satélites. La parte de la señal incluye cuestiones del espectro de frecuencias utilizado, el efecto de la distancia en la organización y el mantenimiento de la comunicación, las fuentes de interferencia de la señal, los esquemas de modulación y los protocolos de transmisión. El segmento terrestre incluye la ubicación y el diseño del ES, los tipos de antenas que se utilizan para diversas aplicaciones, esquemas de multiplexación que brindan un acceso eficiente a los canales satelitales. El segmento espacial, la baliza y el segmento terrestre se analizan en las siguientes secciones.

Foto 1.
Sistema de iridio.

Beneficios y limitaciones de CCC

CCC tiene varias ventajas:

Destaquemos también una serie de restricciones en el uso de CCC:

La influencia de las ventajas y limitaciones mencionadas en la elección de sistemas de satélite para redes privadas es bastante significativa. La decisión de utilizar CCS en lugar de redes terrestres distribuidas debe justificarse económicamente en todo momento. Las redes de comunicación de fibra óptica crean una competencia cada vez mayor para el CCS.

Segmento espacial

La gran altitud necesaria para mantener la órbita de un satélite geosincrónico explica la insensibilidad de las redes de satélites a la distancia. La longitud del trayecto desde un punto dado de la Tierra a través de un satélite en dicha órbita hasta otro punto de la Tierra es cuatro veces la distancia a lo largo de la superficie de la Tierra entre sus dos puntos más distantes.

En la actualidad, el arco orbital más densamente ocupado es de 76 ° (aproximadamente; 67 ° a 143 ° de longitud oeste). Los satélites de este sector proporcionan comunicaciones para los países de América del Norte, Central y del Sur.

Los componentes principales de un satélite son sus elementos estructurales; sistemas de control de posición, fuente de alimentación; telemetría, seguimiento, comandos; transceptores y antena.

La estructura del satélite asegura el funcionamiento de todos sus componentes. Dejado a sus propios dispositivos, el satélite eventualmente cambiaría a rotaciones aleatorias, convirtiéndose en un dispositivo inútil de comunicación. La estabilidad y la orientación requerida de la antena está respaldada por el sistema de estabilización. El tamaño y el peso de un satélite están limitados principalmente por las capacidades de los vehículos, los requisitos de los paneles solares y la cantidad de combustible para sostener el satélite (generalmente durante diez años).

El equipo de telemetría por satélite se utiliza para transmitir información sobre su posición a la Tierra. Si es necesario corregir la posición, los comandos correspondientes se transmiten al satélite, al recibirlos se enciende el equipo de energía y se realiza la corrección.

Parte de la señal

El ancho de la línea

Normalmente, el ancho de banda del canal de satélite es grande. Por ejemplo, un canal de televisión en color ocupa un ancho de banda de 6 MHz. Cada transceptor en los satélites de comunicaciones modernos admite un ancho de banda de 36 MHz, y el satélite transporta 12 o 24 transceptores, lo que resulta en 432 MHz o 864 MHz, respectivamente.

Espectro de frecuencia

Los canales de satélite modernos utilizan con mayor frecuencia una de dos bandas: la banda C (desde el satélite al ES en la región de 6 GHz y de regreso en la región de 4 GHz), o la banda Ku (14 GHz y 12 GHz, respectivamente). Cada banda de frecuencia tiene sus propias características, enfocadas a diferentes tareas de comunicación (Tabla 1).

Tabla 1.

La mayoría de los satélites activos utilizan la banda C. La transmisión en banda C puede cubrir un área significativa de la superficie terrestre, lo que hace que los satélites sean particularmente adecuados para señales de transmisión. Por otro lado, las señales de banda C son relativamente débiles y requieren antenas avanzadas y bastante caras en el ES. Una característica importante de las señales de banda C es su resistencia al ruido atmosférico. La atmósfera terrestre es casi transparente a las señales en la banda de 4/6 GHz. Desafortunadamente, esta es también la razón por la que las señales de banda C son más adecuadas para transmisiones terrestres de microondas de punto a punto, que estropean las señales de satélite más débiles. Esta circunstancia obliga a ubicar el ES utilizando la banda C para la transmisión, a muchos kilómetros de los centros urbanos y lugares de densa población.

La transmisión en banda Ku tiene propiedades opuestas. El haz de esta transmisión es fuerte y estrecho, lo que hace que la transmisión sea ideal para conexiones de punto a punto o de punto a multipunto. Las señales de microondas terrestres no afectan a las señales de banda Ku de ninguna manera, y la ES de banda Ku puede ubicarse en el centro de las ciudades. La potencia de señal naturalmente alta de la banda Ku hace posible arreglárselas con antenas ES más pequeñas y más baratas. Desafortunadamente, las señales de banda Ku son extremadamente sensibles a las condiciones atmosféricas, especialmente a la niebla y a las fuertes lluvias. Aunque se sabe que estos fenómenos meteorológicos afectan un área pequeña durante un breve período de tiempo, los resultados pueden ser lo suficientemente graves si las condiciones coinciden con el PNN (hora de mayor actividad, por ejemplo, 4 pm, viernes al mediodía).

Transmisión de voz y datos

En FDM, la forma de onda de cada señal telefónica individual se filtra para limitar el ancho de banda a un rango de frecuencia de audio entre 300 y 3400 Hz, luego se convierte. Además, las señales de los doce canales se multiplexan en una señal de banda base compuesta. Cada grupo está compuesto por señales telefónicas espaciadas a intervalos de 4 kHz. Los múltiples grupos se vuelven a multiplexar para formar un grupo grande que puede contener de 12 a 3600 canales de voz individuales.

La multiplexación por división de tiempo (TDM) es otra técnica para transmitir voz y / o datos a través de un solo canal. Mientras que FDM asigna segmentos de frecuencia individuales dentro de toda la banda para transmitir voz (o datos), TDM transmite en todo el ancho de banda asignado. En el canal de salida, los periodos de tiempo base repetidos, a veces denominados tramas, se dividen en un número fijo de ranuras que se asignan secuencialmente para transportar las señales entrantes del canal de voz y datos. Para protegerse contra una posible pérdida de información, se utilizan dispositivos de almacenamiento (búferes).

Sistema Aloha

En este sistema, los ES utilizan la transmisión de paquetes a través de un canal de satélite común. Cada ES puede transmitir solo un paquete en cualquier momento. Dado que al satélite se le asigna la función de repetidor en relación con los paquetes, siempre que un paquete de un ES llega al satélite mientras está transmitiendo un paquete de algún otro ES, ambas transmisiones se superponen (interfieren) y se "destruyen" entre sí. Surge una situación de conflicto que requiere resolución.

De acuerdo con una versión anterior del sistema Aloha, conocido como el "sistema Aloha puro", los ES pueden comenzar a transmitir en cualquier momento. Si, después del tiempo de propagación, escuchan su transmisión exitosa, entonces concluyen que han evitado una situación de conflicto (es decir, al hacerlo, reciben un recibo positivo). De lo contrario, saben que se ha producido una superposición (o quizás alguna otra fuente de ruido estaba funcionando) y deben retransmitir (es decir, recibir un recibo negativo). Si los AP inmediatamente después de escuchar repiten sus programas, seguramente se encontrarán nuevamente en una situación de conflicto. Se requiere algún procedimiento de resolución de disputas para introducir retardos de retransmisión aleatorios y espaciar los paquetes en colisión en el tiempo.

Otra versión del sistema Aloha consiste en dividir el tiempo en segmentos: ventanas, cuya longitud es igual a la longitud de un paquete durante la transmisión (se supone que todos los paquetes tienen la misma longitud). Si ahora requerimos que la transmisión de paquetes comience solo al comienzo de la ventana (el tiempo está ligado al satélite), obtendremos una ganancia doble en la eficiencia de usar el canal satelital, ya que las superposiciones se limitan a la longitud de una ventana (en lugar de dos, como en el sistema Aloha puro). Este sistema se denomina sistema síncrono Aloha (Fig. 2).

Figura 2.
Periodo de vulnerabilidad del sistema Aloha.

El tercer enfoque se basa en la reserva de ventanas de tiempo a solicitud del SE.

Los lectores familiarizados con los protocolos de acceso múltiple LAN apreciarán que este sistema Aloha es un precursor del protocolo Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA-CD) utilizado en redes Ethernet. La peculiaridad del protocolo CDMA-CD es la capacidad de detectar rápidamente conflictos (en micro e incluso nanosegundos) y detener instantáneamente la transmisión. Desafortunadamente, en los canales por satélite, debido al largo tiempo de propagación, es imposible detener rápidamente la transmisión de paquetes dañados intencionalmente.

Otra mejora del sistema Aloha es la priorización de ES de alta intensidad.

Segmento de tierra

En consecuencia, la principal ventaja de los sistemas satelitales es la capacidad de crear redes de comunicación que brinden nuevos servicios de comunicación o ampliar los antiguos, mientras que desde un punto de vista económico, la ventaja de la CCS es inversamente proporcional al costo de la ES.

Dependiendo del tipo, el ES tiene capacidad de transmisión y / o recepción. Como ya se señaló, prácticamente todas las funciones intelectuales en las redes de satélite se llevan a cabo en el AP. Entre ellos, la organización del acceso a redes satelitales y terrestres, multiplexación, modulación, procesamiento de señales y conversión de frecuencia. Observemos, finalmente, que la mayoría de los problemas en la transmisión por satélite los resuelve el equipo ES.

Actualmente, existen cuatro tipos de ZS. Los más complejos y costosos son los orientados a una alta intensidad de carga de usuarios con un rendimiento muy alto. Las estaciones de este tipo están destinadas a servir a poblaciones de usuarios que requieren líneas de comunicación de fibra óptica para garantizar el acceso normal al ES. Estos AP cuestan millones de dólares.

Las estaciones de capacidad media son eficientes para dar servicio a redes corporativas privadas. Los tamaños de tales redes de ES pueden ser muy diversos dependiendo de las aplicaciones implementadas (voz, video, transmisión de datos). Hay dos tipos de CCC corporativas.

Una CCC corporativa bien desarrollada con una gran inversión de capital generalmente admite servicios como videoconferencia, correo electrónico, transmisión de video, voz y datos. Todas las estaciones de dicha red tienen el mismo alto rendimiento y el costo de la estación alcanza el millón de dólares.

Un tipo de red corporativa menos costosa es el CCS de un gran número (hasta varios miles) de microterminales (VSAT - Very Small Aperture Terminal) conectados a un ES principal (MES - Master Earth Station). Estas redes generalmente se limitan a recibir / transmitir datos y recibir servicios de audio y video en forma digital. Los microterminales se comunican entre sí a través del tránsito con procesamiento a través del AP principal. La topología de tales redes tiene forma de estrella.

El cuarto tipo de ES está limitado por sus capacidades de recepción. Esta es la opción más económica para la estación, ya que su equipamiento está optimizado para la prestación de uno o más servicios específicos. Este ES puede enfocarse en recibir datos, señal de audio, video o sus combinaciones. La topología también tiene forma de estrella.

Consorcios internacionales en CCC

Intelsat

El primer satélite comercial, Early Bird, fue lanzado por Intelsat en abril de 1965. En junio de ese año, el satélite había comenzado oficialmente a transmitir más de 240 canales telefónicos, el equivalente a un canal de televisión en ancho de banda. Intelsat creció rápidamente hasta convertirse en el SSN más grande con 18 satélites sobre los océanos Atlántico, Índico y Pacífico. En la actualidad, los satélites base de Intelsat son los más potentes Intelsat VIII e Intelsat-K, significativamente superiores en sus características al primer Early Bird. Entonces, en comparación incluso con Intelsat VI, equipado con 48 transceptores, Intelsat VIII tiene 36 bandas C y 10 bandas Ku y admite cientos de miles de canales telefónicos. El precio de un satélite por canal ha bajado de $ 100 mil a varios miles, y el precio de un minuto de uso del canal por un suscriptor, que antes era de $ 10, ha bajado a $ 1. Poder paneles solares Intelsat VIII es de 4 kW, es decir aumentó en un 54% en comparación con Intelsat VI y, en consecuencia, 4 veces en comparación con Intelsat V.

Eutelsat

El moderno programa de tecnología Eutelsat se basa en los potentes satélites Eutelsat II y, en el futuro, a partir de 1998, se reorientará hacia los satélites Eutelsat III de tercera generación, que proporcionan capacidades operativas mejoradas y están destinados a utilizarse en la primera década del próximo siglo.

Inmarsat

Tendencias tecnológicas

Nuevos miembros se están uniendo activamente a las filas de grandes consorcios y organizaciones enfocadas en satélites geosincrónicos, que ofrecen servicios de redes móviles y utilizan sistemas de satélites de órbita terrestre baja (LEO - Low Earth Orbit). Los sistemas LEO, que están siendo desarrollados por varias empresas estadounidenses, utilizan una gran cantidad de satélites de luz en órbitas por debajo de los 2000 km para servicios de mensajería y voz, determinación de la ubicación y comunicaciones urgentes entre terminales móviles. A diferencia de las redes móviles celulares terrestres, en las que un abonado se mueve secuencialmente a través de pequeñas celdas adyacentes, en el sistema LEO dicha "celda" está limitada únicamente por el horizonte de la tierra. Los satélites de órbita baja reducen drásticamente la latencia en comparación con los sistemas orientados a órbitas de satélites geosincrónicos.

Uno de los proyectos LEO más ambiciosos es el sistema Iridium de Motorola, que incluye 66 satélites para proporcionar comunicaciones de voz radiotelefónicas bidireccionales. En principio, no existen obstáculos técnicos para el despliegue completo del sistema Iridium, sin embargo, el carácter global y la posibilidad de funcionar fuera de las redes telefónicas nacionales requieren un estudio preliminar y el establecimiento de las barreras regulatorias necesarias. Varias empresas, entre ellas Motorola, Nippon Iridium, Lockheed / Raytheon, Sprint y China Great Wall Industry, han realizado importantes inversiones en el proyecto Iridium.

Otros proyectos importantes de sistemas LEO incluyen Globalstar, Odyssey, Ellipso y Aries.

En conclusión, observamos que CCC se compara constante y celosamente con las redes de comunicación de fibra óptica. El despliegue de estas redes se está acelerando debido al rápido desarrollo tecnológico de las respectivas áreas de fibra óptica, lo que plantea la cuestión del destino de la CCS. Aconsejamos a los amantes de las comunicaciones por satélite que se mantengan optimistas: los SSS, como cabría esperar, están sujetos a transformaciones evolutivas / revolucionarias. Por ejemplo, el desarrollo y, lo que es más importante, la implementación de la codificación de concatenación (compuesta) reducen drásticamente la probabilidad de un error de bit no corregido, lo que, a su vez, nos permite superar el principal problema de CVS: niebla y lluvia. ¡Brrr! Efimushkin V.A. - Ph.D., jefe. el laboratorio de telecomunicaciones del Centro de Computación de la Universidad de la Amistad de los Pueblos de Rusia. Su dirección de correo electrónico:

La comunicación por satélite es uno de los tipos de comunicación por radio que se basa en el uso de satélites terrestres artificiales como repetidores. La comunicación por satélite se realiza entre estaciones terrenas, que pueden ser tanto fijas como móviles.

La comunicación por satélite es un desarrollo de la comunicación por relevo de radio tradicional al colocar un repetidor a una altura muy alta (de cientos a decenas de miles de kilómetros). Dado que la zona de su visibilidad en este caso es casi la mitad de la Tierra, no hay necesidad de una cadena de repetidores. Para la transmisión vía satélite, la señal debe estar modulada. La modulación se realiza en la estación terrena. La señal modulada se amplifica, se transfiere a la frecuencia deseada y se envía a la antena transmisora.

Las investigaciones en el campo de las comunicaciones civiles por satélite en los países occidentales comenzaron a aparecer en la segunda mitad de los años 50 del siglo XX. El ímpetu para ellos fue la creciente demanda de comunicaciones telefónicas transatlánticas. El primer satélite terrestre artificial se lanzó en la URSS en 1957, sin embargo, debido al programa espacial más cerrado, el desarrollo de las comunicaciones por satélite en los países socialistas fue diferente al de los países occidentales. Durante mucho tiempo, las comunicaciones por satélite se desarrollaron solo en interés del Ministerio de Defensa de la URSS. El desarrollo de las comunicaciones civiles por satélite comenzó con un acuerdo entre 9 países del bloque socialista sobre la creación del sistema de comunicaciones Intersputnik, que se firmó recién en 1971.

En los primeros años de investigación, se utilizaron repetidores satelitales pasivos, que eran un simple reflector de una señal de radio (a menudo una esfera de metal o polímero con un recubrimiento de metal), que no llevaba ningún equipo de transmisión y recepción a bordo. Estos satélites no se han generalizado. Todos los satélites de comunicaciones modernos están activos. Los repetidores activos están equipados con equipos electrónicos para la recepción, procesamiento, amplificación y retransmisión de señales. Los repetidores de satélite pueden ser regenerativos y no regenerativos. Un satélite no regenerativo, habiendo recibido una señal de una estación terrena, la transfiere a otra frecuencia, la amplifica y la transmite a otra estación terrena. El satélite puede utilizar varios canales independientes realizando estas operaciones, cada uno de los cuales trabaja con una determinada parte del espectro (estos canales de procesamiento se denominan transpondedores. El satélite regenerativo demodula la señal recibida y la modula de nuevo. Debido a esto, la corrección de errores se realiza dos veces: en el satélite y en el terreno receptor Las desventajas de este método son la complejidad (y por lo tanto el costo mucho más alto del satélite), así como el mayor retraso en la transmisión de la señal.

Órbitas de satélites de comunicación:

Las órbitas en las que se encuentran los transpondedores de satélite se dividen en tres clases:

1 - ecuatorial, 2 - oblicuo, 3 - polar

Un tipo importante de órbita ecuatorial es la órbita geoestacionaria, en la que el satélite gira con una velocidad angular igual a la velocidad angular de la Tierra, en una dirección que coincide con la dirección de rotación de la Tierra. La ventaja obvia de la órbita geoestacionaria es que el receptor en el área de servicio "ve" el satélite todo el tiempo. Sin embargo, solo hay una órbita geoestacionaria y es imposible lanzar todos los satélites a ella. Su otra desventaja es su gran altitud, y de ahí el alto costo de poner un satélite en órbita. Además, un satélite en órbita geoestacionaria no puede dar servicio a estaciones terrenas en la región circumpolar.

Una órbita inclinada puede resolver estos problemas, sin embargo, debido al movimiento del satélite en relación con el observador terrestre, es necesario lanzar al menos tres satélites en una órbita para proporcionar acceso a las comunicaciones las 24 horas del día.

Órbita polar: el caso límite de inclinación

Cuando se utilizan órbitas inclinadas, las estaciones terrenas están equipadas con sistemas de seguimiento que apuntan la antena al satélite. Las estaciones que funcionan con satélites en órbita geoestacionaria también suelen estar equipadas con dichos sistemas para compensar las desviaciones de la órbita geoestacionaria ideal. La excepción son las antenas pequeñas que se utilizan para recibir televisión por satélite: su patrón de radiación es lo suficientemente amplio, por lo que no detectan las vibraciones del satélite cerca del punto ideal. Una característica de la mayoría de los sistemas de comunicación por satélite móviles es el pequeño tamaño de la antena del terminal, que dificulta la recepción de la señal.

Un esquema típico para organizar servicios de comunicaciones por satélite es el siguiente:

• - el operador del segmento de satélites crea un satélite de comunicaciones por cuenta propia, realiza un pedido de fabricación de un satélite a uno de los fabricantes de satélites y realiza su lanzamiento y mantenimiento. Después de poner el satélite en órbita, el operador del segmento de satélite comienza a proporcionar servicios para arrendar el recurso de frecuencia del satélite de retransmisión a las empresas de servicios de comunicación por satélite.
• - un operador de servicios de comunicaciones por satélite concluye un acuerdo con un operador de segmento de satélites para el uso (arrendamiento) de capacidades en un satélite de comunicaciones, utilizándolo como repetidor con una gran área de servicio. Un operador de servicios de comunicaciones por satélite construye la infraestructura terrestre de su red sobre una determinada plataforma tecnológica producida por las empresas que fabrican equipos terrestres para comunicaciones por satélite.

Esferas de aplicación de las comunicaciones por satélite:

• - Backbone de comunicaciones por satélite: inicialmente, el surgimiento de las comunicaciones por satélite estuvo dictado por la necesidad de transferir grandes cantidades de información. El primer sistema de comunicaciones por satélite fue el sistema Intelsat, luego se crearon organizaciones regionales similares (Eutelsat, Arabsat y otras). Con el tiempo, la participación de la transmisión de voz en el volumen total del tráfico troncal ha ido disminuyendo de manera constante, dando paso a la transmisión de datos. Con el desarrollo de las redes de fibra óptica, estas últimas comenzaron a desplazar las comunicaciones por satélite del mercado de las comunicaciones troncales.
• - Sistemas VSAT: los sistemas VSAT (Very Small Aperture Terminal) brindan servicios de comunicación por satélite a los clientes (generalmente pequeñas organizaciones), que no requieren un gran ancho de banda. La tasa de transferencia de datos para un terminal VSAT generalmente no excede los 2048 kbps. Las palabras "apertura muy pequeña" se refieren al tamaño de las antenas terminales en comparación con las antenas más antiguas para sistemas de comunicaciones troncales. Los VSAT que operan en la banda C generalmente usan antenas con un diámetro de 1.8-2.4 m, en la banda Ku - 0.75-1.8 m. Los sistemas VSAT usan tecnología de canal bajo demanda.
• - Sistemas móviles por satélite: una característica de la mayoría de los sistemas móviles por satélite es el pequeño tamaño de la antena del terminal, lo que dificulta la recepción de la señal.

Principios de comunicación por satélite VSAT:

Una organización típica de red de satélites VSAT es la siguiente:

• - relé de satélite situado en órbita (satélite de comunicación)
• - centro de control de red (NCC) del operador de red VSAT, que da servicio al equipo de toda la red a través de un satélite de comunicación
• - equipos (módems o terminales satelitales) ubicados en el lado del cliente e interactuando con el mundo exterior o entre sí a través del HUB de la empresa operadora VSAT de acuerdo con la topología de la red

El elemento principal de la red VSAT de satélite es el NCC. Es el Centro de Control de Red que brinda acceso a los equipos del cliente desde Internet, la red telefónica pública, otros terminales de la red VSAT e implementa el intercambio de tráfico dentro de la red corporativa del cliente. NCC tiene una conexión de banda ancha a los canales de comunicación troncal proporcionados por los operadores troncales y proporciona transferencia de información desde un terminal VSAT remoto a mundo externo... El NCC está equipado con un potente complejo de recepción y transmisión que transmite todos los flujos de información de la red a un satélite de comunicaciones. El NCC incluye equipos de formación de canales (antena de transmisión y recepción de satélite, transceptores, etc.) y HUB (centro de procesamiento y conmutación de toda la información en la red VSAT)

Tecnologías utilizadas en comunicaciones por satélite:

uso múltiple de frecuencias en comunicaciones por satélite:

Dado que las frecuencias de radio son un recurso limitado, es necesario asegurarse de que las mismas frecuencias puedan ser utilizadas por diferentes estaciones terrenas. Esto se puede hacer de dos maneras:

separación espacial: cada antena de satélite solo capta una señal de un área específica y diferentes áreas pueden usar las mismas frecuencias.

separación de polarización - varias antenas recibir y transmitir una señal en planos de polarización mutuamente perpendiculares, mientras que las mismas frecuencias se pueden utilizar dos veces (para cada uno de los planos).

rangos de frecuencia:

La elección de la frecuencia para la transmisión de datos de una estación terrena a un satélite y de un satélite a la estación terrena no es arbitraria. La frecuencia afecta, por ejemplo, la absorción de ondas de radio en la atmósfera, así como las dimensiones requeridas de las antenas transmisora \u200b\u200by receptora. Las frecuencias a las que se produce la transmisión de una estación terrena a un satélite difieren de las frecuencias utilizadas para la transmisión de un satélite a la estación terrena (normalmente la anterior). Las frecuencias utilizadas en las comunicaciones por satélite se dividen en rangos designados por letras:

La banda Ku permite la recepción con antenas relativamente pequeñas y, por lo tanto, se utiliza en televisión por satélite (DVB), a pesar de que las condiciones meteorológicas en esta banda tienen un impacto significativo en la calidad de transmisión. Para la transmisión de datos por parte de grandes usuarios (organizaciones), a menudo se utiliza la banda C. Esto proporciona una mejor recepción, pero requiere una antena bastante grande.

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Introducción

1. Desarrollo de una red de comunicaciones por satélite

2. El estado actual de la red de comunicaciones por satélite

3. Sistema de comunicaciones por satélite

4. Aplicación de las comunicaciones por satélite

5. Tecnología VSAT

6. Sistema mundial de comunicaciones por satélite Globalstar

Conclusión

Introducción

Las realidades modernas ya hablan de la inevitabilidad de reemplazar los teléfonos móviles convencionales y, además, los teléfonos fijos por comunicaciones por satélite. Las últimas tecnologías de comunicación por satélite ofrecen soluciones técnicas eficaces y rentables para el desarrollo tanto de todos los servicios de comunicación disponibles como de las redes de transmisión directa de audio y televisión.

Gracias a los logros sobresalientes en el campo de la microelectrónica, los teléfonos satelitales se han vuelto tan compactos y confiables en su uso que satisfacen toda la demanda de diversos grupos de usuarios, y el servicio de alquiler de dispositivos satelitales es uno de los servicios más demandados en el mercado moderno de las comunicaciones satelitales. Perspectivas de desarrollo significativas, ventajas obvias sobre otras telefonía, confiabilidad y comunicación ininterrumpida garantizada: todo esto se trata de teléfonos satelitales.

Hoy en día, la comunicación por satélite es la única solución rentable para proporcionar servicios de comunicación a los abonados en áreas con baja densidad de población, lo que está confirmado por varios estudios económicos. El satélite es la única solución técnicamente viable y rentable si la densidad de población es inferior a 1,5 personas / km2.

La comunicación por satélite tiene las ventajas más importantes necesarias para construir redes de telecomunicaciones a gran escala. En primer lugar, se puede utilizar para formar rápidamente una infraestructura de red que cubra un área grande y no dependa de la presencia o el estado de los canales de comunicación terrestres. En segundo lugar, el uso de tecnologías modernas de acceso al recurso de repetidores satelitales y la capacidad de entregar información a un número casi ilimitado de consumidores simultáneamente reducen significativamente el costo de operación de la red. Estas ventajas de las comunicaciones por satélite la hacen muy atractiva y altamente eficiente incluso en regiones con telecomunicaciones terrestres bien desarrolladas.

Los pronósticos preliminares del desarrollo de los sistemas personales de comunicación por satélite muestran que a principios del siglo XXI, el número de suscriptores ascendía a aproximadamente 1 millón, y durante la próxima década, 3 millones. Actualmente el número de usuarios sistema de satélite Inmarsat es 40 mil.

En los últimos años, se han introducido cada vez más en Rusia tipos y medios de comunicación modernos. Pero, si un radioteléfono celular ya se ha familiarizado, entonces un dispositivo de comunicación por satélite personal (terminal de satélite) sigue siendo una rareza. El análisis del desarrollo de tales medios de comunicación muestra que en un futuro próximo seremos testigos del uso diario de los sistemas personales de comunicación por satélite (PCS).

Se acerca el momento de la integración de los sistemas terrestres y de satélite en un sistema de comunicación global. La comunicación personal será posible a escala global, es decir, el alcance del suscriptor en cualquier parte del mundo estará asegurado marcando su número de teléfono, independientemente de la ubicación del suscriptor. Pero antes de que esto se convierta en una realidad, los sistemas de comunicaciones por satélite deberán superar con éxito las pruebas y confirmar las características técnicas declaradas e indicadores económicos y el proceso de operación comercial. En cuanto a los consumidores, hacer buena elección, tendrán que aprender a navegar bien muchas oraciones.

Objetivos del proyecto:

1. Estudie la historia del sistema de comunicaciones por satélite.

2. Conocer las peculiaridades y perspectivas de desarrollo y diseño de las comunicaciones por satélite.

3. Obtenga información sobre las comunicaciones por satélite modernas.

Objetivos del proyecto:

1. Analizar el desarrollo de un sistema de comunicaciones por satélite en todas sus etapas.

2. Obtenga una comprensión completa de las comunicaciones por satélite modernas.

1. Desarrollo de una red de comunicaciones por satélite

A finales de 1945, el mundo vio un pequeño artículo científico dedicado a las posibilidades teóricas de mejorar la comunicación (principalmente, la distancia entre el receptor y el transmisor) elevando la antena a la altura máxima. El uso de satélites artificiales como repetidores de señales de radio se hizo posible gracias a la teoría del científico inglés Arthur Clarke, quien publicó un artículo titulado "Repetidores extraterrestres" en 1945. De hecho, previó una nueva ronda en la evolución de las comunicaciones por relevo de radio, proponiendo llevar los repetidores a la altura máxima disponible.

Los científicos estadounidenses se interesaron por la investigación teórica, quienes vieron en el artículo muchas ventajas de un nuevo tipo de comunicación:

ya no es necesario construir una cadena de repetidores terrestres;

un satélite es suficiente para proporcionar una gran área de cobertura;

la capacidad de transmitir una señal de radio a cualquier parte del planeta, independientemente de la disponibilidad de infraestructura de telecomunicaciones.

Como resultado, a partir de la segunda mitad del siglo pasado, se inició la investigación práctica y la formación de una red de comunicaciones por satélite en todo el mundo. Con el aumento del número de repetidores en órbita, se introdujeron nuevas tecnologías y se mejoró el equipo para comunicaciones por satélite. Ahora, este método de intercambio de información está disponible no solo para grandes corporaciones y compañías militares, sino también para individuos.

El desarrollo de los sistemas de comunicación por satélite comenzó con el lanzamiento del primer Echo-1 (repetidor pasivo en forma de esfera metalizada) al espacio en agosto de 1960. Posteriormente, se desarrollaron estándares clave de comunicación por satélite (bandas de frecuencias operativas) y se utilizan ampliamente en todo el mundo.

La historia del desarrollo de las comunicaciones por satélite y los principales tipos de comunicaciones.

Yhistoria de desarrollo CviajeroDESDEsistemasDESDEligadura tiene cinco etapas:

1957-1965 El período preparatorio, que comenzó en octubre de 1957 después del lanzamiento por parte de la Unión Soviética del primer satélite terrestre artificial del mundo, y un mes después, y el segundo. Esto sucedió en medio de la Guerra Fría y la rápida carrera armamentista, por lo que, naturalmente, las tecnologías satelitales se convirtieron principalmente en propiedad de los militares. La etapa en estudio se caracteriza por el lanzamiento de los primeros satélites experimentales, incluidos los satélites de comunicación, que se lanzaron predominantemente a órbitas terrestres bajas.

El primer satélite de retransmisión geoestacionario, TKLSTAR, se creó en interés del Ejército de los EE. UU. Y se puso en órbita en julio de 1962. Durante el mismo período, se desarrolló la serie SYN-COM (Synchronous Communications Satellite) de satélites de comunicaciones militares de EE. UU.

Bienio 1965-1973 El período de desarrollo de la CAC global basada en repetidores geoestacionarios. El año 1965 estuvo marcado por el lanzamiento en abril del SR INTELSAT-1 geoestacionario, que marcó el inicio del uso comercial de las comunicaciones por satélite. Los primeros satélites de la serie INTELSAT proporcionaron comunicaciones transcontinentales y apoyaron principalmente enlaces troncales entre un pequeño número de estaciones terrenas de puerta de enlace nacionales, proporcionando una interfaz para las redes terrestres públicas nacionales.

Los canales troncales proporcionaban conexiones a través de las cuales se proporcionaba tráfico telefónico, señales de televisión y comunicaciones por télex. En general, CCC Intelsat complementó y respaldó las líneas de comunicación por cable transcontinentales submarinas existentes en ese momento.

1973-1982 Etapa de amplia difusión de la CAC regional y nacional. En esta etapa del desarrollo histórico de la CCC, se creó la organización internacional Inmarsat, que desplegó la red de comunicación global Inmarsat, cuyo principal objetivo era proporcionar comunicación con los buques de navegación marítima. Posteriormente, Inmarsat amplió sus servicios a todo tipo de usuarios móviles.

1982-1990 Período de rápido desarrollo y expansión de pequeñas terminales terrestres. En la década de 1980, los avances en la tecnología de elementos clave de la CCS, así como las reformas para liberalizar y desmonopolizar la industria de las comunicaciones en varios países, permitieron el uso de canales satelitales en las redes de comunicaciones empresariales corporativas, denominadas VSAT.

Las redes VSAT permitieron instalar estaciones terrenas compactas de comunicaciones por satélite en las inmediaciones de las oficinas de los usuarios, resolviendo así el problema de la “última milla” para un gran número de usuarios corporativos, creando las condiciones para un intercambio de información cómodo y eficiente y aliviando la carga de las redes terrestres públicas. comunicación.

Desde la primera mitad de la década de los 90, CCS entró en una nueva etapa cuantitativa y cualitativamente de su desarrollo.

Un gran número de redes de comunicaciones por satélite mundiales y regionales estaban en funcionamiento, en producción o en diseño. La tecnología de las comunicaciones por satélite se ha convertido en un área de gran interés y actividad empresarial. Durante este período de tiempo, ha habido un crecimiento explosivo en la velocidad de los microprocesadores de propósito general y el volumen de los dispositivos de memoria semiconductores, al tiempo que se aumenta la confiabilidad y se reduce el consumo de energía y el costo de estos componentes.

Tipos básicos de comunicación

Dado el amplio campo de aplicación, destacaré los tipos de comunicación más comunes que se utilizan actualmente en nuestro país y en todo el mundo:

relé de radio;

alta frecuencia;

gastos de envío;

satélite;

óptico;

sala de control.

Cada tipo tiene su propia tecnología y un conjunto de equipos necesarios para su pleno funcionamiento. Consideraré estas categorías con más detalle.

Comunicación vía satélite

La historia de las comunicaciones por satélite comienza a finales de 1945, cuando científicos británicos desarrollaron la teoría de la transmisión de una señal de radioenlace a través de repetidores, que se ubicarán a gran altura (órbita geoestacionaria). Los primeros satélites artificiales comenzaron a lanzarse en 1957.

Las ventajas de este tipo de comunicación son obvias:

el número mínimo de repetidores (en la práctica, uno o dos satélites son suficientes para garantizar una comunicación de alta calidad);

mejora de las características básicas de la señal (ausencia de interferencias, aumento de la distancia de transmisión, mejora de la calidad);

aumento del área de cobertura.

Hoy en día, los equipos de comunicación por satélite son un complejo complejo que consta no solo de repetidores orbitales, sino también estaciones base terrestres ubicadas en diferentes partes del planeta.

2.El estado actual de la red de comunicaciones por satélite

De los muchos proyectos comerciales del SMS (satélite móvil) por debajo de 1 GHz, se ha implementado uno, Orbcomm, que incluye 30 satélites no geoestacionarios (no OSG) que proporcionan cobertura terrestre.

Debido al uso de bandas de frecuencia relativamente bajas, el sistema permite proporcionar servicios de transmisión de datos a baja velocidad a dispositivos de abonado sencillos y baratos, como servicios de correo electrónico, radiobúsqueda bidireccional y servicios de control remoto. Los principales usuarios de Orbcomm son las empresas de transporte, para las cuales este sistema proporciona una solución rentable para monitorear y administrar el transporte de carga.

El operador más famoso del mercado MSS es Inmarsat. El mercado ofrece alrededor de 30 tipos de dispositivos de abonado, tanto portátiles como móviles: para uso terrestre, marítimo y aéreo, que brindan transmisión de voz, fax y datos a velocidades de 600 bps a 64 kbps. Tres sistemas MSS compiten por Inmarsat, en particular Globalstar, Iridium y Thuraya.

Los dos primeros proporcionan una cobertura casi completa de la superficie terrestre mediante el uso de grandes constelaciones, respectivamente, que constan de 40 y 79 satélites no OSG. Pre Thuraya se globalizó en 2007 con el lanzamiento de un tercer satélite geoestacionario (OSG) para cubrir las Américas, donde actualmente no está disponible. Los tres sistemas brindan telefonía y servicios de datos de baja velocidad a receptores comparables en peso y tamaño a los teléfonos móviles GSM.

El desarrollo de los sistemas de comunicaciones por satélite juega un papel importante en la formación de un único espacio de información en el territorio del estado y está estrechamente relacionado con los programas federales para eliminar la desigualdad digital, el desarrollo de infraestructura a nivel nacional y proyectos sociales. Los programas de destino federal más importantes en el territorio de la Federación de Rusia son los proyectos sobre "Desarrollo de la radiodifusión por televisión y radio" y "Eliminación de la desigualdad digital". Las principales tareas de los proyectos son el desarrollo de la televisión digital terrestre, las redes de comunicación, los sistemas de acceso masivo de banda ancha a las redes globales de información y la prestación de servicios multiservicio en móviles y objetos móviles. Además de los proyectos federales, el desarrollo de sistemas de comunicación por satélite brinda nuevas oportunidades para resolver los problemas del mercado corporativo. Los campos de aplicación de las tecnologías de satélite y varios sistemas de comunicaciones por satélite se expanden rápidamente cada año.

Uno de los factores clave en el desarrollo exitoso de tecnologías satelitales en Rusia es la implementación del Programa de Desarrollo para una constelación orbital de satélites de comunicaciones y radiodifusión para fines civiles, incluidos satélites en órbitas altamente elípticas.

Desarrollo de sistemas de comunicación por satélite

Los principales impulsores del desarrollo de la industria de las comunicaciones por satélite en Rusia en la actualidad son:

lanzamiento de redes en la banda Ka (en los satélites rusos "EXPRES-AM5", "EXPRES-AM6"),

desarrollo activo del segmento de comunicaciones móviles y móviles en diversas plataformas de transporte,

entrada de operadores de satélites en el mercado masivo,

desarrollo de soluciones para la organización de canales troncales para redes celulares en las aplicaciones de banda Ka y M2M.

Una tendencia general en el mercado mundial de servicios satelitales es el rápido crecimiento de las tasas de transmisión de datos provistas en recursos satelitales, que cumple con los requisitos básicos de las aplicaciones multimedia modernas y cumple con el desarrollo de software y el crecimiento de los volúmenes de transmisión de datos en los segmentos corporativo y privado.

En las redes de comunicación satelital que operan en banda Ka, el mayor interés está asociado con el desarrollo de servicios para el segmento privado y corporativo en el contexto de una disminución en el costo de capacidad satelital implementada en satélites de banda Ka con alto ancho de banda (High-Throughput Satellite - HTS).

Uso de sistemas de comunicación por satélite

Los sistemas de comunicación por satélite están diseñados para satisfacer las necesidades de comunicación y acceso a Internet por satélite en cualquier parte del mundo. Son necesarios donde se requiere una mayor confiabilidad y tolerancia a fallas, y se utilizan para la transmisión de datos de alta velocidad al organizar comunicaciones telefónicas multicanal.

Los sistemas de comunicación especializados tienen una serie de ventajas, pero la clave es la capacidad de implementar telefonía de alta calidad fuera de las áreas de cobertura de las estaciones celulares.

Estos sistemas de comunicación permiten trabajar desde fuente de alimentación autónoma durante mucho tiempo y estando en modo de espera de llamada, esto se debe al bajo rendimiento energético del equipo de usuario, al peso ligero y a una antena omnidireccional.

Actualmente, existen muchos sistemas de comunicación por satélite diferentes. Todos tienen sus pros y sus contras. Además, cada fabricante ofrece a los usuarios un conjunto individual de servicios (Internet, fax, télex), define un conjunto de funciones para cada área de cobertura y también calcula el costo de los equipos satelitales y los servicios de comunicación. En Rusia, las claves son: Inmarsat, Iridium y Thuraya.

Ámbito de uso de los SSS (Sistemas de Comunicación por Satélite): navegación, ministerios y departamentos, órganos de gobierno de las estructuras e instituciones estatales, Ministerio de Situaciones de Emergencia y unidades de salvamento.

Inmarsat

El primer sistema de comunicaciones móviles por satélite del mundo que ofrece una gama completa de servicios modernos a usuarios de todo el mundo: en el mar, en tierra y en el aire.

El sistema de comunicación por satélite Inmarsat tiene una serie de ventajas:

área de cobertura: todo el territorio del mundo, excepto las regiones polares

calidad de los servicios prestados

confidencialidad

accesorios adicionales (kits de coche, faxes, etc.)

llamadas entrantes gratis

disponibilidad en la aplicación

sistema en línea para verificar el estado de la cuenta (facturación)

alto nivel de confianza entre los usuarios, probado en el tiempo (más de 25 años de existencia y 210 mil usuarios en todo el mundo)

Los principales servicios del sistema de comunicaciones por satélite Inmarsat:

Correo electrónico

Transmisión de datos (incluida alta velocidad)

Télex (para algunos estándares)

Iridio

El primer sistema mundial de comunicaciones por satélite del mundo que funciona en cualquier parte del mundo, incluidos los polos sur y norte. El fabricante ofrece un servicio integral disponible para los negocios y la vida en cualquier momento del día.

El sistema de comunicaciones por satélite Iridium tiene varias ventajas:

área de cobertura: todo el territorio del mundo

planes de tarifas bajas

llamadas entrantes gratis

Los principales servicios del sistema de comunicaciones por satélite Iridium:

Transferencia de datos

Paginación

Thuraya

Operador de satélite que brinda servicio en el 35% del mundo. Servicios implementados en este sistema: terminales vía satélite y GSM, así como teléfonos públicos vía satélite. Comunicación móvil económica para la libertad de comunicación y movimiento.

El sistema de comunicación por satélite Thuraya tiene varias ventajas:

tamaño compacto

la capacidad de cambiar entre comunicaciones por satélite y celulares automáticamente

bajo costo de servicios y aparatos telefónicos

llamadas entrantes gratis

Los principales servicios del sistema de comunicación por satélite Thuraya:

Correo electrónico

Transferencia de datos

3.sistema de comunicación por satélite

Repetidores de satélite

Para los primeros años de investigación, se utilizaron repetidores satelitales pasivos (ejemplos son los satélites Echo y Echo-2), que eran un simple reflector de señales de radio (a menudo una esfera de metal o polímero con pulverización catódica de metal) que no llevaba ningún equipo de transmisión a bordo. Estos satélites no se han generalizado.

Órbitas de repetidores de satélite

Las órbitas en las que se encuentran los transpondedores de satélite se dividen en tres clases:

Ecuatorial

Inclinado

Polar

Un tipo importante de órbita ecuatorial es la órbita geoestacionaria, en la que el satélite gira con una velocidad angular igual a la velocidad angular de la Tierra, en la dirección que coincide con la dirección de rotación de la Tierra.

Una órbita inclinada puede resolver estos problemas, sin embargo, debido al movimiento del satélite en relación con el observador terrestre, es necesario lanzar al menos tres satélites en una órbita para proporcionar acceso a las comunicaciones las 24 horas del día.

Polar: una órbita que tiene una inclinación de la órbita al plano ecuatorial de noventa grados.

4.sistema VSAT

Entre las tecnologías de satélite, el desarrollo de las tecnologías de comunicación por satélite VSAT (Very Small Aperture Terminal) atrae una atención especial.

El equipo VSAT se puede utilizar para construir redes multiservicioproporcionando casi todos los servicios de comunicación modernos: acceso a Internet; comunicación telefónica; combinar redes locales (construir redes VPN); transmisión de información de audio y video; reserva de canales de comunicación existentes; recopilación, seguimiento y control remoto instalaciones industriales y mucho mas.

Un poco de historia. El desarrollo de las redes VSAT comienza con el lanzamiento del primer satélite de comunicaciones. A fines de la década de 1960, en el curso de experimentos con el satélite ATC-1, se creó una red experimental, que consta de 25 estaciones terrestres, comunicaciones telefónicas por satélite en Alaska. Linkabit, uno de los primeros en desarrollar VSAT de banda Ku, se fusionó con M / A-COM, que más tarde se convirtió en un proveedor líder de equipos VSAT. Hughes Communications adquirió la división de M / A-COM, transformándola en Hughes Network Systems. Actualmente, Hughes Network Systems es el principal proveedor mundial de comunicaciones por satélite de banda ancha. La red de comunicaciones por satélite basada en VSAT incluye tres elementos clave: estación de control central (NCC), retransmisión por satélite y terminales VSAT de abonado.

Satélite repetidor

Las redes VSAT se basan en satélites de retransmisión geoestacionarios. Las características más importantes de un satélite son la potencia de los transmisores a bordo y el número de canales de radiofrecuencia (troncales o transpondedores) en él. La troncal estándar tiene un ancho de banda de 36 MHz, que corresponde a un ancho de banda máximo de aproximadamente 40 Mbps. En promedio, la potencia de los transmisores varía de 20 a 100 vatios. En Rusia, los satélites de comunicación y transmisión de Yamal pueden citarse como ejemplos de satélites de retransmisión. Están destinados al desarrollo del segmento espacial de OJSC Gazkom y se instalaron en posiciones orbitales 49 ° E. d. y 90 ° este. etc.

Terminales VSAT de abonado

El terminal de abonado VSAT es una pequeña estación de comunicación por satélite con una antena de 0,9 a 2,4 m de diámetro, diseñada principalmente para el intercambio de datos fiable a través de canales por satélite. La estación consta de un dispositivo alimentador de antena, una unidad de radiofrecuencia externa externa y una unidad interna (módem satelital). La unidad exterior es un pequeño transceptor o simplemente un receptor. La unidad interior conecta el canal de satélite con el equipo terminal del usuario (computadora, servidor LAN, teléfono, fax, etc.)

5.Tecnología VSAT

Hay dos tipos principales de acceso a un canal de satélite: bidireccional (dúplex) y unidireccional (simplex, asimétrico o combinado).

Al organizar el acceso unidireccional, junto con el equipo satelital, se utiliza necesariamente un canal de comunicación terrestre (línea telefónica, fibra óptica, redes celulares, radio Ethernet), que se utiliza como canal de solicitud (también llamado canal de retorno).

Esquema de acceso unidireccional utilizando tarjeta DVB y línea telefónica como canal de retorno.

Esquema de acceso bidireccional utilizando equipo HughesNet (Hughes Network Systems).

Hoy en día existen varios operadores de red VSAT importantes en Rusia, que prestan servicio a unas 80.000 estaciones VSAT. El 33% de estas terminales están ubicadas en el Distrito Federal Central, el 13% cada una - en los Distritos Federales de Siberia y Ural, el 11% - en el Lejano Oriente y el 5-8% cada una - en otros distritos federales. Entre los mayores operadores, cabe destacar:

6.Sistema de comunicaciones por satélite Globalstar

En Rusia, el operador del sistema de comunicaciones por satélite Globalstar es la sociedad anónima cerrada GlobalTel. Como proveedor exclusivo de servicios globales de comunicaciones móviles por satélite para el sistema Globalstar, CJSC GlobalTel ofrece servicios de comunicaciones en toda la Federación de Rusia. Gracias a la creación de CJSC GlobalTel, los residentes de Rusia tienen una oportunidad más de comunicarse vía satélite desde cualquier lugar de Rusia con casi cualquier parte del mundo.

El sistema Globalstar proporciona comunicaciones por satélite de alta calidad a sus suscriptores utilizando 48 satélites LEO de trabajo y 8 de repuesto ubicados a una altitud de 1410 km. (876 millas) de la superficie de la Tierra. El sistema proporciona una cobertura global de casi toda la superficie del globo entre los 700 de latitud norte y sur con una expansión de hasta 740.Los satélites pueden recibir señales hasta el 80% de la superficie terrestre, es decir, desde casi cualquier parte del mundo con excepción de las regiones polares y algunas zonas de la parte central de los océanos. ... Los satélites del sistema son simples y confiables.

Aplicaciones del sistema Globalstar

El sistema Globalstar está diseñado para proporcionar servicios satelitales de alta calidad para una amplia gama de usuarios, que incluyen: comunicación de voz, servicio de mensajes cortos, roaming, posicionamiento, fax, transmisión de datos, Internet móvil.

Los suscriptores que utilizan dispositivos portátiles y móviles pueden ser empresas y particulares que trabajan en áreas que no están cubiertas por redes celulares, o cuyo trabajo específico implica frecuentes viajes de negocios a lugares donde no hay conexión o una conexión de mala calidad.

El sistema está diseñado para un amplio consumidor: representantes de los medios de comunicación, geólogos, trabajadores de la extracción y procesamiento de petróleo y gas, metales preciosos, ingenieros civiles, ingenieros de energía. Los empleados de las estructuras estatales rusas: ministerios y departamentos (por ejemplo, el Ministerio de Situaciones de Emergencia) pueden utilizar activamente las comunicaciones por satélite en sus actividades. Los kits especiales para la instalación en vehículos pueden ser efectivos para su uso en vehículos comerciales, pesca y otros tipos de embarcaciones marítimas y fluviales, transporte ferroviario, etc.

comunicaciones por satélite móvil global

7. Sistemas de comunicaciones móviles por satélite

Una característica de la mayoría de los sistemas de comunicación por satélite móviles es el pequeño tamaño de la antena del terminal, que dificulta la recepción de la señal. Para que la intensidad de la señal que llega al receptor sea suficiente, se aplica una de dos soluciones:

· Los satélites están en órbita geoestacionaria. Dado que esta órbita está a una distancia de 35.786 km de la Tierra, se debe instalar un potente transmisor en el satélite. Este enfoque es utilizado por el sistema Inmarsat (cuya tarea principal es proporcionar servicios de comunicación a los barcos) y algunos operadores regionales de satélites personales (por ejemplo, Thuraya).

Internet satelital

Internet por satélite es un método para proporcionar acceso a Internet mediante tecnologías de comunicación por satélite (generalmente en el estándar DVB-S o DVB-S2).

Opciones de acceso

Hay dos formas de intercambiar datos vía satélite:

unidireccional, a veces también llamado "asimétrico": cuando se utiliza un canal de satélite para recibir datos y los canales terrestres disponibles para transmitir

bidireccional, a veces también llamado "simétrico", cuando los canales por satélite se utilizan tanto para la recepción como para la transmisión;

Internet satelital unidireccional

Internet satelital unidireccional significa que el usuario tiene algún método existente para conectarse a Internet. Por regla general, se trata de un canal lento y / o caro (GPRS / EDGE, conexión ADSL donde los servicios de acceso a Internet están poco desarrollados y son limitados en velocidad, etc.). Solo las solicitudes a Internet se transmiten a través de este canal.

Internet satelital bidireccional

Internet satelital bidireccional significa recibir datos de un satélite y enviarlos también por satélite. Este método es de muy alta calidad, ya que le permite alcanzar altas velocidades durante la transmisión y el envío, pero es bastante costoso y requiere obtener permiso para equipos de transmisión de radio (sin embargo, el proveedor a menudo se hace cargo de este último). El alto costo de la Internet bidireccional resulta estar plenamente justificado debido principalmente a una comunicación mucho más confiable. A diferencia del acceso unidireccional, Internet satelital bidireccional no necesita recursos adicionales (aparte de la fuente de alimentación, por supuesto).

La peculiaridad del acceso a Internet por satélite "bidireccional" es un retraso suficientemente grande en el canal de comunicación. Hasta que la señal llegue al abonado al satélite y desde el satélite a la Estación Central de Comunicaciones por Satélite, tardará unos 250 ms. Se necesita la misma cantidad para el viaje de regreso. Más los inevitables retrasos en el procesamiento de la señal y para pasar por "Internet". Como resultado, el tiempo de ping en un canal de satélite bidireccional es de aproximadamente 600 ms o más. Esto impone algunos detalles sobre el funcionamiento de las aplicaciones a través de Internet satelital y es especialmente frustrante para los jugadores ávidos.

Otra característica es que los equipos de diferentes fabricantes son prácticamente incompatibles entre sí. Es decir, si ha seleccionado un operador que trabaja en un determinado tipo de equipo (por ejemplo, ViaSat, Hughes, Gilat EMS, Shiron, etc.), solo puede cambiar a un operador que utilice el mismo equipo. Un intento de implementar la compatibilidad de equipos de diferentes fabricantes (estándar DVB-RCS) fue apoyado por un número muy pequeño de empresas, y hoy en día es más una tecnología “privada” que un estándar generalmente aceptado.

Equipo para Internet satelital unidireccional

8. Desventajas de las comunicaciones por satélite

Inmunidad al ruido débil

Las enormes distancias entre las estaciones terrenas y un satélite hacen que la relación señal / ruido en el receptor sea muy baja (mucho menor que en la mayoría de los enlaces de microondas). Para proporcionar una probabilidad de error aceptable en estas condiciones, es necesario utilizar antenas grandes, elementos de bajo ruido y códigos complejos de corrección de errores. Este problema es especialmente agudo en los sistemas de comunicaciones móviles, ya que tienen restricciones en el tamaño de la antena y, por regla general, en la potencia del transmisor.

Influencia de la atmósfera

La calidad de las comunicaciones por satélite está fuertemente influenciada por los efectos en la troposfera y la ionosfera.

Absorción troposférica

La absorción de una señal por la atmósfera depende de su frecuencia. Los máximos de absorción están en 22,3 GHz (resonancia de vapor de agua) y 60 GHz (resonancia de oxígeno). En general, la absorción afecta significativamente la propagación de señales por encima de 10 GHz (es decir, a partir de la banda Ku). Además de la absorción, durante la propagación de las ondas de radio en la atmósfera, hay un efecto de desvanecimiento, que es causado por la diferencia en los índices de refracción de diferentes capas de la atmósfera.

Efectos ionosféricos

Retardo de propagación de la señal

El problema del retraso en la propagación de la señal, de una forma u otra, afecta a todos los sistemas de comunicación por satélite. Los sistemas que utilizan un transpondedor de satélite en órbita geoestacionaria tienen la latencia más alta. En este caso, el retardo debido a la velocidad de propagación finita de las ondas de radio es de aproximadamente 250 ms, y teniendo en cuenta los retardos de multiplexación, conmutación y procesamiento de señales, el retardo total puede ser de hasta 400 ms. El retardo de propagación es más indeseable en aplicaciones en tiempo real como la telefonía. Además, si el tiempo de propagación de la señal por el canal de comunicación por satélite es de 250 ms, la diferencia de tiempo entre las réplicas de los abonados no puede ser inferior a 500 ms. En algunos sistemas (por ejemplo, sistemas VSAT que utilizan topología en estrella), la señal se transmite dos veces a través del enlace satelital (desde la terminal al sitio central y desde el sitio central a otra terminal). En este caso, el retraso total se duplica.

Conclusión

Ya en las primeras etapas de la creación de sistemas de satélites, la complejidad del trabajo por delante se hizo evidente. Era necesario encontrar recursos materiales, aplicar los esfuerzos intelectuales de muchos equipos de científicos, organizar el trabajo en el escenario. implementación práctica... Pero, a pesar de esto, las empresas transnacionales con capital libre participaron activamente en la solución del problema. Además, actualmente se están ejecutando no uno, sino varios proyectos paralelos. Las empresas desarrolladoras luchan obstinadamente por los futuros consumidores, por el liderazgo mundial en el campo de las telecomunicaciones.

Actualmente, las estaciones de comunicación por satélite están unidas en una red de transmisión de datos. La combinación de un grupo de estaciones distribuidas geográficamente en una red permite a los usuarios proporcionar una amplia gama de servicios y capacidades, así como utilizar eficientemente los recursos satelitales. Estas redes suelen tener una o más estaciones de control que soportan el funcionamiento de las estaciones terrenas tanto en modo totalmente automático como gestionado por el administrador.

La ventaja de las comunicaciones por satélite se basa en atender a usuarios geográficamente distantes sin los costos adicionales de almacenamiento intermedio y conmutación.

CCC se compara constante y celosamente con las redes de comunicación de fibra óptica. El despliegue de estas redes se está acelerando debido al rápido desarrollo tecnológico de las respectivas áreas de fibra óptica, lo que plantea la cuestión del destino de la CCS. Por ejemplo, el desarrollo y la planificación, lo más importante, la introducción de la codificación concatenada (compuesta) reduce drásticamente la probabilidad de un error de bit no corregido, lo que, a su vez, nos permite superar el problema principal de CVS: niebla y lluvia.

Lista de fuentes utilizadas

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