Спутниковая связь

Недостатки системы спутниковой  связи Thuraya:

• Доступна только на 35% территории РФ. После запуска второго спутника будет доступна на 80% территории РФ.

Спутниковая связь Globalstar

 Система Globalstar - это система подвижной спутниковой связи. Она изначально формировалась как система, предназначенная для взаимодействия с существующими сотовыми сетями. Это означает, что находясь в зоне действия сотовой сети, с которой у Globalstar есть договор, телефон работает как сотовый, а вне зоны сотовой сети переключается на спутниковый канал.

Система рассчитана на широкого потребителя. В настоящее время  она успешно используется как  частными лицами, так и организациями. Наиболее активными пользователями системы Globalstar являются такие отрасли промышленности как добыча и переработка нефти и газа, разведка недр (геология и геофизика), добыча и переработка драгметаллов, строительство, энергетика. Кроме того, данная система с успехом может быть использована на любом виде транспорта (включая автомобильные перевозки), в МЧС, в армии, на флоте и пр.

Спутниковую связь в системе Globalstar обеспечивают 48 низкоорбитальных спутников. Принимая сигнал абонента, несколько спутников одновременно транслируют его на ближайшую наземную станцию сопряжения. Наземная станция выбирает наиболее сильный сигнал и маршрутизирует его по наземным сетям до вызываемого абонента.

Globalstar - единственная из систем подвижной спутниковой связи практически полностью покрывает всю территорию Российской Федерации (полный охват с Запада на Восток и устойчивый прием до 74-го градуса на Севере).

Услуги, доступные для  абонентов системы спутниковой  связи Globalstar:

• Телефон
• Передача данных
• Служба коротких сообщений (SMS)
• Пейджинг
• GPS

Достоинства системы спутниковой  связи Globalstar:

• Работает на всей территории земного шара, кроме полярных областей
• Очень портативные и легкие телефоны, размером и весом немного больше сотового телефона
• Автоматическое переключение между спутниковой и сотовой связью
• Простая в использовании, есть подробные инструкции на русском языке
• Относительно невысокая стоимость телефонов (от $699)
• Относительно небольшая стоимость звонков (от $1.39 при использовании спутникового канала, еще дешевле - при переключении на сотовый канал)
• Большое количество дополнительных аксессуаров, включая автомобильные комплекты, факсы и другое
• Задержки голоса и эхо практически незаметны по сравнению с системами, использующими среднеорбитальные и геостационарные спутники

Недостатки системы спутниковой  связи Globalstar:

• Разрешение на использование не требуется, однако перед ввозом такого телефона в каждую конкретную страну желательно ознакомиться с ее законодательством - в некоторых странах использование телефонов запрещено или ограничено

Спутниковая связь Iridium

 С помощью 66 низкоорбитальных спутников Iridium обеспечивает 100% покрытие Земли. Однако в 4-х странах система не работает: Сев. Корея, Венгрия, Польша, Сев. Шри Ланка. На территории РФ доступна, но пока не лицензирована. Благодаря небольшому расстоянию до спутника и высокой скорости спутников сигнал передается практически без задержек. В районах, где доступна сотовая связь, телефон работает как сотовый.

Услуги, доступные для  абонентов системы спутниковой  связи Iridium:

• Телефон
• Передача данных
• Пейджинг

Достоинства системы спутниковой  связи Iridium:

• Работает практически на всей территории земного шара
• Самые маленькие телефоны из всех спутниковых (размер чуть больше сотового)
• Автоматическое переключение между спутниковой и сотовой связью
• Относительно небольшая стоимость звонков (от $1.00 при использовании спутникового канала, еще дешевле - при переключении на сотовый канал)
• Входящие звонки - бесплатно
• Задержки голоса и эхо практически незаметны по сравнению с системами, использующими среднеорбитальные и геостационарные спутники
• оборудование клиента (мобильные спутниковые терминалы, спутниковые телефоны) взаимодействует с внешним миром или друг с другом посредством спутника-ретранслятора и станций сопряжения оператора услуг мобильной спутниковой связи, обеспечивающих подключение  к внешним наземным каналам связи (телефонной сети общего пользования, сети интернет и пр.)

 
 
  
На рисунке показана типовая схема  организации сети спутниковой мобильной  связи 
                               

                                Технологии, используемые  в спутниковой связи: 
 

                       - многократное использование частот в спутниковой связи: 
 
Поскольку радиочастоты являются ограниченным ресурсом, необходимо обеспечить возможность использования одних и тех же частот разными земными станциями. Сделать это можно двумя способами:

• пространственное разделение — каждая антенна спутника принимает сигнал только с определенного района, при этом разные районы могут использовать одни и те же частоты.
• поляризационное разделение — различные антенны принимают и передают сигнал во взаимно перпендикулярных плоскостях поляризации, при этом одни и те же частоты могут применяться два раза (для каждой из плоскостей).

                                                    - частотные диапазоны: 
 
Выбор частоты для передачи данных от земной станции к спутнику и от спутника к земной станции не является произвольным. От частоты зависит, например, поглощение радиоволн в атмосфере, а также необходимые размеры передающей и приемной антенн. Частоты, на которых происходит передача от земной станции к спутнику, отличаются от частот, используемых для передачи от спутника к земной станции (как правило, первые выше). Частоты, используемые в спутниковой связи, разделяют на диапазоны, обозначаемые буквами:

 
Ku-диапазон позволяет производить прием сравнительно небольшими антеннами, и поэтому используется в спутниковом телевидении (DVB), несмотря на то, что в этом диапазоне погодные условия оказывают существенное влияние на качество передачи. Для передачи данных крупными пользователями (организациями) часто применяется C-диапазон. Это обеспечивает более высокое качество приема, но требует довольно больших размеров антенны.  
 
                                - модуляция и помехоустойчивое кодирование 
 
Особенностью спутниковых систем связи является необходимость работать в условиях сравнительно низкого отношения сигнал/шум, вызванного несколькими факторами:

• значительной удаленностью приемника от передатчика,
• ограниченной мощностью спутника (невозможностью вести передачу на большой мощности).

В связи с этим спутниковая  связь плохо подходит для передачи аналоговых сигналов. Поэтому для  передачи речи её предварительно оцифровывают, используя, например, импульсно-кодовую  модуляцию. 
 
Для передачи цифровых данных по спутниковому каналу связи они должны быть сначала преобразованы в радиосигнал, занимающий определенный частотный диапазон. Для этого применяется модуляция (цифровая модуляция называется также манипуляцией). Наиболее распространенными видами цифровой модуляции для приложений спутниковой связи являются фазовая манипуляция и квадратурная амплитудная модуляция. 
 
Из-за низкой мощности сигнала возникает необходимость в системах исправления ошибок. Для этого применяются различные схемы помехоустойчивого кодирования, чаще всего различные варианты сверточных кодов (иногда в сочетании с кодами Рида-Соломона), а также турбо-коды. 
 
                         - общие принципы организации спутникового доступа: 
 
Сеть спутниковой связи включает в себя один или несколько спутников-ретрансляторов, через которые и осуществляется взаимодействие земных станций спутниковой связи (ЗССС). В состав любой земной станции спутниковой связи входит радиочастотное и каналообразующее оборудование. Первое — это антенна и приемопередатчик, которые должны соответствовать типу выбранного спутника и обеспечивать работу каналообразующего оборудования. Каналообразующее оборудование определяет принцип работы ЗССС и всей спутниковой сети. В настоящее время существуют четыре основные технологии для сетей спутниковой связи. Все они имеют свои достоинства и недостатки, и ни одна из них не является универсальной. Для повышения эффективности работы во многих современных сетях успешно сочетаются несколько технологий одновременно. Основное различие между ними — способ использования ресурса спутникового ретранслятора. 
 
• · SCPC (Single Channel Per Carrier) активно применяют для построения небольших сетей с интенсивным трафиком. Каждая ЗССС, реализующая SCPC, имеет выделенный постоянный сегмент емкости спутникового ретранслятора и поддерживает постоянное соединение. Основное достоинство данной технологии состоит в том, что она гарантирует необходимую пропускную способность канала спутниковой связи, а основной недостаток — отсутствие в ней возможности динамического перераспределения ресурса ретранслятора между узлами сети. 
 
• · DAMA (Demand Assigned Multiple Access) предоставляет ресурс спутникового ретранслятора по требованию. В сетях с технологией DAMA канал связи выделяется пользователю только на время проведения сеанса связи, что значительно экономит ресурсы спутникового ретранслятора. Структура канала в этой сети аналогична структуре канала SCPC. В некоторых реализациях технологии DAMA предусмотрена возможность установления соединений с разной пропускной способностью для разных сеансов связи. DAMA оптимальна для создания телефонных сетей с полносвязной топологией. Ресурс ретранслятора распределяется центральной станцией сети, что можно считать основным недостатком технологии, так как функционирование всей сети зависит от состояния одной этой станции. 
 
• · TDMA (Time Division Multiple Access) предоставляет множеству станций динамический доступ к общему каналу с временным разделением. В отличие от технологии DAMA с ее достаточно большим временем установления соединения такой доступ предоставляется значительно быстрее. Однако ЗССС сети TDMA стоят довольно дорого, поскольку любая из этих станций — даже с самым минимальным трафиком — должна передавать данные со скоростью, равной общей пропускной способности разделяемого по времени канала. В сетях TDMA центральная управляющая станция, как правило, отсутствует.  
 
• · TDM/TDMA (Time Division Multiplexing/Time Division Multiple Access) — комбинированная технология сетей с топологией типа “звезда”. В сети TDM/TDMA  центральная ЗССС связывается со станциями пользователей при помощи одного или нескольких закрепленных каналов TDM (с временным мультиплексированием), а станции пользователей осуществляют доступ к центральной ЗССС через каналы TDMA.  Поскольку все станции пользователей напрямую взаимодействуют только с центральной ЗССС, появляется возможность применять довольно маломощные станции, скомпенсировав недостаток их энергетики использованием антенны большого диаметра и мощного передатчика на центральной ЗССС. За счет такого дисбаланса параметров станций удается существенно снизить стоимость проектов с большим числом станций пользователей. Обязательное наличие центральной ЗССС (которая выполняет функцию концентратора сети) обусловливает высокие требования к ее готовности — ведь от состояния этой станции зависит функционирование всей сети. 
 
В сети TDM/TDMA данные, передаваемые между двумя любыми станциями пользователей, дважды проходят через спутник-ретранслятор (“двойной скачок”). При этом возникает существенная (1—2 с) задержка сигнала, которая делает данную сеть малопригодной для использования телекоммуникационных приложений, чувствительных к таким задержкам.