Um die Satellitenkommunikation in der Russischen Föderation zu organisieren, wurde eine Orbitalkonstellation geostationärer Satelliten geschaffen, die im C-Ku- und L-Band arbeiten. Die Raumsonden befinden sich in Orbitalpositionen auf einem Bogen vom 14. Grad westlicher Länge bis zum 145. Grad östlicher Länge. Ihre Einsatzgebiete umfassen die Gebiete Russlands, der GUS, Europas, Asiens, Nord- und Südamerikas sowie Afrikas. Diese nationale Kommunikations- und Rundfunksatellitenkonstellation gehört dem Staat: FSUE „Space Communications“ (GPKS). Das Erscheinungsbild der Gruppe ist in Abb. dargestellt. 7.1.
Seit Anfang 2008 umfasst die Satellitenkonstellation sowohl neue Satelliten als auch solche, deren offizielle Nutzungsdauer längst abgelaufen ist (Tabelle 7.1).
Satelliten: Express-A4, Horizon No. 44, Express-A 3, Ekran Satelliten: Express-A4, Horizon No. 44, Express-A3, Ekran-M No. 18, Express-A2, Horizon No. 40 und Horizon No 45 sind außerhalb ihrer offiziellen Tätigkeitsperiode tätig. Der Start der Satelliten Express AM-44, Yamal-300 Nr. 2, Express-AT, Yamal-300 Nr. 1, Express-AM33 und Express-MD ist in den kommenden Jahren geplant. Der Satellit Eutelsat W4 gehört zur Eutelsat-Konstellation; von ihm sind im Interesse der russischen Konstellation mehrere Trunks angemietet.
Tabelle 7.1
|
Orbitale Position |
Name des Raums Gerät |
Einführungsjahr |
Jahr des Ablaufs |
|
Express –A4 |
|||
|
Express-AM44 |
|||
|
Horizont Nr. 44 |
|||
|
Express –A3 |
|||
|
Express –AM1 |
|||
|
Jamal-200 Nr. 2 |
|||
|
Express-AM22 |
|||
|
Jamal-300 Nr. 2 |
|||
|
Express-AT |
|||
|
Express-AM2 |
|||
|
Jamal-200 Nr. 1 |
|||
|
Jamal-300 Nr. 1 |
|||
|
Express-AM33 |
|||
|
Ekran-M Nr. 18 |
|||
|
Express-A2 |
|||
|
Express-MD |
|||
|
Horizont Nr. 40 |
|||
|
Express-AM3 |
|||
|
Horizont Nr. 45 |
Die ersten Satelliten, die für den Aufbau eines digitalen Fernsehnetzes in Russland im Rahmen des föderalen Zielprogramms benötigt werden – die Satelliten Express AM-44 und Express-MD1 – wurden in die Umlaufbahn gebracht. Auf diese Satelliten sollte der Start mehrerer weiterer schwerer Satelliten folgen, darunter Express-AM5 und Express-AM6.
Zusätzlich zu russischen Satelliten wird das Territorium Russlands von den Arbeitszonen vieler ausländischer Kommunikationssatelliten sowohl im C- als auch im Ku-Band abgedeckt, für den praktischen Einsatz im Ku-Band sind jedoch Intelsat-904 (60E) am akzeptabelsten ); Intelsat-704 (66E); IS8 (ehemals Panamsat-8, 166E) – Fernost (ohne Tschukotka); IS2 (Panamsat-8, 166E) – Fernost (ohne Tschukotka); IS-12 (Panamsat-12, 45E) und IS-10 (ehemals Panamsat-10, 68, 5E) für den Einsatz in russischen Regionen mit Ausnahme des Fernen Ostens.
Im Rahmen des neuen Föderalen Raumfahrtprogramms Russlands bis 2015 baut RSKS neue Raumfahrzeuge und startet sie:
Tabelle 7.2
|
Orbitale Position |
Name Raum Gerät |
Einführungsjahr |
Zweck |
|
Express-AM33 |
Bereitstellung von Festnetzkommunikationsdiensten, Fernseh- und Hörfunkübertragungen, Multimediadiensten im C- und Ku-Band sowie für mobile Behörden- und kommerzielle Kommunikation. |
||
|
Express-AM44 |
|||
|
Express-AM4 |
Direktübertragungssatelliten |
||
|
Express-AM4 |
|||
|
Express-AT |
|||
|
Express-AT |
Ein neues System auf Basis von drei Satelliten der Express-RV-Serie mit einer Lebensdauer von 15 Jahren soll neben Telekommunikationsdiensten auch die Übertragung von Serviceinformationen (Karte, Wetter, Differentialkorrekturen, GLONASS und GPS) sicherstellen.
Die neue Zusammensetzung der Konstellation wird die gegenseitige Redundanz der Raumfahrzeuge im gesamten Orbitalbogen gewährleisten und die Entwicklung und den Betrieb von Satellitenkommunikations- sowie Fernseh- und Radioübertragungssystemen im Interesse der staatlichen Nutzer in unserem ganzen Land gewährleisten.
Zur Organisation von Kommunikations- und Rundfunksystemen sowie zur Steuerung und Verwaltung der Raumflotte werden in Russland sechs RSCC-Teleports eingesetzt (darunter der größte Teleport Osteuropas – die Dubna Central Communications Station, ein Glasfasernetz mit einer Gesamtkapazität von bis zu 5 Gbit/s sowie technisches Zentrum für die Vermittlung von Kommunikationskanälen und Signalkomprimierung in Moskau). Die Struktur des bodengestützten Komplexes technischer Mittel des RSCC ist in Abb. dargestellt. 7.2.
Der Aufbau eines Satellitenkommunikationsnetzes ist durch die Frequenzressource der russischen Satellitenkonstellation gekennzeichnet, zu der die bedeutendsten Satelliten für den russischen Markt gehören, die unter dem Namen „Satellite Networks Express“ international registriert sind. Tabelle 7.3 zeigt die Kapazität russischer Kommunikationssatelliten und Direktübertragungssatelliten, die im Jahr 2006 in Russland betrieben wurden. Die Frequenzressource der Horizon-Kommunikationssatelliten (und ihres Analogons, der ersten Serie von Raumfahrzeugen (SC) Express) wird nicht berücksichtigt, da diese Satelliten über die garantierte Lebensdauer hinaus betrieben werden.
Bis 2007 hatte RSCC alle ausgestrahlten Fernseh- und Radioprogramme vollständig von analogen auf digitale Technologien umgestellt. Ein Paket gesamtrussischer Fernseh- und Hörfunkprogramme wird über RSCC-Satelliten unter Berücksichtigung der Zeitverschiebung in fünf Sendezonen verbreitet und ist in ganz Russland verfügbar. Internationale Programmversionen sind auch in den Ländern des asiatisch-pazifischen Raums verfügbar und atlantische Regionen.
Tabelle 7.3
|
Operator |
Satellitenkapazität, MHz |
Notiz |
||
|
C-Band |
Ku-Band |
|||
|
Kommunikationssatelliten der russischen Satellitenkonstellation |
||||
|
Die Ressource des Horizon-Satelliten wird nicht berücksichtigt |
||||
|
OJSC „Gazkom“ |
||||
|
Direktübertragungssatelliten |
||||
|
Bedient Zentral- und Westsibirien |
||||
|
Bedient den europäischen Teil |
||||
Gemäß dem Konzept der Entwicklung des digitalen Fernseh- und Radiorundfunks bis 2015 in Russland nimmt RSCC ein neues Zentrum zur Komprimierung von Signalen von Fernseh- und Radioprogrammen nach dem MPEG-4 Teil 10-Standard und eine Sendestation in Betrieb, die dafür sorgen wird Ausstrahlung des Streams im DVB-S2-Standard. Derzeit erfolgt die Zusammenstellung und Lieferung von Paketen gesamtrussischer Fernseh- und Radioprogramme an Satelliten im MPEG-2/DVB-S-Standard, während der Transponder bis zu 8 Programme in Standardqualität enthält. Der geplante MPEG-4-Standard in Kombination mit DVB-S2 ermöglicht die Übertragung von etwa 20 Programmen in Standardqualität oder 10 Fernsehprogrammen in hoher Qualität in einem Transponder. Die flächendeckende Einführung des MPEG-4-Standards wird die Voraussetzungen dafür schaffen, die russische Bevölkerung mit Mehrprogrammrundfunk zu versorgen und den Übergang zu Fernsehprogrammen einer neuen Qualität – hochauflösendem Fernsehen (HDTV) – sicherzustellen. Dies wird auch dazu beitragen, die direkte Fernsehübertragung vom Satelliten auf mobile Endgeräte der Endbenutzer weiterzuentwickeln, auch im interaktiven Modus.
Die Satelliten, mit deren Bau RSCC bereits begonnen hat, werden über Transponder mit erhöhter Energie für die Entwicklung des Fernsehens verfügen und vielfältige Probleme beim Aufbau von Fernseh- und Rundfunknetzen, einschließlich der Entwicklung des mobilen Fernsehens, lösen. Die Konfiguration des neuen Raumfahrzeugs umfasst drei neu ausrichtbare Antennen: eine im C-Band, die anderen beiden im Ku-Band. Die Energieeigenschaften der neuen Satelliten werden im Vergleich zum in Betrieb befindlichen Express-AM-Raumschiff um mindestens 3–5 dB verbessert, was den Einsatz bodengestützter Antennen mit einem Durchmesser von etwa einem Meter ermöglicht. All dies wird GCPS dabei helfen, schnell auf die sich ändernden Bedürfnisse des Marktes zu reagieren und in Regionen vorzudringen, die noch nicht erschlossen sind.
Unter den Betreibern terrestrischer Satellitenkommunikationsnetze gibt es drei Hauptkategorien: Betreiber interaktiver VSAT-Netze; Punkt-zu-Punkt-Netzwerkbetreiber; Betreiber großer Unternehmensnetzwerke.
Die Entwicklung interaktiver VSAT-Netzbetreiber begann im Jahr 2003 und wurde durch den Einsatz neuer VSAT-Technologien wie DVB-RCS und dergleichen vorangetrieben.
Die Bildung von Punkt-zu-Punkt-Netzbetreibern begann in den 1990er Jahren. Sehr oft wurden solche Unternehmen von großen Betreibern gegründet, die öffentliche terrestrische Netze kontrollieren. Betreiber großer Unternehmensnetzwerke sind in der Regel Geschäftsbereiche ihrer Muttergesellschaften und haben nicht das Ziel, Kommunikationsdienste auf kommerzieller Basis anzubieten.
Von den oben vorgestellten Betreibern sind die Betreiber sich schnell entwickelnder interaktiver VSAT-Netze am interessantesten, denen die Zentralstationen dieser Netze (HUB) gehören. Für den Zeitraum 2003–2008 In Russland wurden mindestens 20 Zentralbahnhöfe gebaut. Tabelle 7.4 stellt Unternehmen vor, die ihre Netzwerke auf kommerzieller Basis entwickeln.
Derzeit ist die Bereitstellung von Diensten mithilfe interaktiver VSAT-Technologien am aktivsten für Endbenutzer und nicht für Anbieter. Das Hauptziel der Schaffung interaktiver VSAT-Netzwerke bestand darin, einen Hochgeschwindigkeits-Internetzugang über Schmalbandkanäle bereitzustellen, was den kommerziellen Erfolg dieses Dienstes sichert.
In Russland sind zwei Frequenzbänder im Ku-Band für den langfristigen Betrieb von VSAT-Stationen zur festen Nutzung zugeteilt.
Der sich derzeit am dynamischsten entwickelnde Sektor der Satellitenkommunikation ist der Sektor der Multiservice-Dienste auf Basis von VSAT-Technologien. Multiservice-Dienste basieren auf der zukunftsträchtigen IPTV-Technologie. Der Hauptfaktor für seine Entwicklung ist das Vorhandensein einer großen Anzahl zentraler Stationen interaktiver VSAT-Netzwerke, die für die Verteilung von IPTV-Signalen geeignet sind, und die Möglichkeit, diesen Dienst über langsame Kommunikationskanäle bereitzustellen, von denen die überwiegende Mehrheit vorhanden ist Russland. Es wird erwartet, dass bis 2010 in Russland ein aktiver Markt für IPTV-Dienste entstehen wird.
Tabelle 7.4
|
Unternehmen |
Technologie |
Beginn des kommerziellen Betriebs, Jahr |
Notiz |
|||
|
SkyStar360E, SkyEdge |
SkyEdge wird seit dem vierten Quartal eingesetzt. 2005 NCC in Moskau |
|||||
|
Im kommerziellen Modus seit 2004. im Zentralen Kontrollzentrum in Moskau. |
||||||
|
Spin-Marke. |
||||||
|
Zentrales Kontrollzentrum in Moskau |
Moderne humanitäre Universität |
|||||
|
Funktionen des Fernunterrichts. Zentrales Kontrollzentrum in Moskau |
Funktionen des Fernunterrichts. NCC in Tomsk |
|||||
|
WebMedia-Dienste |
EMS wird seit 2006 eingesetzt. Zentrales Kontrollzentrum in Moskau |
|||||
|
Netzwerk-Telekommunikation |
DirecWay 6000/7000 |
Warenzeichen Altegro Sky. Zentrales Kontrollzentrum in Moskau |
||||
|
Sakhatelecom |
NCC in Jakutsk |
|||||
|
Morsvyaz-Satellit |
NCC in der Region Moskau |
|||||
|
Teleport-Wache |
Zentrales Kontrollzentrum in Moskau |
|||||
|
Sibintek |
Zentrales Kontrollzentrum in Moskau |
|||||
|
Amtel-Svyaz |
NCC in Barnaul |
|||||
|
Globaltel |
SkyEdge, DirecWay 6000 |
NCC in Chabarowsk, Nowosibirsk, Moskau |
||||
|
Zentrales Kontrollzentrum in Moskau |
||||||
Herkömmliche interaktive VSAT-Satellitenkommunikationsnetze mit direkter Signalweiterleitung der meisten modernen Betreiber haben normalerweise eine „Stern“-Topologie. Das Multiplexen von Signalen und die Bildung von Informationsflüssen erfolgt in der zentralen Erdfunkstelle (CZS oder HUB). Die Bereitstellung von Informationsflüssen von Dienstanbietern an die Zentralstation erfordert das Vorhandensein terrestrischer Informationsübertragungskanäle. Dieser Umstand führt zu einem erheblichen Anstieg der Kosten für die Organisation von Festnetzkommunikationsleitungen in erheblicher Entfernung vom Diensteanbieter. Selbst wenn es möglich ist, ein Netzwerk mit einer „Jeder mit jedem“-Topologie (Mesh) mithilfe eines „transparenten Repeaters in einem „Hop“ zu organisieren, erfordert dies erhebliche Energiekosten auf dem Satelliten oder eine erhebliche Vergrößerung der Antennen und des Senders Leistung der Teilnehmerstationen. Folglich steigen die Kosten solcher Kanäle im Vergleich zu Kanälen in einem streng zentralisierten Netzwerk mit Sterntopologie.
Die Kommunikation in zwei „Hops“ wird sehr selten verwendet, sowohl wegen der Verdoppelung der Verzögerung als auch wegen der doppelten Nutzung der Ressource und der Erhöhung der Kanalkosten.
Die durch den doppelten „Sprung“ entstehende Signalverzögerung führt zu Problemen bei der Organisation von Telefon- und Videokonferenzen. Im Rahmen der meisten interaktiven VSAT-Netzwerke, die auf „transparenten“ Repeatern mit einer Zentralstation basieren, ist das Problem der Schaffung von Mesh-Netzwerken im Allgemeinen unlösbar, da die herkömmliche Zentralstation eine solche Struktur nicht unterstützt.
Wenn die Zentralstation mit all ihren Modulations-/Demodulations-, Kodierungs-/Dekodierungs-, Multiplex- und Vermittlungsfunktionen an Bord des Satelliten platziert wird, kann eine neue Qualität der Dienste erreicht werden. Eine solche zentrale Station im Weltraum wird Multimedia-Dienste wie Fernsehen und Radio, Datenübertragung, Telefonie, Internetzugang und Videokonferenzen in einem einzigen digitalen Stream auf der Downlink innerhalb des gesamten Satellitendienstbereichs bereitstellen. Dadurch ergeben sich wesentliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Netzwerken:
Organisation der Kommunikation direkt zwischen Benutzern in einem „Sprung“ nach dem Prinzip „Jeder mit jedem“ oder „Jeder mit jedem“;
Vollständige Regeneration (Entstörung) des Signals an Bord des Satelliten;
Beseitigung des unbefugten Zugriffs auf den Satelliten-Repeater (die Ressource wird erst nach dem Verfahren zur Identifizierung von Netzwerkbenutzern zugewiesen);
Eliminierung der Notwendigkeit, terrestrische Kommunikationsleitungen mit einer zentralen Multiplexstation aufzubauen (Dienstanbieter können direkt über einen Satelliten-Repeater arbeiten), was vor allem für regionale Betreiber wichtig ist, die keine eigenen zentralen Bodenstationen haben.
Signalverarbeitungsgeräte an Bord eines Kommunikationssatelliten werden On-Board-Digital-Plattformen (OBDs) genannt.
Der Aufbau eines Satellitenkommunikationsnetzes basiert somit nicht nur auf der Erweiterung der Satellitenkonstellation, sondern auch auf der Verbesserung der Signalverarbeitungsmethoden nicht nur an zentralen Bodenstationen, sondern auch direkt auf Raumfahrzeugen. Mit einer umfassenden Lösung dieser Probleme kann sowohl die stationäre als auch die mobile Satelliten-Multiservice-Kommunikation einen erheblichen Marktanteil für Informations- und Telekommunikationsdienste einnehmen.
Dringende Probleme werden durch eine Kette von Raumstationen mit einer Umlaufzeit von 24 Stunden gelöst, die sich in einer Höhe von 42.000 km relativ zum Erdmittelpunkt befinden ... in der Äquatorialebene.
A. Clark, 1945.
In der Steinzeit funktionierte das zusammenhängende Netzwerk durch wiederholt wiederholte Aktionen, um die Rauchmenge des Feuers zu regulieren. Die Erde kannte schnelle Wanderer, der kleine Muk wurde der Beste. Das moderne System nutzt Raumfahrzeuge. Der Vorteil des Satelliten ist seine große Abdeckung des Territoriums. Die verwendeten Wellen sind überwiegend kurz und können sich geradlinig ausbreiten. Es gibt nur eine Welt – die Preise sind überall unterschiedlich...
Die Idee der Weiterleitung wurde 1899 von Emil Guarini-Foresio entwickelt. Das Konzept der indirekten Signalübertragung wurde in der Deutschen Zeitschrift für Elektrotechnik (Bd. 16, 35-36) veröffentlicht. Arthur Clarke formulierte 1945 das Konzept eines Kommunikationssystems zwischen geostationären Raumfahrzeugen. Der Autor weigerte sich, ein Patent anzumelden, und verneinte zwei Schlussfolgerungen:
Gleichzeitig gab der Wissenschaftler die Koordinaten der besten Abdeckung von Bereichen der Planetenoberfläche an:
Der Autor hat die Betriebsfrequenz unterschätzt und seine Absicht zum Ausdruck gebracht, 3 MHz zu verwenden und die hypothetischen Reflektoren (mehrere Fuß) zu reduzieren.
Das englisch-französische Konsortium unter der Leitung von Andre Clavier ging noch einen Schritt weiter. Die ersten erfolgreichen Versuche, den Mikrowellen-Kommunikationsbereich zu nutzen, gehen auf das Jahr 1931 zurück. Der Ärmelkanal demonstrierte die Übertragung von Informationen auf einer Frequenz von 1,7 GHz (modernes Mobilfunkband) über 64 Kilometer durch Stationen, die mit Schüsseln mit einem Durchmesser von 3 Metern ausgestattet waren und Dover und Calais verbanden.
Interessant! Der erste kommerzielle UKW-Fernsehsender nutzte die 300-MHz-Frequenz.
Historiker neigen dazu, den Zweiten Weltkrieg als das Pferd zu betrachten, das die Branche an die Spitze gebracht hat. Die Erfindung des Klystrons und die Verbesserung der Paraboloid-Herstellungstechnologien leisteten einen unschätzbaren Beitrag. Die Blütezeit der transatlantischen Beziehungen reicht bis in die 50er Jahre des 20. Jahrhunderts zurück.
Als Referenz! Die erste Relaislinie, bestehend aus acht Repeatern, New York - Boston, wurde 1947 gebaut.
Amerika und Europa haben die Übertragung von Informationen durch Repeater (Funkkommunikation, Relay genannt) etabliert. Die kommerzielle Ausstrahlung im Fernsehen begann sofort. Ein Merkmal der Mikrowellenkommunikation ist die Fähigkeit, das Ergebnis bereits in der Systementwurfsphase genau vorherzusagen.
Als Referenz! Bei der Relaiskommunikation handelt es sich um eine Technologie zur Übertragung digitaler und analoger Signale zwischen im Sichtfeld befindlichen Empfängern.
Der erste sowjetische Satellit (1957) war mit Kommunikationsausrüstung ausgestattet. Drei Jahre später hoben die Amerikaner einen aufblasbaren Ballon auf eine Höhe von 1.500 km, der dank der metallisierten Beschichtung der Kugel als passiver Repeater diente. Am 20. August 1964 unterzeichneten 11 Länder, darunter die UdSSR, ein Abkommen zur Gründung von Intelsat (internationale Kommunikation). Der Sowjetblock folgte dem Weg der Geheimhaltung, während der Westen Geld verdiente. Der Ostblock erstellte 1971 sein eigenes Programm.
Satelliten waren ein echter Glücksfall, denn sie ermöglichten es uns, gegenüberliegende Küsten des Ozeans zu verbinden. Eine Alternative ist Glasfaser.
Das Militär war das erste, das neben der troposphärischen Kommunikation ein Dark Horse auf den Markt brachte, das den Effekt der Wellenreflexion durch die oberen Schichten nutzte. Sowjetische Mikrowellenkommunikation wurde von der Rhyolite-Himmelsgruppe abgefangen. Für die CIA (USA) entwickeltes System. Das Gerät befand sich an einer Position, die vom Bodenstrahl der sowjetischen Relaiskommunikation erfasst wurde, und zeichnete Nachrichten auf. Die Gebiete Chinas und Osteuropas wurden kontrolliert. Der Durchmesser der schirmartigen Reflektoren erreichte 20 Meter.
Die US-Führung kannte immer die Absichten der Führer der UdSSR und hörte alles zu, sogar Telefongespräche. Heutzutage ermöglichen Satellitensysteme dank des Doppler-Effekts die Fernüberwachung aller „vertraulichen“ Gespräche, die in Räumen mit typischen doppelt verglasten Fenstern geführt werden.
Die ersten Versuche, die Ideen von Nikola Tesla im Weltraum umzusetzen, sind registriert: die drahtlose Übertragung von Strom durch Satellitenantennen. Das Epos begann im Jahr 1975. Jetzt ist das Konzept nach Hause zurückgekehrt. Der Wardenclyffe Tower ist längst zerstört, aber die Hauptinsel Hawaii erhielt ihren Anteil von 20 W drahtlos.
Als Referenz! Der Einsatz der Weltraumkommunikation hat sich als wirtschaftlich sinnvolle Alternative zur Glasfaser erwiesen.
Der Einsatz von Satelliten ist vor diesem Hintergrund nicht überraschend.
Das Phänomen der Wellenabsorption durch die Atmosphäre ist seit langem bekannt. Wissenschaftler, die das Phänomen untersucht hatten, kamen zu dem Schluss:
Beispielsweise wird der Millimeterwellenbereich (30-100 GHz) durch Regen stark unterdrückt. Die Umgebung der Frequenz 60 GHz absorbiert Sauerstoffmoleküle, 22 GHz - Wasser. Frequenzen unter 1 GHz werden durch galaktische Strahlung abgeschnitten. Temperaturrauschen in der Atmosphäre wirkt sich negativ aus.
Dies erklärt die Wahl moderner Frequenzen für die Weltraumkommunikation. Eine vollständige Liste der Ku-Band-Signaleigenschaften ist in der Abbildung dargestellt.
Auch das C-Band kommt zum Einsatz.
Der Strahl, der die Erdoberfläche durchquert, bildet isotrope äquivalente Empfangskurven. Die Gesamtverluste betragen:
Sonneneinstrahlung kann das Empfangen von Paketen beeinträchtigen. Die schlechtesten Bedingungen mit einer Dauer von 5-6 Tagen entstehen in der Nebensaison (Winter, Herbst). Die Interferenz der Leuchte bietet den Technikern der Bodenstation garantierte Arbeit. Während eines Naturphänomens werden Ortungssysteme ausgeschaltet. Andernfalls könnten die Gerichte die Sonne einfangen, indem sie den Bordstabilisierungssystemen falsche Befehle geben. Banken und Flughäfen erhalten eine Warnung: Die Kommunikation wird vorübergehend unterbrochen.
Hindernisse rund um den Kommunikationsturm bewirken die Hinzufügung von Wellen und bilden Zonen mit Abschwächung/Anstieg des Signals. Dieses Phänomen erklärt die Notwendigkeit eines sauberen Raums in der Nähe des Transceivers. Glücklicherweise haben Mikrowellen diesen Nachteil nicht. Dank einer wichtigen Funktion empfängt jeder Sommerbewohner NTV+ mit einem Teller.
Unvorhersehbare Veränderungen in der Atmosphäre führen dazu, dass sich das Signal ständig ändert. Schwankungen der Amplitude von bis zu 12 dB wirken sich auf eine Bandbreite von 500 MHz aus. Das Phänomen dauert maximal 2-3 Stunden. Die Szintillation beeinträchtigt die Fähigkeit der Bodenstationen, den Satelliten zu verfolgen, sodass vorbeugende Maßnahmen ergriffen werden müssen.
Ein Merkmal von Mikrowellen ist die geradlinige Strahlbahn. Das Phänomen ermöglicht eine Konzentration der Leistung und senkt die Anforderungen an Bordsysteme. Sicherlich war die ursprüngliche Aufgabe Spionage. Später waren die Antennen nicht mehr eng fokussiert und deckten weite Gebiete wie Russland ab.
Ingenieure nennen diese Eigenschaft einen Nachteil: Es ist unmöglich, Berge und Schluchten zu umgehen.
Es gibt praktisch kein Interferenzmuster. Es ist möglich, benachbarte Frequenzkanäle deutlich zu komprimieren.
Der Satz von Kotelnikov bestimmt die Obergrenze des Spektrums des übertragenen Signals. Der Schwellenwert wird direkt durch die Trägerfrequenz bestimmt. Mikrowellen enthalten aufgrund ihrer hohen Werte bis zu 30-mal mehr Informationen als UKW.
Die Entwicklung digitaler Technologien hat den Weg für Fehlerkorrekturtechniken geebnet. Künstlicher Satellit:
Die hervorragende Qualität der Satellitenkommunikation ist in aller Munde.
Satellitenschüsseln werden Paraboloide genannt. Der Durchmesser erreicht 4 Meter. Zusätzlich zu den oben genannten sind zwei Arten von Relaiskommunikationsantennen erhältlich (beide terrestrisch):
Paraboloide bieten eine hohe Selektivität und ermöglichen den Aufbau einer Kommunikation durch einen Strahl, der Tausende von Kilometern zurückgelegt hat. Eine typische Schüssel ist nicht in der Lage, ein Signal zu übertragen; es ist eine höhere Leistung erforderlich.
Spionagesatelliten waren ständig in Bewegung und sorgten für relative Unverwundbarkeit und heimliche Überwachung. Der Einsatz friedlicher Technologien verlief einen anderen Weg. Clarks Konzept umgesetzt:
Das Gerät deckt einen Teil des Planetengebiets ab.
Das Intelsat-System besteht aus 19 Satelliten, die in vier Regionen gruppiert sind. Der Abonnent sieht 2-4 gleichzeitig.
Die Lebensdauer des Systems beträgt 10-15 Jahre, danach wird die veraltete Ausrüstung ersetzt. Die Gravitationseffekte der Planeten und der Sonne machen den Einsatz von Stabilisierungssystemen deutlich. Durch den Korrekturvorgang wird die Kraftstofflebensdauer der Geräte erheblich verkürzt. Der Intelsat-Komplex ermöglicht Positionsabweichungen von bis zu 3 Grad und verlängert so die Lebensdauer des Orbitalschwarms (über drei Jahre).
Das Transparenzfenster ist auf den Bereich von 2–10 GHz beschränkt. Intelsat nutzt den 4-6-GHz-Bereich (C-Band). Der Lastanstieg führte dazu, dass ein Teil des Datenverkehrs auf das Ku-Band (14, 11, 12 GHz) umgestellt wurde. Der Arbeitsbereich wird portionsweise auf Transponder aufgeteilt. Das terrestrische Signal wird empfangen, verstärkt und zurückgestrahlt.
Durch die Einführung einer geneigten Umlaufbahn werden die Nachteile teilweise beseitigt. Der Satellit ist nicht mehr geostationär (siehe oben die Spionagesatelliten des Kalten Krieges). Um die Kommunikation rund um die Uhr zu gewährleisten, sind mindestens drei äquidistante Geräte erforderlich.
Allein die polare Umlaufbahn ist in der Lage, die Oberfläche zu bedecken. Es werden jedoch mehrere Umlaufzeiten des Raumfahrzeugs erforderlich sein. Ein um die Ecke verteilter Satellitenschwarm kann das Problem lösen. Polarorbits haben den kommerziellen Rundfunk umgangen und sind zu einem treuen Assistenten der folgenden Systeme geworden:
Tilt wurde von sowjetischen Satelliten erfolgreich eingesetzt. Die Umlaufbahn wird durch folgende Parameter charakterisiert:
Die drei Satelliten sind 8/12 Stunden lang sichtbar und ermöglichen die Kommunikation in Polarregionen, die vom Äquator aus unzugänglich sind.
Das mobile Gerät erfasst direkt den Weltraum und umgeht Bodentürme. Der erste Inmarsat im Jahr 1982 ermöglichte den Zugang für Seeleute. Sieben Jahre später wurde eine terrestrische Art geschaffen. Kanada war das erste Land, das die Vorteile erkannte, die es mit sich brachte, Wüstengebiete mit dünner Bevölkerung auszustatten. Dem Programm folgten die USA.
Das Problem wird durch den Start tief fliegender Satelliten gelöst:
Unter Berücksichtigung der physikalischen Parameter beträgt die Dauer einer einzelnen Kommunikationssitzung 4-15 Minuten. Die Aufrechterhaltung der Leistungsfähigkeit erfordert einen gewissen Aufwand. In den 90er Jahren gingen einige US-Händler bankrott und konnten nicht genügend Abonnenten gewinnen.
Gewichts- und Abmessungeneigenschaften werden ständig verbessert. Globalstar bietet proprietäre Smartphone-Software an, die über Bluetooth das Signal eines relativ sperrigen Satellitenempfängers empfängt.
Satellitentelefone benötigen eine leistungsstarke Empfangsantenne, vorzugsweise eine fest installierte. Sie rüsten hauptsächlich Gebäude und Transportmittel aus.
Kommerzielle Projekte sind begrenzt.
GlobalStar ist eine gemeinsame Idee von Qualcomm und Loral Corporation, später unterstützt von Alcatel, Vodafone, Hyundai, AirTouch und der Deutschen Aerospace. Der Start von 12 Satelliten wurde unterbrochen; der erste Aufruf erfolgte am 1. November 1998. Die anfänglichen Kosten (Februar 2000) betrugen 1,79 $/Minute. Nach einer Reihe von Insolvenzen und Umwandlungen beliefert das Unternehmen Kunden in 120 Ländern.
Bietet 50 % des US-Verkehrs (über 10.000 Anrufe). Der Betrieb wird durch Bodenverstärker unterstützt. Insgesamt gibt es 40, davon 7 für Nordamerika. Gebiete ohne terrestrische Repeater bilden eine Zone der Stille (Südasien, Afrika). Dabei erklimmen die Geräte regelmäßig himmlische Höhen.
Abonnenten erhalten amerikanische Telefonnummern, ausgenommen Brasilien, wo ihnen die Vorwahl +8818 zugewiesen wird.
Liste der Dienstleistungen:
Die Telefone nutzen die CDMA-Technologie von Qualcomm, mit Ausnahme von Ericsson und Telit, die herkömmliche SIM-Karten akzeptieren. Basisstationen sind gezwungen, beide Standards zu unterstützen.
Der Anbieter nutzt eine polare Umlaufbahn und bietet so eine 100-prozentige Abdeckung des Planeten. Der Veranstalter ging in Konkurs, das Unternehmen wurde 2001 wiederbelebt.
Das ist interessant! Iridium ist der Übeltäter hinter den Fackeln am Nachthimmel. Fliegende Satelliten sind mit bloßem Auge deutlich sichtbar.
Die Flotte des Unternehmens umfasst 66 Satelliten, die 6 Flugbahnen mit niedriger Umlaufbahn in einer Höhe von 780 km nutzen. Die Geräte kommunizieren über das Ka-Band. Der Löwenanteil wurde von ehemaligen Insolvenzverwaltern aufgelegt. Bis Januar 2017 wurden 7 Einheiten aktualisiert. Die Regeneration geht weiter: Die erste Gruppe (10 Stück) flog am 14. Januar weg, die zweite am 25. Juni, die dritte am 9. Oktober.
Das ist interessant! Der Satellit Iridium 33 rammte am 10. Februar 2009 den russischen Kosmos 2251. Himmelstrümmer fliegen heute über Sibirien.
Das Unternehmen bietet weiterhin Dienste für 850.000 Abonnenten an. 23 % der Gewinne wurden vom Staat gezahlt. Die Kosten für einen Anruf betragen 0,75 – 1,5 Dollar/Minute. Rückrufe sind mit 4 $/Min. relativ teuer (Google Voice). Typische Tätigkeitsbereiche von Arbeitgebern:
Die Bewohner der Südpolstation Amundsen-Scott baten um besondere Dankbarkeit. Das Unternehmen verkauft überall Anrufpakete mit einer Dauer von 50-5000 Minuten. Die Gültigkeit der ersten lässt zu wünschen übrig, die teuren (5000 Minuten = 4000 Dollar) bleiben 2 Jahre lang betriebsbereit. Monatliche Verlängerung – 45 $:
Ehemalige Eigentümer belieferten Kunden mit Telefonapparaten zweier Hersteller:
Motorola 9500 wurde Partner des ersten kommerziellen Tests des Unternehmens. Im Jahr 2011 entstand die noch heute im Einsatz befindliche mobile stoßfeste Version 9575, ergänzt um einen GSM-Notrufknopf und eine erweiterte Standortbestimmungsschnittstelle. Das Gerät richtet einen WLAN-Hotspot ein, der es Nutzern gewöhnlicher Smartphones ermöglicht, E-Mails und SMS zu versenden und im Internet zu surfen.
Kyocera-Geräte wurden vom Hersteller aufgegeben. Modelle werden von Wiederverkäufern verkauft. KI-G100 basiert auf einem GSM-Telefon mit einer Frequenz von 900 MHz und ist mit einem Koffer ausgestattet, der mit einer leistungsstarken Antenne ausgestattet ist, die Sendungen aufnimmt. Der SMS-Empfang ist gewährleistet; nur bestimmte Modelle (9522) können Nachrichten versenden. Der SS-66K ist mit einer atypischen Kugelantenne ausgestattet.
Zur weiteren Ausstattung des Unternehmens gehörten:
Schwimmende Bojen, die an ein Tsunami-Tracking-System erinnern, sind in der Lage, Kurznachrichten zu empfangen/übermitteln. Über die Schnittstelle können Sie die Funktionalität eines Markentelefons nutzen, das den Empfang von Satelliten verweigert.
Städtische Bildungseinrichtung Parabelskaya-Gymnasium
Abstrakt
Satellitenkommunikationssysteme
Vollendet
Goroshkina Ksenia
Schüler der 11. Klasse
Geprüft
Borissow Alexander Wladimirowitsch
Parabel
2010
Einleitung 3
1. Prinzipien der Organisation von Satellitenkommunikationskanälen 4
2. Umlaufbahnen von Kommunikationssatelliten 5
3. Typisches Schema zur Organisation von Satellitenkommunikationsdiensten 6
4. Anwendungsbereiche der Satellitenkommunikation 6
4.1.Grundsätze der Organisation der Satellitenkommunikation VSAT 7
4.2.Grundsätze der Organisation der mobilen Satellitenkommunikation 7
5. In der Satellitenkommunikation verwendete Technologien 8
6. Geschichte der Entstehung von Satellitenkommunikationssystemen 11
6.1. Die ersten Satellitenkommunikations- und Rundfunkleitungen über den Satelliten Molniya-1 12
6.2. Das weltweit erste Satellitensystem „Orbit“ zur Verbreitung von TV-Programmen 13
6.3. Das weltweit erste Direktfernsehübertragungssystem „Ekran“ 14
6.4. TV-Programmverteilungssysteme „Moskau“ und „Moskau-Global 15“
6.5. Satellitenfernsehübertragungssystem im 12-GHz-Bereich 16
6.6. Schaffung des Intersputnik-Systems 16
6.7. Schaffung einer Satellitenverbindung für die Regierungskommunikation 17
6.8. Fazit... 17
Liste der verwendeten Literatur 20
Einführung
Satellitenkommunikationssysteme (CCS) sind seit langem bekannt und dienen der Übertragung verschiedener Signale über große Entfernungen. Seit ihrer Einführung hat sich die Satellitenkommunikation rasant weiterentwickelt, und mit der Anhäufung von Erfahrungen, der Verbesserung der Ausrüstung und der Entwicklung von Signalübertragungsmethoden hat ein Übergang von einzelnen Szu lokalen und globalen Systemen stattgefunden.
Solche Entwicklungsraten von CCC werden durch eine Reihe von Vorteilen erklärt, die sie besitzen. Dazu zählen insbesondere hoher Durchsatz, unbegrenzte Überlappungsräume, hohe Qualität und Zuverlässigkeit der Kommunikationskanäle. Diese Vorteile, die die breiten Möglichkeiten der Satellitenkommunikation bestimmen, machen sie zu einem einzigartigen und effektiven Kommunikationsmittel. Satellitenkommunikation ist derzeit die wichtigste Form der internationalen und nationalen Kommunikation über große und mittlere Entfernungen. Der Einsatz künstlicher Erdsatelliten für die Kommunikation nimmt mit der Weiterentwicklung bestehender Kommunikationsnetze weiter zu. Viele Länder bauen ihre eigenen nationalen Satellitenkommunikationsnetze auf.
In unserem Land entsteht ein einheitliches automatisiertes Kommunikationssystem. Zu diesem Zweck werden verschiedene technische Kommunikationsmittel entwickelt, verbessert und neue Anwendungsgebiete erschlossen.
In meinem Abstract werde ich die Prinzipien der Organisation von Satellitensystemen, Anwendungsbereiche und die Geschichte der Entstehung von Satellitensystemen betrachten. Heutzutage wird der Satellitenübertragung große Aufmerksamkeit geschenkt, daher müssen wir das Funktionsprinzip des Systems kennen.
1. Prinzipien der Organisation von Satellitenkommunikationskanälen
Die Satellitenkommunikation ist eine Art der Funkkommunikation, die auf der Verwendung künstlicher Erdsatelliten als Repeater basiert.
Die Satellitenkommunikation erfolgt zwischen Bodenstationen, die entweder stationär oder mobil sein können. Die Satellitenkommunikation ist eine Weiterentwicklung der herkömmlichen Richtfunkkommunikation, bei der der Repeater in sehr großer Höhe (von Hunderten bis Zehntausenden Kilometern) platziert wird. Da sein Sichtbarkeitsbereich in diesem Fall fast die Hälfte des Globus ausmacht, ist eine Kette von Repeatern nicht erforderlich. Für die Übertragung per Satellit muss das Signal moduliert werden. Die Modulation erfolgt an der Erdfunkstelle. Das modulierte Signal wird verstärkt, auf die gewünschte Frequenz übertragen und an die Sendeantenne gesendet.
In den ersten Jahren der Forschung wurden passive Satelliten-Repeater verwendet, bei denen es sich um einen einfachen Funksignalreflektor (häufig eine Metall- oder Polymerkugel mit Metallbeschichtung) handelte, der keine Transceiver-Ausrüstung an Bord trug. Solche Satelliten haben keine Verbreitung gefunden. Alle modernen Kommunikationssatelliten sind aktiv. Aktive Repeater sind mit elektronischen Geräten zum Empfang, zur Verarbeitung, zur Verstärkung und zur Weiterleitung des Signals ausgestattet. Satelliten-Repeater können nicht regenerativ oder regenerativ sein.
Ein nichtregenerativer Satellit, der ein Signal von einer Erdstation empfängt, überträgt es auf eine andere Frequenz, verstärkt es und sendet es an eine andere Erdstation. Ein Satellit kann mehrere unabhängige Kanäle verwenden, die diese Vorgänge ausführen, von denen jeder auf einem bestimmten Teil des Spektrums arbeitet (diese Verarbeitungskanäle werden Transponder genannt).
Der regenerative Satellit demoduliert das empfangene Signal und moduliert es erneut. Dadurch wird die Fehlerkorrektur zweimal durchgeführt: beim Satelliten und bei der empfangenden Erdstation. Der Nachteil dieser Methode ist die Komplexität (und damit ein viel höherer Preis für den Satelliten) sowie eine erhöhte Signalübertragungsverzögerung.
2. Umlaufbahnen von Kommunikationssatelliten
Die Umlaufbahnen, in denen sich Satellitenrelais befinden, werden in drei Klassen eingeteilt:
1 - äquatorial, 2 - schräg, 3 - polar
Eine wichtige Variante der äquatorialen Umlaufbahn ist geostationäre Umlaufbahn, bei dem sich der Satellit mit einer Winkelgeschwindigkeit dreht, die der Winkelgeschwindigkeit der Erde entspricht, und zwar in eine Richtung, die mit der Rotationsrichtung der Erde übereinstimmt. Der offensichtliche Vorteil der geostationären Umlaufbahn besteht darin, dass der Empfänger im Versorgungsgebiet den Satelliten ständig „sieht“. Allerdings gibt es nur eine geostationäre Umlaufbahn und es ist unmöglich, alle Satelliten darauf zu platzieren. Ein weiterer Nachteil ist die große Höhe und damit die höheren Kosten für den Start eines Satelliten in die Umlaufbahn. Darüber hinaus ist ein Satellit im geostationären Orbit nicht in der Lage, Erdstationen in der Polarregion zu bedienen.
Geneigte Umlaufbahn ermöglicht die Lösung dieser Probleme. Aufgrund der Bewegung des Satelliten relativ zum Bodenbeobachter ist es jedoch erforderlich, mindestens drei Satelliten in eine Umlaufbahn zu bringen, um rund um die Uhr Zugang zur Kommunikation zu gewährleisten.
Polarumlaufbahn- Grenzfall von geneigt.
Bei geneigten Umlaufbahnen sind Erdstationen mit Trackingsystemen ausgestattet, die die Antenne auf den Satelliten ausrichten. Auch Stationen, die mit Satelliten im geostationären Orbit arbeiten, sind typischerweise mit solchen Systemen ausgestattet, um Abweichungen vom idealen geostationären Orbit auszugleichen. Eine Ausnahme bilden kleine Antennen für den Empfang von Satellitenfernsehen: Ihr Strahlungsmuster ist breit genug, sodass sie Satellitenvibrationen in der Nähe des idealen Punkts nicht wahrnehmen. Ein Merkmal der meisten mobilen Satellitenkommunikationssysteme ist die geringe Größe der Terminalantenne, die den Signalempfang erschwert.
3. Typisches Schema zur Organisation von Satellitenkommunikationsdiensten
4. Anwendungsbereiche der Satellitenkommunikation:
4.1.Grundsätze der Organisation der VSAT-Satellitenkommunikation:
Das Hauptelement des VSAT-Satellitennetzwerks ist das NCC. Es ist das Network Management Center, das den Zugriff auf Client-Geräte über das Internet, das öffentliche Telefonnetz und andere Terminals des VSAT-Netzwerks ermöglicht und den Verkehrsaustausch innerhalb des Unternehmensnetzwerks des Kunden implementiert. Das NCC verfügt über eine Breitbandverbindung zu den von Trunk-Betreibern bereitgestellten Trunk-Kommunikationskanälen und gewährleistet die Übertragung von Informationen von einem entfernten VSAT-Terminal an die Außenwelt.
4.2.Grundsätze der Organisation der mobilen Satellitenkommunikation:
Um sicherzustellen, dass die Signalleistung, die den mobilen Satellitenempfänger erreicht, ausreichend ist, wird eine von zwei Lösungen verwendet:
5. Technologien für die Satellitenkommunikation
M wiederholte Nutzung von Frequenzen in der Satellitenkommunikation. Da Funkfrequenzen eine begrenzte Ressource sind, muss sichergestellt werden, dass verschiedene Bodenfunkstellen die gleichen Frequenzen nutzen können. Sie können dies auf zwei Arten tun:
H Frequenzbereiche.
Die Wahl der Frequenz für die Übertragung von Daten von einer Erdstation zu einem Satelliten und von einem Satelliten zu einer Erdstation ist nicht willkürlich. Beispielsweise hängen die Absorption von Radiowellen in der Atmosphäre sowie die erforderlichen Abmessungen der Sende- und Empfangsantennen von der Frequenz ab. Die Frequenzen, mit denen die Übertragung von der Erdstation zum Satelliten erfolgt, unterscheiden sich von den Frequenzen, die für die Übertragung vom Satelliten zur Erdstation verwendet werden (normalerweise ist erstere höher). Die in der Satellitenkommunikation verwendeten Frequenzen sind in Bereiche unterteilt, die durch Buchstaben gekennzeichnet sind:
| Bereichsname |
Frequenzen |
Anwendung |
| Mobile Satellitenkommunikation |
||
| Mobile Satellitenkommunikation |
||
| 4 GHz, 6 GHz |
Feste Satellitenkommunikation |
|
| Für die Satellitenkommunikation in diesem Bereich wurden keine Frequenzen ermittelt. Der für Radaranwendungen angegebene Bereich beträgt 8-12 GHz. |
Feste Satellitenkommunikation (für militärische Zwecke) |
|
| 11 GHz, 12 GHz, 14 GHz |
||
| Feste Satellitenkommunikation, Satellitenrundfunk |
||
| Feste Satellitenkommunikation, Intersatellitenkommunikation |
Ku-Band ermöglicht den Empfang mit relativ kleinen Antennen und wird daher im Satellitenfernsehen (DVB) eingesetzt, obwohl in diesem Bereich die Wetterbedingungen einen erheblichen Einfluss auf die Übertragungsqualität haben. Für die Datenübertragung durch große Benutzer (Organisationen) wird häufig das C-Band verwendet. Dies sorgt für eine höhere Empfangsqualität, erfordert jedoch eine relativ große Antenne.
M Modulation und rauschresistente Codierung
Ein Merkmal von Satellitenkommunikationssystemen ist die Notwendigkeit, unter Bedingungen eines relativ niedrigen Signal-Rausch-Verhältnisses zu arbeiten, das durch mehrere Faktoren verursacht wird:
Für die Übertragung analoger Signale ist die Satellitenkommunikation nicht gut geeignet. Um Sprache zu übertragen, wird sie daher zunächst mithilfe der Pulscodemodulation digitalisiert.
Um digitale Daten über einen Satellitenkommunikationskanal zu übertragen, müssen diese zunächst in ein Funksignal umgewandelt werden, das einen bestimmten Frequenzbereich einnimmt. Hierzu wird Modulation eingesetzt (digitale Modulation wird auch Keying genannt).
Aufgrund der geringen Signalstärke besteht ein Bedarf an Fehlerkorrektursystemen. Zu diesem Zweck werden verschiedene rauschresistente Codierungsschemata verwendet, meist verschiedene Varianten von Faltungscodes sowie Turbocodes.
6. Geschichte der Entwicklung von Satellitenkommunikationssystemen
Die Idee, globale Satellitenkommunikationssysteme auf der Erde zu schaffen, wurde 1945 geäußert. Arthur Clarke, der später ein berühmter Science-Fiction-Autor wurde. Die Umsetzung dieser Idee wurde erst 12 Jahre nach dem Erscheinen ballistischer Raketen möglich, mit deren Hilfe 4. Oktober 1957 Der erste künstliche Erdsatellit (AES) wurde in die Umlaufbahn gebracht. Um den Flug des Satelliten zu steuern, wurde darauf ein kleiner Funksender platziert – ein in der Reichweite tätiges Leuchtfeuer 27 MHz. Ein paar Jahre später 12. April 1961. zum ersten Mal weltweit auf dem sowjetischen Raumschiff „Wostok“ Yu.A. Gagarin unternahm einen historischen Flug um die Erde. Gleichzeitig kommunizierte der Astronaut regelmäßig per Funk mit der Erde. Damit begann die systematische Arbeit an der Erforschung und Nutzung des Weltraums zur Lösung verschiedener friedlicher Probleme.
Die Schaffung der Weltraumtechnologie hat die Entwicklung sehr effektiver Funkkommunikations- und Rundfunksysteme über große Entfernungen ermöglicht. In den Vereinigten Staaten wurde mit intensiven Arbeiten zur Entwicklung von Kommunikationssatelliten begonnen. Eine solche Arbeit hat in unserem Land begonnen, sich zu entfalten. Das riesige Territorium und die schwache Entwicklung der Kommunikation, insbesondere in den dünn besiedelten östlichen Regionen, wo der Aufbau von Kommunikationsnetzen mit anderen technischen Mitteln (RRL, Kabelleitungen usw.) mit hohen Kosten verbunden ist, machten diese neue Art der Kommunikation sehr vielversprechend.
Die Ursprünge der Entwicklung heimischer Satellitenfunksysteme waren herausragende einheimische Wissenschaftler und Ingenieure, die große wissenschaftliche Zentren leiteten: M.F. Reshetnev, M.R. Kaplanow, N.I. Kalaschnikow, L. Ya. Kantor
Die Hauptaufgaben der Wissenschaftler waren folgende:
Entwicklung von Satelliten-Repeatern für Fernsehübertragung und Kommunikation (Ekran, Raduga, Gals); seit 1969 werden Satelliten-Repeater in einem separaten Labor unter der Leitung von entwickelt M.V. Brodsky ;
Erstellung von Systemprojekten zum Aufbau von Satellitenkommunikation und Rundfunk;
Entwicklung von Geräten für Bodenstationen (ES) der Satellitenkommunikation: Modulatoren, Schwellenwert-Demodulatoren von FM-Signalen (Frequenzmodulation), Empfangs- und Sendegeräte usw.;
Durchführung komplexer Arbeiten zur Ausstattung von Satellitenkommunikations- und Rundfunkstationen;
Entwicklung der Theorie von FM-Tracking-Demodulatoren mit reduzierter Rauschschwelle, Mehrfachzugriffsverfahren, Modulationsverfahren und rauschresistenter Kodierung;
Entwicklung regulatorischer und technischer Dokumentation für Kanäle, Fernsehkanäle und Kommunikationsgeräte von Satellitensystemen;
Entwicklung von Steuerungs- und Überwachungssystemen für Satellitenkommunikations- und Rundfunknetze.
NIIR-Spezialisten Es wurden viele nationale Satellitenkommunikations- und Rundfunksysteme geschaffen, die noch heute in Betrieb sind. Die Sende- und Empfangsboden- und Bordausrüstung für diese Systeme wurde ebenfalls am NIIR entwickelt. Zusätzlich zur Ausrüstung schlugen die Spezialisten des Instituts Methoden für den Entwurf sowohl der Satellitensysteme selbst als auch der einzelnen darin enthaltenen Geräte vor. Die Erfahrung der NIIR-Spezialisten beim Entwurf von Satellitenkommunikationssystemen spiegelt sich in zahlreichen wissenschaftlichen Veröffentlichungen und Monographien wider.
6.1. Die ersten Satellitenkommunikations- und Rundfunkleitungen über den Satelliten Molniya-1
Die ersten Experimente zur Satellitenkommunikation durch Reflexion von Radiowellen des amerikanischen Reflexionssatelliten „Echo“ und des Mondes, die als passive Repeater eingesetzt wurden, wurden von NIIR-Spezialisten durchgeführt im Jahr 1964. Ein Radioteleskop am Observatorium im Dorf Zimenki in der Region Gorki empfing Telegraphennachrichten und eine einfache Zeichnung vom englischen Jodrell Bank Observatory.
Dieses Experiment bewies die Möglichkeit, Weltraumobjekte erfolgreich zur Organisation der Kommunikation auf der Erde zu nutzen.
Das Satellitenkommunikationslabor bereitete mehrere Systemprojekte vor und beteiligte sich dann an der Entwicklung des ersten inländischen Satellitenkommunikationssystems „Molniya-1“. Frequenzbereich unter 1 GHz. Die federführende Organisation für die Entwicklung dieses Systems war das Moskauer Wissenschaftliche Forschungsinstitut für Funkkommunikation (MNIIRS). Der Chefdesigner des Molniya-1-Systems ist HERR. Kaplanow- Stellvertretender Leiter des MNIIRS.
In den 60er Jahren entwickelte NIIR einen Transceiver-Komplex für das troposphärische Funkrelaissystem Horizon, das ebenfalls im Frequenzbereich unter 1 GHz arbeitete. Dieser Komplex wurde modifiziert und die geschaffene Ausrüstung namens „Horizon-K“ wurde zur Ausstattung der ersten Satellitenkommunikationslinie „Molniya-1“ verwendet, die Moskau und Wladiwostok verbindet. Diese Leitung sollte ein Fernsehprogramm oder ein Gruppenspektrum von 60 Telefonkanälen übertragen. Unter Beteiligung von NIIR-Spezialisten wurden in diesen Städten zwei Erdfunkstellen (ES) ausgerüstet. Am MNIIRS wurde der Onboard-Repeater des ersten künstlichen Kommunikationssatelliten „Molniya-1“ entwickelt, dessen Start erfolgreich war 23. April 1965. Er wurde in eine stark elliptische Umlaufbahn mit einer Umlaufzeit von 12 Stunden um die Erde gebracht. Eine solche Umlaufbahn war für die Versorgung des in nördlichen Breitengraden gelegenen Territoriums der UdSSR geeignet, da der Satellit während jeder Umlaufbahn acht Stunden lang sichtbar war Überall im Land. Darüber hinaus erfordert der Start in eine solche Umlaufbahn von unserem Territorium aus weniger Energie als in eine geostationäre Umlaufbahn. Die Umlaufbahn des Satelliten Molniya-1 hat bis heute ihre Bedeutung behalten und wird trotz der vorherrschenden Entwicklung geostationärer Satelliten genutzt.
6.2. Das weltweit erste Satellitensystem „Orbit“ zur Verbreitung von TV-Programmen
Nach Abschluss der Untersuchung der technischen Fähigkeiten des Satelliten Molniya-1 durch NIIR-Spezialisten N.V. Talyzin und L.Ya. Kantor Es wurde vorgeschlagen, das Problem der Versorgung der östlichen Regionen des Landes mit Fernsehprogrammen vom Zentralfernsehen durch die Schaffung des weltweit ersten Satellitenrundfunksystems „Orbita“ zu lösen 1-GHz-Band basierend auf Horizon-K-Geräten.
1965-1967 In Rekordzeit wurden in den östlichen Regionen unseres Landes gleichzeitig 20 Orbit-Erdstationen und eine neue zentrale Sendestation „Reserve“ gebaut und in Betrieb genommen. Das Orbita-System wurde zum weltweit ersten kreisförmigen Fernseh- und Verteilungssatellitensystem, das die Möglichkeiten der Satellitenkommunikation am effektivsten nutzte.
Es ist zu beachten, dass der Bereich, in dem das neue Orbita-System betrieben wird (800-1000 MHz), nicht dem gemäß der Funkordnung für den festen Satellitendienst zugewiesenen Bereich entspricht. Die Arbeiten zur Übertragung des Orbita-Systems auf das C-Band 6/4 GHz wurden von NIIR-Spezialisten im Zeitraum 1970-1972 durchgeführt. Die im neuen Frequenzbereich betriebene Station erhielt den Namen Orbita-2. Für den Betrieb im internationalen Frequenzbereich – im Bereich Erde-Weltraum – im 6-GHz-Bereich, im Bereich Weltraum-Erde – im 4-GHz-Bereich wurde eine komplette Ausrüstung geschaffen. Unter der Führung V.M. Tsirlina Es wurde ein System zur Ausrichtung und automatischen Verfolgung von Antennen mit einem Softwaregerät entwickelt. Dieses System verwendete einen extremen Automaten und eine konische Scanmethode.
Mit der Implementierung von Orbita-2-Stationen wurde begonnen seit 1972., A bis Ende 1986. Etwa 100 davon wurden gebaut. Viele von ihnen sind noch aktive Empfangs- und Sendestationen.
Anschließend wurde für den Betrieb des Orbita-2-Netzwerks der erste sowjetische geostationäre Satellit „Raduga“ geschaffen und in die Umlaufbahn gebracht, dessen mehrläufiger Bordrepeater am NIIR erstellt wurde (Arbeitsleiter A.D. Fortushenko und seine Teilnehmer M.V. Brodsky, A. I. Ostrovsky, Yu.M. Fomin usw.) Gleichzeitig wurden Fertigungstechnologien und -methoden für die bodengestützte Verarbeitung von Weltraumprodukten entwickelt und beherrscht.
Für das Orbit-2-System wurden neue Gradientensendegeräte (I.E. Mach, M.Z. Tseitlin usw.) sowie parametrische Verstärker (A.V. Sokolov, E.L. Ratbil, B.S. Sanin, V.M. Krylov) und Signalempfangsgeräte (V.I. Dyachkov, V. M. Dorofeev, Yu. A. Afanasyev, V. A. Polukhin usw.
6.3. Das weltweit erste Direktfernsehübertragungssystem „Ekran“
Die weit verbreitete Entwicklung des Orbita-Systems als Mittel zur Präsentation von Fernsehprogrammen wurde Ende der 70er Jahre aufgrund der hohen Kosten des Senders wirtschaftlich ungerechtfertigt, so dass es unpraktisch war, ihn an einem Ort mit weniger als 100-200 Einwohnern zu installieren Tausend Menschen. Als effektiver erwies sich das Ekran-System, das im Frequenzbereich unter 1 GHz arbeitet und über eine höhere Sendeleistung des Onboard-Repeaters (bis zu 300 W) verfügt. Der Zweck dieses Systems bestand darin, dünn besiedelte Gebiete in den Regionen Sibiriens, des hohen Nordens und eines Teils des Fernen Ostens mit Fernsehübertragungen zu versorgen. Für seine Umsetzung wurden Frequenzen von 714 und 754 MHz zugeteilt, mit denen relativ einfache und kostengünstige Empfangsgeräte gebaut werden konnten. Das Ekran-System wurde tatsächlich zum weltweit ersten direkten Satellitenübertragungssystem.
Die Empfangsanlagen dieses Systems mussten sowohl für die Versorgung kleiner Siedlungen als auch für den individuellen Empfang von Fernsehprogrammen kostengünstig sein.
Der erste Satellit des Ekran-Systems wurde gestartet 26. Oktober 1976 . zur geostationären Umlaufbahn bei 99°E. Etwas später wurden in Krasnojarsk die Sammelempfangsstationen „Ekran-KR-1“ und „Ekran-KR-10“ mit einer Sendeleistung des Fernsehsenders von 1 und 10 W in Betrieb genommen. Die Bodenstation, die Signale an den Ekran-Satelliten sendete, verfügte über eine Antenne mit einem Spiegeldurchmesser von 12 m und war mit einem Gradientensender mit einer Leistung von 5 kW ausgestattet, der im 6-GHz-Bereich arbeitete. Die von NIIR-Spezialisten entwickelten Empfangsanlagen dieses Systems waren die einfachsten und kostengünstigsten Empfangsstationen aller in diesen Jahren realisierten. Bis Ende 1987 erreichte die Zahl der installierten Ekran-Stationen 4.500.
6.4.Vertriebssysteme für die Fernsehprogramme „Moskau“ und „Moskau-Global“
Weitere Fortschritte bei der Entwicklung von Satellitenfernsehübertragungssystemen in unserem Land sind mit der Schaffung des Moskauer Systems verbunden, bei dem die technisch veralteten Orbit-Satellitensysteme durch Kleinsatelliten ersetzt wurden. Die Entwicklung von Kleinsatelliten begann im Jahr 1974 auf Initiative N.V. Talyzin und L.Ya. Cantora.
Für das Moskauer System wurde der Satellit Horizon mit einem Hochleistungsrohr ausgestattet, das im 4-GHz-Bereich auf einer eng gerichteten Antenne arbeitet. Die Energieverhältnisse im System wurden so gewählt, dass sie den Einsatz einer kleinen Parabolantenne mit einem Spiegeldurchmesser von 2,5 m an der Empfangsstation ohne automatische Führung gewährleisteten. Ein grundlegendes Merkmal des Moskauer Systems war die strikte Einhaltung der in den Kommunikationsvorschriften für Festnetzsysteme festgelegten Standards für die spektrale Leistungsflussdichte an der Erdoberfläche. Dies ermöglichte die Nutzung dieses Systems für Fernsehübertragungen in der gesamten UdSSR. Das System ermöglichte einen hochwertigen Empfang des zentralen Fernsehprogramms und des Radioprogramms. Anschließend wurde im System ein weiterer Kanal geschaffen, der für die Übertragung von Zeitungsstreifen vorgesehen war.
Diese Sender haben sich auch in inländischen Institutionen im Ausland (in Europa, Nordafrika und einer Reihe anderer Gebiete) verbreitet, was es unseren Bürgern im Ausland ermöglicht, inländische Programme zu empfangen. Bei der Erstellung des Moskauer Systems kamen eine Reihe von Erfindungen und originellen Lösungen zum Einsatz, die es ermöglichten, sowohl den Aufbau des Systems selbst als auch seine Hardwaresysteme zu verbessern. Dieses System diente als Prototyp für viele später in den Vereinigten Staaten und Westeuropa entwickelte Satellitensysteme, bei denen Satelliten mittlerer Leistung, die im festen Satellitendienstband betrieben wurden, zur Übertragung von Fernsehprogrammen an kleine und kostengünstige Satelliten verwendet wurden.
Im Zeitraum 1986-1988 Es wurde ein spezielles System „Moskau-Global“ mit Kleinsatelliten entwickelt, das inländische Repräsentanzen im Ausland mit zentralen Fernsehprogrammen versorgen und eine kleine Menge diskreter Informationen übertragen soll. Dieses System ist auch in Betrieb. Es sieht die Organisation eines TV-Kanals, drei Kanälen zur Übertragung diskreter Informationen mit einer Geschwindigkeit von 4800 Bit/s und zwei Kanälen mit einer Geschwindigkeit von 2400 Bit/s vor. Im Interesse des Ausschusses für Fernsehen und Rundfunk, von TASS und APN (Politische Nachrichtenagentur) wurden diskrete Informationsübertragungskanäle genutzt. Um nahezu den gesamten Erdball abzudecken, nutzt es zwei Satelliten, die sich in einer geostationären Umlaufbahn bei 11° West befinden. und 96° E. Die Empfangsstationen verfügen über einen Spiegel mit einem Durchmesser von 4 m; die Geräte können entweder in einem speziellen Container oder im Innenbereich untergebracht werden.
6.5. Satelliten-TV-Übertragungssystem im 12-GHz-Bereich
Seit 1976. Am NIIR begannen in diesen Jahren die Arbeiten an der Schaffung eines grundlegend neuen Satellitenfernsehsystems im 12-GHz-Frequenzbereich (STV-12), das gemäß dem internationalen Plan für eine solche Satellitenfernsehübertragung zugewiesen wurde und keine Einschränkungen hinsichtlich der Strahlungsleistung hätte Das dem Ekran und „Moskau“ innewohnende System könnte die Abdeckung des gesamten Territoriums unseres Landes mit Mehrprogramm-TV-Ausstrahlung sowie den Austausch von Programmen und eine Lösung des Problems des republikanischen Rundfunks gewährleisten. Bei der Entwicklung dieses Systems war NIIR die federführende Organisation.
Die Spezialisten des Instituts führten Untersuchungen durch, um die optimalen Parameter dieses Systems zu ermitteln, und entwickelten integrierte Multi-Barrel-Repeater und Geräte zum Senden und Empfangen von Satelliten. In der ersten Entwicklungsstufe dieses Systems wurde der heimische Hals-Satellit verwendet, Signale wurden in analoger Form übertragen und importierte Empfangsgeräte verwendet. Später erfolgte der Übergang zu digitalen Geräten auf Basis eines ausländischen Satelliten sowie zu Sende- und Empfangsgeräten.
6.6. Schaffung des Intersputnik-Systems
Im Jahr 1967 Die Entwicklung der internationalen Zusammenarbeit zwischen sozialistischen Ländern im Bereich der Satellitenkommunikation begann. Sein Ziel war es, etwas zu erschaffen international Satellitensystem „Intersputnik“, das auf die Bedürfnisse Bulgariens, Ungarns, Deutschlands, der Mongolei, Polens, Rumäniens, der UdSSR und der Tschechoslowakei hinsichtlich Telefonkommunikation, Datenübertragung und Austausch von Fernsehprogrammen zugeschnitten ist . Im Jahr 1969 ein Entwurf dieses Systems, die rechtlichen Grundlagen der Intersputnik-Organisation wurden entwickelt und im Jahr 1971 eine Vereinbarung über seine Gründung wurde unterzeichnet.
Das Intersputnik-System ist das weltweit zweite internationale Satellitenkommunikationssystem (nach dem Intelsat-System). NIIR-Spezialisten entwickelten AP-Projekte, die mit Unterstützung der UdSSR in vielen Ländern der sozialistischen Gemeinschaft gebaut wurden. Die erste AP im Ausland entstand in Kuba, die zweite in der Tschechoslowakei. Insgesamt belieferte NIIR mehr als zehn Sender im Ausland zum Empfang von Fernseh-, Radio- und Sonderprogrammen.
Zunächst nutzte Intersputnik Satelliten vom Typ Molniya-3 in einer stark elliptischen Umlaufbahn und seit 1978 zwei mehrläufige geostationäre Satelliten vom Typ Horizon mit Umlaufpunkten von 14° W. und 53° (und dann 80°) Ost. Der Gradient-K-Sender und der Orbita-2-Empfangskomplex wurden zunächst auf der Station installiert.
Alle systemischen und technischen Lösungen für die Schaffung des Intersputnik-Systems sowie die Satellitenausrüstung wurden von NIIR-Spezialisten zusammen mit der Versuchsanlage von NIIR Promsvyazradio und mitausführenden Organisationen erstellt. Das Intersputnik-System ist noch heute in Betrieb und mietet die Stämme der russischen Weltraumkonstellation sowie den geostationären Satelliten LMI-1, der sich auf einer Position von 75° Ost befindet. Die Arbeiten wurden in Zusammenarbeit mit dem Produktionsverband Iskra (Krasnojarsk), den Funktechnikwerken Moskau und Podolsk durchgeführt.
Der Arbeitsleiter war S.V. Boroditsch .
6.7. Schaffung einer Satellitenverbindung für die Regierungskommunikation
Im Jahr 1972. Zwischen der UdSSR und den USA wurde ein zwischenstaatliches Abkommen über die Schaffung einer direkten Regierungskommunikation (DGL) zwischen Staatsoberhäuptern im Notfall geschlossen. Die Umsetzung dieser wichtigen Regierungsvereinbarung wurde NIIR-Spezialisten anvertraut. Der Chefdesigner der LPS-Entwicklung war V.L. Bykow, und die verantwortlichen Testamentsvollstrecker - I.A. Yastrebtsov, A.N. Worobjew.
Auf dem Territorium der UdSSR wurden zwei APs gegründet: einer (in Dubna bei Moskau), der zweite (in Solotschow bei Lemberg). Das LPS wurde in Betrieb genommen im Jahr 1975. Es ist bis heute über ZS „Dubna“ tätig. Dies war die erste Erfahrung bei der Schaffung einer Satellitenverbindung im internationalen Intelsat-System durch inländische Spezialisten.
6.8. Abschließend...
In den Jahren 1960-1980 NIIR-Spezialisten haben für unseren Staat sehr wichtige und technisch komplexe Probleme bei der Schaffung nationaler Satellitenkommunikations- und Rundfunksysteme gelöst.
· Es wurden Systeme zur Verbreitung von Fernsehprogrammen über ein weites Gebiet unseres Landes geschaffen, einschließlich der direkten Satellitenfernsehübertragung. Viele bei NIIR entwickelte Systeme waren die ersten der Welt: „Orbita“, „Ekran“, „Moskau“ usw. Die Ausrüstung für den Bodenteil dieser Systeme sowie die Bordausrüstung wurden ebenfalls von NIIR entwickelt und wurde von der heimischen Industrie hergestellt.
· Satellitenkommunikations- und Rundfunksysteme ermöglichten es, den Bedürfnissen von Dutzenden Millionen Bürgern unseres Landes gerecht zu werden, insbesondere derjenigen, die in dünn besiedelten Gebieten Westsibiriens und des Fernen Ostens lebten. Mit der Schaffung von Satellitensystemen in diesen Regionen hatten die Bürger erstmals die Möglichkeit, zentrale Fernsehprogramme in Echtzeit zu empfangen.
· Die Einführung von Satellitensystemen war äußerst wichtig für die wirtschaftliche und soziale Entwicklung sowohl der schwer zugänglichen Regionen Sibiriens und des Fernen Ostens als auch des gesamten Landes.
· Die Bevölkerung von Sachalin, Kamtschatka, der Region Chabarowsk und vielen anderen abgelegenen Gebieten erhielt Zugang zum öffentlichen Telefonnetz.
· NIIR-Wissenschaftler führten originelle wissenschaftliche Forschungen durch, die darauf abzielten, Methoden zur Berechnung verschiedener Arten von Geräten zu entwickeln, die in Satellitenkommunikationssystemen verwendet werden. Sie entwickelten außerdem Methoden für den Entwurf von Satellitenkommunikationssystemen und verfassten eine Reihe grundlegender Monographien und wissenschaftlicher Artikel zu Problemen der Satellitenkommunikation.
Abschluss
Moderne Organisationen zeichnen sich durch eine große Menge unterschiedlicher Informationen, hauptsächlich elektronischer und Telekommunikationsinformationen, aus, die sie täglich durchlaufen. Daher ist es wichtig, dass die Switch-Knoten über eine qualitativ hochwertige Ausgabe verfügen, die Zugriff auf alle wichtigen Kommunikationsleitungen bietet. In Russland, wo die Entfernungen zwischen besiedelten Gebieten enorm sind und die Qualität der Festnetzleitungen zu wünschen übrig lässt, ist die optimale Lösung für dieses Problem der Einsatz von Satellitenkommunikationssystemen (SCS).
Ursprünglich wurden SSS zur Übertragung von Fernsehsignalen verwendet. Unser Land zeichnet sich durch ein riesiges Territorium aus, das mit Kommunikationsmitteln abgedeckt werden muss. Dies wurde nach dem Aufkommen der Satellitenkommunikation, insbesondere des Orbita-2-Systems, einfacher. Später kamen Satellitentelefone auf den Markt, deren Hauptvorteil ihre Unabhängigkeit von der Präsenz lokaler Telefonnetze ist. Hochwertige Telefonkommunikation ist von fast überall auf der Welt verfügbar.
Im Rahmen des Präsidentenprogramms „Universal Communication Service“ wurden an jedem Ort Münztelefone installiert und in besonders abgelegenen Gebieten Satelliten-Münztelefone eingesetzt.
Gemäß dem föderalen Zielprogramm „Entwicklung des Fernseh- und Hörfunks in der Russischen Föderation für 2009-2015“ wird in Russland der digitale Rundfunk eingeführt. Das Programm ist vollständig finanziert, einschließlich der Mittel für die Schaffung multifunktionaler Satelliten.
Liste der verwendeten Literatur
1. Internetressource „Geschichte der Satellitenkommunikation“ http://sviazist.nnov.ru/modules/myarticles/article.php?storyid=1026
2. Internetressource „Grundsätze der Organisation der Satellitenkommunikation“ http://vsatinfo.ru/index.php?option=com_sobi2&catid=30&Itemid=0
3. Internetressource „Freie Enzyklopädie“
http://ru.wikipedia.org
Rezension
für den Abstract „Satellitenkommunikationssysteme“
Schüler der 11. Klasse Städtische Bildungseinrichtung des Parabel-Gymnasiums
Goroshkina Ksenia
Das Thema des Aufsatzes wird vollständig abgedeckt. Das Material in allen Abschnitten ist interessant, leicht verständlich und übersichtlich präsentiert. Schöne Illustrationen. Der Aufbau der Zusammenfassung wurde befolgt. Das Werk kann als Lehrmittel für Studierende genutzt werden.
Bewertung „AUSGEZEICHNET“
Experte: Borisov A.V. Physiklehrer
Trotz der weit verbreiteten Entwicklung von Mobilfunknetzen und der immer weiter wachsenden Zahl von Sendemasten gibt es immer noch Gebiete auf dem Planeten, in denen der Einsatz dieser Technologie unmöglich ist. In diesen unzugänglichen Gebieten kommt die Satellitenkommunikation zur Rettung.
Tatsächlich unterscheidet sich die Satellitenkommunikation nicht grundlegend von der in der Gesellschaft bekannten mobilen Kommunikation; sie erfüllt die gleichen Funktionen und ermöglicht den Aufbau einer Kommunikation zwischen Telefonen. Der grundlegende Unterschied ist der Umfang. Wo ein klassisches Mobiltelefon ausfallen kann und die unglückselige Meldung „Kein Dienst“ ausgibt, die den Teilnehmer darüber informiert, dass in der Nähe kein Mobilfunknetz verfügbar ist, funktioniert die Satellitenkommunikation vollständig und Sie können den Kontakt zur Außenwelt nicht verlieren.
Dies ist in den Momenten äußerst wichtig, in denen der Teilnehmer die Mobilfunkabdeckung verlässt, beispielsweise auf einer exotischen Reise, in die Berge oder in den dichten Dschungel. Oft rettet eine solche Verbindung Leben, denn nur so ist es möglich, eine Gruppe von Rettern zu kontaktieren, wenn sich eine Person unerwartet in einer gefährlichen Situation befindet. Satellitenkommunikation wird auch von denjenigen genutzt, die beruflich ständig unterwegs sind und unbedingt jederzeit die Möglichkeit haben müssen, Anrufe entgegenzunehmen oder zu tätigen.
Um mit dieser Art der Kommunikation arbeiten zu können, benötigen Sie ein spezielles Satellitentelefon. Es gibt sie in verschiedenen Ausführungen: stationär und mobil. Mobile Satellitentelefone ähneln in ihrem Aussehen den klassischen Telefonen der 80er und 90er Jahre, weisen jedoch ein charakteristisches Detail auf: Solche Telefone sind fast immer mit einer zusätzlichen, nicht versteckten Antenne ausgestattet. Die Einrichtung eines Satellitentelefons unterscheidet sich praktisch nicht von der Einrichtung eines normalen Telefons; Sie benötigen lediglich eine geeignete SIM-Karte.
Stationäre Optionen kommunizieren über spezielle Bodenschnittstellenstationen mit dem Satelliten. Sie können mit einer tragbaren Version einer solchen Station auskommen.
Eine Reihe von Herstellern von Satellitentelefonen und damit Besitzer von Satellitennetzen stellen spezielles Zubehör für moderne Smartphones her, bei dem es sich um kleine Hüllen handelt, die absolut jedes Gerät in ein Satellitengerät verwandeln können. Solche Hüllen werden über einen Standard-Ladeanschluss mit Smartphones verbunden und verfügen über alle für Smartphones typischen Peripheriegeräte, wie z. B. Kopfhöreranschlüsse. Die Hüllen sind mit einem eigenen Akku ausgestattet und können ein Smartphone aufladen, d.h. sie fungieren als Batteriehülle.
Anhand des Namens ist klar, dass ein Satellitentelefon für den Betrieb eine Kommunikation mit einem Satelliten erfordert. Das Satellitentelefon überträgt das Signal direkt an den Satelliten, der es wiederum an einen anderen Verbindungssatelliten weiterleitet. Anschließend schließt er den Vorgang ab und überträgt das Signal an die Bodenschnittstellenstation. Schließlich erreicht der Anruf einen Festnetzanschluss, womit sich die Kette vervollständigt.
Ein Satellitentelefon kann sowohl in einem bestimmten Gebiet als auch auf der ganzen Erde betrieben werden. Es hängt alles von Satelliten ab. Einige von ihnen befinden sich nahe genug an der Erde und bewegen sich relativ zu ihr. Sie ermöglichen es Ihnen, den gesamten Planeten abzudecken und jeden Punkt anzurufen. Es gibt andere Arten von Satelliten, die sich relativ weit vom Globus entfernt in geostationären Umlaufbahnen befinden. Solche Satelliten decken nur bestimmte Standorte ab und begrenzen dadurch die Anzahl der Abonnenten.
Für die Satellitenkommunikation gelten die gleichen Gesetze wie für die Mobilfunkkommunikation. Es gibt eine Reihe von Betreibern, die Satellitenkommunikationsdienste anbieten. In der Regel handelt es sich dabei um dieselben Unternehmen, die ihre Satelliten ins All bringen. Jeder von ihnen hat seine eigenen Eigenschaften, seine eigenen Vor- und Nachteile. Derzeit gibt es vier große Satellitenbetreiber, darunter: Iridium, Thuraya, Globalstar und Inmarsat.
Iridium ist nicht nur ein Betreiber, sondern eine vollwertige Satellitenkonstellation. Es besitzt 66 Satelliten, die sich in 11 erdnahen Umlaufbahnen bewegen. Die Entfernung vom Satelliten zur Erde beträgt weniger als 1000 Kilometer. Für den Nutzer bedeutet das, dass er, egal wo auf dem Planeten er sich befindet, mit den Diensten dieses Betreibers immer in Kontakt bleibt, Hauptsache im Freien. Selbst wenn die Verbindung beim Kommunikationsversuch fehlschlägt, reicht es aus, einige Zeit zu warten und es erneut zu versuchen, da sich die Satelliten recht schnell bewegen und einer von ihnen in den nächsten 10 Minuten mit Sicherheit über den Teilnehmer fliegen wird.
Das Iridium-Satellitentelefon unterstützt keine anderen SIM-Karten und kann nicht zwischen Mobilfunk- und Satellitenkommunikation wechseln.
Außerdem empfinden viele Menschen im postsowjetischen Raum völlige Anonymität als nützlich. Das Unternehmen verfügt in Russland über keine terrestrischen Gateway-Stationen. Dieser Umstand schließt die Möglichkeit einer Abhörung innerhalb des Landes völlig aus, selbst wenn die Geheimdienste sich dieser Angelegenheit annehmen. Das Iridium-Satellitentelefon ist nicht mit einem GPS-Modul ausgestattet.
Dieser Betreiber verfügt über drei Satelliten, die sich in einer geostationären Umlaufbahn befinden. Die Entfernung zwischen dem Satelliten und der Erde beträgt 35.000 Kilometer. Im Gegensatz zu den Iridium-Satelliten operieren diese Satelliten nur über einem bestimmten Punkt in der Nähe des Äquators, da sie sich nicht relativ zum Planeten bewegen. Grob gesagt funktioniert das Thuraya-Satellitentelefon an den Polen nicht; je weiter sich der Teilnehmer vom Äquator entfernt, desto geringer ist die Chance, eine Kommunikation aufzubauen.
Thuraya hat mit vielen „terrestrischen“ Mobilfunkbetreibern Vereinbarungen getroffen, dank derer die Geräte des Unternehmens mit gewöhnlichen GSM-SIM-Karten funktionieren können. Dadurch können Telefone automatisch zwischen verschiedenen Kommunikationsarten wechseln. Gleichzeitig steigen die Kosten für Mobilfunkbetreiberdienste um ein Vielfaches. Gleichzeitig können Sie sich die noch teurere Satellitenkommunikation sparen, wenn diese nicht benötigt wird. Thuraya-Telefone bieten Internetzugang mit Geschwindigkeiten von bis zu 8 Kilobyte pro Sekunde, was für Satelliteninternet recht hoch ist. Die Geräte sind mit einem GPS-Modul ausgestattet und übermitteln ständig Standortdaten an die Server des Unternehmens. Einerseits kann dieser Umstand verwirrend sein, da der Benutzer ständig überwacht wird, andererseits kann eine solche Funktion einem unvorsichtigen Reisenden und Extremsportler das Leben retten.
Vielleicht der problematischste Betreiber, der nicht die beste Kommunikationsqualität bietet. Im Jahr 2007 führten Analysten eine Studie durch und stellten fest, dass auf Satelliten installierte Verstärker mit der Zeit schlechter werden, viel schneller als von den Konstrukteuren erwartet. Der Grund dafür liegt in der Umlaufbahn der Satelliten: Sie passieren die brasilianische magnetische Anomalie, was sich negativ auf den Verstärker auswirkt.
Um ihre Situation irgendwie zu verbessern, schickte Globalstar mehrere Ersatzsatelliten in die Umlaufbahn, doch bis heute gibt es Probleme mit Anrufen. Oft beträgt die Wartezeit für die Online-Registrierung 15-20 Minuten und das Gespräch selbst dauert nicht länger als 3 Minuten.
Das Unternehmen produziert eigene Geräte. Zum Beispiel das gleichnamige Satellitentelefon Globalstar. In ihrem Netzwerk befinden sich auch Geräte von Erricson und Qualcomm.
Das Unternehmen kontrolliert 11 Satelliten, die im geostationären Orbit schweben. Der Kommunikationsanbieter ist auf den professionellen Einsatz ausgerichtet und stellt Kommunikation für Strafverfolgungsbehörden, die Marine (einschließlich der russischen, wenn inländische Satelliten außer Betrieb sind) usw. bereit. Es gibt jedoch auch andere geschäftsorientierte Subsysteme. Über das Satellitensystem können Sie Sprachanrufe tätigen, Daten über das Internet übertragen und Notsignale absetzen. Vor nicht allzu langer Zeit wurden Satelliten der neuen Generation in die Umlaufbahn gebracht, die hochwertige Kommunikations- und ISDN-Verbindungen für die Datenübertragung mit hohen Geschwindigkeiten bereitstellen.
Das Unternehmen entwickelt keine tragbaren Lösungen für normale Menschen, daher ist dies nicht die beste Wahl für Zivilisten, die ein Satellitentelefon suchen.
Die Kosten für die Dienste der oben beschriebenen Unternehmen sind deutlich höher als die Kosten für die GSM-Kommunikation. Iridium und Thuraya arbeiten direkt mit ihren Nutzern zusammen, indem sie SIM-Karten für Satellitentelefone verkaufen.
Thuraya beispielsweise erhebt Gebühren für die SIM-Karte selbst (ca. 800 Rubel) und für die Erstverbindung (ca. 700 Rubel). Die Kommunikation wird pro Minute bezahlt, im Durchschnitt zwischen 20 und 40 Rubel, je nachdem, an welches Telefon der Anruf erfolgt. Der Internetverkehr wird separat bezahlt - 360 Rubel pro Megabyte. Die Tarife für Auslandsgespräche hängen vom Land ab, in das der Anruf geht, und liegen im Durchschnitt zwischen 70 und 120 Rubel. Eingehende Anrufe sind kostenlos.
Iridium bietet sofort globale Tarife an und verkauft diese in Paketen gegen Vorauszahlung. Der Preis für das Basispaket beträgt 7.500 Rubel, inklusive 75 Minuten Kommunikation. Es gibt andere Pakete für Unternehmensbenutzer, deren Minutenanzahl 4000 oder mehr erreicht.
Satellitentelefonnummern in Russland beginnen wie Mobiltelefone mit +7 (Standortcode) und einer siebenstelligen Zahl. Die internationale Nummer enthält die vollständige Landesvorwahl – +8816 265 usw.
G. Karvovsky. Satellitenkommunikation. Grundfragen des Aufbaus und Betriebs eines Satellitenkommunikationssystems. Teil 1.
Welt der Kommunikation. Verbinden! Nr. 1, 2002
Das Signal, das am 4. Oktober 1957 vom Funkfeuer des ersten sowjetischen künstlichen Erdsatelliten gesendet und von Radiosendern auf der ganzen Welt empfangen wurde, markierte nicht nur den Beginn des Weltraumzeitalters, sondern zeigte auch die Richtung an, in die sich die Entwicklung der Satellitenkommunikation verlief Ort. Anschließend wurden Satellitenkommunikationssysteme (SCS) geschaffen, die die Übertragung und den Empfang zentraler Fernseh- und Radioprogramme auf fast dem gesamten Territorium unseres Landes sicherstellten. Heute ist die Satellitenkommunikation ein wichtiger Bestandteil des Interconnected Communications Network Russlands.
Satellitenkommunikationssysteme
Das SSS selbst besteht aus zwei Grundkomponenten (Segmenten): Raum und Boden (Abb. 1).
Reis. 1. Satellitenkommunikationssystem
Raumkomponente (Segment) Das SSS umfasst die in bestimmte Umlaufbahnen gestartete ISS; das Bodensegment umfasst ein Kommunikationssystem-Kontrollzentrum (CSCC), Erdstationen (ES), die sich in Regionen befinden (Regionalstationen – RS), und Benutzerterminals (AT) verschiedener Modifikationen.
Der Einsatz und die Aufrechterhaltung des Betriebszustands des SSS ist eine komplexe Aufgabe, die nicht nur mit den Mitteln des Kommunikationssystems selbst, sondern auch mit dem Raketen- und Weltraumkomplex gelöst werden kann. Zu diesem Komplex gehören Kosmodrome mit Startrampen für den Start von Trägerraketen sowie funktechnische Kommando- und Messkomplexe (CIS), die die Bewegung der ISS überwachen, die Parameter ihrer Umlaufbahnen steuern und korrigieren.
SSS können nach folgenden Kriterien klassifiziert werden: Systemstatus, Art der ISS-Umlaufbahnen und Systemzugehörigkeit zu einem bestimmten Funkdienst.
Der Status des Systems hängt von seinem Zweck, dem versorgten Gebiet, dem Standort und dem Eigentum der Erdfunkstellen ab. Je nach Status kann das CVS unterteilt werden in international(global und regional), national Und abteilungsintern.
Basierend auf der Art der verwendeten Umlaufbahnen, Systeme mit eingeschalteter ISS geostationär Umlaufbahn (GEO) und so weiter nichtgeostationäre Umlaufbahn: elliptisch(HEO), niedriges Orbital(LEO) und mittelhoch(MEO). Gemäß der Funkordnung kann SSS zu einem von drei Hauptdiensten gehören: behoben Satellitendienst (FSS), beweglich Satellitendienst (MSS) und Rundfunk Satellitendienst (RSS).
Raumsegment
Umlaufbahnen
Die Wahl der ISS-Umlaufbahnparameter hängt vom Zweck, dem erforderlichen Kommunikationsdienstgebiet und einigen anderen Faktoren ab (Tabelle 1, ).
Am vorteilhaftesten für die Platzierung der ISS geostationäre Umlaufbahnen(Abb. 2).
Reis. 2. ISS-Umlaufbahnen
Ihr Hauptvorteil ist die Möglichkeit einer kontinuierlichen Kommunikation rund um die Uhr in einem globalen Servicegebiet. Geostationäre Satelliten in dieser Umlaufbahn, die sich mit gleicher Geschwindigkeit in Richtung der Erdrotation bewegen, bleiben relativ zum „Subsatelliten“-Punkt am Äquator bewegungslos. Mit einer Rundstrahlantenne werden die von der ISS weitergeleiteten Signale auf der Erdoberfläche an allen Punkten empfangen, die innerhalb des Funksichtwinkels liegen. Drei gleichmäßig im Orbit platzierte ISS gewährleisten 12–15 Jahre lang eine kontinuierliche Kommunikation über fast das gesamte Territorium der Erde mit Ausnahme der Polarzonen (über 76,50° N und S) (die Orbitalressource moderner geostationärer Raumfahrzeuge).
Der Nachteil der Weiterleitung eines Funksignals über eine ISS in einer Entfernung von 36.000 km ist die Signalverzögerung. Bei Radio- und Fernsehübertragungssystemen hat eine Verzögerung von 250 ms (in jede Richtung) keinen Einfluss auf die Qualität der Signale. Funktelefon-Kommunikationssysteme reagieren empfindlicher auf Verzögerungen, und wenn die Gesamtverzögerung (einschließlich Verarbeitungs- und Umschaltzeit in terrestrischen Netzen) 600 ms überschreitet, ist eine qualitativ hochwertige Kommunikation nicht gewährleistet. Darüber hinaus ist der sogenannte „Doppelsprung“, wenn der Kommunikationskanal zwei Satellitenabschnitte umfasst, in diesen Systemen nicht akzeptabel.
Die Anzahl der Satelliten, die in eine geostationäre Umlaufbahn gebracht werden können, wird durch den zulässigen Winkelabstand zwischen benachbarten Satelliten begrenzt. Der minimale Winkelabstand wird durch die räumliche Selektivität der Bord- und Bodenantennen sowie durch die Genauigkeit bestimmt, mit der das Raumfahrzeug im Orbit gehalten wird. Nach internationalen Standards sollte sie 1-3° betragen. Folglich können nicht mehr als 360 ISS in eine geostationäre Umlaufbahn gebracht werden.
Unter dem Einfluss einer Reihe geophysikalischer Faktoren „driftet“ die ISS – ihre Umlaufbahn ist verzerrt, sodass eine Korrektur erforderlich ist.
Elliptische Bahnen, auf denen die ISS angezeigt wird, werden so gewählt, dass die Dauer des Tages ein Vielfaches der Umlaufperiode des Satelliten beträgt (Abb. 2). Für die ISS werden synchrone elliptische Umlaufbahnen bestimmter Typen verwendet (Tabelle 2).
Da die Geschwindigkeit des Satelliten im Apogäum einer elliptischen Umlaufbahn deutlich geringer ist als im Perigäum, erhöht sich die Verweildauer des Satelliten in der Sichtbarkeitszone im Vergleich zu einer kreisförmigen Umlaufbahn. Beispielsweise ermöglicht die Molnija-ISS, die mit den folgenden Parametern in die Umlaufbahn gebracht wird: Apogäum 40.000 km, Perigäum 460 km, Neigung 63,5°, Kommunikationssitzungen von 8–10 Stunden Dauer. Eine Orbitalkonstellation (OG) aus drei Satelliten unterstützt globale Rundflüge. Kommunikation rund um die Uhr.
Um eine kontinuierliche Kommunikation der ISS in Borealis-Umlaufbahnen rund um die Uhr sicherzustellen, sind mindestens 8 Raumfahrzeuge erforderlich (in zwei Orbitalebenen, vier Satelliten in jeder Ebene).
Bei der Auswahl elliptischer Umlaufbahnen wird der Einfluss von Inhomogenitäten im Gravitationsfeld der Erde berücksichtigt, der zu Änderungen der Breite des Subsatellitenpunkts im Apogäum sowie zu den gefährlichen Auswirkungen stabiler Gürtel geladener Teilchen führt, die von eingefangen werden Das Erdmagnetfeld (Van-Allen-Strahlungsgürtel), das die ISS während ihrer Umlaufbahn durchquert.
Eine ISS mit mittlerer Umlaufbahn (MEO) deckt ein kleineres Gebiet ab als eine geostationäre ISS (Abb. 3). Die Aufenthaltsdauer der ISS in der Funksichtzone von Erdstationen beträgt 1,5 bis 2 Stunden. Um die Kommunikation zu den am dichtesten besiedelten Gebieten der Erde und zu schiffbaren Gewässern zu gewährleisten, ist es daher erforderlich, eine Gruppe von 8 bis 2 Stunden zu bilden. 12 Satelliten. Bei der Wahl einer Umlaufbahn müssen die Auswirkungen der in der Äquatorialebene befindlichen Van-Allen-Strahlungsgürtel berücksichtigt werden. Der erste stabile Gürtel hoher Strahlung beginnt bei etwa 1,5 Tausend Kilometern und erstreckt sich über mehrere Tausend Kilometer, seine „Spannweite“ beträgt auf beiden Seiten des Äquators etwa 300 Kilometer. Der zweite Gürtel mit gleich hoher Intensität (10.000 Impulse/s) liegt in Höhen von 13.000 bis 19.000 km und erstreckt sich auf beiden Seiten des Äquators über etwa 500 km. Daher müssen die ISS-Strecken zwischen dem ersten und zweiten Van-Allen-Gürtel verlaufen, also in einer Höhe von 5.000 bis 15.000 km.
Reis. 3. Abdeckungsgebiete des Erdterritoriums in verschiedenen Umlaufbahnen
Die Gesamtsignalverzögerung bei der Kommunikation über Satelliten mittlerer Höhe beträgt nicht mehr als 130 ms, was ihre Verwendung für hochwertige Funktelefonkommunikation ermöglicht. Ein Beispiel für SSS in Umlaufbahnen mittlerer Höhe sind die Systeme ICO, Spaceway NGSO und Rostelesat, bei denen der OG in ungefähr derselben Höhe (10.352–10.355 km) mit ähnlichen Umlaufparametern erzeugt wird.
Niedrige Kreisbahnen Abhängig von der Neigung der Orbitalebene relativ zur Äquatorialebene werden sie in niedrige äquatoriale (Neigung 0°, Höhe 2000 km), polare (90°, 700-1500 km) und geneigte (700-1500 km) Umlaufbahnen unterteilt ( Abb. 4). Basierend auf der Art der bereitgestellten Dienste werden Low-Orbit-Kommunikationssysteme (LEO) in Datenübertragungssysteme (Little LEO), Funktelefonsysteme (Big LEO) und Breitbandkommunikationssysteme (Mega LEO, manchmal auch als Super LEO bezeichnet) unterteilt.
ISS in diesen Umlaufbahnen werden am häufigsten zur Organisation mobiler und persönlicher Kommunikation verwendet. Die Umlaufzeit des Satelliten auf diesen Umlaufbahnen liegt zwischen 90 Minuten und 2 Stunden, die Zeit, die der Satellit in der Funksichtzone verbringt, beträgt nicht mehr als 10-15 Minuten, die Kommunikationszone des Satelliten auf diesen Umlaufbahnen ist daher klein, daher muss gewährleistet werden Für eine kontinuierliche Kommunikation ist es erforderlich, dass die OG mindestens 48 Satelliten umfasst.
Künstliche Kommunikationssatelliten
Die ISS ist ein Raumschiff, auf dem Relaisausrüstung installiert ist: Transceiver und Antennen, die auf unterschiedlichen Frequenzen arbeiten. Sie empfangen Signale von einer Erdsendestation (ES), verstärken sie, führen eine Frequenzumwandlung durch und leiten die Signale gleichzeitig an alle ES weiter, die sich im Funksichtbereich des Satelliten befinden. Der Satellit ist außerdem mit Geräten zur Positionskontrolle, Telemetrie und Stromversorgung ausgestattet. Die Stabilität und Ausrichtung der Antenne wird durch ein Stabilisierungssystem unterstützt. Die Telemetrieausrüstung des Satelliten wird verwendet, um Informationen über die Position des Satelliten zur Erde zu übertragen und Befehle zur Positionskorrektur zu empfangen.
Die erneute Übertragung empfangener Informationen kann ohne Speicherung und mit Speicherung beispielsweise für die Zeit bis zum Eintritt der ISS in die Sichtzone der Station erfolgen.
Frequenzen
Frequenzbereiche für die Organisation der Satellitenkommunikation werden durch die „Radio Communication Regulations“ unter Berücksichtigung der „Funktransparenzfenster“ der Erdatmosphäre, natürlicher Funkstörungen und einer Reihe anderer Faktoren zugewiesen (Tabelle 3). Die Verteilung der Frequenzen zwischen Funkkommunikationsdiensten ist streng reguliert und wird vom Staat kontrolliert. Es gibt international vereinbarte Regeln für die Nutzung dedizierter Bereiche, die notwendig sind, um die elektronische Kompatibilität von Funkgeräten sicherzustellen, die in diesen oder benachbarten Bereichen betrieben werden. Dem ISS-Transceiver ist ein Frequenzpaar zugewiesen: die obere für die Übertragung eines Signals von der Station zum Satelliten (Upstreams), die untere vom Satelliten zur Station (Downstreams).
Tabelle 3. Frequenzbereiche zur Organisation der Satellitenkommunikation
Ein Satellitenkommunikationskanal, der auf dedizierten Empfangs- und Sendefrequenzen arbeitet, belegt ein bestimmtes Frequenzband (Bandbreite), dessen Breite die Menge an Informationen bestimmt, die pro Zeiteinheit über den Kanal übertragen werden. Ein typischer Satelliten-Transceiver, der bei Frequenzen zwischen 4 GHz und 6 GHz arbeitet, belegt ein Frequenzband von 36 MHz. Ist es viel oder wenig? Um beispielsweise ein Fernsehsignal im digitalen Standard MPEG-2 zu übertragen, ist ein Kanal mit einer Bandbreite von 6 MHz erforderlich, für einen Telefonkanal 0,010 MHz. Folglich ist es mit Hilfe eines solchen Transceivers möglich, 6 Fernseh- oder 3600 Telefonkanäle zu organisieren. Typischerweise sind auf der ISS 12 oder 24 Transceiver (in manchen Fällen mehr) installiert, was 432 MHz bzw. 864 MHz ergibt.
Bodensegment
Das Satellite Communications Control Center (SCCC) überwacht den Status der Bordsysteme der ISS, plant Arbeiten zum Einsatz und zur Wiederauffüllung der Orbitalkonstellation, berechnet Funksichtzonen und koordiniert die Arbeit des SCS.
Erdstationen
Bodenstationen SSS (ES) senden und empfangen Funksignale im Abschnitt „Erde – ISS“, multiplexen, modulieren, Signalverarbeitung und Frequenzumwandlung, organisieren den Zugang zu ISS-Kanälen und terrestrischen Netzwerken von Teilnehmerterminals.
Die Kommunikationszeit des ES mit der ISS ist durch die Zeit begrenzt, die sich die ISS in ihrer Funksichtzone befindet (Abb. 5). Diese Zone wird durch die Länge des AB-Bogens bestimmt, die von der Höhe der Satellitenumlaufbahn und dem minimalen Elevationswinkel der Satellitenantenne abhängt, die den Satelliten überwacht, während er sich in der Funksichtzone befindet.
Reis. 5. Funksichtzone
Das SSS verwendet multifunktionale Transceiver, Sender, Empfänger und Steuersensoren. An diesen Stationen sind Funksendegeräte, Empfangs- und Sendeantennen sowie ein Ortungssystem installiert, um die Kommunikation mit der ISS sicherzustellen.
Multifunktionale stationäre Stationen haben einen sehr hohen Durchsatz. Sie befinden sich an speziell ausgewählten Standorten, meist außerhalb der Stadtgrenzen, um gegenseitige Funkstörungen mit terrestrischen Kommunikationssystemen zu vermeiden. Diese Stationen sind mit Hochleistungsfunksendern (von mehreren bis zehn oder mehr kW), hochempfindlichen Funkempfängern und Transceiverantennen ausgestattet, die ein Strahlungsdiagramm mit einer sehr schmalen Hauptkeule und einem sehr geringen Maß an Nebenkeulen aufweisen. APs dieser Art sind für die Versorgung entwickelter Kommunikationsnetze konzipiert; Damit sie einen normalen Zugang zum AP ermöglichen, sind Glasfaser-Kommunikationsleitungen erforderlich.
ES mit durchschnittlichem Durchsatz können sehr unterschiedlich sein und ihre Spezialisierung hängt von der Art der übertragenen Nachrichten ab. Stationen dieser Art werden von Unternehmensnetzwerksystemen bedient, die meist Video-, Sprach- und Datenübertragung, Videokonferenzen und E-Mail unterstützen.
Einige APs, die Unternehmens-SSNs bedienen, umfassen mehrere tausend Mikroterminals (VSAT – Very Small Aperture Terminal). Alle Terminals sind mit einer Haupterdstation (MES – Master Earth Station) verbunden und bilden ein Netzwerk mit sternförmiger Topologie, das den Empfang/die Übertragung von Daten sowie den Empfang von Audio- und Videoinformationen unterstützt.
Es gibt auch auf ES basierende SSNs, die eine oder mehrere Arten von Nachrichten (Daten, Audio- und/oder Videoinformationen) empfangen können. Auch die Topologie solcher Netzwerke ist sternförmig.
Das wichtigste Element des Netzwerks ist das Überwachungs- und Diagnosesystem, das folgende Funktionen erfüllt:
Funküberwachung von Satellitenkommunikationskanälen;
Prüfung von Satellitenkommunikationskanälen während Reparatur- und Restaurierungsarbeiten und Wartung des Satellitensystems, während des Einsatzes des Satellitensystems und seiner Inbetriebnahme;
Analyse des Funktionszustandes des Herz-Kreislauf-Systems, auf deren Grundlage Empfehlungen zu Betriebsweisen der Anlage entwickelt werden.
Mit der Funküberwachung können Sie die korrekte Nutzung der ISS-Frequenzressource überprüfen, Störungen überwachen und Versuche eines unbefugten Zugriffs auf Satellitenkommunikationskanäle identifizieren. Darüber hinaus werden die Parameter der Satellitenstrahlung überwacht und die Verschlechterung der Qualität der Satellitenkommunikationskanäle aufgrund von Wetter- und Klimabedingungen erfasst.
Aus der Geschichte der SSS
Der erste künstliche Erdsatellit (AES), der im Oktober 1957 in eine erdnahe Umlaufbahn gebracht wurde, wog 83,6 kg und hatte an Bord einen Funksender, der Signale übertrug, die den Flug steuerten. Die Ergebnisse dieses ersten Starts und der ersten Experimente zur Übertragung von Funksignalen aus dem Weltraum zeigten deutlich die Möglichkeit, ein Kommunikationssystem zu organisieren, in dem der Satellit als aktiver oder passiver Funksignalverstärker fungieren würde. Hierzu ist es jedoch erforderlich, Satelliten zu schaffen, auf denen Geräte mit ausreichend großer Masse installiert werden können, und über leistungsstarke Raketensysteme zu verfügen, die diese Satelliten in eine erdnahe Umlaufbahn bringen können.
Solche Trägerraketen wurden geschaffen und in kurzer Zeit künstliche Satelliten mit großer Masse entwickelt, die komplexe Wissenschafts-, Forschungs-, Spezialausrüstung und Kommunikationsausrüstung transportieren können. Der Grundstein für die Schaffung von Satellitensystemen für verschiedene Zwecke wurde gelegt: Meteorologie, Navigation, Aufklärung, Kommunikation. Die Bedeutung dieser Systeme kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. Das Satellitenkommunikationssystem nimmt unter ihnen einen Spitzenplatz ein.
Unmittelbar nach dem Start des ersten Satelliten begannen Experimente zum Einsatz von Satelliten im Kommunikationssystem des Landes und der Aufbau eines Satellitenkommunikationssystems. Es wurden erdgestützte Sende- und Empfangsstationen gebaut, die mit Parabolantennen mit einem Spiegeldurchmesser von 12 m ausgestattet waren. Am 23. April 1965 wurde der künstliche Kommunikationssatellit Molniya in eine hohe elliptische Umlaufbahn gebracht.
Eine hohe elliptische Umlaufbahn mit einem Apogäum von 40.000 km über der Nordhalbkugel und eine Rotationsperiode von zwölf Stunden ermöglichten es der ISS, zweimal täglich neun Stunden lang ein Funksignal an fast das gesamte Territorium des Landes weiterzuleiten. Das erste praktisch bedeutsame Ergebnis wurde 1965 erzielt, als über die ISS Fernsehprogramme zwischen Moskau und Wladiwostok ausgetauscht wurden. Im Oktober 1967 wurde das weltweit erste Satellitenkommunikationssystem Orbita in Betrieb genommen.
Im Jahr 1975 wurde die Raduga-ISS in eine kreisförmige äquatoriale oder geostationäre Umlaufbahn in einer Höhe von 35.786 km mit einer Umlaufdauer um die Erde von 24 Stunden gebracht. Die Rotationsrichtung des Satelliten stimmte mit der Rotationsrichtung unseres Planeten überein; er blieb bewegungslos am Himmel und „schwebte“ sozusagen über der Erdoberfläche. Dies gewährleistete eine ständige Kommunikation über einen solchen Satelliten und vereinfachte dessen Verfolgung. Anschließend wurden die Gorizont-Satelliten in eine geostationäre Umlaufbahn gebracht.
Die Betriebserfahrung des Orbita SSS hat gezeigt, dass eine Weiterentwicklung des Systems im Zusammenhang mit dem Bau solcher Erdfunkstellen zur Versorgung von Städten und Gemeinden mit mehreren tausend Einwohnern wirtschaftlich nicht gerechtfertigt ist. 1976 wurde ein wirtschaftlicheres Satellitenkommunikationssystem „Ekran“ geschaffen, dessen ISS in eine geostationäre Umlaufbahn gebracht wurde. Einfachere und kompaktere terrestrische Sende-/Empfangsstationen dieses Systems wurden in kleinen Siedlungen, Dörfern und an Wetterstationen in Sibirien, Regionen im hohen Norden und teilweise im Fernen Osten installiert und brachten der Bevölkerung zentrale Fernsehprogramme.
1980 begann der Betrieb des Moskauer Satellitensatelliten, dessen Erdstationen über den Satellitenhorizont betrieben wurden. Die irdischen Sendestationen dieses SSS ähnelten den Stationen des Orbita- und Ekran-SSS, verfügten jedoch über kleine irdische Empfangsstationen, die es ermöglichten, sie in Kommunikationszentren, bei Repeatern mit geringer Leistung und in Druckereien zu platzieren. Das von der irdischen Empfangsstation empfangene Radiosignal wurde an einen Fernsehrepeater mit geringer Leistung übertragen, mit dessen Hilfe das Fernsehprogramm an die Abonnenten übermittelt wurde. Die SSS „Moskau“ ermöglichte die Übertragung von Programmen des Zentralfernsehens und Seiten zentraler Zeitungen in die entlegensten Winkel des Landes und an sowjetische Institutionen in fast allen europäischen, nordamerikanischen und grenznahen asiatischen Ländern.
Satellitenkommunikation – heute
Derzeit nutzt das föderale zivile Satellitenkommunikationssystem eine Orbitalkonstellation, die 12 staatliche Raumfahrzeuge (SCs) umfasst, die der Gerichtsbarkeit des staatlichen Unternehmens „Weltraumkommunikation“ unterliegen. Die Orbitalkonstellation umfasst zwei Satelliten der Express-Serie, die 1994 und 1996 gestartet wurden, sieben Satelliten der Horizon-Serie, die in den 70er Jahren entwickelt wurden, einen Satelliten der Ekran-M-Serie und zwei neue moderne Satelliten der Express-A-Serie. Zusätzlich zu diesen ISS befinden sich im Orbit ISS vom Typ Yamal-100 (Betreiber - Gazkom OJSC), Bonum-1 und einige andere. Die Produktion von Raumfahrzeugen der neuen Generation (Express-AM, Yamal-200) ist im Gange. In Russland gibt es etwa 65 Satellitenkommunikationsbetreiber, was etwa 7 % der Gesamtzahl der Telekommunikationsbetreiber ausmacht. Diese Unternehmen bieten ihren Kunden ein breites Spektrum an Tean: von der Vermietung digitaler Kanäle und Wege bis hin zur Bereitstellung von Telefonie, Fernseh- und Radioübertragungen sowie Multimediadiensten.
Heute sind SSNs zu einem wichtigen Bestandteil des Interconnected Communications Network of Russia (VSN) geworden. Das „Programm von Sofortmaßnahmen zur staatlichen Unterstützung für die Erhaltung, Auffüllung und Entwicklung russischer Satellitenkommunikations- und Rundfunksysteme für staatliche Zwecke“ (Beschluss der Regierung der Russischen Föderation vom 1. Februar 2000 Nr. 87) und der „Bundesraum „Programm Russlands für 2001-2005“ wurden entwickelt und werden umgesetzt“ (Beschluss der Regierung der Russischen Föderation vom 30. März 2000 Nr. 288).
Anweisungen zur Entwicklung des SSS
Fragen der Entwicklung der Satellitenkommunikation für zivile Zwecke werden auf staatlicher, abteilungsübergreifender (SCRF) und abteilungsübergreifender (Ministerium für Kommunikation und Information der Russischen Föderation, Rosaviakosmos usw.) Ebene gelöst. Russische Satellitenkommunikationssysteme unterliegen der Gerichtsbarkeit des Staates und werden von inländischen staatlichen (GP KS) oder privaten kommerziellen Betreibern betrieben.
Gemäß dem akzeptierten Entwicklungskonzept des WSS in Russland sollte ein vielversprechendes WSS drei Subsysteme umfassen:
feste Satellitenkommunikation zur Bedienung des Interconnected Communications Network of Russia sowie Overlay- und Unternehmensnetzwerke;
Satellitenfernsehen und Rundfunk, einschließlich Direktübertragung, was eine neue Stufe in der Entwicklung moderner elektronischer Medien darstellt;
mobile persönliche Satellitenkommunikation im Interesse mobiler und entfernter Teilnehmer in Russland und im Ausland.
Feste Satellitenkommunikation
Der feste Satellitendienst ist ein Funkkommunikationsdienst zwischen Erdstationen an einem bestimmten Standort (einem festen Punkt in definierten Gebieten).
Hauptnutzungsrichtungen der Festnetzkommunikation:
Organisation von Fern-, Intrazonen- und lokalen Kommunikationslinien im Rahmen der russischen Streitkräfte;<
Bereitstellung einer Ressource zum Aufbau von Datennetzen;
Entwicklung von Unternehmenskommunikations- und Datennetzwerken unter Verwendung moderner VSAT-Technologien, einschließlich Internetzugang;
Aufbau eines internationalen Kommunikationsnetzwerks;
Vertrieb von Bundes-, Regional-, Lokal- und kommerziellen Fernseh- und Radioprogrammen im ganzen Land;
Entwicklung von Netzwerken zur Übertragung von Seiten zentraler Zeitungen und Zeitschriften;
Redundanz des Backbone-Primärnetzes des russischen Luftverkehrsnetzes.
Das feste Satellitenkommunikationssystem wird in den kommenden Jahren auf den bestehenden Horizon-Satelliten, den neuen Express-A- und Yamal-100-Satelliten sowie dem LMI-1-Satelliten der internationalen Organisation Intersputnik basieren. Später werden die neuen Satelliten Express K und Yamal 200/300 in Betrieb genommen.
Satellitenkommunikationsnetze werden eine wichtige Rolle bei der Modernisierung der Kommunikationssysteme in den nordöstlichen Regionen Russlands spielen.
Das „Allgemeine Diagramm der Satellitenkomponente des Primärnetzes des russischen Luftwaffennetzes“, das von OJSC Giprosvyaz im Auftrag von OJSC Rostelecom und dem State Enterprise Space Communications entwickelt wurde, legt das Verfahren für die Nutzung von Satellitensystemen für das russische Luftnetz fest.
Es ist vorgesehen, dass die Entwicklung von Unternehmensnetzwerken in erster Linie auf der Grundlage russischer Satelliten gemäß den im Dekret der Regierung der Russischen Föderation Nr. 1016 vom 09.02.98 festgelegten Prioritäten erfolgen wird.
Grundlage für die Übertragung von Fernsehprogrammen über den festen Satellitendienst sollte das modernisierte digitale Fernsehübertragungssystem „Moskau“ / „Moskau Global“ sein. Dadurch wird es möglich, gesellschaftlich bedeutsame staatliche und gesamtrussische Fernsehprogramme (RTR, Kultura, ORT) in alle Zonen des Zeitraffer-Rundfunks zu übertragen, wobei drei statt bisher zehn Satelliten zum Einsatz kommen.
Rundfunkdienst
Der Rundfunkdienst basiert auf Direktfernsehsatelliten wie der ISS Bonum-1, die auf 36° Ost gestartet ist. und sorgt für die Übertragung von mehr als zwei Dutzend Fernsehprogrammen im europäischen Teil Russlands.
Ein weiterer Ausbau des Satellitenfernsehübertragungssystems (mit der Möglichkeit zur Ausstrahlung von bis zu 40–50 kommerziellen Fernsehprogrammen) ist vorgesehen, um ein Fernsehverteilungsnetz in den dünn besiedelten östlichen Regionen Russlands zu schaffen und den Bedarf an regionalem Fernsehen zu decken Programme. Dieses SSS wird neue Dienste wie hochauflösendes digitales Fernsehen, Internetzugang usw. bereitstellen. In Zukunft kann es das derzeitige Satellitenfernsehverteilungssystem, das auf der Nutzung eines festen Satellitendienstes basiert, vollständig ersetzen.
Mobile Satellitenkommunikation
Das russische mobile Satellitenkommunikationssystem basiert auf den Horizon-Satelliten und dient der Organisation der Regierungskommunikation und im Interesse des Staatsunternehmens Morsvyaz-Sputnik. Auch die Systeme Inmarsat und Eutelsat (Eutheltrax-Subsysteme) können genutzt werden.
Gemäß dem Dekret der Regierung der Russischen Föderation vom 2. September 1998 Nr. 1016 müssen bei der Umsetzung vielversprechender Satellitenprojekte Maßnahmen ergriffen werden, die darauf abzielen, das mobile Satellitenkommunikationsnetz in dem Umfang aufrechtzuerhalten, der zur Aufrechterhaltung der Regierung erforderlich ist und Kommunikationssystem des Präsidenten.
Persönliches mobiles Kommunikationssystem
In unserem Land werden mehrere mobile persönliche Satellitenkommunikationsprojekte entwickelt (Rostelesat, Signal, Molniya Zond).
Russische Unternehmen beteiligen sich an mehreren internationalen Projekten zur persönlichen Satellitenkommunikation (Iridium, Globalstar, ICO usw.). Derzeit werden konkrete Bedingungen für den Einsatz mobiler Kommunikationssysteme auf dem Territorium der Russischen Föderation und deren Schnittstelle zur russischen Luftwaffe ausgearbeitet. An der Entwicklung und Schaffung von SSS-Komplexen sind beteiligt: Staatsbetreiber Staatsunternehmen „Weltraumkommunikation“, Krasnojarsker NPO/PM, benannt nach. Reshetnev und das Unternehmen Alcatel (Schaffung von drei Express-A-Satelliten der neuen Generation), NIIR, TsNIIS, Giprosvyaz LLC, GSP RTV, Rostelecom OJSC usw.
Abschluss
Satellitenkommunikations- und Datenübertragungssysteme sind in der Lage, die erforderliche Geschwindigkeit bei der Bereitstellung und Neukonfiguration des Systems, die Zuverlässigkeit und Qualität der Kommunikation sowie die Unabhängigkeit der Tarife von der Entfernung zu gewährleisten. Nahezu jede Art von Information wird über Satellitenkanäle mit hohem Verfügbarkeitsfaktor übertragen.
Heute sind Satellitenkommunikationssysteme ein integraler Bestandteil der Telekommunikationsautobahnen der Welt, die Länder und Kontinente verbinden. Sie werden in vielen Ländern der Welt erfolgreich eingesetzt und haben ihren rechtmäßigen Platz im Interconnected Communication Network Russlands eingenommen.
Literatur
Timofeev V.V. Zum Konzept der Entwicklung der Satellitenkommunikation in Russland. - „Bulletin of Communications“, 1999, Nr. 12.
Wassili Pawlow (Leiter der Abteilung für Radio, Fernsehen und Satellitenkommunikation des russischen Kommunikationsministeriums). Aus einer Rede bei einem Treffen, das dem russischen SSS und seiner Rolle bei der Erfüllung der Bedürfnisse von Abteilungs- und Unternehmensbetreibern gewidmet war.
- „Netzwerke“, 2000, Nr. 6.
Durev V. G., Zenevich F. O., Kruk B. I. et al. Einführung in das Fachgebiet.
- M., 1988.
Funkvorschriften der Russischen Föderation.
| Offizielle Veröffentlichung. Genehmigt und in Kraft gesetzt am 1. Januar 1999 durch die Entscheidung des SCRF vom 28. September 1998.-M. 1999. | |
|
Leonid Newdjajew. Satellitensysteme Teil 1.
Umlaufbahnen und Parameter. - „Netzwerke“, 1999, Nr. 1-2. Technisches Nachschlagewerk zur Weltraumtechnologie. - M., 1977.
Verwandte Artikel: Spionageprogramme für Computer
Die Zahlung in der Aliexpress-App schlägt fehl – warum und was zu tun ist | |
