нурлыбек реферат



Введение

Передача данных, как правило, происходит по кабельным системам — медным, оптоволоконным или коаксиальным. Однако кабельную сеть можно проложить не везде, как по техническим, так и по экономическим и организационным причинам. Тогда на помощь приходят различные радиотехнологии. Спутниковая связь  — один из видов радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников земли в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными. Спутниковая связь является развитием традиционной радиорелейной связи путем вынесения ретранслятора на очень большую высоту (от сотен до десятков тысяч км). Так как зона его видимости в этом случае — почти половина Земного шара, то необходимость в цепочке ретрансляторов отпадает. Для передачи через спутник сигнал должен быть модулирован. Модуляция производится на земной станции. Модулированный сигнал усиливается, переносится на нужную частоту и поступает на передающую антенну. Запуском 4 октября 1957г. первого искусственного спутника Земли Советский Союз положил начало околоземного космического пространства. Одним из важнейших практических применений ИСЗ является космическая радиосвязь между земными станциями (ЗС), осуществляемая посредством ретрансляции сегналов через один или несколько ИСЗ. Такая передача сигналов положена в основу спутниковых систем передачи. Коммуникационный спутник (спутник связи) — это специальный беспроводной приемо-передатчик — принимающий радиоволны из одного места и передающий их в другое, который запускается с помощью ракеты и закрепляется на околоземной орбите. Сегодня вокруг нашей планеты вращаются сотни действующих коммерческих спутников. Эти спутники используются для самых разнообразных целей, таких как передача данных через сети широкого спектра действия, прогнозирование погоды, телевещание, непрофессиональное общение посредством радиоустройств, доступ в Интернет и спутниковая навигация. Спутники имеют много других полезных функций, кроме передачи данных. Большинство современных прогнозов погоды полагаются на информацию, передаваемую спутником. Спутниковые навигационные системы работают благодаря объединенной сети спутников. Научные исследования нашей планеты, атмосферы и вселенной также основаны на показаниях спутников. Существует три области спутниковых орбит:

ГЗО: Геостационарная Земная Орбита

ПЗО: Промежуточная Земная Орбита

МЗО: Малая Земная Орбита

Спутники, находящиеся на ГЗО, вращаются непосредственно над экватором, приблизительно на расстоянии 35 400 км (22 000 миль) от Земли. На такой высоте один полный оборот вокруг Земли занимает 24 часа. Таким образом, спутник постоянно находится в одной и той же точке над поверхностью Земли и остается неизменной в небе (неподвижным) из любой точки на поверхности, с которой его можно увидеть. ПЗО определяется просто как область между ГЗО и МЗО. Первоначально используется для спутниковых систем GPS.

МЗО находится на расстоянии от 200 до 1400 км от Земли. Спутники, находящиеся на МЗО, вращаются вокруг Земли очень быстро и обычно находятся в зоне одного представительства только 90 минут. Их главное преимущество состоит в том, что они находятся очень близко к поверхности Земли, обеспечивая меньшие задержки во времени для более быстрого общения. Однако, для последовательной передачи сообщений они требуют концентрации спутников так, чтобы сообщения могли сохраняться, когда один спутник выходит из зоны досягаемости, а другой двигается внутри зоны действия земной станции. Спутники, находящиеся на МЗО, дешевле, обычно менее мощные и имеют более короткий срок службы. Большинство спутников связи располагаются на ГЗО. Один геостационарный спутник может покрывать до 40 процентов поверхности Земли; так что, теоретически три таких спутника могут обеспечить связью всю земную поверхность. Для того, чтобы обеспечить правильный и уверенный охват какого-то определенного региона, континента или страны, излучателям часто «придают форму» для того, чтобы направить передачу данных и увеличить силу сигнала для обслуживаемой области. Роль спутника в обеспечении спутниковой связи состоит в том, чтобы служить ретранслятором сигналов. То есть, он принимает сигналы от одной станции и передает их, благодаря чему другая станция может принять эти сигналы. Прием и передача данных осуществляется посредством транспондера (приемо-передающего тракта). Один транспондер на спутнике, находящемся на геостационарной орбите может одновременно управлять примерно 5000 голосовых каналов и каналов передачи данных. Стандартный спутник имеет 32 транспондера. Транспондеры функционируют каждый на отдельной радиочастоте с определенной длиной волн, или «полосе частот». Спутниковая связь действует на трех полосах частот: С, Ku и Ka. С — была первой полосой, введенной в действие, и как полоса с большей длиной

Частотные диапазоны:

Название

Частотный диапазон, ГГц

L

0,39-1,55

1,61-1,71

S

1,93-2,7

С

3,4-5,25

5,725-7,075

X

7,25-8,4

Ku

10,7-12,57

12,7-14,8

Ka

15,4-27,5

27,00-50,2

K

84,0-86,0

волн, она требует антенну большего размера. Ku — является полосой, используемой большинством систем VSAT. Ка — это новая выделенная полоса, которая пока не используется широко. Из трех полос, эта имеет самые короткие волны и может использовать самую маленькую антенну. Из-за делового соперничества существует множество спутников находящихся на ГЗО. Спутники с одинаковой частотой могут находиться в трех градусах друг от друга, не создавая помех. Поскольку в окружности 360 градусов, это означает, что на ГЗО может быть расположено 120 спутников. Комбинация различных диапазонов частот и общего числа транспондеров на орбите говорит о том, что сегодняшние спутниковые сети являются идеальным средством передачи и получения практически любого типа данных, от простых цифровых данных до самой сложной аудио, видео информации.

Виды радиосвязи и классификация систем связи

Различают два основных вида радиосвязи – космическую и наземную. Космическая радиосвязь – это радиосвязь, в которой используется одна или несколько космических радиостанций или один или несколько пассивных спутников, или другие космические объекты. Наземная радиосвязь – радиосвязь, в которой применяют радиостанции, находящиеся на поверхности Земли и в основной части земной атмосферы, исключая космическую радиосвязь и радиоастрономию. Спутниковая радиосвязь – это космическая радиосвязь между земными радиостанциями, осуществляемая путем ретрансляции радиосигналов через один или несколько спутников земли. Как для наземных, так и для

спутниковых РСПИ устанавливают принадлежность к той или инойслужбе связи (рис. 1).

Помимо принадлежности к той или иной службе и назначения(см. рис. 1), классификация РСПИ может быть проведена и по другим признакам, которые заложены в ее основу, например, по диапазону используемых частот, виду линейного сигнала, виду модуляции несущей, способу разделения каналов и т.д. Кроме того, одним из таких признаков является характер используемого физического процесса в тракте распространения ра-

диоволн. По этому признаку различают радиорелейные системы передачи прямой видимости (РРСП) (распространение радиоволн в тропосфере в пределах прямой видимости); тропосферные радиорелейные системы передачи (ТРСП) (дальнее тропосферное распространение радиоволн вследствие их рассеяния и отражения в нижней

области тропосферы при взаимном расположении радиорелейных станций за пределами прямой видимости); ионосферные системы передачи на декаметровых волнах (дальнее распространение декаметровых волн за счет отражения от слоев ионосферы); космические

системы передачи (прямолинейное распространение радиоволн в космическом пространстве и атмосфере Земли); ионосферные системы передачи на метровых волнах (дальнее распространение u1084 метровых волн благодаря рассеянию их на неоднородностях ионосферы), наземные системы ВЧ, ОВЧ и УВЧ, работающие в приземныхслоях атмосферы в диапазонах частот от 30 до 3000 МГц и др. Радиорелейные системы передачи прямой видимости и спутниковые системы связи (ССС) по способу построения имеют много общего, поскольку и в том, и в другом случаях используется прямолинейное распространение радиоволн с ретрансляцией сигналов бортовым ретранслятором ИСЗ, находящегося в пределах радиовидимости земных станций, между которыми осуществляется радиосвязь, либо сигналов наземных радиостанций. Кроме того и в РРСП, и в ССС применяют многоствольный принцип построения ретрансляторов,

обеспечивающий повышение пропускной способности, надежности и значительное снижение экономических затрат. Близки также и диапазоны частот, в которых работают эти системы. В частности, большинство земных станций ССС работает в диапазонах 4/11 ГГц на прием и 6/14 ГГц на передачу, а такие РРСП, как, например, «КУРС-8» и «Элек-

троника-Связь-11-Ц» работают соответственно в диапазонах 7,9…8,4 и 10,7…11,7 ГГц

Системы связи можно также классифицировать и по пользовательским признакам, например, по категории обслуживаемых абонентов на системы общего, индивидуального и специализированного пользования, по числу обслуживаемых абонентов, а также по виду

предоставляемых услуг. В последние два десятилетия интенсивное развитие получили

так называемые сотовые системы мобильной связи, которые условно можно выделить в отдельную категорию РСПИ, хотя формально они относятся к службе ПСС. Принцип построения этих систем осно- ван на том, что зона обслуживания разделена на большое количество ячеек (сот), радиус которых лежит в пределах от 1,5 до 7 км. Каждую соту обслуживает отдельная базовая радиостанция небольшой мощности, расположенная в центре соты. Совокупность сот образует зону обслуживания, в центре которой размещена центральная станция, соединенная проводными или радиорелейными линиями со всеми

базовыми станциями, а также с телефонной сетью общего пользования. Такая структура позволяет любому абоненту сотовой системы, а также абонентам телефонной сети общего пользования не только осуществлять голосовую связь между собой, но и обмениваться цифровыми и буквенными сообщениями, иметь выход в международные каналы и сети связи, включая Internet-сети, широко применять современные информационные технологии. Сотовые системы обладают высокой эффективностью использования спектра частот и их можно интегрировать с другими видами систем, включая спутниковые.




map