История развития исследований в области гражданской спутниковой связи. Характеристика спутниковых ретрансляторов, классы их орбит. Выбор частоты для передачи данных от земной станции к спутнику. Применение спутниковой связи, спутниковый Интернет.
Аннотация к работе
Спутниковая связь - один из видов космической радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников земли в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными. В 1945 году в статье «Внеземные ретрансляторы» («Extraterrestrial Relays»), опубликованной в октябрьском номере журнала «Wireless World», английский ученый, писатель и изобретатель Артур Кларк предложил идею создания системы спутников связи на геостационарных орбитах, которые позволили бы организовать глобальную систему связи. Первые исследования в области гражданской спутниковой связи в западных странах начали появляться во второй половине 50-х годов XX века. Инженеры работают над первым в мире коммерческим спутником связи Early Bird спутниковый связь ретранслятор станцияВ первые годы исследований использовались пассивные спутниковые ретрансляторы (примеры - спутники «Эхо» и «Эхо-2»), которые представляли собой простой отражатель радиосигнала (часто - металлическая или полимерная сфера с металлическим напылением), не несущий на борту какого-либо приемопередающего оборудования. Такие спутники не получили распространения. Активные ретрансляторы оборудованы электронной аппаратурой для приема, обработки, усиления и ретрансляции сигнала.Важной разновидностью экваториальной орбиты является геостационарная орбита, на которой спутник вращается с угловой скоростью, равной угловой скорости Земли, в направлении, совпадающем с направлением вращения Земли. Очевидным преимуществом геостационарной орбиты является то, что приемник в зоне обслуживания «видит» спутник постоянно. Однако геостационарная орбита одна, емкость ее, определяемая длиной окружности орбиты, поделенной на размеры спутников с учетом «интервалов безопасности» между ними, конечна. Другим ее недостатком является большая высота (35 786 км), а значит, и большая цена вывода спутника на орбиту.Поскольку радиочастотный диапазон является ограниченным ресурсом, необходимо обеспечить возможность использования одних и тех же частот разными земными станциями. Сделать это можно двумя способами: § пространственное разделение - каждая антенна спутника принимает сигнал только с определенного района земной поверхности, при этом разные районы могут использовать одни и те же частоты, § поляризационное разделение - различные антенны принимают и передают сигнал с ортогональными поляризациями (для линейной поляризации во взаимно перпендикулярных плоскостях, для круговой соответственно с правосторонним и левосторонним вращением) , при этом одни и те же частоты могут применяться два раза (для каждой из поляризаций). Типичная карта покрытия для спутника, находящегося на геостационарной орбите, включает следующие компоненты: § глобальный луч - производит связь с земными станциями по всей зоне покрытия, ему выделены частоты, не пересекающиеся с другими лучами этого спутника.Выбор частоты для передачи данных от земной станции к спутнику и от спутника к земной станции не является произвольным. От частоты зависит, например, поглощение радиоволн в атмосфере, а также необходимые размеры передающей и приемной антенн. Частоты, на которых происходит передача от земной станции к спутнику, отличаются от частот, используемых для передачи от спутника к земной станции (как правило, первые выше). Частоты, используемые в спутниковой связи, разделяют на диапазоны, обозначаемые буквами. X Для спутниковой связи рекомендациями ITU-R частоты не определены.Особенностью спутниковых систем связи является необходимость работать в условиях сравнительно низкого отношения сигнал/шум, вызванного несколькими факторами: § значительной удаленностью приемника от передатчика, § ограниченной мощностью спутника (невозможностью вести передачу на большой мощности). В связи с этим спутниковая связь плохо подходит для передачи аналоговых сигналов. Для передачи цифровых данных по спутниковому каналу связи они должны быть сначала преобразованы в радиосигнал, занимающий определенный частотный диапазон. Для этого применяется модуляция (цифровая модуляция называется также манипуляцией).Для обеспечения возможности одновременного использования спутникового ретранслятора несколькими пользователями применяют системы множественного доступа: § множественный доступ с частотным разделением - при этом каждому пользователю предоставляется отдельный диапазон частот. § множественный доступ с кодовым разделением - при этом каждому пользователю выдается кодовая последовательность, ортогональная кодовым последовательностям других пользователей.Изначально возникновение спутниковой связи было продиктовано потребностями передачи больших объемов информации.Системы VSAT (Very Small Aperture Terminal - терминал с очень маленькой апертурой) предоставляют услуги спутниковой связи клиентам (как правило, небольшим организациям), которым не требуется высокая пропускная способность канала.
План
Содержание
1. История
2. Спутниковые ретрансляторы
3. Орбиты спутниковых ретрансляторов
4. Многократное использование частот. Зоны покрытия