Слайд 1Должикова Людмила Анатольевна
Современная спутниковая связь
Слайд 2
Развитие спутниковой сети связи
История развития Спутниковой Системы Связи насчитывает пять этапов:
1)
1957-1965 гг. Подготовительный период. Советский союз вывел на орбиту искусственный спутник Земли.
В этот период коммерческие услуги спутниковой связи еще не были доступны, но возможность производства, запуска и успешной связи через ИСЗ на околоземной орбите была доказана экспериментально.
2) 1965-1973 гг. Период развития глобальных ССС на основе геостационарных ретрансляторов.
До начала 70-х годов практически все существовавшие ССС использовались для передачи международного телефонного трафика и вещания телевизионных программ.
3) 1973-1982 гг. Этап широкого распространения региональных и национальных ССС.
На этом этане исторического развития ССС была создана международная организация Inmarsat, развернувшая глобальную сеть связи Inmarsat, основной целью которой было обеспечение связи с морскими судами, находящимися в плавании.
1982-1990 гг. Период стремительного развития и распространения малых земных терминалов.
Была реализована цифровая передача речи, а затем и видео.
С первой половины 90-х годов ССС вступили в количественно и качественно новый этап своего развития.
Большое количество глобальных и региональных спутниковых сетей связи находились в стадии эксплуатации, производства или проектирования. Технология спутниковой связи стала областью значительного интереса и деловой активности.
Слайд 3Цели проекта:
1. Изучить историю спутниковой системы связи.
2. Ознакомиться с особенностями и
перспективами развития и проектирование спутниковой связи.
3. Получить информацию о современной спутниковой связи.
Задачи проекта:
1. Проанализировать развитие спутниковой системы связи на всех ее этапах.
2. Получить полное представление о современной спутниковой связи.
Слайд 4
Основные виды связи
радиорелейная;
высокочастотная;
почтовая;
GSM;
спутниковая;
оптическая;
диспетчерская.
Слайд 5Связь через спутник
История спутниковой связи начинается с конца 1945 года, когда
английские ученые разработали теорию передачи радиорелейного сигнала через ретрансляторы, которые будут находиться на большой высоте (геостационарная орбита). Первые искусственные спутники планеты. начали запускаться с 1957 года.
Преимущества такого типа связи очевидны:
минимальное количество ретрансляторов (на практике хватает одного или двоих спутников для обеспечения качественной связи);
улучшение базовых характеристик сигнала (отсутствие помех, увеличение расстояния передачи, повышение качества);
увеличение площади покрытия.
Сегодня оборудование спутниковой связи – это сложный комплекс, который состоит не только из орбитальных ретрансляторов, но и базовых наземных станций, которые расположены в разных частях .
Слайд 6
Развитие спутниковых систем связи играет значительную роль
в формировании единого информационного пространства на территории государства и тесно связано с федеральными программами по ликвидации цифрового неравенства, развитию общенациональных инфраструктурных и социальных проектов.
Самыми значимыми Федеральными целевыми программами на территории РФ являются проекты по "Развитию телерадиовещания" и "Устранению цифрового неравенства". Основные задачи проектов - развитие цифрового эфирного телевидения, сетей связи, систем массового широкополосного доступа к глобальным информационным сетям и предоставление мультисервисных услуг на передвижных и подвижных объектах.
Помимо федеральных проектов, развитие спутниковых систем связи обеспечивает новые возможности для решения задач корпоративного рынка. Области применения спутниковых технологий и различных спутниковых систем связи стремительно расширяются с каждым годом.
Слайд 7
Развитие спутниковых систем связи
Основными драйверами развития отрасли спутниковой связи в России
сегодня являются:
Запуск сетей в Ка-диапазоне (на российских спутниках "ЭКСПРЕС-АМ5", "ЭКСПРЕС-АМ6"),
Активное развитие сегмента передвижной и подвижной связи на различных транспортных платформах,
Выход спутниковых операторов на массовый рынок,
Развитие решений для организации магистральных каналов для сетей сотовой связи в Ка-диапазоне и М2М-приложений.
Слайд 8Использование спутниковых систем связи
Системы спутниковой связи созданы для обеспечения
потребностей связи и спутникового доступа в Интернет в любой точке мира. Они необходимы там, где требуется повышенная надежность и отказоустойчивость, используются для высокоскоростной передачи данных при организации многоканальной телефонной связи.
Слайд 9
В настоящее время существует множество различных систем спутниковой связи.
У всех
есть свои плюсы и минусы. Дополнительно каждый производитель предлагает пользователям индивидуальный набор услуг (Интернет, факс, телекс), определяет набор функций для каждой области покрытия, а так же рассчитывает стоимость спутникового оборудования и услуг связи. В России ключевыми являются: Инмарсат, Иридиум иТурайя.
Сферы использования ССС (Системы спутниковой связи): мореплавание, министерства и ведомства, органы управления государственных структур и учреждений, МЧС и спасательные подразделения.
Слайд 10
Инмарсат (Inmarsat)
Первая в мире система мобильной спутниковой связи, предлагающая полный набор
современных услуг пользователям по всему миру: на море, на суше и в воздухе.
Слайд 12Спутниковая система связи Инмарсат (Inmarsat) имеет ряд преимуществ:
зона покрытия – вся
территория земного шара, кроме полярных областей
качество предоставляемых сервисов
конфиденциальность
дополнительные аксессуары (автомобильные комплекты, факсы и другое)
бесплатные входящие звонки
доступность в применении
он-лайн система проверки состояния счета (биллинг)
высокий уровень доверия у пользователей, проверена временем (более 25 лет существования и 210 тысяч пользователей по всему миру)
Слайд 13Основные сервисы системы спутниковой связи Инмарсат (Inmarsat) :
Телефон
Факс
Электронная почта
Передача данных (в т.ч.
высокоскоростная)
Телекс (для некоторых стандартов)
GPS
Слайд 14
Иридиум (Iridium)
Первая в мире глобальная система спутниковой связи, которая работает в
любой точке мира, включая районы Южного и Северного полюсов. Производитель предлагает универсальный сервис, доступный для бизнеса и жизни в любое время суток.
Слайд 15Спутниковая система связи Иридиум (Iridium) имеет ряд преимуществ:
зона покрытия – вся
территория земного шара
низкие тарифные планы
возможность переключения между спутниковой и сотовой связью автоматически
невысокая стоимость сервисов и телефонных аппаратов
бесплатные входящие звонки
Слайд 16
Основные сервисы системы спутниковой связи Иридиум (Iridium):
Телефон
Передача данных
Пейджинг
Слайд 18Турайя (Thuraya)
Спутниковый оператор, который предоставляет сервис на 35% территории земного шара.
Сервисы, реализуемые в данной системе: спутниковые и GSM трубки, а так же спутниковые таксофоны. Недорогая мобильная связь для свободы общения и передвижений.
Спутниковая система связи Турайя (Thuraya) имеет ряд преимуществ:
компактный размер
возможность переключения между спутниковой и сотовой связью автоматически
невысокая стоимость сервисов и телефонных аппаратов
бесплатные входящие звонки
Слайд 19Основные сервисы системы спутниковой связи Турайя (Thuraya):
Телефон
Электронная почта
Передача данных
GPS
Слайд 20Спутниковая система связи Турайя (Thuraya)
Слайд 21Система спутниковой связи
Спутниковые ретрансляторы
Все современные спутники связи являются активными. Активные ретрансляторы
оборудованы электронной аппаратурой для приема, обработки, усиления и ретрансляции сигнала. Спутниковые ретрансляторы могут быть нерегенеративными и регенеративными. Нерегенеративный спутник, приняв сигнал от одной земной станции, переносит его на другую частоту, усиливает и передает другой земной станции.
Регенеративный спутник производит демодуляцию принятого сигнала и заново модулирует его. Благодаря этому исправление ошибок производится дважды: на спутнике и на принимающей земной станции. Недостаток этого метода - сложность (а значит, гораздо более высокая цена спутника), а также увеличенная задержка передачи сигнала.
Слайд 22Орбиты спутниковых ретрансляторов
Слайд 23
Система VSAT
Среди спутниковых технологий особенное внимание привлекает развитие технологий спутниковой связи
типа VSAT (Very Small Aperture Terminal).
На основе VSAT оборудования возможно построение мультисервисных сетей, предоставляющих практически все современные услуги связи: доступ в Интернет; телефонную связь; объединение локальных сетей (построение VPN-сетей); передачу аудио-, видеоинформации; резервирование существующих каналов связи; сбор данных, мониторинг и удаленное управление промышленным объектами и многое другое.
Слайд 24
Система VSAT
Центральная управляющая станция
Спутник-ретранслятор
Абонентские VSAT терминалы
Слайд 25
Технология VSAT
Можно выделить два основных вида доступа к спутниковому каналу:
двусторонний
(дуплексный)
односторонний (симплексный, асимметричный или комбинированный).
Слайд 27Схема одностороннего доступа с использованием DVB-карты и телефонной линии в качестве
обратного канала
Слайд 28Глобальная спутниковая система связи Globalstar
В России оператором спутниковой системы связи Globalstar
является закрытое акционерное общество «ГлобалТел». Как эксклюзивный поставщик услуг глобальной подвижной спутниковой связи системы Globalstar, ЗАО «ГлобалТел» предоставляет услуги связи на территории всей Российской Федерации. Благодаря созданию компании ЗАО «ГлобалТел», у жителей России появилась еще одна возможность связаться через спутник из любой точки России практически с любой точкой мира.
Слайд 30
Сферы применения системы Globalstar
Система Globalstar разработана для предоставления высококачественных спутниковых услуг
для широкого круга пользователей, включающих: голосовую связь, службу коротких сообщений, роуминг, позиционирование, факсимильную связь, передачу данных, мобильный Интернет.
Абонентами, пользующимися портативными и мобильными аппаратами, могут стать деловые и частные лица, работающие на территориях, которые не охвачены сотовыми сетями, либо специфика работы которых предполагает частые деловые поездки туда, где нет связи или плохое качество связи.
Система рассчитана на широкого потребителя: представители средств массовой информации, геологи, работники добычи и переработки нефти и газа, драгметаллов, инженеры-строители, энергетики. Сотрудники государственных структур России - министерств и ведомств (например, МЧС), могут активно использовать спутниковую связь в своей деятельности.
Слайд 31Системы подвижной спутниковой связи
Особенностью большинства систем подвижной спутниковой связи является маленький
размер антенны терминала, что затрудняет прием сигнала. Для того, чтобы мощность сигнала, достигающего приемника, была достаточной, применяют одно из двух решений:
· Спутники располагаются на геостационарной орбите. Поскольку эта орбита удалена от Земли на расстояние 35786 км, на спутник требуется установить мощный передатчик. Этот подход используется системой Inmarsat (основной задачей которой является предоставление услуг связи морским судам) и некоторыми региональными операторами персональной спутниковой связи (например, Thuraya).
Слайд 32Спутниковый Интернет
Спутниковый Интернет — способ обеспечения доступа к сети Интернет с
использованием технологий спутниковой связи (как правило, в стандарте DVB-S или DVB-S2).
Существует два способа обмена данными через спутник:
односторонний (one-way), иногда называемый также «асимметричным» — когда для приема данных используется спутниковый канал, а для передачи — доступные наземные каналы
двухсторонний (two-way), иногда называемый также «симметричным» — когда и для приема, и для передачи используются спутниковые каналы;
Слайд 33Односторонний спутниковый Интернет
Односторонний спутниковый Интернет подразумевает наличие у пользователя какого-то существующего
способа подключения к Интернету. Как правило это медленный и/или дорогой канал (GPRS/EDGE, ADSL-подключение там, где услуги доступа в Интернет развиты плохо и ограничены по скорости и т. п.). Через этот канал передаются только запросы в Интернет.
Слайд 35Двухсторонний спутниковый Интернет
Двухсторонний спутниковый Интернет подразумевает приём данных
со спутника и отправку их обратно также через спутник. Этот способ является очень качественным, так как позволяет достигать больших скоростей при передаче и отправке, но он является достаточно дорогим и требует получения разрешения на радиопередающее оборудование (впрочем, последнее провайдер часто берет на себя). Высокая стоимость двустороннего интернета оказывается полностью оправданной за счет в первую очередь намного более надежной связи. В отличие от одностороннего доступа, двусторонний спутниковый интернет не нуждается ни в каких дополнительных ресурсах.
Слайд 36Недостатки спутниковой связи
Слабая помехозащищённость
Огромные расстояния между земными станциями и спутником являются
причиной того, что отношение сигнал/шум на приемнике очень невелико (гораздо меньше, чем для большинства радиорелейных линий связи). Для того, чтобы в этих условиях обеспечить приемлемую вероятность ошибки, приходится использовать большие антенны, малошумящие элементы и сложные помехоустойчивые коды. Особенно остро эта проблема стоит в системах подвижной связи, так как в них есть ограничение на размер антенны и, как правило, на мощность передатчика.
Влияние атмосферы
На качество спутниковой связи оказывают сильное влияние эффекты в тропосфере и ионосфере.
Поглощение в тропосфере
Поглощение сигнала атмосферой находится в зависимости от его частоты. Максимумы поглощения приходятся на 22,3 ГГц (резонанс водяных паров) и 60 ГГц (резонанс кислорода). В целом, поглощение существенно сказывается на распространении сигналов с частотой выше 10 ГГц (то есть, начиная с Ku-диапазона). Кроме поглощения, при распространении радиоволн в атмосфере присутствует эффект замирания, причиной которому является разница в коэффициентах преломления различных слоев атмосферы.
Ионосферные эффекты
Слайд 37
Задержка распространения сигнала
Проблема задержки распространения сигнала, так или иначе, затрагивает все
спутниковые системы связи. Наибольшей задержкой обладают системы, использующие спутниковый ретранслятор на геостационарной орбите.
В этом случае задержка, обусловленная конечностью скорости распространения радиоволн, составляет примерно 250 мс, а с учетом мультиплексирования, коммутации и задержек обработки сигнала общая задержка может составлять до 400 мс.
Задержка распространения наиболее нежелательна в приложениях реального времени, например, в телефонной связи. При этом, если время распространения сигнала по спутниковому каналу связи составляет 250 мс, разница во времени между репликами абонентов не может быть меньше 500 мс.
Слайд 38Заключение
Преимущество спутниковой связи основано на обслуживании географически удаленных пользователей без дополнительных
расходов на промежуточное хранение и коммутацию.
ССС постоянно и ревниво сравниваются с волоконно-оптическими сетями связи. Внедрение этих сетей ускоряется в связи с быстрым технологическим развитием соответствующих областей волоконной оптики, что заставляет задаться вопросом о судьбе ССС. Например, разработка и планирование, главное, внедрение конкатенирующего (составного) кодирования резко уменьшает вероятность возникновения неисправленной побитовой ошибки, что, в свою очередь, позволяет преодолеть главную проблему ССС - туман и дождь.