Satellitenverbindung. Satellitenkommunikationssysteme der Welt Nutzung der Satellitenkommunikation

Die Grundlagen der Satellitenkommunikation wurden vom englischen Wissenschaftler Arthur C. Clarke als Theorie vorgeschlagen, der 1945 einen Artikel mit dem Titel „Extraterrestrial Relays“ veröffentlichte. Der Engländer ließ seine Erfindung nicht patentieren, da er seine Idee damals für nicht realisierbar hielt. Clarks Theorie wurde zu einer Art Sprung auf dem Gebiet der Kommunikationstechnologie und zur nächsten Stufe in der Entwicklung der Richtfunkkommunikation. Der Wissenschaftler schlug vor, das Relaismodul über die Oberfläche des Planeten hinauszubringen, indem es in die Umlaufbahn gebracht wird. Auf diese Weise, neue Technologie Theoretisch könnte es eine Reihe von Vorteilen bieten:

• Es ist nicht erforderlich, ein umfangreiches Netzwerk terrestrischer Repeater aufzubauen.
• das Signal wird selbst mit einem Satelliten über große Entfernungen übertragen;
• die Fähigkeit, Informationen überall auf der Welt zu senden und zu empfangen.

Der letzte Punkt war von besonderem Interesse für amerikanische Wissenschaftler, die innerhalb eines Jahrzehnts begannen, die neue Technologie aktiv zu beherrschen. Fast gleichzeitig interessierte sich die Sowjetunion für die Entwicklungen des englischen Wissenschaftlers, und die sechziger Jahre des letzten Jahrhunderts können als Beginn der Ära der Satellitenkommunikation angesehen werden, seit die ersten Satelliten gestartet wurden. Das Funktionsprinzip war recht einfach: Ein Signal wird von einer Bodenstation an einen Repeater im Weltraum gesendet und der Satellit sendet es direkt an den Empfänger, der sich in seinem Abdeckungsbereich befindet.

Heutzutage wird diese Branche ständig verbessert und es werden neue Technologien eingeführt, die nicht nur Hochgeschwindigkeits-Satellitenkommunikation, sondern auch einen stabilen Signalempfang fast überall auf unserem Planeten ermöglichen.

Ausrüstung, die für den stabilen Betrieb der Satellitenkommunikation erforderlich ist

Um einen stabilen Betrieb des Systems und die volle Funktionsfähigkeit zu gewährleisten, sind folgende Satellitenkommunikation und bestimmte Geräte erforderlich:

• Kommando- und Kontrollstation. Der Komplex befindet sich am Boden und seine Ausrüstung ermöglicht die Übertragung eines Funksignals an den Repeater und den Empfang von Antwortdatenpaketen. Ein breites Spektrum an Satellitenkommunikation ermöglicht Ihnen die Interaktion mit großen Informationsmengen;
• Orbitaler Relaissatellit. Es gibt zwei Haupttypen: passiv (funktioniert ausschließlich zum Empfangen und Senden von Signalen) und aktiv (spezielle Ausrüstung ermöglicht es Ihnen, das empfangene Signal zu verstärken, seine Verzerrung zu korrigieren und es dann innerhalb Ihres Abdeckungsradius zu verteilen). Derzeit werden passive Repeater aufgrund ihrer technischen Überalterung nicht mehr verwendet.
• Erdungsklemmen zum Empfangen und Verarbeiten von Signalen;
• zusätzliche Mobilstationen. Hierbei handelt es sich um separate autonome Komplexe, die mit spezieller Ausrüstung ausgestattet sind. Sie befinden sich auf Transportmitteln, was sie mobil macht. Dank solcher Stationen ist es möglich, Satellitenkommunikation in nahezu jeder Region aufzubauen, in der es keine geeignete Kommunikationsinfrastruktur gibt.

Der Frequenzbereich der Satellitenkommunikation reicht von 1 bis 40 GHz, wodurch Sie private Kanäle von militärischen und geschäftlichen Kanälen trennen können, wodurch Leitungssicherheit und eine nahezu endlose Ressource hinsichtlich der Anzahl der Benutzer gewährleistet werden.

Hauptsorten und einige Nuancen

Es gibt viele Kriterien, nach denen Satellitenkommunikation klassifiziert wird:

• nach der Art der Umlaufbahn, in der sich die Satelliten befinden;
• nach Funktionalität;
• nach Anwendungsgebiet;
• nach Signalpegel und Frequenzbereich;
• nach technischen Parametern und anderen Indikatoren.

Bestehende Arten der Satellitenkommunikation wurden für spezifische Aufgaben entwickelt. Beispielsweise gewährleistet die maritime Satellitenkommunikation einen stabilen Informationsaustausch zwischen einem Schiff und verschiedenen Bodenobjekten. Diese Art der Kommunikation wird in der zivilen und militärischen Schifffahrt häufig eingesetzt, von der Steuerung von Fischwadenfängern bis hin zur Koordinierung der Arbeit von Atom-U-Booten.

Unabhängig von der Art der Weltraumsatellitenkommunikation gibt es drei konventionelle Richtungen:

• Bereitstellung von Fernsehausstrahlungen durch Übertragung von Signalen von einer Bodenstation über Satellit;
• Satellitentelefonkommunikation – eine Garantie für den Empfang und die Übertragung hochwertiger Signale überall auf der Welt;
• Zugang zum Breitband-Internet.

Die Vorteile, die uns die neue Informationsaustauschtechnologie bietet, können nicht hoch genug eingeschätzt werden. Experten zufolge wird sich die spezialisierte Industrie verbessern, was die Satellitenkommunikation für Privatnutzer zugänglicher machen wird.

Mehr über die neuesten Trends in diesem Bereich erfahren Sie auf der Fachausstellung „Kommunikation“, die regelmäßig in den großzügigen, ausgestatteten Pavillons des Expocentre-Messegeländes stattfindet. Eine große internationale Veranstaltung garantiert eine umfangreiche Ausstellung mit neuen High-Tech-Geräten und anderen Branchenerrungenschaften führender in- und ausländischer Unternehmen.

Eigentümer Mobiltelefone Mit all ihren Fähigkeiten können sie nur dort anrufen, wo mobile Kommunikationsstationen ausgestattet sind. Was tun, wenn es keine solchen Stationen gibt?

Es gibt nur einen Ausweg: die Nutzung von Satellitentelefonen, die es ermöglichen, von fast überall auf der Welt zu telefonieren. Wie der Name der Verbindung schon sagt, erfolgt die Verbindung nicht über Bodenstationen, sondern über Satelliten, die sich in einer erdnahen Umlaufbahn befinden.

Alle Satellitenkommunikationsnetze bieten zuverlässige und qualitativ hochwertige Telefonie. Die Netzwerke unterscheiden sich hinsichtlich der angebotenen Abonnenten Zusatzleitungen, nach Bereich der Netzabdeckung sowie nach dem Preis der Geräte selbst und den Kosten für Kommunikationsdienste.

Heutzutage ist die Satellitenkommunikation weltweit durch verschiedene Systeme mit jeweils eigenen Vor- und Nachteilen vertreten. In Russland sind derzeit die Systeme Inmarsat, Thuraya, Globalstar und Iridium auf seinem Territorium verfügbar:

• Inmarsat ist der erste und bisher einzige mobile Satellitenkommunikationsbetreiber, der alle modernen Satellitenkommunikationsdienste zu Wasser, zu Land und in der Luft anbietet.
• Thuraya – mobile Satellitenkommunikation, die ein Drittel der Welt abdeckt und seinen Abonnenten kostengünstige Anrufe ab 0,25 $ pro Minute bietet ausgehender Anruf und kostenloser Posteingang (über Satellit). Thuraya-Satellitentelefone werden mit Mobiltelefonen kombiniert, die über einen GPS-Empfänger verfügen, der den Standort mit einer Genauigkeit von 100 Metern bestimmt. Die Kommunikation ist auf 1/3 des Territoriums Russlands verfügbar.
• Globalstar ist eine neue Generation der Satellitenkommunikation. Globalstar bietet Telefonkommunikation in den Gebieten der Erde, in denen es zuvor überhaupt keinen Dienst gab oder deren Nutzung stark eingeschränkt war, und ermöglicht das Telefonieren oder den Datenaustausch in nahezu jedem Gebiet der Erde.
• Iridium – bietet ein drahtloses Satellitennetzwerk, das überall und jederzeit Telefonie ermöglicht. Kommunikationen von Iridium decken die gesamte Erdoberfläche ab. In Russland ist das Iridium-Netzwerk im gesamten Gebiet verfügbar, verfügt jedoch noch nicht über eine Lizenz zur Erbringung von Dienstleistungen in der Russischen Föderation.

Satellitenkommunikation Inmarsat

Das Inmarsat-System bietet feste Satellitenkommunikation, die die Hauptrichtung seiner Nutzung bestimmt.

Dieses System wird häufig im Land-, See-, Fluss- und Luftverkehr, in Regierungsbehörden, von Mitarbeitern von Regierungsbehörden, in Zivilschutzeinheiten, in Rettungsorganisationen und Einheiten des Ministeriums für Notsituationen sowie von Staatsoberhäuptern eingesetzt.

Das Inmarsat-System ist seit mehr als 25 Jahren in Betrieb und hat sich bewährt. Dies ist derzeit die dritte Generation dieses Systems. Die vier beteiligten geostationären Satelliten decken den gesamten Globus ab und nur die Pole der Erde wurden von diesem System nicht abgedeckt.

Vom Inmarsat-Terminal aus erreicht der Anruf zunächst den Satelliten, der ihn an die Station (LES) weiterleitet. Sie wiederum ist für die Weiterleitung des Anrufs in öffentliche Telefonnetze oder das Internet verantwortlich. Der Satellit kann zusätzliche Strahlen zuweisen, um mit einer Region zu arbeiten, in der es eine hohe Teilnehmeraktivität gibt.

Das System unterstützt nicht nur Standardtelefone, aber auch Geräte, die den Standort von Teilnehmern verfolgen und so die Überwachung sich bewegender Objekte wie Schiffe, Autos, Flugzeuge ermöglichen. Das System dient der Sicherheit im Seeverkehr (GMDSS) und der Flugsicherung.

Zu den Vorteilen des Inmarsat-Systems gehört sein Betrieb auf fast der gesamten Erdoberfläche mit Ausnahme des Nord- und Südpols.

Inmarsat ist das offizielle Sicherheitssystem für den Seeverkehr. Das System ist ziemlich vertraulich, einfach zu bedienen und wird mit Anweisungen auf Russisch geliefert.

Mit dem Online-Abrechnungssystem können Sie den Status Ihres Kontos über das Internet mit vollständigen Statistiken überwachen Anrufe. Zusätzliches Zubehör ist erhältlich, wie spezielle Kits für Autos, Faxgeräte und andere Geräte sowie kostenlose eingehende Anrufe.

Zu den Nachteilen des Inmarsat-Systems zählen die hohen Kosten für die Telefone selbst, deren Preis bei 3.000 US-Dollar beginnt, die hohen Kosten für ausgehende Anrufe – ab 2,8 US-Dollar pro Minute – und die Terminals selbst haben die Größe eines Laptops und wiegen etwa 2 kg .

Um Telefone dieses Systems in einem bestimmten Land nutzen zu können, müssen Sie spezielle Genehmigungen einholen. In Russland verkauft das Unternehmen TESSKOM Inmarsat-Telefone mit der Erlaubnis, das Inmarsat-System in unserem Land zu nutzen.

Satellitenkommunikation Thuraya

Das Thuraya-System war ursprünglich für die Versorgung einer Region mit 1,8 Millionen potenziellen Abonnenten konzipiert.

Das System wird von zwei Satelliten betrieben, die gleichzeitig 13.750 Telefonkanäle bedienen können. Das System kann sowohl mit Satelliten- als auch mit Mobilfunkkanälen arbeiten. Aber manchmal kosten Anrufe im Roaming fünfmal mehr als über Satellit. Sie können das Thuraya-System auf 35 % des Territoriums Russlands nutzen.

Zu den Vorteilen von Thuraya gehören die geringe Größe der Telefone und ihre niedrigen Kosten (ab 866 $), die Nutzung einer einzigen Nummer für Satelliten- oder Mobilfunkkommunikation, angemessene Kosten für ausgehende Anrufe (ab 0,25 $/Minute) und kostenlose eingehende Anrufe über Satellit.

Nachteile des Thuraya-Systems: Die Netzverfügbarkeit liegt nur auf 35 % des Territoriums der Russischen Föderation. Zwar wird sich die Situation mit der Inbetriebnahme eines weiteren Satelliten deutlich verbessern. Dann wird die Abdeckung des russischen Territoriums 80 % erreichen. Aber es ist immer noch eine Frage der Zeit.

Satellitenkommunikation Globalstar

Globalstar ist ein System, das auf mobiler Satellitenkommunikation basiert. Das Globalstar-Netzwerk wurde von Anfang an als ein System konzipiert, das mit Bestehenden interagiert Mobilfunknetze. Das heißt, außer Gefecht Mobilfunknetze, mit dem der Vertrag geschlossen wird, stellen Globalstar-Telefone auf Satellitenkommunikation um und funktionieren bei gutem Festnetz-Mobilfunksignal wie ein normales Mobiltelefon.

Das System wurde für einen breiten Verbraucherkreis konzipiert. Tatsächlich wird das Globalstar-Netzwerk mittlerweile sowohl von Einzelpersonen als auch von Organisationen genutzt.

Die aktivsten Nutzer dieses Systems sind Öl- und Gasarbeiter, Geologen und Geophysiker, Bergleute und Edelmetallverarbeiter, Bauunternehmer und Energiearbeiter. Dieser Globalstar wird erfolgreich im Transportwesen, beim Militär, in der Marine und im Katastrophenschutzministerium eingesetzt.

Die Kommunikation im Globalstar-System erfolgt über 48 Satelliten mit niedriger Umlaufbahn. Das Signal wird gleichzeitig über mehrere Satelliten von den nächstgelegenen bodengestützten Schnittstellenstationen empfangen, dann wird das stabilste Signal über terrestrische Netzwerke zum Teilnehmer weitergeleitet.

Globalstar ist der Einzige ähnliche Systeme Kommunikation, die eine nahezu vollständige Abdeckung des Gebiets gewährleistet Russische Föderation von West nach Ost und bis 74 Grad im Norden.

Zu den Vorteilen von Globalstar gehört die Arbeit auf fast dem gesamten Erdgebiet mit Ausnahme der Polarregionen; geringe Größe und Gewicht der Telefone, vergleichbar in diesen Indikatoren mit gewöhnlichen Mobiltelefonen; automatische Umschaltung zwischen Satelliten- und Mobilfunkkommunikationssystemen; Benutzerfreundlichkeit; Anleitung auf Russisch. Sehr günstiger Preis für Telefone – ab 699 $.

Wenn Sie einen Satellitenkommunikationskanal nutzen, beginnt der Preis für Anrufe zu Globalstar bei 1,39 $. Beim Telefonieren über Mobilfunkkanäle wird es deutlich günstiger.

Es wird viel weiteres Zubehör angeboten. Im Gegensatz zu Systemen, die auf Satelliten mittlerer Umlaufbahn und auf geostationären Satelliten betrieben werden, sind Sprachverzögerungen oder „Echos“ beim Betrieb auf Globalstar praktisch nicht wahrnehmbar.

Globalstar hat wenige Nachteile. Obwohl für Globalstar-Telefone im Allgemeinen keine Genehmigung erforderlich ist, gibt es Länder, in denen ihre Verwendung eingeschränkt oder ganz verboten ist.

Satellitenkommunikation Iridium

Die Kommunikation im Iridium-System erfolgt über 66 Satelliten mit niedriger Umlaufbahn, die 100 % der Erdoberfläche abdecken. Doch in Nordkorea, Ungarn, Polen und Nord-Sri Lanka funktioniert das System nicht. In der Russischen Föderation ist das Iridium-Netzwerk derzeit nicht lizenziert, aber auf seinem gesamten Territorium verfügbar. Da die Entfernung zu den Satelliten gering und ihre Geschwindigkeit hoch ist, werden die Signale nahezu verzögerungsfrei übertragen. In Gebieten, in denen Mobilfunkempfang verfügbar ist, funktioniert das Telefon möglicherweise wie ein normales Mobiltelefon.

Der Hauptvorteil von Iridium ist die stabile Kommunikation auf dem ganzen Planeten.

Iridium verfügt außerdem über die kleinsten Satellitentelefone überhaupt. Wie bei anderen Systemen wechseln Telefone automatisch zwischen Satelliten- und Mobilfunknetzen. Preiswerte Anrufe, von nur 1 $ bis Satellitenkanal, Und durch Mobilfunkkommunikation- noch günstiger. Eingehende Anrufe sind völlig kostenlos. Wie das Globalstar-System verfügt Iridium über eine praktisch nicht wahrnehmbare Sprach- und Echoverzögerung.

Der einzige wesentliche Nachteil von Iridium ist das Fehlen einer Betriebslizenz in der Russischen Föderation. Nach Angaben von Unternehmensvertretern wird die Arbeitserlaubnis in Russland jedoch bald erteilt.

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Satellitenkommunikation

Satellitenantenne

Eine Satellitenschüssel ist eine Spiegelantenne zum Empfang eines Signals von einem Satelliten. Die gebräuchlichsten Satellitenantennen sind Parabolantennen(Sie werden normalerweise Satellit genannt). Satellitenschüsseln haben Verschiedene Arten und Größen. Am häufigsten werden solche Antennen zum Empfangen und Senden von Programmen verwendet. Satelliten Fernsehen und Radio sowie Internetanschlüsse. Es gibt zwei Arten von Parabolantennen: Direktfokusantennen und Offsetantennen.

Direktfokusantenne

Eine direktfokussierte (achsensymmetrische) Antenne ist eine klassische Antenne eines Rotationsparaboloids. Dies ermöglicht eine genauere Ausrichtung auf den ausgewählten Satelliten. Typischerweise werden solche Antennen zum Empfang eines Signals im C-Band verwendet, das schwächer ist als ein Signal im Ku-Band. Es ist jedoch möglich, ein Signal sowohl im Ku-Band als auch kombiniert zu empfangen.

Offset-Antenne

Die Offset-Antenne ist beim individuellen Satellitenfernsehempfang am gebräuchlichsten, obwohl derzeit andere Prinzipien für den Aufbau terrestrischer Satellitenantennen verwendet werden. Die Offsetantenne ist ein elliptisches Paraboloid (im Querschnitt einer Ellipse). Der Fokus eines solchen Segments liegt unterhalb des geometrischen Mittelpunkts der Antenne. Dadurch entfällt die Abschattung des Nutzbereichs der Antenne durch die Einspeisung und ihre Halterungen, was ihre Effizienz bei gleicher Spiegelfläche wie bei einer achsensymmetrischen Antenne erhöht. Darüber hinaus wird die Einspeisung unterhalb des Antennenschwerpunkts angebracht und erhöht so deren Stabilität bei Windlasten. Die Offset-Antenne wird nahezu vertikal montiert. Abhängig von der geografischen Breite variiert der Neigungswinkel geringfügig. Diese Position verhindert, dass sich Niederschlag in der Antennenschüssel ansammelt, was die Empfangsqualität stark beeinträchtigt. Typischerweise werden Offset-Antennen zum Empfang von Ku-Band-Signalen (in linearer und zirkularer Polarisation) verwendet. Es ist jedoch auch möglich, neben einem kombinierten Signal auch ein Signal im C-Band zu empfangen.

Ringantenne

Toroidale Parabolantenne – ein Produkt der neuen Kategorie für den Empfang Satellitensignal von mehreren Satelliten ohne Verwendung rotierender Geräte. Im Gegensatz zu herkömmlichen Antennen verfügt diese Parabel über eine sorgfältiger gestaltete reflektierende Oberfläche. Durch den zweiten Reflektor besteht die Möglichkeit, eine größere Anzahl von Wandlern für den Signalempfang zu installieren. Unter bestimmten Bedingungen eröffnet diese Parabolantenne neue Möglichkeiten für den Empfang von Satellitensignalen. Die Antenne besteht aus verzinktem Stahl, der mit Polyesterlack beschichtet ist. Der Halter bietet Platz für bis zu 16 Konverter. Mindestabstand zwischen zwei benachbarten Konvertern: 3 Grad. Bei der Installation der Antenne ist die genaue Einhaltung von Azimut, Elevation und Neigung erforderlich.

Für die Herstellung von Satellitenantennen werden hauptsächlich Stahl und Duraluminium verwendet. Liebhaber des Satellitenfernsehens installieren manchmal eine Motorhalterung (Motor) oder einen Positionierer. Mithilfe eines Stellantriebs und eines Befehls des Benutzers (oder eines Befehls des Tuners) können Sie die Antenne an die gewünschte Position des Satelliten drehen.

Welche Arten von Satellitenschüsseln gibt es?

Im Allgemeinen ist es an der Zeit, Beiträge zu bestimmten Elementen von Satelliten-TV-Empfangssystemen zu schreiben. Ich fange mit den Antennen an.

Wie ich bereits geschrieben habe, ist der Signalpegel eines geostationären Satelliten sehr niedrig, sodass für den Empfang hochgerichtete Antennen verwendet werden. Jede Satellitenschüssel verfügt über einen rauscharmen Depolarisator-Verstärker-Konverter (LNB – Low Noise Block). Tatsächlich ist die „Antenne“ selbst sehr klein und die riesigen „Schalen“ sind nur Reflektoren, die das Signal auf einen Punkt fokussieren.

Der einfachste und häufigste Typ Satellitenschüssel- Dies ist eine Einzelspiegelantenne mit Parabolreflektor. Wie Sie wissen, besteht eine bemerkenswerte Eigenschaft einer Parabel darin, dass sie Strahlen parallel zu ihrer Achse in einen Punkt bündelt. Wenn Sie einen Metallreflektor in Form einer Parabel herstellen, werden die von ihm reflektierten Radiowellen des Satelliten an diesem Punkt fokussiert, an dem sich die im LNB eingebaute Empfangsantenne selbst befindet.

Es stehen Direktfokus- und Offset-Antennen zur Verfügung. Die Direktfokusantenne hat eine achsensymmetrische Form, der Konverter befindet sich in der Mitte. Das Funktionsprinzip einer solchen Antenne lässt sich anschaulich in der Abbildung darstellen:

Dieses Design ist recht einfach: Direktfokusantennen können aus einzelnen „Keulen“ zusammengesetzt werden, was einen Vorteil bei der Herstellung großer Antennen bietet.

Leider haben gerade Fokusgerichte auch Nachteile. Erstens ist in der Abbildung der „Elevationswinkel“ des Satelliten (seine „Höhe“ über dem Horizont) nicht sehr groß. Wenn der Satellit hoch genug positioniert ist (wie es beispielsweise in Moskau häufig der Fall ist, beträgt der Höhenwinkel für Eutelsat W4 26 Grad), dann blickt die „Schüssel“ hoch in den Himmel und sammelt den gesamten Niederschlag in sich. Ich möchte Sie daran erinnern, dass das Mikrowellensignal Schnee und Wasser nicht durchdringt. Zweitens ist die Konverterhalterung bei einer Parabolantenne mit geradem Fokus ziemlich hoch und man muss irgendwo hinklettern, um sie zu warten.

Die zweite Option sind versetzte (also „versetzte“) Platten, bei denen der „Schnitt“ nicht senkrecht zur Parabelachse, sondern in einem bestimmten Winkel erfolgt. Es sieht aus wie das:

Eine solche Antenne reflektiert die Strahlen nicht senkrecht zu ihrer Ebene, sondern „nach unten“. Sein Konverter befindet sich nicht gegenüber der Mitte der Antenne, sondern wird im Brennpunkt auf einem „Stab“ platziert, der an der Unterseite des Reflektors befestigt ist. Im Gegensatz zur Montage des Konverters an einer Direktfokusantenne „schattet“ dieser Stab mit dem Konverter nicht die Nutzfläche des Reflektors, daher werden kleine Antennen (bis zu einem Meter Durchmesser) hauptsächlich in versetzte Antennen unterteilt.

Für die Bewohner des gegenüberliegenden Hauses scheint die versetzte Platte übrigens in ihre Richtung gerichtet zu sein, was allerlei paranoide alte Damen erschreckt. Sie beginnen, Briefe an alle Behörden zu schreiben, in denen sie den Besitzer der Antenne für ihre eigenen Probleme verantwortlich machen – „er bestrahlt uns.“ Es besteht keine Notwendigkeit, sehr große Antennen direkt vor die Fenster einer Person zu stellen.

Ein ziemlich wichtiger Indikator für eine Parabolantenne ist die Brennweite. In den meisten einfachen Fällen spielt es keine Rolle, aber beim Zusammenbau von C-Band-Systemen oder der Installation von Multifeeds ist es sehr nützlich, es zu wissen. Der Einfluss der Brennweite wird in zukünftigen Beiträgen zu komplexen Empfangssystemen ausführlicher besprochen.

Besonders hervorzuheben sind Mesh- oder Lochantennen. Während „Gitter“, insbesondere solche mit direktem Fokus, weit verbreitet sind und im C-Band gut funktioniert haben, sind sie für das Ku-Band nicht sehr gut. Aufgrund der Wirkung der Wellenoptik wird die Reflexion des Funksignals nicht durch kleine Löcher im Reflektor beeinträchtigt, deren Größe mit der Wellenlänge vergleichbar ist. Für das C-Band ist es durchaus akzeptabel, Antennen aus einem feinmaschigen Netz herzustellen. Solche Antennen sind günstiger als „massive“ und halten hohen Windlasten stand, was bei einem Durchmesser von eineinhalb bis zwei Metern bereits kritisch ist.

Im Ku-Band sind solche Antennen nicht mehr sehr gut. Allerdings besteht auch hier die Möglichkeit, die Windlast zu reduzieren. Das St. Petersburger Unternehmen Lans produziert kleine (60, 90 und 120 cm) perforierte Antennen für das Ku-Band. Sie bestehen nicht aus Netz, sondern aus einem Metallblech mit kleinen (2-3 mm) Löchern. Die Kosten erhöhen sich jedoch durch die Verwendung von perforiertem Stahlblech, jedoch nicht kritisch. Ich habe zwei solcher Antennen (60 und 90 cm), ich beschwere mich nicht.

Neben Einspiegel-Parabolantennen gibt es auch andere Optionen für Antennen mit Reflektor. Ich werde Cassegrain-, Gregory- und Ringantennen erwähnen. Cassegrain- und Gregory-Schaltungen sind Antennen mit zwei Reflektoren. Bei Cassegrain hat der erste Reflektor eine parabolische Form, der zweite ist hyperbolisch, bei Gregory sind beide Reflektoren Parabeln. Eine nützliche Eigenschaft solcher Antennen ist die geringe Kreuzpolarisation, das heißt, sie verhindern wirksam eine „Vermischung“ von Signalen unterschiedlicher Polarisation. In den meisten Fällen spielt das keine Rolle, aber solche Antennen werden von einigen Satelliten-TV-Enthusiasten verwendet. Mehr darüber können Sie im Agliano-Forum lesen. Das Foto zeigt eine Gregory-Antenne, die auf Basis einer herkömmlichen Offset-„Parabel“ hergestellt wurde.

Es lohnt sich, die „Ringkern“-Antennen gesondert zu erwähnen. Diese Art von Zweispiegelantennen erschien erst vor relativ kurzer Zeit, verbreitete sich jedoch sofort. Eine bemerkenswerte Eigenschaft einer Ringantenne besteht darin, dass sie normalerweise den gesamten „Clark-Bogen“ fokussiert und nicht den einzelnen Satelliten, auf den sie gerichtet ist. Mit einer solchen Antenne können Sie gleichzeitig Satelliten mit einer Umlaufbahnspreizung von 50 Grad empfangen. Stimmen Sie zu, es klingt verlockend. Leider werden mittlerweile nur noch Ringantennen hergestellt, deren Parameter einer 90-cm-Antenne entsprechen, und das ist für den Empfang interessanter „europäischer“ Satelliten nicht sehr viel. In Moskau können Sie bei 90 cm 9E, 13E, 36E und 80E erhalten – zwei „normale“ Platten (eine mit 9+13+36 Multifeed) kosten weniger.

Im wohlgenährten und reichen Europa, über dem viele leistungsstarke Satelliten hängen, werden manchmal dielektrische Antennen verwendet, bei denen die Fokussierung durch eine „Linse“ aus einem Dielektrikum erfolgt. Wer sich mit Physik auskennt, wird es verstehen, wer es nicht weiß, wird sich auf mein Wort verlassen. Der Reflektor solcher Antennen ist flach und die LNBs sind auf einer speziellen Halterung montiert.

Darüber hinaus sind in letzter Zeit Flachantennen aufgetaucht. Sie haben keinen LNB und die Antenne besteht aus vielen identischen Empfangsmodulen, die nach dem Prinzip eines Phased-Arrays arbeiten. Der Antennencontroller kann diese Module entsprechend der vorgegebenen Richtung und Polarisation des Signals umschalten.

Die Kosten selbst für eine kleine Antenne wie diese sind ziemlich hoch – stellen Sie sich vor, wie viele rauscharme Mikrowellentransistoren darin vollgestopft sind.

Abschließend möchte ich erwähnen, dass im selben wohlgenährten und wohlhabenden Europa „normale“ Richtantennen zum Empfang von Satelliten verwendet werden können (Variationen zum Yagi-Thema, Funkamateure werden es verstehen). Bei solchen Antennen ist der LNB in ​​die Antenne „eingebaut“ – wie ein Verstärker in beliebten „polnischen“ Antennen für terrestrisches Fernsehen.

Trotz der Fülle an „exotischen“ Antennen werden „Amateur“-Satelliten-TV-Empfangssysteme meist auf Basis von Einspiegel-Parabolantennen aufgebaut. Daher wird sich die weitere Diskussion mit ihnen befassen.

In Russland und der Ukraine ist eine große Anzahl von Satellitenantennen verschiedener Hersteller erhältlich: polnischer Globo, Mabo, dänischer Triax, Kharkov „Variant“, Uljanowsk „Supral“, St. Petersburg Lans, deutscher Golden Interstar und zahlreiche chinesische Kunsthandwerke zu diesem Thema „2 Meter aus Folie“ . Die Auswahl ist groß, hängt aber stark von der Region ab, daher beschränke ich mich auf allgemeine Empfehlungen.

Große Antennen (mehr als 120 cm Durchmesser) werden hauptsächlich im C-Band eingesetzt, für das die Kenntnis der Brennweite wichtig ist die richtige Entscheidung Strahler zum Konverter. Diese Antennen sind oft direkt fokussiert. Im C-Band ist der Einsatz kostengünstiger feinmaschiger Antennen akzeptabel.

Für das Ku-Band werden häufig Antennen mit einem Durchmesser von 120 cm und darunter versetzt eingesetzt. Perforierte Antennen mit kleinem Durchmesser sind nicht üblich, sehen aber ungewöhnlich aus.

Die Hauptantennengrößen sind 40, 60, 90, 120, 150 und 180 cm. Antennen mit großem Durchmesser werden selten verwendet. Je kleiner der Durchmesser der Antenne ist, desto einfacher lässt sie sich abstimmen – das Strahlungsmuster ist breiter (es ist einfacher, den Satelliten zu „treffen“) und es ist einfacher, die Antenne zu drehen.

„Massive“ Metallantennen bestehen aus Stahl oder Aluminium. Stahlantennen sind stärker und halten stärkeren Winden stand. Leider sind sie recht schwer und teuer und bei unsachgemäßer Wartung auch anfällig für Korrosion. Aluminiumantennen rosten nicht, sind aber weniger langlebig – daran sind vor allem die Chinesen schuld, die Antennen fast aus Folie herstellen. Bei starkem Wind rollt sich eine billige 120-cm-Spiegelantenne buchstäblich „zu einer Röhre zusammen“.

Manchmal gibt es „auf dem Bauernhof“ Antennen aller Arten von Militär- oder Kommunikationsgeräten. Wenn Sie direkte Hände haben, sind solche Antennen ideal für den Empfang von Satellitenfernsehen, und die Kosten für ein drei Meter langes „Gitter“ von einer stillgelegten Troposphärenstation können zwei Flaschen Wodka betragen.

Satelliten, Umlaufbahnen und Bänder

Offset-Parabol-Satellitenschüssel

Das Satellitenkommunikationssystem wurde erstmals 1948 in einem Artikel von Arthur C. Clarke (übrigens einem berühmten Science-Fiction-Autor) beschrieben. Clark schlug vor, drei Satelliten in einer geostationären Umlaufbahn zu platzieren, die Daten untereinander weiterleiten könnten. Ein solches System würde weltweite Kommunikation rund um die Uhr ermöglichen und überall außer in den Polarregionen funktionieren.

Der Artikel beschreibt übrigens recht realistisch die Probleme, die beim Einsatz geostationärer Satelliten immer noch auftreten.

Sicherlich, moderne Systeme Satellitenkommunikation wie Iridium ist viel komplexer. Aber es sind geostationäre Satelliten, die heute für Fernsehübertragungen und andere feste Satellitenkommunikationssysteme verwendet werden.

Der Hauptnachteil geostationärer Satelliten ist die Umlaufhöhe. Über viele tausend Kilometer hinweg ist das Signal stark geschwächt. Für den Empfang sind daher eng ausgerichtete Antennen von beeindruckender Größe erforderlich. Da es sich um Antennen handelt, sollten wir die für den Satellit-Boden-Kanal zugewiesenen Reichweiten erwähnen.

Heutzutage werden für die Übertragung von Fernsehprogrammen von Satelliten hauptsächlich die Bänder C (Tse) und Ku (K-upper, Ku) verwendet. Der erste von ihnen deckt Frequenzen von 3650 bis 4200 MHz ab, der zweite von 10700 MHz bis 12750 MHz. Natürlich ist es schwierig, ein Signal einer solchen Frequenz über Kabel zu übertragen, daher wird direkt an der Empfangsantenne ein rauscharmer Konverter (LNB – Low Noise Block) installiert, der die Frequenz auf die „Satelliten-Zwischenfrequenz“ absenkt – von 950 bis 2150 MHz. Über den Aufbau von Empfangsantennen werde ich einen separaten Beitrag schreiben. Wie Clark vorhersagte, verwenden geostationäre Satelliten auch Richtantennen, was eine effizientere Nutzung der Leistung der auf dem Satelliten installierten Sender ermöglicht. Der Abdeckungsbereich einer solchen Antenne wird als Strahl bezeichnet. Die meisten Satelliten verfügen über eine oder zwei Antennen, die teilweise in völlig unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind.

Russische und afrikanische Rochen Eutelsat-Satellit W4

Die rote Linie auf der Karte ist der geometrische Sichtbarkeitsbereich des Satelliten, begrenzt durch eine Tangente, die von seinem Standort aus zur Erde gezogen wird. Wie aus der Karte hervorgeht, ist Satellitenfernsehen außer für Polarforscher in der Antarktis und Eskimos in Grönland nicht verfügbar; an allen anderen Punkten der Erde ist es möglich, mindestens einen Satelliten zu sehen.

Um einen geostationären Satelliten anzuzeigen, müssen Sie seine Orbitalposition kennen – den Längengrad des Meridians, über dem er sich befindet. Beispielsweise wird Eutelsat W4, der über Ostafrika „hängt“, üblicherweise 36E genannt – „36 Grad östlicher Längengrad“ oder einfach „36 Grad“. Derzeit sind mehrere Dutzend geostationäre Satelliten in Betrieb, deren Abdeckungsgebiete können Sie auf der Website SatBeams.com einsehen.

Natürlich in wahres Leben Nichts ist perfekt und tatsächliche „geostationäre“ Satelliten schwanken leicht um ihre theoretisch vorhergesagte Position. Differentialgleichungen, die die Bewegung eines Satelliten im Orbit beschreiben, haben einen besonderen Punkt wie einen Mittelpunkt – wie gebogen! Tatsächlich bedeutet dies, dass sich der Satellit in der Nähe seiner Position auf einer Flugbahn bewegt, die einer Ellipse ähnelt. Dieses Phänomen wird Libration genannt.

Normalerweise kann ein Satellit um etwa ein halbes Grad pro Tag von seiner Orbitposition abweichen, aber viele Satelliten „bleiben“ viel genauer auf ihrer Position. Satellitenschwingungen sind bei Verwendung von Antennen mit kleinen Abmessungen normalerweise nicht wahrnehmbar – die zentrale Keule ihres Strahlungsmusters hat eine „Breite“ von etwa 1–2 Grad, in professionellen Systemen mit einem Reflektordurchmesser von 3–5 Metern ist jedoch eine Ergänzung erforderlich Antenne mit einem automatischen Trackingsystem, das die Antenne entsprechend den Vibrationen des Satelliten ausrichtet.

Das Librationsphänomen wird beim Betrieb von Orbitalkonstellationen – mehreren Satelliten in einer Orbitalposition – genutzt. Die Librationsparameter der Satelliten sind so aufeinander abgestimmt, dass sie sich entlang einer Flugbahn um einen Punkt bewegen, ohne miteinander zu kollidieren. Für eine Bodenempfangsstation sehen alle diese Satelliten wie ein einziger aus. Natürlich ist die Organisation eines solchen „Karussells“ ein ziemlich kompliziertes Unterfangen; man muss die Bewegung der Satelliten ständig anpassen. Typischerweise werden Satelliten, die Teil solcher Konstellationen sind, mit zunehmendem Treibstoffverbrauch auf andere Orbitalpositionen verschoben. Derzeit kann Eutelsat, der größte europäische Satellitenbetreiber, Konstellationen von bis zu fünf Raumfahrzeugen bedienen.

Für die Satellitenfernsehübertragung werden derzeit die Standards DVB-S und DVB-S2 verwendet. Sie beinhalten die Nutzung digitale Typen Modulation ( Verschiedene Optionen PSK – Phase Shift Keying, Übertragung mit Phasenverschiebung) mit Fehlerkorrektur. Die Signalbandbreite bei Fernsehübertragungen beträgt etwa 20–30 MHz, und die Frequenzressourcen sind begrenzt. Erstens sollten benachbarte Satelliten nicht auf nahen Frequenzen senden, und zweitens ist selbst in den auf den ersten Blick recht beeindruckenden C- und Ku-Bändern eigentlich nur sehr wenig Platz. Die Situation wird durch die Verwendung eines polarisierten Signals gerettet. Normalerweise wird eine „lineare“ Polarisation verwendet (zwei senkrechte Richtungen – „vertikal“ und „horizontal“), in Russland wird häufiger „zirkular“ verwendet, wenn sich die Signalpolarisationsebene nach rechts oder links dreht. Mit LNBs können Sie die Polarisation des empfangenen Signals auswählen.

Um ein Signal von einem Satelliten „abzustimmen“ und zu dekodieren, müssen Sie die Frequenz und Polarisation des Transponders (mit anderen Worten des auf dem Satelliten installierten Senders) sowie die Symbolrate (Symbolrate) kennen Die Anzahl der pro Sekunde übertragenen Symbole variiert zwischen 3.000 und 40.000 Megasymbolen pro Sekunde, normalerweise etwa 27.000 MS/s, und FEC ist eine Variante des Fehlerkorrekturalgorithmus, der als Bruchzahl angegeben wird. Beispielsweise bedeutet 5/6, dass von 6 Bits, 5 sind Datenbits und 1 ist Prüfbits. Decoder bestimmen normalerweise automatisch die Art der Modulation und geben einen Bitstrom aus – was über den Funkkanal übertragen wird.

IN DVB-S-Standards und DVB-S2 ermöglicht das Multiplexen mehrerer Kanäle auf einem Transponder. Ein Kanal wird durch seine SID-Nummer (Service ID) identifiziert, die in allen Datenpaketen zu diesem Kanal vorhanden ist. Audiospuren für Kanäle und „Transportströme“ – normalerweise enthaltend offizielle Informationen für jeden Zweck. DVB definiert nur den Inhalt des Audio- und Videostreams – das sind triviales MPEG-2 und MPEG-4 für Video und MP-3 oder AC3 für Audio. Transportströme können alles enthalten – sogar Daten, die vom „Satelliten-Internet“ genutzt werden.

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Feste Satellitendienste(FSS) dienen der Organisation der Kommunikation mit festen Bodenstationen und basieren in der Regel auf der Basis von Repeater-Satelliten, die in eine geostationäre Umlaufbahn gebracht werden. Aufgrund der hohen Umlaufhöhe und der damit verbundenen erheblichen Signalverluste auf der Weltraum-Boden-Leitung werden für die Arbeit mit geostationären Kommunikationssatelliten hochgerichtete Parabolantennen („Schalen“) mit einem Spiegeldurchmesser von 60 cm bis 12 Metern oder mehr verwendet. abhängig von den Eigenschaften der Onboard-Repeater.

Mittelgroße Antennen (1,2 - 3,8 m) werden zur Organisation der bidirektionalen Kommunikation in Satelliten-Telekommunikationsnetzen (regional, lokal und) verwendet Unternehmensnetzwerke Kommunikation, Datenübertragung, Verbreitung von Fernsehprogrammen usw.) basierend auf Satelliten mittlerer Leistung.

Antennen, die kleiner als 1 m sind, haben in Direktsatellitensystemen weit verbreitete Verwendung gefunden. Fernseh-Übertragung(NTV) auf Basis spezialisierter leistungsstarker Satelliten sowie in Hochgeschwindigkeits-Internet-Zugangsnetzen.

Bei den Satelliten Horizon und Express handelt es sich um Low-Power-Backbone-Systeme; für den Betrieb sind Antennen mit einer Länge von 4,5–12 m erforderlich.

Zu den Systemen mittlerer Leistung gehören auch die Satelliten Express-M, Kupon und Yamal, die den Einsatz kleiner Erdstationen mit Antennen mit einem Durchmesser von 1,2 bis 2,4 m ermöglichen. Ein Beispiel für das NTV-System sind inländische Satelliten. Gals“, „Bonum-1“ und ausländische „Astra“ und „DirekTV“, die mit Antennen mit einem Durchmesser von 45-90 cm arbeiten.

Derzeit sind weltweit mehr als hundert geostationäre Kommunikationssatelliten im Einsatz. für verschiedene Zwecke. Bis zu 80 % der Ressourcen geostationärer Satellitensysteme werden für die Verteilung genutzt Fernsehprogramm. Die restlichen Ressourcen werden durch Datenübertragung und Telefonkommunikation belastet.

Mobile Satellitendienste(MCS) dienen der Kommunikation mit sich bewegenden Objekten. Am beliebtesten ist derzeit das Inmarsat-MSS-System, das auf geostationären Satelliten basiert. Ursprünglich wurde das System für die Kommunikation mit Seeschiffen entwickelt, doch dann begann es auch an Land eingesetzt zu werden. Es gibt eine breite Palette von Inmarsat-Teilnehmerstationen, die auf Schiffen, Autos und Flugzeugen installiert sind, aber auch tragbare Geräte in der Größe eines Aktenkoffers, die in abgelegenen Gebieten und in Naturkatastrophengebieten eingesetzt werden. Die Weiterentwicklung von MSS ist die Schaffung von Systemen, die mit kleinen, großen Systemen arbeiten können Handy, Teilnehmerstationen, die den Einsatz spezialisierter Satelliten erfordern, die sich normalerweise in niedrigen Umlaufbahnen (500-1500 km) befinden. Die relativ geringe Höhe ihrer Umlaufbahn ermöglicht es, die Größe und Leistung der Teilnehmergeräte deutlich zu reduzieren. In diesem Fall bewegen sich die Satelliten relativ zur Erdoberfläche und befinden sich nur 10 bis 15 Minuten im Sichtbereich des Teilnehmers. Um die Kontinuität der Kommunikation aufrechtzuerhalten, müssen sich daher viele Satelliten im Orbit befinden.

Der Betrieb des ersten Systems dieser Art, des Iridium MSS, und mehrerer anderer ähnlicher Systeme hat bereits begonnen. Aufgrund der kurzen Zeit, die ein Satellit in der Sichtzone des Teilnehmers verbringt (beim Iridium-System sind es nur 7 Minuten), muss die Satellitenkonstellation aus mehreren Dutzend Satelliten bestehen, um die Kontinuität der Kommunikation zu gewährleisten.

Beispielsweise sieht das russische Projekt „Messenger“ den Start von 36 Satelliten vor internationale Systeme bestehen aus 48 (Globalstar), 66 (Iridium) und sogar 288 (Teledesic) Satelliten.

Der Nachteil von Systemen mit niedriger Umlaufbahn ist die Komplexität der Weltraumkonstellation und ihrer Verwaltung sowie die Notwendigkeit eines ständigen Austauschs von Satelliten aufgrund der kurzen Lebensdauer ihrer Existenz in niedrigen Umlaufbahnen (5–7 Jahre im Vergleich zu 12–15 Jahren). für geostationäre), was die Kosten für die Dienstleistungen solcher Systeme erheblich erhöht. MSS-Systeme, die auf leistungsstarken geostationären Satelliten basieren, sowie Satellitensysteme in stark elliptischen Umlaufbahnen können ernsthaft mit Systemen mit niedriger Umlaufbahn konkurrieren. Moderne Satellitensysteme bieten ein breites Spektrum an Kommunikationsdiensten von der Verbreitung von Fernseh- und Radioprogrammen über Regional-, Unternehmens- und globale Netzwerke Kommunikation und Datenaustausch bis hin zur persönlichen Kommunikation mit überall auf der Welt über tragbare Satellitenterminals. Je nach Nutzerbedarf kommen verschiedene Kombinationen terrestrischer und satellitengestützter Kommunikationssysteme zum Einsatz. In vielen Fällen erweisen sich Satellitenkommunikationssysteme im Vergleich zu terrestrischen Systemen als die günstigsten und kostengünstigsten.

Frequenzbereiche

Die Nutzung verschiedener Frequenzen für Funkkommunikations- und Rundfunksysteme, einschließlich Satelliten, wird von internationalen Organisationen streng reguliert. Dies ist notwendig, um Kompatibilität zu erreichen verschiedene Systeme, sowie um gegenseitige Störungen zwischen verschiedenen Diensten zu verhindern. Im Jahr 1977 wurde die World Administrative Radio Conference (WARC-77) zur Planung des Rundfunksatellitendienstes abgehalten, auf der die aktuellen Funkvorschriften verabschiedet wurden. Demnach ist das gesamte Territorium der Erde in drei Regionen unterteilt, denen jeweils eigene Frequenzbänder für den Rundfunk zugewiesen sind.

Region 1 umfasst Afrika, Europa, Russland, die Mongolei und die GUS-Staaten.

Region 2 umfasst Amerika.

Region 3 umfasst die Gebiete Süd- und Südostasiens, Australiens und der Inselstaaten der Pazifischen Ozeanregion.

Gemäß dieser Verordnung werden Satellitenkommunikationssystemen mehrere Frequenzbereiche zugewiesen, die jeweils empfangen werden Symbol Buchstabe des lateinischen Alphabets.

Die meisten bestehenden Satellitenkommunikationssysteme, die auf geostationären Satelliten basieren, arbeiten in den Bändern C (6/4 GHz) und Ku (14/11 GHz). Ka-Band ist in unserem Land noch nicht weit verbreitet, aber seine rasante Entwicklung ist in Amerika und Europa im Gange.

Die Effizienz von Empfangsspiegelantennen („Spiegeln“) ist proportional zur Anzahl der Wellenlängen, die in ihren Durchmesser passen. Und die Wellenlänge nimmt mit zunehmender Frequenz ab. Folglich nehmen bei gleicher Effizienz die Antennengrößen mit zunehmender Frequenz ab. Wenn für den Empfang im C-Band eine Antenne von 2,4 - 4,5 m erforderlich ist, verringert sich ihre Größe für das Ku-Band auf 0,6 - 1,5 m, für das Ka-Band kann sie bereits 30 - 90 cm und für den K-Bereich betragen - nur 10 - 15 cm.

Bei gleiche Größen Eine Ku-Band-Antenne hat einen etwa 9,5 dB höheren Gewinn als eine C-Band-Antenne. Typischerweise überschreitet die EIRP von C-Band-Satelliten nicht 40–42 dB, während Ku-Band-EIRP-Werte von 50–54 dB keine Seltenheit sind für die Kommunikation über feste Satellitensysteme und sogar 60-62 dB für Satelliten von NTV-Systemen. Aus den gleichen Gründen ist der Gewinn von Empfangsantennen auf Relaissatelliten im Ku-Band höher als im C-Band. Daher sind die Antennengrößen und Sendeleistungen von Erdstationen im Ku-Band in den meisten Fällen geringer als im C-Band.

Um beispielsweise mit dem Horizon-Satelliten im C-Band arbeiten zu können, sind Bodenstationen mit Antennen von mindestens 3,5 m und einem Sender von etwa 20 W erforderlich. Gleichzeitig Erdfunkstellen mit dem gleichen Durchsatz Um mit dem Intelsat-Satelliten im Ku-Band zu arbeiten, können sie mit Antennen mit einem Durchmesser von 1,2 m und einem 1-W-Sender ausgestattet werden. Die Kosten für die erste Station sind bei gleichen Nutzereigenschaften etwa doppelt so hoch wie für die zweite.

Das Ku-Band wird auch dadurch gestützt, dass das von der ITU für Satellitenkommunikationssysteme in diesem Band zugewiesene Frequenzband mehr als doppelt so groß ist wie das des C-Bands.

Zu den Nachteilen des Ku-Bandes gehören erhöhte Verluste bei Regen im Vergleich zum C-Band, was die Schaffung einer Antennengewinnreserve erfordert, um diese auszugleichen. Dies schränkt die Verwendung des Ku-Bandes in Regionen mit tropischem und subtropischem Klima ein. In den meisten Regionen Russlands überschreitet der erforderliche Spielraum 3–4 dB nicht. Um dies zu erreichen, reicht es aus, den Antennendurchmesser im Vergleich zu Regionen mit trockenem Klima um 20–30 % zu vergrößern.

In diesem Zusammenhang sind die meisten auf VSAT basierenden Satellitenkommunikationsnetze im Ku-Band aufgebaut.

Für den Betrieb von Satellitenkommunikationssystemen werden bestimmte Frequenzbänder zugewiesen, in denen eine große Anzahl von Kanälen platziert werden kann.

Bei den derzeit verwendeten Modulationstechniken entspricht die Bandbreite eines Simplex-Kanals (unidirektional), ausgedrückt in Kilohertz (kHz), ungefähr der Übertragungsrate, ausgedrückt in Kilobit pro Sekunde (kbps). Um Daten in eine Richtung mit einer Geschwindigkeit von 64 kbit/s zu übertragen, ist somit eine Bandbreite von etwa 65 kHz erforderlich, und für den E1-Kanal (2048 kbit/s) ist eine Frequenzbandbreite von etwa 2 MHz erforderlich.

Für eine bidirektionale (Duplex-)Kommunikation muss die erforderliche Bandbreite verdoppelt werden. Um einen Duplexkanal mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 2 Mbit/s zu organisieren, ist daher ein Frequenzband von etwa 4 MHz erforderlich. Dieser Zusammenhang gilt für die meisten anderen Radiosender, nicht nur für Satellitensender.

Bei einer standardmäßigen 36-MHz-Satellitenleitung beträgt die maximale Übertragungsrate etwa 36 Mbit/s. Die meisten Nutzer benötigen jedoch keine derart hohen Geschwindigkeiten und nutzen nur einen Teil dieser Bandbreite. Daher können Dutzende von Benutzern in einer Satellitenleitung betrieben werden und es müssen Maßnahmen ergriffen werden, um die Signale verschiedener Benutzer zu trennen.

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.

Satellitenkommunikation – was ist das und wozu dient sie?

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 Mobilfunkempfang besteht, 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.

Satellitentelefon: Hauptmerkmale

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 für Sie Aussehen Sie ähneln klassischen Telefonen der 80er und 90er Jahre, weisen jedoch ein charakteristisches Detail auf: Fast immer sind solche Telefone mit einer zusätzlichen, nicht versteckten Antenne ausgestattet. Das Einrichten eines Satellitentelefons unterscheidet sich praktisch nicht vom Einrichten normales Telefon Sie benötigen lediglich eine passende 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 dementsprechend Besitzer von Satellitennetzen stellen spezielles Zubehör für her moderne Smartphones, das sind kleine Gehäuse, 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.

Das Funktionsprinzip der Satellitenkommunikation

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 Zahl der Abonnenten.

Satellitenbetreiber

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.

Betreiber „Iridium“ und seine Geräte

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 finden viele Menschen im postsowjetischen Raum völlige Anonymität 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.

Thuraya-Betreiber und seine Geräte

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 ihnen wechseln verschiedene Typen Kommunikation. Gleichzeitig steigen die Kosten für Dienstleistungen Mobilfunkanbieter erhöht sich 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.

Betreiber „Globalstar“ und seine Geräte

Vielleicht der problematischste Betreiber, den es gibt beste Qualität Kommunikation. 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 ist die Umlaufbahn der Satelliten: Sie passieren die brasilianische Magnetanomalie, 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. Oftmals 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.

Betreiber „Inmarsat“ und seine Geräte

Das Unternehmen kontrolliert 11 Satelliten, die im geostationären Orbit schweben. Der Kommunikationsanbieter ist auf den professionellen Einsatz ausgerichtet und stellt die 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 hohe Qualität Kommunikations- und ISDN-Anschluss für Datenübertragung mit hoher Geschwindigkeit.

Das Unternehmen ist nicht an der Entwicklung tragbarer Lösungen für den Normalbürger beteiligt, daher ist dies auch nicht der Fall die beste Wahl für Zivilisten, die ein Satellitentelefon suchen.

Preise

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. Tarife für internationale Kommunikation hängen vom Land ab, in dem der Anruf eingeht, 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 Mobiltelefonnummern mit +7 (Standortcode) und einer siebenstelligen Zahl. Internationale Nummer enthält die vollständige Landesvorwahl - +8816 265 usw.