Спутниковые сети связи

Запуском 4 октября 1957 г. первого искусственного спутника Земли (ИСЗ) в Советском Союзе было положено начало освоению около­земного космического пространства. Одним из важнейших практи­ческих применений ИСЗ является космическая радиосвязь между земными станциями (ЗС), осуществляемая посредством ретрансля­ции сигналов через один или несколько ИСЗ связного назначения. Такая передача сигналов положена в основу спутниковых систем передачи, представляющих собой РРЛ с одной промежуточной станцией, размещенной на ИСЗ. При построении ССП используют идеи и принципы, реализуемые в РРЛ.

Спутниковые системы передачи обладают рядом существенных особенностей, отличающих их как от РРЛ прямой видимости, так и от дальних ТРРЛ. Так, функционирование ССП возможно при наличии ряда специальных подсистем. Ввиду этого ССП выделяют в само­стоятельный вид систем передачи сообщений. Собственно ССП, называемая связной системой, включает в себя ряд подсистем:

1) космическую, в состав которой входит ракета-носитель и стар­товый комплекс, обеспечивающую вывод ИСЗ на соответствующую орбиту;

2) командно-измерительную, имеющую земную и бортовую (уста­новленную на спутнике) части, предназначенную для измерения параметров орбиты спутника и передачи с Земли команд управления;

3) телеметрическую, передающая часть которой находится на борту ИСЗ, а приемная на Земле, служащую для передачи данных о состоянии аппаратуры спутника, а также о прохождении команд управления.

По способу ретрансляции сигнала ССП делят на системы с пас­сивной и активной ретрансляцией.

Система, которая работает без бортовой аппаратуры, называет­ся системой связи с пассивным спутником, или системой с пассив­ной ретрансляцией. В такой системе сигналы, посланные с Земли, отражаются поверхностью ИСЗ обратно без предварительного усиления. В качестве пассивных спутников могут использоваться как специальные отражатели различной формы (в виде сфериче­ских баллонов, объемных многогранников и др.), так и естественный спутник Земли – Луна.

При достаточном усилении земных приемных антенн и высокой чувствительности приемника земной станции этот метод ра­диосвязи находит применение в системах малой пропускной спо­собности.

Система радиосвязи при наличии бортовой аппаратуры называ­ется системой с активной ретрансляцией сигнала, или системой с активным спутником. При этом энергоснабжение бортового ретранслятора (БР) осуществляется от солнечных батарей, находящихся на ИСЗ. Активная ретрансляция является основной в современных ССП. Примерная структурная схема дуплексной связи между двумя земными станциями (ЗС) при активной ретрансляции сигнала приведена на рис. 6.8 Передаваемый в одном направлении сигнал U₁ подводится к модулятору земной станции (Мод ЗС), в результате чего осуществляется модуляция несущей частоты f₁. Эти колебания от передатчика земной станции (Пер ЗС) подводятся к антенне и излучаются в направлении ИСЗ, где принимаются бортовой антенной БАн бортового ретранслятора (БР). Далее коле­бания с частотой f₁ поступают на направляющие фильтры (НФ), усиливаются первым приемником бортового ретранслятора (1-й ПР_БР), преобразуются в частоту f₂ ипоступают к первому пере­датчику бортового ретранслятора (1-й ПЕР_БР). С выхода этого пере­датчика колебания с частотой f₂ через НФ подводятся к бортовой антенне БАн и излучаются в сторону Земли. Эти колебания прини­маются антенной и подводятся к приемнику земной станции (Пр ЗС) и детектору земной станции (Дет ЗС), на выходе которого выделяется сигнал U₁.Передача от противоположной ЗС сигнала U₂ происходит на частоте f ₃ аналогичным образом, причем на борто­вом ретрансляторе осуществляется преобразование колебаний с несущей частотой f₃ вколебания с частотой f₄.

Земные станции соединяются с узлами коммутации сети связи, с источниками и потребителями типовых каналов и трактов, программ телевидения и звукового вещания с помощью наземных соедини­тельных линий.

Очень распространенным и экономически выгодным является использование связных ИСЗ для организации ТВ и радиовещания. В настоящее время под спутниковым ТВ и радиовещанием понима­ется передача как ТВ сигналов (со звуковым сопровождением), так и радиовещательных звуковых сигналов от одного или нескольких земных передатчиков, связанных с центрами формирования ТВ и радиопрограмм, через ИСЗ на сеть земных приемных установок и распределение этих программ с целью доведения их до абонентов (телезрителей или радиослушателей) с помощью наземных средств связи (ретрансляторов различной мощности, систем кабельного телевидения – СКТВ, средств коллективного и индивидуального приема). Как правило, в зоне обслуживания связных ИСЗ распола­гается сеть приемных ЗС различных типов.

В зависимости от типа ЗС и назначения систем спутниковой свя­зи различают следующие службы радиосвязи:

- фиксированная спутниковая служба (ФСС) – служба радиосвязи между ЗС, расположенными в определенных фиксированных пунк­тах, при использовании одного или нескольких спутников;

Рисунок 6.8 – Структурная схема радиосвязи через ИСЗ

- подвижная спутниковая служба – между подвижными ЗС с уча­стием одного или нескольких ИСЗ;

- радиовещательная спутниковая служба (РВСС) – служба радио­связи, в которой сигналы спутниковых ретрансляторов предназна­чены для непосредственного приема населением. При этом непо­средственным считается как индивидуальный, так и коллективный прием на сравнительно простые и недорогие установки с соответст­вующим качеством.

Дата добавления: 2015-09-03