Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Июня 2013 в 12:35, доклад
Спутниковые системы связи (ССC) известны давно, и используются для передачи различных сигналов на протяженные расстояния. С момента своего появления спутниковая связь стремительно развивалась, и по мере накопления опыта, совершенствования аппаратуры, развития методов передачи сигналов произошел переход от отдельных линий спутниковой связи к локальным и глобальным системам.
Спутниковые системы связи
(ССC) известны давно, и используются для
передачи различных сигналов на протяженные
расстояния. С момента своего появления
спутниковая связь стремительно развивалась,
и по мере накопления опыта, совершенствования
аппаратуры, развития методов передачи
сигналов произошел переход от отдельных
линий спутниковой связи к локальным и
глобальным системам.
Такие темпы развития ССC объясняются
рядом достоинств которыми они обладают.
К ним, в частности, относятся большая
пропускная способность, неограниченные
перекрываемые пространства, высокое
качество и надежность каналов связи.
Эти достоинства, которые определяют широкие
возможности спутниковой связи, делают
ее уникальным и эффективным средством
связи. Спутниковая связь в настоящее
время является основным видом международной
и национальной связи на большие и средние
расстояния. Использование искусственных
спутников Земли для организации связи
продолжает расширяться по мере развития
существующих сетей связи. Многие страны
создают собственные национальные сети
спутниковой связи.
В нашей стране создается единая автоматизированная
система связи. Для этого развиваются,
совершенствуются и находят новые области
применения различные технические средства
связи.
В своем реферате я рассмотрю принципы
организации спутниковых систем, сферы
применения, историю создания ССС. В наше
время спутниковому вещанию уделяется
большое внимание, поэтому мы должны знать
принцип работы системы.
^ 1. Принципы организации
спутниковых каналов связи
С
путниковая
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.
В первые годы исследований использовались
пассивные спутниковые ретрансляторы,
которые представляли собой простой отражатель
радиосигнала (часто — металлическая
или полимерная сфера с металлическим
напылением), не несущий на борту какого-либо
приёмопередающего оборудования. Такие
спутники не получили распространения.
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. Спутник может
использовать несколько независимых каналов,
осуществляющих эти операции, каждый из
которых работает с определенной частью
спектра (эти каналы обработки называются
транспондерами).
- 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.
^ 2. Орбиты спутников связи
Орбиты, на которых размещаются спутниковые
ретрансляторы, подразделяют на три класса:
1 - экваториальные, 2 - наклонные, 3 - полярные
Важной разновидностью экваториальной
орбиты является геостационарная
орбита, на которой спутник вращается
с угловой скоростью, равной угловой скорости
Земли, в направлении, совпадающем с направлением
вращения Земли. Очевидным преимуществом
геостационарной орбиты является то, что
приемник в зоне обслуживания «видит»
спутник постоянно. Однако геостационарная
орбита одна, и все спутники вывести на
неё невозможно. Другим её недостатком
является больша́я высота, а значит, и
бо́льшая цена вывода спутника на орбиту.
Кроме того, спутник на геостационарной
орбите неспособен обслуживать земные
станции в приполярной области.
^ Наклонная орбита позволяет решить эти проблемы,
однако, из-за перемещения спутника относительно
наземного наблюдателя необходимо запускать
не меньше трех спутников на одну орбиту,
чтобы обеспечить круглосуточный доступ
к связи.
^ Полярная орбита — предельный случай наклонной.
При использовании наклонных орбит земные
станции оборудуются системами слежения,
осуществляющими наведение антенны на
спутник. Станции, работающие со спутниками,
находящимися на геостационарной орбите,
как правило, также оборудуются такими
системами, чтобы компенсировать отклонение
от идеальной геостационарной орбиты.
Исключение составляют небольшие антенны,
используемые для приема спутникового
телевидения: их диаграмма направленности
достаточно широкая, поэтому они не чувствуют
колебаний спутника возле идеальной точки. Особенностью
большинства систем подвижной спутниковой
связи является маленький размер антенны
терминала, что затрудняет прием сигнала.
^ 3. Типовая схема организации
услуг спутниковой связи
^ 4. Сферы применения
спутниковой связи:
^ 4.1.Принципы организации
спутниковой связи VSAT:
Основной элемент спутниковой сети VSAT
— ЦУС. Именно Центр Управления Сетью обеспечивает
доступ клиентского оборудования с сети
интернет, телефонной сети общего пользования,
другим терминалам сети VSAT, реализует
обмен трафиком внутри корпоративной
сети клиента. ЦУС имеет широкополосное
подключение к магистральным каналам
связи, предоставляемым магистральными
операторами и обеспечивает передачу информации
от удаленного VSAT-терминала во внешний
мир.
^ 4.2.Принципы организации
подвижной спутниковой связи:
Для того, чтобы мощность сигнала, достигающего
мобильного спутникового приемника, была
достаточной, применяют одно из двух решений:
^ 5. 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:
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
Модуляция
и помехоустойчивое кодирование
Особенностью спутниковых систем связи
является необходимость работать в условиях
сравнительно низкого отношения сигнал/шум,
вызванного несколькими факторами:
Спутниковая связь плохо подходит
для передачи аналоговых сигналов.
Поэтому для передачи речи её предварительно
оцифровывают, используя 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).
Из-за низкой мощности сигнала возникает
необходимость в системах исправления
ошибок. Для этого применяются различные
схемы помехоустойчивого кодирования,
чаще всего различные варианты сверточных
кодов, а также турбо-коды.