Die Weltraum- oder Satellitenkommunikation ist im Wesentlichen eine Art Richtfunk (troposphärische) Kommunikation und unterscheidet sich dadurch, dass sich ihre Repeater nicht auf der Erdoberfläche, sondern auf Satelliten im Weltraum befinden.

Die Idee der Satellitenkommunikation wurde erstmals 1945 von dem Engländer Arthur Clark eingeführt. In einer Fachzeitschrift für Funktechnik veröffentlichte er einen Artikel über die Aussichten von Raketen wie der V-2 für den Start von Erdsatelliten für wissenschaftliche und praktische Zwecke. Der letzte Absatz dieses Artikels ist bezeichnend: „Ein künstlicher Satellit in einer bestimmten Entfernung von der Erde wird in 24 Stunden eine Umdrehung machen, er wird bewegungslos über einem bestimmten Ort bleiben und von fast der Hälfte der Erdoberfläche aus optisch sichtbar sein. Drei Repeater, platziert in einer gut gewählten Umlaufbahn mit einem Winkelabstand von 120°, werden in der Lage sein, den gesamten Planeten mit TV- und UKW-Radiosendungen abzudecken; Ich fürchte, diejenigen, die Nachkriegsarbeit planen, werden dies nicht als einfache Angelegenheit betrachten, aber ich halte diesen Weg für die endgültige Lösung des Problems.

Am 4. Oktober 1957 startete die UdSSR den weltweit ersten künstlichen Erdsatelliten, das erste Weltraumobjekt, dessen Signale auf der Erde empfangen wurden. Dieser Satellit markierte den Beginn des Weltraumzeitalters. Die vom Satelliten ausgesandten Signale dienten nicht nur der Peilung, sondern auch der Übermittlung von Informationen über die Vorgänge auf dem Satelliten (Temperatur, Druck etc.). Diese Informationen wurden übertragen, indem die Dauer der von den Sendern ausgesendeten Nachrichten verändert wurde (Pulsweitenmodulation). Am 12. April 1961 wurde in der Sowjetunion erstmals in der Geschichte der Menschheit ein bemannter Flug ins Weltall durchgeführt. Das Raumschiff "Wostok" mit dem Pilot-Kosmonauten Yu. A. Gagarin an Bord wurde als Erdsatellit in die Umlaufbahn gebracht. An Bord wurden zahlreiche Mess- und Funktelemetriegeräte installiert, um die Parameter der Umlaufbahn des Satelliten zu messen und den Betrieb seiner Bordgeräte zu steuern. Für die Peilung des Schiffes und die Übertragung telemetrischer Informationen wurde das Signal-Funksystem verwendet, das auf einer Frequenz von 19,955 MHz arbeitete. Die bidirektionale Kommunikation zwischen dem Astronauten und der Erde wurde durch ein Funktelefonsystem ermöglicht, das im Bereich von Kurzwellen (19,019 und 20,006 MHz) und Ultrakurzwellen (143,625 MHz) betrieben wurde. Das Fernsehsystem übertrug das Bild des Astronauten zur Erde, was es ermöglichte, seinen Zustand visuell zu kontrollieren. Eine der Fernsehkameras übertrug das Bild des Piloten von vorne, die andere von der Seite.

Die Errungenschaften der Hauswissenschaft auf dem Gebiet der Weltraumforschung ermöglichten es, die Vorhersagen von Arthur C. Clarke zu verwirklichen. Ende der 50er Jahre des letzten Jahrhunderts begannen in der UdSSR und den USA experimentelle Studien zu den Möglichkeiten, künstliche Erdsatelliten als Funkverstärker (aktiv und passiv) in terrestrischen Kommunikationssystemen einzusetzen. Theoretische Entwicklungen auf dem Gebiet der Energiefähigkeit von Sermöglichten es, taktische und technische Anforderungen an Satelliten-Repeater-Geräte und Bodengeräte zu formulieren, basierend auf den tatsächlichen Eigenschaften der damals vorhandenen technischen Mittel.

Angesichts der Identität der Ansätze werden wir experimentelle Studien im Bereich der Erstellung von Sam Beispiel der Vereinigten Staaten vorstellen. Der erste aktive Funkrepeater "Score" wurde am 18. Dezember 1958 in eine geneigte elliptische Umlaufbahn mit einem Apogäum von 1481 km, einem Perigäum von 177 km, gestartet. Die Satellitenausrüstung bestand aus zwei Transceivern, die auf Frequenzen von 132,435 und 132,095 MHz arbeiteten. Die Arbeit wurde im Slow-Relay-Modus durchgeführt. Die Speicherung des von der Bodensendestation gesendeten Signals erfolgte durch Aufzeichnung auf Magnetband. Als Energiequellen wurden Silber-Zink-Batterien mit einer Kapazität von 45 Amperestunden bei einer Spannung von 18 Volt verwendet. Die Kommunikationsdauer betrug ca. 4 min pro Umdrehung des Satelliten. Es wurde eine Weiterleitung von 1 Telefon- oder 7 Fernschreibkanälen durchgeführt. Die Lebensdauer des Satelliten betrug 34 Tage. Der Satellit verglühte beim Wiedereintritt am 21. Januar 1959. Das zweite aktive Funkrelais "Courier" wurde am 4. Oktober 1960 in eine geneigte elliptische Umlaufbahn mit einem Apogäum von 1270 km und einem Perigäum von 970 km gestartet. Die Satellitenausrüstung bestand aus 4 Transceivern (Frequenz 150 MHz für die Übertragung von Befehlen und 1900 MHz für die Kommunikation), einem magnetischen Speichergerät und Stromquellen - Solarzellen und chemischen Batterien. Als primäre Energiequelle wurden Silizium-Solarzellen in einer Menge von 19.152 Stück verwendet. Als Pufferstufe wurden Nickel-Cadmium-Akkus mit einer Kapazität von 10 Ampere - Stunde bei einer Spannung von 28-32 Volt verwendet. Die Dauer der Kommunikationssitzung betrug 5 min pro Umdrehung des Satelliten. Die Lebensdauer des Satelliten betrug 1 Jahr. Am 10. Juli 1962 wurde das Telstar-Aktivrelais in eine geneigte elliptische Umlaufbahn mit einem Apogäum von 5600 km und einem Perigäum von 950 km gestartet, die für die aktive Weiterleitung von Funksignalen in Echtzeit bestimmt war. Gleichzeitig leitete es entweder 600 Simplex-Telefonkanäle oder 12 Duplex-Telefonkanäle oder einen weiter Fernseh sender. In allen Fällen wurde nach dem Verfahren der Frequenzmodulation gearbeitet. Kommunikationsfrequenzen: auf der Leitung Satellit-Erde 4169,72 MHz, auf der Leitung Erde-Satellit 6389,58 MHz. Die Dauer der Kommunikationssitzung auf der US-Europa-Verbindung über diesen Satelliten betrug etwa 2 Stunden pro Tag. Die Qualität der übertragenen Fernsehbilder variierte von gut bis ausgezeichnet. Das Projekt sah eine sehr beachtliche Satellitenlebensdauer von 2 Jahren vor, aber nach vier Monaten erfolgreichen Betriebs fiel die Kommandozeile aus. Es wurde festgestellt, dass die Ursache des Versagens eine Oberflächenbeschädigung durch Strahlungseinwirkung war, als der Satellit den inneren Strahlungsgürtel passierte.

Am 14. Februar 1963 wurde der erste Synchronsatellit des Sinkom-Systems mit Bahnparametern gestartet: Apogäumshöhe 37.022 km, Perigäumshöhe 34.185, Umlaufzeit 1426,6 Minuten. Die Betriebsfrequenz auf der Erde-Satelliten-Leitung beträgt 7360 MHz, auf der Satelliten-Erde-Leitung 1820 MHz. Als primäre Energiequelle nutzte der Satellit 3840 Solarzellen mit einer Gesamtleistung von 28 W bei einer Spannung von 27,5 Volt. Die Kommunikation mit dem Satelliten wurde nur 20.077 Sekunden lang aufrechterhalten, danach wurden Beobachtungen mit astronomischen Methoden durchgeführt.

Am 23. April 1965 wurde der erste Kommunikationssatellit Molniya-1 in der UdSSR gestartet. Mit dem Start des zweiten Kommunikationssatelliten „Molniya-2“ am 14. Oktober 1965 begann der reguläre Betrieb der Fernkommunikationsleitung über Satelliten. Später wurde das Weltraumkommunikationssystem Orbita entwickelt. Es bestand aus einem Netzwerk von Bodenstationen und künstlichen Erdsatelliten "Lightning", "Rainbow", "Horizon". Unten in Kapitel 7 wird gezeigt, dass Modifikationen der Horizon-Satelliten auch im 21. Jahrhundert noch funktionieren. Dies weist auf eine hohe Zuverlässigkeit hin. Haustechnik im Vergleich zu Übersee.

Die ersten Swurden in der Stadt Shchelkovo bei Moskau und in Ussuriysk gebaut, getestet und in Betrieb genommen. Über Kabel- und Relaiskommunikationsleitungen waren sie jeweils mit Fernsehzentren und Fernsprechstationen in Moskau und Wladiwostok verbunden.

Das troposphärische Kommunikationsgerät TR-60/120, das bekanntermaßen Sender verwendete hohe Energie und hochempfindliche Empfänger mit rauscharmen parametrischen Verstärkern. Auf seiner Grundlage wird ein Empfänger-Sender-Komplex "Horizon" entwickelt, der an Bodenstationen der ersten Satellitenkommunikationslinie zwischen Moskau und Wladiwostok installiert wird.

Sender für Kommunikations- und Befehls- und Messleitungen, parametrische Verstärker mit einer Rauschtemperatur von 120 K zum Einbau in eine Antenne unter der Spiegelkabine sowie völlig neue Geräte, die das Andocken an lokale Fernsehzentralen und Ferntelefonzentralen ermöglichen speziell entwickelt.

In jenen Jahren installierten die Konstrukteure von Erdstationen, die den Einfluss leistungsstarker Sender auf Empfänger befürchteten, diese an verschiedenen Antennen und in verschiedenen Gebäuden (Empfangen und Senden). Die Erfahrung mit der Verwendung einer gemeinsamen Antenne zum Empfangen und Senden, die auf troposphärischen Kommunikationsleitungen gesammelt wurde, ermöglichte es jedoch, die Empfangsgeräte in Zukunft auf die Sendeantenne zu übertragen, was den Betrieb von Serheblich vereinfachte und die Kosten senkte.

1967 wurde über den Kommunikationssatelliten Molniya-1 ein ausgedehntes Fernsehnetz von empfangenden Erdstationen "Orbita" mit einer zentralen Sendestation in der Nähe von Moskau geschaffen. Dadurch war es möglich, die ersten Kommunikationskanäle zwischen Moskau und dem Fernen Osten, Sibirien, Zentralasien zu organisieren, das Zentralfernsehprogramm in abgelegene Gebiete unseres Mutterlandes zu übertragen und zusätzlich mehr als 30 Millionen Zuschauer zu erreichen.

Die Molniya-Satelliten drehten sich jedoch in langgestreckten elliptischen Bahnen um die Erde. Um sie zu verfolgen, müssen sich die Antennen von Bodenempfangsstationen ständig drehen. Wesentlich einfacher ist dieses Problem durch Satelliten zu lösen, die auf einer stationären Kreisbahn rotieren, die sich in der Äquatorialebene in 36.000 km Höhe befindet. Sie machen in 24 Stunden eine Umdrehung um die Erde und scheinen daher für einen Bodenbeobachter bewegungslos über einem Punkt unseres Planeten zu hängen. Drei solcher Satelliten reichen aus, um die Kommunikation für die gesamte Erde bereitzustellen.

In den 1980er Jahren funktionierten die Kommunikationssatelliten "Raduga" und Fernsehsatelliten "Ekran", die in stationären Umlaufbahnen betrieben wurden, effektiv. Um ihre Signale zu empfangen, wurden keine komplexen Bodenstationen benötigt. Fernsehübertragungen von solchen Satelliten werden direkt auf einfachen Sammel- und sogar Einzelantennen empfangen.

In den 1980er Jahren begann die Entwicklung der persönlichen Satellitenkommunikation. Dabei wird ein Satellitentelefon direkt mit einem Satelliten im Erdorbit verbunden. Vom Satelliten gelangt das Signal zur Bodenstation, von wo es in das herkömmliche Telefonnetz übertragen wird. Die Anzahl der Satelliten, die für eine stabile Kommunikation überall auf der Welt erforderlich sind, hängt vom Radius der Umlaufbahn eines bestimmten Satellitensystems ab.

Der Hauptnachteil der persönlichen Satellitenkommunikation sind die relativ hohen Kosten im Vergleich zur Mobilfunkkommunikation. Darüber hinaus sind Hochleistungssender in Satellitentelefone eingebaut. Daher gelten sie als unsicher für die Gesundheit der Benutzer.

Die zuverlässigsten Satellitentelefone arbeiten im Inmarsat-Netzwerk, das vor über 20 Jahren eingerichtet wurde. Inmarsat-Satellitentelefone sind ein Flip-Top-Gehäuse von der Größe des ersten Laptop-Computer. Die Abdeckung des Satellitentelefons ist auch eine Antenne, die zum Satelliten gedreht werden muss (der Signalpegel wird auf dem Telefondisplay angezeigt). Diese Telefone werden hauptsächlich auf Schiffen, Zügen oder schweren Fahrzeugen eingesetzt. Jedes Mal, wenn Sie einen Anruf tätigen oder entgegennehmen müssen, müssen Sie das Satellitentelefon auf einer ebenen Fläche installieren, den Deckel öffnen und drehen, um die Richtung des maximalen Signals zu bestimmen.

Gegenwärtig machen Satellitensysteme in der Gesamtbilanz der Kommunikation immer noch etwa 3 % des weltweiten Verkehrs aus. Aber der Bedarf an Satellitenverbindungen wächst weiter, da Satellitenverbindungen bei Reichweiten von über 800 km kostengünstiger werden als andere Formen der Langstreckenkommunikation.

Heute gibt es zwei Arten von Satelliten: geostationäre und niedrige Umlaufbahnen. Geostationäre Satelliten werden als Satelliten im geostationären Orbit bezeichnet. ( geostationäre Umlaufbahn- dies ist eine Umlaufbahn, die in der Ebene des Äquators in einer Höhe von etwa 36.000 km über der Erdoberfläche liegt).

Ein Satellit im geostationären Orbit scheint für einen Erdbeobachter bewegungslos zu schweben, was die Möglichkeit eröffnet, Satelliten als Repeater für Fernsehsendungen zu verwenden. Von einem beliebigen Punkt auf der Erdoberfläche, von dem aus ein geostationärer Satellit sichtbar ist, kann elektromagnetische Strahlung eines Erdsenders auf ihn gerichtet werden, wobei möglichst hohe Frequenzen in der Größenordnung von 75-100 GHz (l 1 \ u003d 3-4 mm) Die Verwendung kürzerer Wellenlängen wird durch die starke atmosphärische Absorption im Bereich von 300 GHz und darüber begrenzt Das auf einem geostationären Satelliten empfangene elektromagnetische Signal bei einer Wellenlänge l 1 wird auf eine andere, niedrigere Frequenz der Größenordnung umgewandelt von 10 GHz (l 2 = 3 cm). Dieses Signal wird über eine weitere Satellitenantenne zur Erdoberfläche gesendet. Damit der Satellitensender die Erdoberfläche bestrahlen kann, benötigt der Satellit keine Antenne mit großem Durchmesser, da diese Strahlung über einen großen Bereich, den sogenannten Versorgungsbereich, "verschmiert" werden muss. Es ist wichtig, wie der Satellit seine geostationäre Position im Orbit beibehält. Wenn der Satellit driftet, verlässt er teilweise oder vollständig das Sichtfeld der Bodenempfangsantenne. In diesem Fall nimmt das Fernsehsignal ab, was sich im Verschwinden des Bildes auf dem Fernsehbildschirm und dem Auftreten von Rauschen ("Schnee") äußert. In solchen Fällen muss die Ausrichtung der terrestrischen Antenne entweder manuell oder automatisch korrigiert werden.

Geostationäre Satelliten erfüllen heute viele Aufgaben, wie zum Beispiel: Telekommunikation, Funkortung (Systeme GPS Navigation, Glonass usw.) besteht die Hauptaufgabe der meisten geostationären Satelliten darin, Bilder der sichtbaren Erdoberfläche zu erstellen. Satellitensysteme Die Kommunikation mit geostationären Repeater-Satelliten ist ideal, um Probleme wie die Organisation von Fernseh- und Tonübertragungen über weite Gebiete und die Bereitstellung hochwertiger Telekommunikationsdienste für Abonnenten in abgelegenen und schwer erreichbaren Regionen zu lösen. Darüber hinaus können sie verwendet werden, um schnell große Unternehmensnetzwerke aufzubauen und terrestrische Backbone-Kommunikationskanäle über große Entfernungen zu reservieren. Auch der Aufbau von Multiservice-Netzen (Kombination von Diensten wie Datenübertragung, Telefonie, digitales Fernsehen, Videokonferenzen und Internetzugang) auf der Basis der VSAT-Technologie.Es ist auch wichtig zu ersetzen, dass nur drei geostationäre Satelliten in der Lage sind, die gesamte Erdoberfläche abzudecken. Aber auch geostationäre Satelliten haben Nachteile, deren wichtigster ist: Zu viele Kommunikationssatelliten sollten nicht in die geostationäre Umlaufbahn gebracht werden, sonst stören sie sich gegenseitig in ihrer Arbeit. Daher müssen neben geostationären Satelliten, die bald die geostationäre Umlaufbahn „auffüllen“ werden, andere Satellitensysteme mit niedriger Umlaufbahn entwickelt werden, was jetzt geschieht.In der Regel Satellitenkommunikationssysteme mit niedriger Umlaufbahn (SSS) ( LEO-Systeme) umfassen solche, bei denen die Umlaufbahn innerhalb von 700-1500 km liegt, die Masse der Satelliten bis zu 500 kg beträgt, die Orbitalkonstellation von mehreren Einheiten bis zu Dutzenden von Repeater-Satelliten (SR) reicht. Low-Orbit-Systeme ermöglichen die Kommunikation mit Endgeräten in den polaren Breiten und sind praktisch alternativlos, wenn es darum geht, die Kommunikation in Regionen mit unterentwickelter Kommunikationsinfrastruktur und geringer Bevölkerungsdichte zu organisieren. Die Kosten für mobile Kommunikationsdienste von erdnahen Orbitsystemen sind aufgrund der Verwendung kostengünstiger Teilnehmerstationen und eines weniger teuren Weltraumsegments um ein Vielfaches günstiger als ähnliche Dienste, die von geostationären Systemen bereitgestellt werden. . Es gibt jedoch Schwierigkeiten beim Verwalten der Konstellation solcher Satelliten und beim Aufrechterhalten der Kommunikationskontinuität.

Abschließend möchte ich sagen, dass moderne optische Fernsehgeräte im Weltraum es bereits ermöglichen, Objekte mit Abmessungen in der Größenordnung von einem Meter aus der Umlaufbahn zu betrachten und das resultierende Bild über Repeater-Satelliten an die Abonnenten zu übertragen.

Bericht zum Thema:

Moderne Satellitenkommunikation, Satellitensysteme.

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Einführung

1. Entwicklung eines Satellitenkommunikationsnetzes

2. Der aktuelle Zustand des Satellitenkommunikationsnetzes

3. Satellitenkommunikationssystem

4. Anwendung der Satellitenkommunikation

5. VSAT-Technologie

6. Globales Satellitenkommunikationssystem Globalstar

Fazit

Einführung

Moderne Realitäten sprechen bereits über die Unvermeidlichkeit der Satellitenkommunikation, die üblichen mobilen zu ersetzen, und noch mehr, Festnetz. Der letzte Stand der Technologie Satellitenkommunikation bietet realisierbare technische und kostengünstige Lösungen für die Entwicklung sowohl universeller Kommunikationsdienste als auch von Netzen für direkte Audio- und Fernsehübertragung.

Dank herausragender Leistungen auf dem Gebiet der Mikroelektronik sind Satellitentelefone so kompakt und zuverlässig im Gebrauch geworden, dass alle Anforderungen von verschiedenen Benutzergruppen gestellt werden, und der Satellitenmietdienst ist einer der beliebtesten Dienste auf dem modernen Satellitenkommunikationsmarkt . Erhebliche Entwicklungsperspektiven, offensichtliche Vorteile gegenüber anderer Telefonie, Zuverlässigkeit und garantiert unterbrechungsfreie Kommunikation - all dies dreht sich um Satellitentelefone.

Satellitenkommunikation ist heute die einzige kostengünstige Lösung zur Bereitstellung von Kommunikationsdiensten für Teilnehmer in Gebieten mit geringer Bevölkerungsdichte, was durch eine Reihe von Wirtschaftsstudien bestätigt wird. Der Satellit ist die einzige technisch machbare und kostengünstige Lösung, wenn die Bevölkerungsdichte weniger als 1,5 Personen/km2 beträgt.

Die Satellitenkommunikation hat die wichtigsten Vorteile, die für den Aufbau großer Telekommunikationsnetze erforderlich sind. Erstens kann damit schnell eine Netzinfrastruktur aufgebaut werden, die ein großes Gebiet abdeckt und nicht vom Vorhandensein oder Zustand terrestrischer Kommunikationskanäle abhängig ist. Zweitens reduzieren der Einsatz moderner Technologien für den Zugriff auf die Ressource von Satelliten-Repeatern und die Möglichkeit, Informationen gleichzeitig an eine nahezu unbegrenzte Anzahl von Verbrauchern zu liefern, die Kosten des Netzbetriebs erheblich. Diese Vorteile der Satellitenkommunikation machen sie auch in Regionen mit gut ausgebauter terrestrischer Telekommunikation sehr attraktiv und hocheffizient.

Vorläufige Prognosen für die Entwicklung persönlicher Satellitenkommunikationssysteme zeigen, dass die Zahl ihrer Abonnenten zu Beginn des 21. Jahrhunderts etwa 1 Million und im nächsten Jahrzehnt 3 Millionen betrug. Derzeit beträgt die Zahl der Nutzer des Inmarsat-Satellitensystems 40.000.

In den letzten Jahren wurden in Russland zunehmend moderne Kommunikationsarten und -mittel eingeführt. Aber wenn ein zellulares Funktelefon bereits bekannt geworden ist, dann ist ein persönliches Satellitenkommunikationsgerät (Satellitenendgerät) immer noch eine Seltenheit. Eine Analyse der Entwicklung solcher Kommunikationsmittel zeigt, dass wir in naher Zukunft den täglichen Gebrauch von Personal Satellite Communication Systems (SPSS) erleben werden.

Die Zeit für die Vereinigung von terrestrischen und Satellitensystemen zu einem globalen Kommunikationssystem rückt näher. Persönliche Kommunikation wird global möglich, d. h. die Erreichbarkeit des Teilnehmers überall auf der Welt wird durch die Anwahl sichergestellt Telefonnummer, unabhängig vom Standort des Abonnenten. Doch bevor dies Realität wird, müssen Satellitenkommunikationssysteme die Tests erfolgreich bestehen und die deklarierten technischen Eigenschaften und wirtschaftlichen Kennzahlen im kommerziellen Betrieb bestätigen. Wie für die Verbraucher, was zu tun ist richtige Wahl, müssen sie lernen, sich in einer Vielzahl von Vorschlägen gut zurechtzufinden.

Projektziele:

1. Studieren Sie die Geschichte des Satellitenkommunikationssystems.

2. Machen Sie sich mit den Merkmalen und Perspektiven für die Entwicklung und Gestaltung der Satellitenkommunikation vertraut.

3. Informieren Sie sich über moderne Satellitenkommunikation.

Projektziele:

1. Analysieren Sie die Entwicklung eines Satellitenkommunikationssystems in allen Phasen.

2. Verschaffen Sie sich ein umfassendes Verständnis der modernen Satellitenkommunikation.

1. Entwicklung eines Satellitenkommunikationsnetzes

Ende 1945 sah die Welt ein kleines wissenschaftlicher Artikel, das sich den theoretischen Möglichkeiten widmete, die Kommunikation (vor allem den Abstand zwischen Empfänger und Sender) durch Anheben der Antenne auf ihre maximale Höhe zu verbessern. Die Verwendung künstlicher Satelliten als Repeater von Funksignalen wurde möglich dank der Theorie des englischen Wissenschaftlers Arthur Clark, der 1945 eine Notiz mit dem Titel „Extraterrestrial Repeaters“ veröffentlichte. Er sah tatsächlich eine neue Runde in der Entwicklung der Richtfunkkommunikation voraus und schlug vor, Repeater auf die maximal verfügbare Höhe zu bringen.

Amerikanische Wissenschaftler interessierten sich für theoretische Forschung, die in dem Artikel viele Vorteile einer neuen Art von Verbindung sahen:

keine Notwendigkeit mehr, eine Kette von terrestrischen Repeatern aufzubauen;

ein Satellit reicht aus, um einen großen Abdeckungsbereich bereitzustellen;

die Möglichkeit, ein Funksignal überall auf der Welt zu übertragen, unabhängig von der Verfügbarkeit der Telekommunikationsinfrastruktur.

Infolgedessen begannen in der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts praktische Forschungen und der Aufbau eines Satellitenkommunikationsnetzes auf der ganzen Welt. Als die Zahl der Repeater im Orbit zunahm, wurden neue Technologien eingeführt und die Ausrüstung für die Satellitenkommunikation verbessert. Jetzt steht diese Methode des Informationsaustauschs nicht nur großen Unternehmen und Militärunternehmen, sondern auch Einzelpersonen zur Verfügung.

Die Entwicklung von Satellitenkommunikationssystemen begann mit dem Start des ersten Echo-1-Geräts (einem passiven Repeater in Form einer metallisierten Kugel) ins All im August 1960. Später wurden Schlüsselstandards für die Satellitenkommunikation (Betriebsfrequenzbänder) entwickelt, die weltweit weit verbreitet sind.

Die Entwicklungsgeschichte der Satellitenkommunikation und die wichtigsten Kommunikationsarten

UndEntwicklungsgeschichte cReisenderAUSSystemeAUSbinden hat fünf Stufen:

1957-1965 Die Vorbereitungszeit, die im Oktober 1957 nach dem Start des weltweit ersten künstlichen Erdsatelliten durch die Sowjetunion und einen Monat später des zweiten begann. Dies geschah auf dem Höhepunkt des Kalten Krieges und des rasanten Wettrüstens, so dass die Satellitentechnologie natürlich überhaupt erst in den Besitz des Militärs überging. Die betrachtete Phase ist durch den Start früher experimenteller Satelliten gekennzeichnet, darunter Kommunikationssatelliten, die hauptsächlich in erdnahe Umlaufbahnen gestartet wurden.

Der erste geostationäre Relaissatellit TKLSTAR wurde im Interesse der US-Armee geschaffen und im Juli 1962 in die Umlaufbahn gebracht. Im gleichen Zeitraum wurde eine Reihe von US-Militärkommunikationssatelliten SYN-COM (Synchronous Communications Satellite) entwickelt.

1965-1973 Die Entwicklungsperiode des globalen SSN auf Basis geostationärer Repeater. Das Jahr 1965 war geprägt vom Start des geostationären SR INTELSAT-1 im April, der den Beginn der kommerziellen Nutzung der Satellitenkommunikation markierte. Frühe Satelliten der INTELSAT-Serie boten transkontinentale Kommunikation und unterstützten hauptsächlich Backbone-Kommunikationsverbindungen zwischen einer kleinen Anzahl nationaler Gateway-Erdstationen, die eine Schnittstelle zu nationalen öffentlichen terrestrischen Netzwerken bereitstellten.

Die Hauptkanäle stellten Verbindungen bereit, über die Telefonverkehr, Fernsehsignale übertragen und Telexkommunikation bereitgestellt wurde. Im Allgemeinen ergänzte und unterstützte Intelsat CCC die damals bestehenden transkontinentalen Unterwasser-Kabelkommunikationsleitungen.

1973-1982 Die Phase der weiten Verbreitung von regionalen und nationalen CCC. Auf dieser Bühne historische Entwicklung CCC wurde von der internationalen Organisation Inmarsat entwickelt und bereitgestellt globales Netzwerk Inmarsat-Kommunikation, deren Hauptzweck darin bestand, die Kommunikation mit Schiffen auf See bereitzustellen. Später weitete Inmarsat seine Dienste auf alle Arten von Mobilfunknutzern aus.

1982-1990 Die Zeit der rasanten Entwicklung und Verbreitung kleiner Erdterminals. In den 1980er Jahren ermöglichten Fortschritte in Technik und Technologie der Schlüsselelemente des CCC sowie Reformen zur Liberalisierung und Demonopolisierung der Kommunikationsindustrie in einer Reihe von Ländern die Nutzung von Satellitenkanälen in Unternehmenskommunikationsnetzwerken, genannt VSAT.

VSAT-Netzwerke haben die Installation kompakter Satelliten-Erdstationen in unmittelbarer Nähe von Benutzerbüros ermöglicht und damit eine Lösung für eine große Anzahl von Unternehmensbenutzer das Problem der „letzten Meile“, schuf Bedingungen für einen bequemen und effizienten Informationsaustausch, ermöglichte die Entlastung öffentlicher terrestrischer Netze, die Nutzung „intelligenter“ Kommunikationssatelliten.

Ab der ersten Hälfte der 1990er Jahre trat die SSS in eine quantitativ und qualitativ neue Phase ihrer Entwicklung ein.

Eine große Anzahl globaler und regionaler Satellitenkommunikationsnetze war in Betrieb, Produktion oder Design. Die Satist zu einem Bereich von erheblichem Interesse und Geschäftstätigkeit geworden. Während dieser Zeit wurde eine explosionsartige Zunahme der Geschwindigkeit von Mikroprozessoren beobachtet. allgemeiner Zweck und Volumen von Halbleiterspeichergeräten bei gleichzeitiger Verbesserung der Zuverlässigkeit sowie Reduzierung des Stromverbrauchs und der Kosten dieser Komponenten.

Hauptarten der Kommunikation

Angesichts des breiten Anwendungsbereichs werde ich die gängigsten Kommunikationsarten hervorheben, die derzeit in unserem Land und auf der ganzen Welt verwendet werden:

Richtfunk;

Hochfrequenz;

Post;

Satellit;

optisch;

Kontrollraum.

Jeder Typ hat seine eigene Technologie und eine Reihe von notwendigen Geräten für eine vollwertige Funktion. Ich werde diese Kategorien genauer betrachten.

Kommunikation über Satellit

Die Geschichte der Satellitenkommunikation beginnt Ende 1945, als britische Wissenschaftler die Theorie entwickelten, ein Funkrelaissignal über Repeater in großer Höhe (geostationäre Umlaufbahn) zu übertragen. Die ersten künstlichen Satelliten wurden 1957 gestartet.

Die Vorteile dieser Verbindungsart liegen auf der Hand:

die Mindestanzahl von Repeatern (in der Praxis reichen ein oder zwei Satelliten aus, um eine qualitativ hochwertige Kommunikation bereitzustellen);

Verbesserung der Grundeigenschaften des Signals (keine Interferenz, erhöhte Übertragungsdistanz, verbesserte Qualität);

Erweiterung des Versorgungsgebietes.

Heutzutage ist die Satellitenkommunikationsausrüstung ein komplexer Komplex, der nicht nur aus Orbital-Repeatern, sondern auch aus Bodenstationen besteht, die sich in verschiedenen Teilen des Planeten befinden.

2. Der aktuelle Zustand des Satellitenkommunikationsnetzes

Von all den vielen kommerziellen MSS-Projekten (mobile Satellitenkommunikation) unter 1 GHz wurde ein Orbcomm-System implementiert, das 30 nicht-geostationäre (nicht-geostationäre (nicht-GSO)) Satelliten umfasst, die die Erde abdecken.

Aufgrund der Verwendung von relativ niedrigen Frequenzbändern ermöglicht das System die Bereitstellung von Datenübertragungsdiensten mit niedriger Geschwindigkeit für einfache, kostengünstige Teilnehmergeräte, wie z E-Mail, Zwei-Wege-Paging, Fernsteuerungsdienste. Die Hauptnutzer von Orbcomm sind Transportunternehmen für die dieses System eine kostengünstige Lösung für die Kontrolle und Verwaltung des Frachttransports darstellt.

Der bekannteste Betreiber auf dem MSS-Markt ist Inmarsat. Es gibt etwa 30 Arten von Teilnehmergeräten auf dem Markt, sowohl tragbare als auch mobile: für den Land-, See- und Luftgebrauch, die Sprach-, Fax- und Datenübertragung mit Geschwindigkeiten von 600 Bit / s bis 64 kBit / s ermöglichen. Inmarsat konkurriert mit drei MSS-Systemen, darunter Globalstar, Iridium und Thuraya.

Die ersten beiden bieten eine nahezu vollständige Abdeckung der Erdoberfläche durch den Einsatz großer Konstellationen, die aus 40 bzw. 79 Nicht-GSO-Satelliten bestehen. Pre Thuraya wurde 2007 mit dem Start eines dritten geostationären (GEO) Satelliten global, der Amerika abdecken wird, wo er derzeit nicht verfügbar ist. Alle drei Systeme bieten Telefonie- und Low-Speed-Datendienste für Empfangsgeräte, die in Gewicht und Größe mit GSM-Mobiltelefonen vergleichbar sind.

Die Entwicklung von Satellitenkommunikationssystemen spielt eine bedeutende Rolle bei der Bildung eines einheitlichen Informationsraums auf dem Staatsgebiet und steht in engem Zusammenhang mit föderalen Programmen zur Überwindung der digitalen Spaltung, dem Ausbau der landesweiten Infrastruktur und sozialen Projekten. Die wichtigsten zielgerichteten föderalen Programme auf dem Territorium der Russischen Föderation sind die Projekte „Entwicklung von Fernsehen und Hörfunk“ und „Beseitigung der digitalen Kluft“. Die Hauptaufgaben der Projekte sind die Entwicklung von digitalem terrestrischem Fernsehen, Kommunikationsnetzen, Systemen für den Massenbreitbandzugang zu globalen Informationsnetzwerke und Bereitstellung von Multi-Service-Diensten auf mobilen und mobilen Objekten. Neben Bundesprojekten bietet die Entwicklung von Satellitenkommunikationssystemen neue Möglichkeiten zur Lösung der Probleme des Unternehmensmarktes. Die Anwendungsgebiete von Satellitentechnologien und verschiedenen Satellitenkommunikationssystemen erweitern sich jedes Jahr rasant.

Einer der Schlüsselfaktoren für die erfolgreiche Entwicklung von Satellitentechnologien in Russland ist die Umsetzung des Programms zur Entwicklung der Orbitalkonstellation von zivilen Kommunikations- und Rundfunksatelliten, einschließlich Satelliten in hochelliptischen Umlaufbahnen.

Entwicklung von Satellitenkommunikationssystemen

Die Hauptantriebskräfte für die Entwicklung der Sin Russland sind heute:

Start von Netzwerken im Ka-Band (am Russische Satelliten"EXPRES-AM5", "EXPRES-AM6"),

aktiver Aufbau des Segments Mobilfunk und mobile Kommunikation auf verschiedenen Transportplattformen,

Eintritt von Satellitenbetreibern in den Massenmarkt,

Entwicklung von Lösungen zur Organisation von Backbone-Kanälen für zellulare Kommunikationsnetze im Ka-Band und M2M-Anwendungen.

Der allgemeine Trend auf dem globalen Markt für Satellitendienste ist das schnelle Wachstum der auf Satellitenressourcen bereitgestellten Datenübertragungsraten, das die Grundanforderungen moderner Multimediaanwendungen erfüllt und der Entwicklung von Software und dem Wachstum des übertragenen Datenvolumens im Unternehmen gerecht wird und private Segmente.

In Satellitenkommunikationsnetzen, die im Ka-Band betrieben werden, ist das größte Interesse mit der Entwicklung von Diensten für das Privat- und Unternehmenssegment im Zusammenhang mit der Reduzierung der Kosten für Satellitenkapazität verbunden, die auf Ka-Band-Satelliten mit hoher Bandbreite (Hoch- Durchsatz Satellit - HTS).

Nutzung von Satellitenkommunikationssystemen

Satellitenkommunikationssysteme sind so konzipiert, dass sie die Anforderungen an Kommunikation und Satelliten-Internetzugang überall auf der Welt erfüllen. Sie werden dort benötigt, wo erhöhte Zuverlässigkeit und Fehlertoleranz erforderlich sind, sie werden für die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung bei der Organisation von Mehrkanal-Telefonkommunikation verwendet.

Spezialisierte Kommunikationssysteme haben eine Reihe von Vorteilen, aber der Schlüssel ist die Fähigkeit, qualitativ hochwertige Telefonie außerhalb der Abdeckungsbereiche von zellularen Kommunikationsstationen zu implementieren.

Solche Kommunikationssysteme ermöglichen es, lange Zeit mit autonomer Stromversorgung zu arbeiten und sich im Anrufwartemodus zu befinden, was auf die geringe Energieleistung der Benutzerausrüstung, das geringe Gewicht und die Rundstrahlantenne zurückzuführen ist.

Aktuell gibt es viele verschiedene Systeme Satellitenkommunikation. Alle haben ihre Vor- und Nachteile. Darüber hinaus bietet jeder Hersteller den Benutzern ein individuelles Leistungspaket (Internet, Fax, Telex), definiert ein Funktionspaket für jedes Versorgungsgebiet und kalkuliert auch die Kosten für Satellitenausrüstung und Kommunikationsdienste. In Russland sind die wichtigsten: Inmarsat, Iridium und Thuraya.

Einsatzbereiche von SSS (Satellitenkommunikationssystemen): Navigation, Ministerien und Ämter, Leitungsorgane staatlicher Strukturen und Institutionen, das Ministerium für Notsituationen und Rettungseinheiten.

Inmarsat

Das weltweit erste mobile Satelvollständiger Satz moderne Dienste für Nutzer auf der ganzen Welt: auf See, an Land und in der Luft.

Das Satellitenkommunikationssystem Inmarsat (Inmarsat) hat eine Reihe von Vorteilen:

Versorgungsgebiet - das gesamte Gebiet der Erde mit Ausnahme der Polarregionen

die Qualität der erbrachten Dienstleistungen

Vertraulichkeit

weiteres Zubehör (Car Kits, Faxgeräte etc.)

kostenlose eingehende Anrufe

Verfügbarkeit im Einsatz

Online-System zur Überprüfung des Kontostands (Abrechnung)

hohes Vertrauen unter den Benutzern, bewährt (mehr als 25 Jahre Bestehen und 210.000 Benutzer weltweit)

Die Hauptdienste des Satellitenkommunikationssystems Inmarsat (Inmarsat):

E-Mail

Datenübertragung (einschließlich High-Speed)

Telex (für einige Standards)

Iridium (Iridium)

Das weltweit erste globale Satellitenkommunikationssystem, das überall auf der Welt funktioniert, einschließlich der Regionen des Süd- und Nordpols. Der Hersteller bietet einen universellen Service für Business und Leben zu jeder Tageszeit.

Das Satellitenkommunikationssystem Iridium (Iridium) hat eine Reihe von Vorteilen:

Versorgungsgebiet - das gesamte Gebiet der Welt

niedrig Tarifpläne

kostenlose eingehende Anrufe

Die Hauptdienste des Iridium-Satellitenkommunikationssystems (Iridium):

Datentransfer

Paging

Thuraya

Ein Satellitenbetreiber, der 35 % der Welt bedient. In diesem System implementierte Dienste: Satelliten- und GSM-Telefone sowie Satelliten-Münztelefone. Preiswert Mobilfunk für Kommunikations- und Bewegungsfreiheit.

Das Thuraya-Satellitenkommunikationssystem hat eine Reihe von Vorteilen:

kompakte Größe

die Fähigkeit, automatisch zwischen Satelliten- und Mobilfunkkommunikation umzuschalten

niedrige Kosten für Dienstleistungen und Telefonapparate

kostenlose eingehende Anrufe

Die Hauptdienste des Thuraya-Satellitenkommunikationssystems:

E-Mail

Datentransfer

3. Satellitenkommunikationssystem

Sat-Repeater

In den ersten Jahren der Forschung wurden passive Satellitentransponder verwendet (Beispiele sind die Satelliten Echo und Echo-2), bei denen es sich um einen einfachen Funksignalreflektor (häufig eine Metall- oder Polymerkugel mit Metallbeschichtung) handelte, der keinen Transceiver trug Ausrüstung an Bord. Solche Satelliten haben keine Verbreitung erhalten.

Umlaufbahnen von Satellitentranspondern

Die Umlaufbahnen, in denen sich Satellitentransponder befinden, werden in drei Klassen eingeteilt:

äquatorial

geneigt

Polar-

Eine wichtige Variante der äquatorialen Umlaufbahn ist die geostationäre Umlaufbahn, in der sich der Satellit mit einer Winkelgeschwindigkeit gleich der Winkelgeschwindigkeit der Erde in einer Richtung dreht, die mit der Richtung der Erdrotation zusammenfällt.

Eine geneigte Umlaufbahn löst diese Probleme, jedoch ist es aufgrund der Bewegung des Satelliten relativ zum Bodenbeobachter erforderlich, mindestens drei Satelliten pro Umlaufbahn zu starten, um einen Kommunikationszugang rund um die Uhr bereitzustellen.

Polar - eine Umlaufbahn, die eine Umlaufbahnneigung von neunzig Grad zur Ebene des Äquators aufweist.

4.VSAT-System

Unter den Satellitentechnologien wird besondere Aufmerksamkeit auf die Entwicklung von Satewie VSAT (Very Small Aperture Terminal) gelenkt.

Auf der Grundlage von VSAT-Geräten ist es möglich, Multiservice-Netzwerke aufzubauen, die fast alle modernen Kommunikationsdienste bereitstellen: Internetzugang; Telefonanschluss; einen Verband lokale Netzwerke(Aufbau von VPN-Netzwerken); Übertragung von Audio- und Videoinformationen; Redundanz bestehender Kommunikationskanäle; Datenerhebung, Überwachung u Fernbedienung Industrieanlagen und vieles mehr.

Ein bisschen Geschichte. Die Entwicklung von VSAT-Netzen beginnt mit dem Start des ersten Kommunikationssatelliten. In den späten 60er Jahren wurde im Zuge von Experimenten mit dem ATS-1-Satelliten ein experimentelles Netzwerk geschaffen, das aus 25 Erdstationen und Satellitentelefonkommunikation in Alaska bestand. Linkabit, einer der ursprünglichen Entwickler von Ku-Band VSAT, fusionierte mit M/A-COM, das später zum führenden Anbieter von VSAT-Geräten wurde. Hughes Communications erwarb den Geschäftsbereich von M/A-COM und wandelte ihn in Hughes Network Systems um. Auf der dieser Moment Hughes Network Systems ist der weltweit führende Anbieter von Breitband-Satellitenkommunikationsnetzen. Ein VSAT-basiertes Satellitenkommunikationsnetz umfasst drei Schlüsselelemente: eine zentrale Kontrollstation (CCS), einen Repeater-Satelliten und Teilnehmer-VSAT-Terminals.

Repeater-Satellit

VSAT-Netze werden auf Basis von geostationären Repeater-Satelliten aufgebaut. Die wichtigsten Eigenschaften Satelliten sind die Leistung der Bordsender und die Anzahl der darauf befindlichen Funkfrequenzkanäle (Trunks oder Transponder). Das Standardrohr hat eine Bandbreite von 36 MHz, was dem Maximum entspricht Bandbreite etwa 40 Mbit/s. Im Durchschnitt liegt die Leistung von Sendern zwischen 20 und 100 Watt. Als Beispiele für Repeater-Satelliten können in Russland Jamal-Kommunikations- und -Rundfunksatelliten genannt werden. Sie sind für die Entwicklung des Weltraumsegments von OAO Gascom bestimmt und wurden in Orbitalpositionen 49°E installiert. D. und 90 ° in. d.

Teilnehmer-VSAT-Terminals

Das Teilnehmer-VSAT-Terminal ist eine kleine Satellitenkommunikationsstation mit einer Antenne mit einem Durchmesser von 0,9 bis 2,4 m, die hauptsächlich für den zuverlässigen Datenaustausch über Satellitenkanäle ausgelegt ist. Die Station besteht aus einem Antennenspeisegerät, einer externen Hochfrequenzeinheit für den Außenbereich und einer Inneneinheit (Satellitenmodem). Außengerät ist ein kleiner Transceiver oder nur ein Empfänger. Die Inneneinheit ermöglicht die Kopplung des Satellitenkanals mit Endgeräte Benutzer (Computer, LAN-Server, Telefon, Fax usw.)

5.VSAT-Technologie

Es gibt zwei Hauptarten des Zugriffs auf einen Satellitenkanal: Zweiweg (Duplex) und Einweg (Simplex, asymmetrisch oder kombiniert).

Bei der Organisation des Einwegzugangs wird neben Satellitengeräten unbedingt ein terrestrischer Kommunikationskanal (Telefonleitung, Glasfaser, Mobilfunknetze, Funk-Ethernet) verwendet, der als Anforderungskanal verwendet wird (auch Rückkanal genannt).

One-Way-Access-Schema mit einer DVB-Karte und Telefonleitung als Rückkanal.

Zwei-Wege-Zugangsschema unter Verwendung von HughesNet-Geräten (Hughes Network Systems).

Heute gibt es in Russland mehrere bedeutende VSAT-Netzbetreiber, die etwa 80.000 VSAT-Stationen bedienen. 33 % dieser Terminals befinden sich im Zentralrussland, je 13 % in den Föderationskreisen Sibirien und Ural, 11 % im Fernen Osten und jeweils 5-8 % in den anderen Föderationskreisen. Unter größten Betreiber hervorzuheben sind:

6. Globales Satellitenkommunikationssystem Globalstar

In Russland ist der Betreiber des Satellitenkommunikationssystems Globalstar die geschlossene Aktiengesellschaft GlobalTel. Als exklusiver Anbieter globaler mobiler Satellitenkommunikationsdienste des Globalstar-Systems bietet CJSC GlobalTel Kommunikationsdienste in der gesamten Russischen Föderation an. Dank der Gründung von CJSC "GlobalTel" haben die Einwohner Russlands eine weitere Möglichkeit, über Satellit von überall in Russland mit fast überall auf der Welt zu kommunizieren.

Das Globalstar-System bietet seinen Abonnenten qualitativ hochwertige Satellitenkommunikation mit Hilfe von 48 funktionierenden und 8 Ersatzsatelliten mit niedriger Umlaufbahn, die sich in einer Höhe von 1410 km befinden. (876 Meilen) von der Erdoberfläche entfernt. Das System bietet eine globale Abdeckung fast der gesamten Erdoberfläche zwischen 700 nördlichen und südlichen Breitengraden mit einer Erweiterung von bis zu 740. Satelliten können Signale von bis zu 80 % der Erdoberfläche empfangen, d. h. von fast überall auf der Erde. mit Ausnahme der Polarregionen und einiger Bereiche des zentralen Teils der Ozeane. Die Satelliten des Systems sind einfach und zuverlässig.

Anwendungsbereiche des Globalstar-Systems

Das Globalstar-System wurde entwickelt, um einem breiten Spektrum von Benutzern qualitativ hochwertige Satellitendienste bereitzustellen, darunter: Sprache, Kurznachrichten, Roaming, Positionsbestimmung, Fax, Daten, mobiles Internet.

Abonnenten, die tragbare und mobile Geräte verwenden, können Unternehmen und Einzelpersonen sein, die in Gebieten arbeiten, die nicht abgedeckt sind Mobilfunknetze, oder deren Besonderheiten häufige Geschäftsreisen an Orte beinhalten, an denen es keine Verbindung oder schlechte Kommunikationsqualität gibt.

Das System ist für einen breiten Verbraucher konzipiert: Vertreter der Medien, Geologen, Arbeiter in der Förderung und Verarbeitung von Öl und Gas, Edelmetalle, Bauingenieure, Energietechniker. Mitarbeiter staatlicher Strukturen Russlands - Ministerien und Abteilungen (z. B. das Ministerium für Notsituationen) können die Satellitenkommunikation aktiv für ihre Aktivitäten nutzen. Spezielle Kits für den Einbau in Fahrzeuge können effektiv sein, wenn sie auf Nutzfahrzeugen, Fischereifahrzeugen und anderen Arten von See- und Flussschiffen, im Schienenverkehr usw. verwendet werden.

satellitenkommunikation global mobil

7. Mobile Satellitenkommunikationssysteme

Ein Merkmal der meisten mobilen Satellitenkommunikationssysteme ist die geringe Größe der Endgeräteantenne, die den Signalempfang erschwert. Damit die Signalstärke den Empfänger ausreichend erreicht, wird eine von zwei Lösungen angewendet:

Die Satelliten befinden sich in einer geostationären Umlaufbahn. Da diese Umlaufbahn 35.786 km von der Erde entfernt ist, wird auf dem Satelliten ein leistungsfähiger Sender benötigt. Dieser Ansatz wird vom Inmarsat-System (dessen Hauptaufgabe darin besteht, Kommunikationsdienste für Schiffe bereitzustellen) und einigen anderen verwendet regionale Betreiber persönliche Satellitenkommunikation (z. B. Thuraya).

Satelliten-Internet

Satelliteninternet ist eine Methode zur Bereitstellung des Zugangs zum Internet mithilfe von Sate(normalerweise in DVB-S-Standard oder DVB-S2).

Zugriffsoptionen

Es gibt zwei Möglichkeiten, Daten über Satellit auszutauschen:

unidirektional (einseitig), manchmal auch „asymmetrisch“ genannt – wenn ein Satellitenkanal für den Datenempfang und verfügbare terrestrische Kanäle für die Übertragung verwendet werden

Zwei-Wege (Zwei-Wege), manchmal auch "symmetrisch" genannt - wenn Satellitenkanäle sowohl für den Empfang als auch für die Übertragung verwendet werden;

Einweg-Satelliten-Internet

Einweg-Satelliten-Internet impliziert, dass der Benutzer eine bestehende Möglichkeit hat, sich mit dem Internet zu verbinden. In der Regel handelt es sich dabei um einen langsamen und/oder teuren Kanal (GPRS/EDGE, ADSL-Verbindung mit schlecht ausgebauten und geschwindigkeitsbeschränkten Internetzugangsdiensten etc.). Über diesen Kanal werden nur Anfragen an das Internet übermittelt.

Zwei-Wege-Satelliten-Internet

Zwei-Wege-Satelliten-Internet bedeutet, Daten vom Satelliten zu empfangen und sie auch über den Satelliten zurückzusenden. Diese Methode ist sehr hochwertig, da man damit hohe Geschwindigkeiten beim Senden und Senden erreicht, ist aber recht teuer und erfordert eine Genehmigung für Funksendeanlagen (allerdings kümmert sich oft der Anbieter um Letzteres). Die hohen Kosten für bidirektionales Internet sind durch die viel zuverlässigere Verbindung in erster Linie völlig gerechtfertigt. Im Gegensatz zum unidirektionalen Zugang erfordert das bidirektionale Satelliten-Internet keine zusätzlichen Ressourcen (außer Strom natürlich).

Ein Merkmal des "Zwei-Wege"-Satelliten-Internetzugangs ist eine ausreichend große Verzögerung auf dem Kommunikationskanal. Bis das Signal den Teilnehmer zum Satelliten und vom Satelliten zur zentralen Satellitenkommunikationsstation erreicht, dauert es etwa 250 ms. Der gleiche Betrag wird für die Rückfahrt benötigt. Dazu kommen die unvermeidlichen Verzögerungen bei der Signalverarbeitung und um "über das Internet" zu gehen. Infolgedessen beträgt die Ping-Zeit bei einer bidirektionalen Satellitenverbindung etwa 600 ms oder mehr. Dies erlegt dem Betrieb von Anwendungen über Satelliteninternet einige Besonderheiten auf und ist besonders traurig für begeisterte Spieler.

Ein weiteres Merkmal ist, dass Geräte verschiedener Hersteller praktisch nicht miteinander kompatibel sind. Das heißt, wenn Sie einen Operator ausgewählt haben, der an einem bestimmten Gerätetyp arbeitet (z. B. ViaSat, Hughes, Gilat EMS, Shiron usw.), können Sie nur mit demselben Equipment zu dem Operator gehen. Ein Versuch, die Interoperabilität von Geräten verschiedener Hersteller (DVB-RCS-Standard) zu implementieren, wurde von sehr wenigen Unternehmen unterstützt und ist heute eher eine "private" Technologie als ein allgemein akzeptierter Standard.

Ausrüstung für Einweg-Satelliten-Internet

8. Nachteile der Satellitenkommunikation

Schwache Störfestigkeit

Die großen Entfernungen zwischen Erdstationen und dem Satelliten führen dazu, dass das Signal-Rausch-Verhältnis am Empfänger sehr niedrig ist (viel geringer als bei den meisten Mikrowellenverbindungen). Um unter diesen Bedingungen eine akzeptable Fehlerwahrscheinlichkeit bereitzustellen, ist es notwendig, große Antennen, rauscharme Elemente und komplexe Fehlerkorrekturcodes zu verwenden. Dieses Problem ist in Mobilkommunikationssystemen besonders akut, da sie eine Begrenzung hinsichtlich der Größe der Antenne und in der Regel hinsichtlich der Leistung des Senders haben.

Einfluss der Atmosphäre

Die Qualität der Satellitenkommunikation wird stark durch Effekte in der Troposphäre und Ionosphäre beeinflusst.

Absorption in der Troposphäre

Die Absorption eines Signals durch die Atmosphäre hängt von seiner Frequenz ab. Die Absorptionsmaxima liegen bei 22,3 GHz (Wasserdampfresonanz) und 60 GHz (Sauerstoffresonanz). Im Allgemeinen beeinflusst die Absorption die Ausbreitung von Signalen über 10 GHz (d. h. ausgehend vom Ku-Band) erheblich. Neben der Absorption kommt es bei der Ausbreitung von Funkwellen in der Atmosphäre zu einem Fading-Effekt, dessen Ursache der Unterschied in den Brechungsindizes verschiedener Schichten der Atmosphäre ist.

Ionosphärische Effekte

Ausbreitungsverzögerung

Das Problem der Signalausbreitungsverzögerung betrifft auf die eine oder andere Weise alle Satellitenkommunikationssysteme. Systeme, die einen Satellitentransponder im geostationären Orbit verwenden, haben die höchste Latenz. In diesem Fall beträgt die Verzögerung aufgrund der Endlichkeit der Funkwungefähr 250 ms, und unter Berücksichtigung von Multiplex-, Schalt- und Signalverarbeitungsverzögerungen kann die Gesamtverzögerung bis zu 400 ms betragen. Eine Ausbreitungsverzögerung ist in Echtzeitanwendungen wie Telefonie am unerwünschtsten. Wenn in diesem Fall die Signallaufzeit über den Satellitenkommunikationskanal 250 ms beträgt, darf die Zeitdifferenz zwischen den Kopien der Teilnehmer nicht weniger als 500 ms betragen. In einigen Systemen (z. B. VSAT-Systemen mit Sterntopologie) wird das Signal zweimal über eine Satellitenverbindung übertragen (von einem Endgerät zu einem zentralen Standort und von einem zentralen Standort zu einem anderen Endgerät). In diesem Fall wird die Gesamtverzögerung verdoppelt.

Fazit

Bereits in den frühesten Phasen der Erstellung von Satellitensystemen wurde die Komplexität der bevorstehenden Arbeit offensichtlich. Es war notwendig, materielle Ressourcen zu finden, die intellektuellen Anstrengungen vieler Wissenschaftlerteams einzusetzen und die Arbeit in der Phase der praktischen Umsetzung zu organisieren. Trotzdem beteiligen sich transnationale Unternehmen mit freiem Kapital aktiv an der Lösung des Problems. Zudem werden derzeit nicht nur ein, sondern mehrere Projekte parallel umgesetzt. Firmen-Entwickler konkurrieren hartnäckig um zukünftige Verbraucher, um die weltweite Führung im Bereich der Telekommunikation.

Gegenwärtig werden Szu Datenübertragungsnetzwerken kombiniert. Indem Sie eine Gruppe geografisch verteilter Stationen zu einem Netzwerk zusammenfassen, können Sie den Benutzern große Auswahl Dienste und Fähigkeiten sowie die effiziente Nutzung von Satellitenressourcen. In solchen Netzwerken gibt es normalerweise eine oder mehrere Kontrollstationen, die den Betrieb von Erdstationen sowohl im vom Administrator verwalteten als auch im vollautomatischen Modus bereitstellen.

Der Vorteil der Satellitenkommunikation liegt in der Versorgung geografisch entfernter Nutzer ohne zusätzliche Kosten für Zwischenspeicherung und Vermittlung.

SSNs werden ständig und eifersüchtig mit Glasfaser-Kommunikationsnetzen verglichen. Die Einführung dieser Netze beschleunigt sich aufgrund der rasanten technologischen Entwicklung der relevanten Bereiche der Glasfaser, was Fragen zum Schicksal des SSN aufwirft. Zum Beispiel Entwicklung und Planung, was am wichtigsten ist, die Einführung der verketteten (zusammengesetzten) Codierung reduziert die Wahrscheinlichkeit eines unkorrigierten Bitfehlers dramatisch, wodurch Sie wiederum das Hauptproblem von CCC - Nebel und Regen - überwinden können.

Liste der verwendeten Quellen

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10 Smirnova A. A. Personal satellite communication, Band 64, Moskau, 2001, p.

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1945 schlug der englische Wissenschaftler, Schriftsteller und Erfinder Arthur Clark in dem Artikel „Extra-terrestrial Relays“, der in der Oktoberausgabe der Zeitschrift „Wireless World“ veröffentlicht wurde, die Idee vor, ein System von Kommunikationssatelliten zu schaffen geostationäre Umlaufbahnen, die es ermöglichen würden, ein globales Kommunikationssystem zu organisieren.

Anschließend antwortete Clark auf die Frage, warum er die Erfindung nicht patentiert habe (was durchaus möglich war), dass er nicht an die Möglichkeit glaube, ein solches System zu seinen Lebzeiten zu implementieren, und auch glaube, dass eine solche Idee der gesamten Menschheit zugute kommen sollte .

Die ersten Studien auf dem Gebiet der zivilen Satellitenkommunikation in westlichen Ländern begannen in der zweiten Hälfte der 1950er Jahre zu erscheinen. In den USA wurden sie von der gestiegenen Nachfrage nach transatlantischer Telefonie getrieben.

Briefumschlag zum 5. Jahrestag des Starts des ersten Erdsatelliten

1957 wurde in der UdSSR der erste künstliche Erdsatellit mit Funkausrüstung an Bord gestartet.

Ballon "Echo-1"

Am 12. August 1960 brachten US-Spezialisten einen aufblasbaren Ballon in 1500 km Höhe in die Umlaufbahn. Dieses Raumschiff wurde "Echo-1" genannt. Seine metallisierte Hülle mit einem Durchmesser von 30 m diente als passiver Repeater.

Ingenieure arbeiten am weltweit ersten kommerziellen Kommunikationssatelliten Early Bird

Am 20. August 1964 unterzeichneten 11 Länder ein Abkommen über die Gründung der internationalen SateIntelsat (International Telecommunications Satellite Organization), aber die UdSSR gehörte aus politischen Gründen nicht dazu. Am 6. April 1965 wurde als Teil dieses Programms der erste kommerzielle Kommunikationssatellit, Early Bird, von der COMSAT Corporation gestartet.

Nach heutigen Maßstäben ist der Early-Bird-Satellit ( INTELSAT I) hatte mehr als bescheidene Fähigkeiten: Mit einer Bandbreite von 50 MHz konnte es bis zu 240 Telefonkommunikationskanäle bereitstellen. Die Kommunikation könnte jederzeit zwischen einer Erdstation in den USA und nur einer der drei miteinander verbundenen Erdstationen in Europa (in Großbritannien, Frankreich oder Deutschland) stattfinden Kabelleitungen Verbindungen.

In der Zukunft trat die Technologie vor und der Satellit INTELSAT-IX hatte bereits eine Bandbreite von 3456 MHz.

IN DER UDSSR lange Zeit Satellitenkommunikation nur im Interesse des Verteidigungsministeriums der UdSSR entwickelt. Aufgrund der größeren Nähe des Weltraumprogramms verlief die Entwicklung der Satellitenkommunikation in den sozialistischen Ländern anders als in den westlichen Ländern. Die Entwicklung der zivilen Satellitenkommunikation begann mit einem Abkommen zwischen 9 Ländern des sozialistischen Blocks über die Schaffung des Intersputnik-Kommunikationssystems, das erst 1971 unterzeichnet wurde.

Der erste künstliche Erdsatellit.

Der Start des weltweit ersten künstlichen Erdsatelliten wurde am 4. Oktober 1957 um 22:28 Uhr in der Sowjetunion durchgeführt. 34 s Moskauer Zeit. Zum ersten Mal in der Geschichte konnten Hunderte Millionen Menschen in den Strahlen der aufgehenden oder untergehenden Sonne einen künstlichen Stern beobachten, der sich über den dunklen Himmel bewegte, der nicht von Göttern, sondern von Menschenhand geschaffen wurde. Und die Weltgemeinschaft empfand dieses Ereignis als die größte wissenschaftliche Errungenschaft.

Die ersten Satelliten mit Satellitenkommunikation.

Am 13. Mai 1946 unterzeichnete Stalin ein Dekret über die Schaffung des Raketenzweigs Wissenschaft und Industrie in der UdSSR. In seiner Entwicklung wurde Sergei Korolev (Akademiker seit 1958) im August 1946 zum Chefdesigner von ballistischen Langstreckenraketen ernannt. Dann sah keiner von uns voraus, dass wir in Zusammenarbeit mit ihm am Start des ersten Satelliten der Welt teilnehmen würden, und bald darauf die ersten halben hundert Menschen ins All - Juri Gagarin.

Im Januar 1956 wurde ein Regierungsdekret vorbereitet und am 30. Januar über die Schaffung eines nicht orientierten Satelliten unter dem Geheimcode "Object D" mit einem Gewicht von 1000 bis 1400 kg und einer Ausrüstung für wissenschaftliche Forschung mit einem Gewicht von 200 bis 300 kg erstellt.Bis Juli 1956 war das Projekt des ersten Satelliten abgeschlossen, die Strahlung der Sonne, Magnetfelder, kosmische Strahlung, das thermische Regime des Satelliten, seine Verlangsamung in der oberen Atmosphäre, die Existenzdauer im Orbit usw.

Ende 1956 wurde klar, dass der Zeitplan für die Schaffung künstlicher Satelliten aufgrund der Schwierigkeiten bei der Herstellung zuverlässiger wissenschaftlicher Geräte gestört werden würde. Das Projekt "Objekt D" wurde jedoch von einem Sonderausschuss des Ministerrates der UdSSR genehmigt. Und früher, am 12. Februar 1955, begann die Armee in der Halbwüste im Bereich der Station Tyuratam unter dem Kommando von General Shubnikov mit dem Bau des Forschungs- und Testgeländes Nr. 5 (seit 1961 hat dieser Ort als Kosmodrom Baikonur bekannt).

Während 1955-1956 Die Produktion des ersten technologischen Komplexes der R-7-Trägerrakete wurde abgeschlossen und im Leningrader Metallwerk zusammen mit einem echten Startsystem getestet. Auf Schießständen in der Nähe von Zagorsk (heute Stadt Peresvet) begannen Feuertests einzelner Raketenblöcke. Unter der Leitung von N. Pilyugin wurden Modellierung und umfassende Tests des Steuerungssystems durchgeführt. (die Höhe des R-7-Werfers beträgt 342,2 Meter)

Sie versuchten viermal, eine Rakete ins All zu starten, aber aufgrund von Fehlfunktionen in der Ausrüstung und der Unzuverlässigkeit der Raketenhülle schlug Korolev eine vereinfachte Version vor. Am 17. September 1957 traf die Trägerrakete 8K71PS (Produkt M1-PS) am Testgelände ein. Es war im Vergleich zu normalen Raketen erheblich leichter. Der Kunstkopf wurde entfernt und durch einen Satellitenadapter ersetzt. Die gesamte Ausrüstung des Funksteuerungssystems wurde von der Zentraleinheit entfernt - Genauigkeit war schließlich nicht erforderlich. Eines der Telemetriesysteme wurde entfernt. Wir haben die automatische Abschaltung des Motors der Zentraleinheit vereinfacht. Dadurch wurde die Startmasse der Rakete im Vergleich zu den ersten Mustern um 7 Tonnen erleichtert.

4. Oktober 1957 um 22:28 Uhr 3 aus Moskauer Zeit erfolgte der Start. Nach 295,4 s gingen der Satellit und der zentrale Block der Trägerrakete in die Umlaufbahn. Erstmals wurde die erste kosmische Geschwindigkeit erreicht, berechnet vom Begründer der klassischen Physik und des Gesetzes der universellen Gravitation, dem Engländer Isaac Newton (1643-1727). Beim ersten Satelliten waren es 7780 m/s. Die Neigung der Umlaufbahn des Satelliten betrug 65,1 um , Perigäumshöhe 228 km, Apogäumshöhe - 947 km, Umlaufzeit 96,17 min

Als die „BIP-BIP-BIP“-Signale, die der ganzen Menschheit sofort bekannt wurden, auf dem Testgelände empfangen wurden, begann die Existenz der Satellitenkommunikation.

Der erste Satellit existierte 92 Tage lang (bis zum 4. Januar 1958). Während dieser Zeit machte er 1440 Umdrehungen, der zentrale Block arbeitete 60 Tage lang: Er wurde mit einem einfachen Auge als Stern der 1. Größe beobachtet.