satélites modernos. Satélite Comstar

21.03.2022

A ideia de criar sistemas globais de comunicação por satélite na Terra foi apresentada em 1945. Artur Clarke, que mais tarde se tornou um famoso escritor de ficção científica. A implementação desta ideia só foi possível 12 anos após o surgimento dos mísseis balísticos, com a ajuda dos quais 4 de outubro de 1957 O primeiro satélite artificial da Terra (AES) foi lançado em órbita. Para controlar o vôo do satélite, foi colocado nele um pequeno transmissor de rádio - um farol operando na faixa 27MHz. Depois de alguns anos 12 de abril de 1961. pela primeira vez no mundo na nave soviética "Vostok" Yu.A. Gagarin fez um vôo histórico ao redor da Terra. Ao mesmo tempo, o astronauta mantinha comunicação regular com a Terra por rádio. Assim começou o trabalho sistemático de estudo e uso do espaço exterior para resolver vários problemas pacíficos.

A criação da tecnologia espacial tornou possível o desenvolvimento de sistemas de radiocomunicação e transmissão de rádio de longa distância muito eficazes. Um trabalho intensivo começou nos Estados Unidos para criar satélites de comunicações. Esse trabalho começou a se desenvolver em nosso país. O seu vasto território e o fraco desenvolvimento das comunicações, especialmente nas regiões orientais pouco povoadas, onde a criação de redes de comunicação através de outros meios técnicos (RRL, cabos, etc.) está associada a custos elevados, tornaram este novo tipo de comunicação muito promissor.

As origens da criação de sistemas domésticos de rádio por satélite foram excelentes cientistas e engenheiros nacionais que chefiaram grandes centros científicos: M. F. Reshetnev, M.R. Kaplanov, N.I. Kalashnikov, L.Ya. Cantor

As principais tarefas impostas aos cientistas foram as seguintes:

Desenvolvimento de repetidores de satélite para transmissão e comunicações televisivas (Ekran, Raduga, Gals desde 1969, os repetidores de satélite foram desenvolvidos em um laboratório separado liderado por); M.V. Brodsky;

Criação de projetos de sistemas para construção de comunicações e radiodifusão via satélite;

Desenvolvimento de equipamentos para estações terrenas (ES) de comunicações via satélite: moduladores, desmoduladores de redução de limiar de sinais FM (modulação de frequência), dispositivos de recepção e transmissão, etc.;

Execução de obras complexas de equipamento de estações de comunicação e radiodifusão via satélite;

Desenvolvimento da teoria de demoduladores de rastreamento FM com limiar de ruído reduzido, métodos de acesso múltiplo, métodos de modulação e codificação resistente a ruído;

Desenvolvimento de documentação regulatória e técnica para canais, caminhos de televisão e equipamentos de comunicação de sistemas de satélite;

Desenvolvimento de sistemas de controle e monitoramento para comunicações via satélite e redes de radiodifusão.

Especialistas em NIIR foram criados muitos sistemas nacionais de comunicação e transmissão por satélite, que ainda hoje estão em operação. Os equipamentos de transmissão e recepção terrestre e de bordo para esses sistemas também foram desenvolvidos no NIIR. Além dos equipamentos, os especialistas do instituto propuseram métodos para projetar os próprios sistemas de satélite e os dispositivos individuais neles incluídos. A experiência de projetar sistemas de comunicação por satélite de especialistas do NIIR é refletida em inúmeras publicações científicas e monografias.


6.1. As primeiras linhas de comunicação e transmissão via satélite através do satélite Molniya-1

Os primeiros experimentos de comunicação via satélite refletindo ondas de rádio do satélite refletor americano "Echo" e da Lua, usados ​​​​como repetidores passivos, foram realizados por especialistas do NIIR em 1964. Um radiotelescópio no observatório da vila de Zimenki, região de Gorky, recebeu mensagens telegráficas e um desenho simples do Observatório Inglês Jodrell Bank.

Este experimento provou a possibilidade de usar com sucesso objetos espaciais para organizar comunicações na Terra.

O laboratório de comunicações por satélite preparou vários projetos de sistemas e depois participou no desenvolvimento do primeiro sistema doméstico de comunicações por satélite "Molniya-1" em faixa de frequência abaixo de 1 GHz. A organização líder na criação deste sistema foi o Instituto de Pesquisa Científica de Radiocomunicações de Moscou (MNIIRS). O projetista-chefe do sistema Molniya-1 é SENHOR. Kaplanov- Vice-Chefe do MNIIRS.

Na década de 60, o NIIR desenvolvia um complexo transceptor para o sistema retransmissor de rádio troposférico Horizon, operando também na faixa de frequência abaixo de 1 GHz. Este complexo foi modificado e o equipamento criado, denominado "Horizon-K", foi utilizado para equipar a primeira linha de comunicação via satélite "Molniya-1", ligando Moscou e Vladivostok. Esta linha destinava-se à transmissão de um programa de televisão ou de um espectro de grupo de 60 canais telefónicos. Com a participação de especialistas do NIIR, foram equipadas duas estações terrenas (ES) nestas cidades. O repetidor de bordo do primeiro satélite artificial de comunicações "Molniya-1" foi desenvolvido no MNIIRS, cujo lançamento ocorreu com sucesso 23 de abril de 1965. Foi colocado em uma órbita altamente elíptica com um período de revolução ao redor da Terra de 12 horas. Tal órbita era conveniente para atender o território da URSS, localizado nas latitudes norte, já que durante oito horas em cada órbita o satélite era visível de. em qualquer lugar do país. Além disso, o lançamento em tal órbita a partir do nosso território requer menos energia do que em uma órbita geoestacionária. A órbita do satélite Molniya-1 manteve seu significado até hoje e é usada, apesar do desenvolvimento predominante de satélites geoestacionários.

6.2.O primeiro sistema de satélite "Orbit" do mundo para distribuição de programas de TV

Depois de concluir a pesquisa sobre as capacidades técnicas do satélite Molniya-1 por especialistas do NIIR N. V. Talyzin e L.Ya. Cantor foi proposto resolver o problema de fornecimento de programas de TV da televisão central para as regiões orientais do país, criando o primeiro sistema de transmissão por satélite do mundo "Orbita" em Banda de 1 GHz baseada em equipamento Horizon-K.

Em 1965-1967 Em tempo recorde, 20 estações terrenas Orbit e uma nova estação central de transmissão “Reserva” foram simultaneamente construídas e colocadas em operação nas regiões orientais do nosso país. O sistema Orbita tornou-se o primeiro sistema circular de televisão e distribuição por satélite do mundo, que utilizou de forma mais eficaz as capacidades das comunicações por satélite.

Refira-se que a faixa em que operava o novo sistema Orbita, 800-1000 MHz, não correspondia à atribuída de acordo com o Regulamento das Radiocomunicações para o serviço fixo por satélite. Os trabalhos de transferência do sistema Orbita para a banda C 6/4 GHz foram realizados por especialistas do NIIR no período 1970-1972. A estação, operando na nova faixa de frequência, foi batizada de Orbita-2. Foi criado um conjunto completo de equipamentos para operar na faixa de frequência internacional - no trecho Terra-Espaço - na faixa de 6 GHz, no trecho Espaço-Terra - na faixa de 4 GHz. Sob a direção de V. M. Cirlina Foi desenvolvido um sistema para apontar e rastrear automaticamente antenas com um dispositivo de software. Este sistema usava um autômato extremo e um método de digitalização cônico.

Estações Orbita-2 começaram a ser implantadas desde 1972., A até o final de 1986. Cerca de 100 deles foram construídos. Muitos deles ainda são estações de recepção e transmissão ativas.

Posteriormente, para a operação da rede Orbita-2, foi criado e lançado em órbita o primeiro satélite geoestacionário soviético "Raduga", cujo repetidor de bordo multi-barril foi criado no NIIR (líder de trabalho A.D. Fortushenko e seus participantes M.V. Brodsky, A. I. Ostrovsky, Yu.M. Fomin, etc.) Ao mesmo tempo, a tecnologia de fabricação e os métodos para processamento terrestre de produtos espaciais foram criados e dominados.

Para o sistema Orbit-2, foram desenvolvidos novos dispositivos de transmissão Gradient (I.E. Mach, M.Z. Tseitlin, etc.), bem como amplificadores paramétricos (A.V. Sokolov, E.L. Ratbil, B.S. Sanin, V.M. Krylov) e dispositivos de recepção de sinal (V.I. Dyachkov, V.M. Dorofeev, Yu.A. Afanasyev, V.A.

6.3. O primeiro sistema de transmissão direta de TV do mundo "Ekran"

O amplo desenvolvimento do sistema Orbita como meio de apresentação de programas de TV tornou-se economicamente injustificado no final da década de 70 devido ao alto custo da emissora, tornando inviável sua instalação em um local com população inferior a 100-200 habitantes. mil pessoas. O sistema Ekran revelou-se mais eficaz, operando na faixa de frequência abaixo de 1 GHz e possuindo maior potência de transmissão do repetidor integrado (até 300 W). O objetivo da criação deste sistema era cobrir áreas escassamente povoadas com transmissão de TV nas regiões da Sibéria, Extremo Norte e parte do Extremo Oriente. Para a sua implementação foram alocadas frequências de 714 e 754 MHz, nas quais foi possível criar dispositivos receptores bastante simples e baratos. O sistema Ekran tornou-se, de facto, o primeiro sistema de transmissão directa por satélite do mundo.

As instalações receptoras deste sistema deveriam ser econômicas tanto para atender pequenos assentamentos quanto para recepção individual de programas de TV.

O primeiro satélite do sistema Ekran foi lançado 26 de outubro de 1976. para a órbita geoestacionária a 99°E. Um pouco mais tarde, as estações de recepção coletiva “Ekran-KR-1” e “Ekran-KR-10” foram lançadas em Krasnoyarsk com uma potência de transmissão de televisão de saída de 1 e 10 W. A estação terrena que transmitia sinais para o satélite Ekran possuía uma antena com diâmetro de espelho de 12 m, era equipada com um transmissor Gradiente com potência de 5 kW, operando na faixa de 6 GHz. As instalações receptoras deste sistema, desenvolvidas por especialistas do NIIR, foram as estações receptoras mais simples e baratas de todas as implementadas naqueles anos. No final de 1987, o número de estações Ekran instaladas atingiu 4.500.

6.4.Sistemas de distribuição de programas de TV "Moscow" e "Moscow-Global"

Novos progressos no desenvolvimento de sistemas de transmissão de TV via satélite em nosso país estão associados à criação do sistema de Moscou, no qual os sistemas de satélite Orbit tecnicamente desatualizados foram substituídos por pequenos satélites. em 1974 por iniciativa N. V. Talyzin e L.Ya. Cantora.

Para o sistema de Moscou, o satélite Horizon foi equipado com um barril de alta potência operando na faixa de 4 GHz em uma antena estreitamente direcional. As relações de energia do sistema foram escolhidas de forma a garantir a utilização de uma pequena antena parabólica com diâmetro de espelho de 2,5 m na estação receptora sem orientação automática. Uma característica fundamental do sistema de Moscou era o estrito cumprimento dos padrões de densidade de fluxo de potência espectral na superfície da Terra estabelecidos pelo Regulamento de Comunicações para sistemas de serviço fixo.. Isso possibilitou a utilização deste sistema para transmissão de TV em toda a URSS. O sistema proporcionou recepção de alta qualidade do programa central de TV e do programa de transmissão de rádio. Posteriormente, foi criado outro canal no sistema, destinado à transmissão de tiras de jornal.

Estas estações também se difundiram em instituições nacionais localizadas no estrangeiro (na Europa, Norte de África e vários outros territórios), o que permitiu aos nossos cidadãos no estrangeiro receber programas nacionais. Na criação do sistema de Moscou, foram utilizadas diversas invenções e soluções originais, que permitiram melhorar tanto a construção do próprio sistema quanto seus sistemas de hardware. Este sistema serviu de protótipo para muitos sistemas de satélite criados posteriormente nos Estados Unidos e na Europa Ocidental, nos quais satélites de média potência operando na banda fixa do serviço via satélite eram usados ​​para entregar programas de TV a satélites de pequeno porte e custo moderado.

Durante 1986-1988 foi desenvolvido um sistema especial "Moscow-Global" com pequenos satélites, projetado para fornecer programas de TV centrais para representações nacionais no exterior, bem como para transmitir uma pequena quantidade de informações discretas. Este sistema também está em operação. Prevê a organização de um canal de TV, três canais para transmissão de informações discretas na velocidade de 4.800 bps e dois canais na velocidade de 2.400 bps. Canais discretos de transmissão de informações foram utilizados no interesse do Comitê de Radiodifusão e Televisão, TASS e APN (Agência de Notícias Políticas). Para cobrir quase todo o território do globo, utiliza dois satélites localizados em órbita geoestacionária a 11° oeste. e 96° E. As estações receptoras possuem espelho com diâmetro de 4 m e o equipamento pode ser colocado em container especial ou em ambiente interno.

As comunicações por satélite são um dos tipos de comunicações de rádio espaciais, baseadas na utilização de satélites artificiais da Terra, geralmente satélites de comunicações especializados, como retransmissores.


Conexão via satélite. Comunicações espaciais por satélite. Tecnologia de comunicação via satélite:

Conexão via satélite marca uma nova etapa no desenvolvimento de tecnologias avançadas, que está indissociavelmente ligada à exploração espacial.

A definição de comunicações por satélite parece bastante convincente na seguinte formulação: as comunicações por satélite devem ser equiparadas a um tipo de radiocomunicações espaciais, que se baseia na utilização de repetidores especiais - satélites artificiais comunicações.

Conexão via satéliteé um dos tipos de radiocomunicações espaciais, baseado na utilização de satélites artificiais da Terra, geralmente satélites especializados, como repetidores comunicações.

O sinal de rádio é retransmitido por pequenas naves espaciais que se movem Terra ao longo de uma determinada trajetória.

O dispositivo lançado em órbita com o objetivo de garantir a retransmissão e processamento de sinais de rádio foi denominado satélite de comunicações artificiais(abreviado como ISS). Equipamentos complexos de retransmissão são montados a bordo de um satélite artificial de comunicações: unidades de recepção/transmissão de sinais, bem como unidades altamente direcionadas antenas, operando em certas frequências. O trabalho de um satélite artificial de comunicações consiste em receber um sinal, amplificá-lo, processar a frequência e retransmitir na direção das estações terrenas localizadas na faixa de visibilidade do dispositivo. Um satélite retransmissor é um dispositivo autônomo capaz de garantir sua localização em um determinado ponto do espaço e consumir eletricidade das fontes de alimentação de bordo. O sistema de estabilização garante a orientação desejada antenas de satélite. A transmissão dos dados sobre a posição da espaçonave para a Terra e a recepção dos comandos de controle são feitas por equipamentos de telemetria.

A retransmissão do sinal de rádio recebido pode ser realizada com ou sem memorização, o que se deve à presença não permanente satélite dentro da faixa de visibilidade terrestre estações.

A data sistemas de comunicação por satélite são parte integrante das rodovias de telecomunicações do mundo, conectando continentes e países.


O princípio da comunicação por satélite. Sistema de comunicação via satélite, equipamentos, instalações e estações:

O princípio da comunicação espacial por satélite envolve a transmissão/recepção de um sinal de rádio usando estações terrestres ou móveis através de um repetidor de satélite. Essa especificidade de garantir a passagem das ondas de rádio se deve à curvatura da superfície terrestre, que impede a passagem do sinal de rádio. Em outras palavras, em uma zona de linha de visão, um sinal de rádio de uma estação para outra é transmitido sem demora. No entanto, se a tarefa é receber um sinal a muitos milhares de quilômetros de uma estação transmissora, é necessário um repetidor que direcione o sinal no ângulo apropriado para a estação receptora.

Em seu núcleo, conexão via satélite através de um dispositivo repetidor é uma analogia típica da comunicação por retransmissão por rádio, só que neste caso o repetidor está localizado a uma distância (altitude) considerável da superfície terrestre, no valor de milhares de quilômetros. Se a organização de comunicações de rádio em longas distâncias para diferentes lugares do globo exigia muitos repetidores terrestres, então, com o advento dos satélites espaciais, seu número diminuiu significativamente. Agora, apenas um satélite é necessário para transmitir um sinal de rádio de um continente para outro.

Conexão via satélite, em geral, é fornecido por todo um complexo de elementos interligados do sistema de comunicação: retransmitir satélites; estacionário estações terrestres de satélite na superfície da terra; centro de controle de comunicações via satélite(TsUSS) e outros elementos do sistema.

Para uma transmissão eficiente de um sinal de rádio em longas distâncias, um sinal analógico não é adequado devido à sua alta carga de ruído, por isso é pré-digitalizado (o chamado comunicação digital por satélite) e depois transmitido para um satélite. Para corrigir erros, são usados ​​esquemas de codificação de correção de erros.

Hoje, a recepção/transmissão de sinais de TV e radiodifusão no território da Federação Russa é fornecida por sistemas de comunicação por satélite(CCS). Conexão via satélite, é um elemento-chave da rede de comunicação interconectada da Federação Russa. O sistema de comunicação por satélite inclui dois componentes básicos - terrestre e espacial.

Desenvolvimento de comunicações via satélite. História do desenvolvimento na URSS:

O primeiro satélite artificial da Terra foi lançado em órbita em 1957. O peso da espaçonave era de apenas 83,6 kg. O satélite era controlado por meio de uma unidade em miniatura - um farol transmissor de rádio. Resultados bem-sucedidos de recepção/transmissão de sinais de rádio em ambiente aberto espaço possibilitou a implementação de planos clarividentes envolvendo a utilização do ISS como repetidor ativo e passivo de sinais de rádio. No entanto, para implementar planos tão promissores, foi necessário criar naves espaciais que pudessem transportar peso suficiente (uma variedade de equipamentos de recepção e transmissão). Além disso, para lançar em órbita artificial satélite, eram necessários poderosos lançadores de foguetes motores e equipamento. Depois que esses problemas foram resolvidos pelos engenheiros russos, tornou-se possível lançar a ISS ao espaço sideral para realizar trabalhos científicos e de pesquisa, resolver problemas de navegação, meteorológicos e de reconhecimento, bem como fornecer um canal estável. comunicações para transmitir sinais de rádio a longas distâncias. O processo de formação de um sistema de comunicação por satélite (SCS) intensificou-se após o lançamento do primeiro satélite artificial. Como parte da implementação deste conceito, estações transceptoras base equipadas com antenas parabólicas começaram a ser construídas na superfície terrestre. Diâmetro antenas atingiu 12 metros, o que permitiu garantir a recepção e transmissão estáveis ​​​​de sinais de rádio. Em 1965, engenheiros russos conseguiram garantir a recepção de programas de televisão em Vladivostok, transmitidos de Moscou via SSS.

Em 1967, após testes e adequação da capacidade técnica aos parâmetros exigidos, foi colocado em operação o sistema de comunicação via satélite Orbita. Em 1975, o satélite espacial Raduga foi lançado em órbita circular. A distância da superfície terrestre à aeronave artificial era de quase 36 km. O sentido de rotação do planeta e do satélite praticamente coincidiu, de modo que a ISS literalmente “pairou” acima da Terra, permanecendo imóvel durante todo o dia. Esta solução técnica simplificou a transmissão dos comandos de controle à espaçonave e garantiu o funcionamento de um canal estável de recepção/transmissão de ondas de rádio. Posteriormente, um ISS “Horizon” mais avançado foi lançado em órbita.

Os resultados da operação da ISS Orbita mostraram a ineficácia do serviço do sinal de rádio no interesse da transmissão de programas de televisão em pequenos assentamentos com várias dezenas de milhares de residentes locais. Portanto, foi dada prioridade às estações compactas de recepção e transmissão de sinais terrestres servidas pelo SSS Ekran. O satélite artificial deste sistema de comunicação por satélite foi lançado em órbita baixa da Terra em 1976. Agora as pessoas podiam assistir a programas centrais de televisão mesmo em locais remotos da Sibéria e do Extremo Oriente.

Na década de 80 do século passado, o sistema de comunicação por satélite de Moscou era operado ativamente através da ISS Horizon.

Uso de comunicações via satélite. Características de operação de satélites de comunicação:

No período inicial de exploração do espaço próximo da Terra, no interesse de retransmitir sinais de rádio para o espaço, foram lançados satélites simples contendo um mínimo de equipamento a bordo (satélites espaciais “ECHO” e “ECHO-2”). Uma esfera metálica do corpo, com efeito reflexivo, foi utilizada como repetidor. Freqüentemente, uma esfera de polímero com metal metálico era usada como refletor. pulverização. A eficiência de tais dispositivos era extremamente baixa, de modo que os satélites artificiais passivos não receberam o desenvolvimento adequado. Seu completo oposto são os satélites artificiais ativos, que possuem em seu interior um complexo preenchimento eletrônico projetado para receber, processar, amplificar e transmitir um sinal de rádio para qualquer ponto do globo.

De acordo com o método de processamento de sinal de rádio os satélites espaciais são classificados em dois tipos: satélites regenerativos e não regenerativos.

Satélites de comunicações regenerativas realiza um conjunto mais abrangente de operações - na fase de recepção do sinal desmodula-o e no momento da retransmissão modula-o. Este método de processamento de sinal de rádio requer equipamento e é caracterizado por complexidade suficiente. Os satélites regenerativos são caros.

Satélites de comunicações não regenerativos fornecer o conjunto mais simples de operações com um sinal de rádio. No momento de receber um sinal de uma estação terrena, um satélite artificial de comunicação garante a sua amplificação e transferência para outra frequência. Posteriormente, o sinal de rádio é retransmitido para outra estação terrena. Um satélite pode receber e transmitir simultaneamente vários sinais de rádio através de diferentes canais (transponders). Cada canal recebe uma parte dedicada do espectro. A desvantagem deste método é o atraso perceptível do sinal de rádio retransmitido devido às regras duplas de correção de erros.

Órbitas de comunicações por satélite. Órbitas dos satélites de comunicação espacial:

No momento, existe a seguinte classificação de órbitas repetidoras de satélites.

Órbita equatorial de comunicações por satélite. Uma característica da órbita equatorial é a abordagem geoestacionária, que constitui a base da proposta tecnologias. A essência da abordagem é que a velocidade angular do satélite retransmissor e da Terra não apenas coincide, mas também se move na mesma direção. Em outras palavras, a direção do movimento do satélite e a rotação do nosso planeta são idênticas. A principal vantagem da órbita equatorial é que o receptor terrestre está constantemente em contato com o satélite. Nesse caso, o satélite parece estar no mesmo lugar, de modo que as ondas de rádio não encontram obstáculos.

As desvantagens da opção proposta de circulação por satélite de comunicação incluem o seguinte:

– uma vez que centenas e milhares de satélites diferentes são simultaneamente lançados em órbita, o risco de colisão entre si aumenta, pelo que as suas trajetórias têm de ser cuidadosamente calculadas e controladas;

– a elevada altitude (cerca de 36 mil km) para o lançamento de satélites em órbita provoca atrasos significativos na transmissão de informações úteis (efeito de atraso do sinal de rádio);

– uma altitude significativa para lançar satélites em órbita exige custos materiais significativos;

– impossibilidade de manutenção de estações terrenas nas regiões polares.

Comunicações por satélite em órbita inclinada representa uma versão mais complexa do movimento no espaço sideral e da interação do satélite com as estações terrestres.

Como parte do esquema proposto, as estações terrenas são equipadas com dispositivos de rastreamento especiais que facilitam a busca por um repetidor espacial na órbita terrestre baixa e fornecem correção do ângulo de rotação do espelho da antena. Uma vantagem importante desta abordagem é a opção de rastreamento constante por satélite. Em outras palavras, a estação terrestre monitora constantemente a localização do satélite e o “guia” pelo céu. A inovação justifica-se plenamente em situações de pré-emergência e de força maior, quando os proprietários dos satélites, por motivos diversos, não controlam a sua localização.

Órbita polar comunicações por satéliteé identificado com um caso especial de órbita inclinada e assume uma inclinação em relação ao plano equatorial de 90°.

Faixas de frequência de comunicação via satélite. Tipos de comunicações via satélite:

As estações terrestres transmitem um sinal de rádio para um satélite dentro de um determinado alcance. A especificidade deste processo se deve ao fato de que a faixa de frequência de transmissão de um sinal de rádio de uma estação terrestre difere do espectro de frequência do sinal retransmitido do satélite. Em outras palavras, uma faixa de frequência é usada para transmitir um sinal de rádio e outra para retransmissão. Essa característica é explicada pelo fato das camadas da atmosfera transmitirem o sinal de rádio de maneira diferente, ativando o processo de atenuação e absorção do sinal. As gamas de frequências das comunicações por satélite são determinadas pelo “Regulamento das Rádios”, tendo em conta a especificidade das “janelas de transparência das ondas radioeléctricas” da atmosfera, o nível de interferências radioeléctricas e a influência de outros factores.

As faixas de frequência utilizadas nas comunicações via satélite são designadas por letras especiais.

Para a banda L, é alocada uma banda de frequência de 1,5-1,6 GHz, escopo comunicações móveis por satélite(PSS).

Para a banda S, é alocada uma banda de frequência de 1,9-2,2 e 2,4-2,5 GHz, escopo de uso comunicações móveis por satélite(PSS).

Para a banda C, é alocada uma banda de frequência de 4-6 GHz, o escopo de aplicação é (FSS).

Para a banda Ku, é alocada uma banda de frequência de 11, 12, 14 GHz, o escopo de aplicação é conexão fixa via satélite(FSS), transmissão por satélite.

Para a banda K, é alocada uma banda de frequência de 20 GHz, o escopo de aplicação é conexão fixa via satélite(FSS), transmissão por satélite.

Para a banda Ka, é alocada uma banda de frequência de 30 GHz, o escopo de aplicação é conexão fixa via satélite(FSS), comunicações móveis por satélite(PSS), comunicação entre satélites.

Para a faixa ENF, é alocada uma faixa de frequência de 40-50 GHz, o escopo de aplicação é conexão fixa via satélite(FSS), perspectiva.

A banda C fornece recepção de sinal de rádio de maior qualidade, mas isso requer uma antena com um diâmetro de prato maior.

Quantos canais um satélite de comunicação pode organizar? Sistema de comunicação via satélite:

Um típico transceptor de satélite operando na faixa de 4 a 6 GHz ocupa uma faixa de frequência de 36 MHz de largura, o que permite a retransmissão de 6 canais de TV ou 3,6 mil canais telefônicos. Um satélite geralmente possui 12 ou 24 transceptores.

No futuro, um moderno sistema de comunicação por satélite incluirá vários subsistemas:

– comunicações fixas por satélite (FSS), destinadas a servir a rede de comunicações interligadas da Federação Russa;

– subsistema de radiodifusão e televisão por satélite;

– um subsistema de comunicações móveis por satélite (MSS), concebido para servir as necessidades dos assinantes remotos e móveis.

Para que o repetidor de satélite seja utilizado por muitos usuários, é utilizada tecnologia de acesso múltiplo com frequência, código ou divisão de tempo.

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Satélite de comunicações espaciais

Um satélite de comunicações espaciais é uma espaçonave que, estando em órbita baixa da Terra, recebe sinais de rádio de estações de rádio terrestres e, após amplificar o sinal recebido, o transmite ainda mais. Os satélites de comunicações são satélites artificiais da Terra e servem como retransmissores de sinais, incluindo sinais de comunicações, informações digitais para sistemas globais de telecomunicações e sinais de transmissão de televisão. Eles são divididos em repetidores ativos e passivos.

A principal vantagem dos satélites localizados em órbita geoestacionária é que não há necessidade de rastrear seu movimento no céu (é necessário apenas apontar com precisão a antena para um ponto que determina a localização do satélite durante sua operação). Embora não seja isento de desvantagens - um satélite localizado em órbita geoestacionária tem um atraso de tempo entre a transmissão de um sinal de rádio entre duas estações de rádio terrestres, o que surge devido às grandes distâncias que o sinal percorre.

Estruturalmente, o satélite é uma unidade de foguete e uma unidade de equipamento de comunicação. O primeiro fornece alimentação, controle dos sistemas de bordo e controle de voo, e o segundo fornece recepção, amplificação e posterior retransmissão do sinal para uma estação de rádio terrestre. Muitos satélites de comunicações são estabilizados girando em torno de um único eixo, o que lhes permite manter uma temperatura uniforme em toda a superfície do satélite e, como um giroscópio, manter inalterada sua orientação no espaço. Alguns satélites usam motores de foguete de baixo empuxo para orientação no espaço.

As vantagens dos satélites estabilizados de três eixos em comparação com os satélites estabilizados por rotação incluem o fato de que os painéis solares localizados em painéis dobráveis ​​​​especiais podem gerar muito mais eletricidade e as antenas são mais fáceis de apontar para estações de rádio terrestres. Os satélites de comunicações são usados ​​para comunicações de rádio entre diferentes estações terrestres localizadas além da linha de visão mútua. Após receber o espectro de frequência com sinais de uma estação terrestre, o satélite amplifica o sinal e o envia de volta à Terra para a próxima estação na cadeia de transmissores.

Um dos principais parâmetros que caracterizam o funcionamento de um satélite é a área de cobertura. Esta é a área em que a recepção do sinal é possível e é determinada pela posição e orientação do satélite no momento da recepção do sinal, bem como pelas suas características técnicas; Os satélites modernos são geralmente equipados com vários transmissores, cada um cobrindo uma determinada banda de frequência. Esses transmissores, chamados transponders, diferem em sua faixa de frequência operacional e polarização. Ao alterar as modulações, tanto os sinais digitais como os analógicos podem ser transmitidos via satélite.

Os primeiros satélites de comunicações soviéticos foram Molniya-1 e Ekran. Juntamente com 90 estações, foi formado o sistema de comunicação global Orbita. Os Estados Unidos foram inicialmente representados no espaço pelo satélite de comunicações Intelsat. A órbita dos satélites de comunicações soviéticos é uma elipse altamente alongada. O satélite dá duas voltas completas ao redor da Terra por dia, garantindo assim a duração máxima da visibilidade do rádio em todo o país.

O primeiro satélite de comunicações foi equipado com duas antenas parabólicas altamente direcionais com sensores de orientação terrestre. O equipamento de bordo consistia em um complexo de rádio, um complexo de medição, sistemas de orientação e diversos equipamentos científicos para observação da Terra do espaço sideral. Em agosto de 1968, em uma conferência da ONU em Viena, foi lido um projeto de acordo sobre a criação de um sistema de comunicações internacionais usando satélites artificiais da Terra. O acordo foi iniciado pela União Soviética juntamente com outros países do campo socialista.

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Do livro Horóscopo para todas as idades de uma pessoa autor Kvasha Grigory Semenovich

2.1 VSAT (Terminal de Abertura Muito Pequena)

A estação VSAT é uma estação de comunicação via satélite com uma antena de pequeno diâmetro, cerca de 1,8 ... 2,4 m. A estação VSAT é utilizada para troca de informações entre pontos terrestres, bem como em sistemas de coleta e distribuição de dados. SSS com uma rede de estações terrenas como VSAT fornecem comunicação telefônica com transmissão digital de voz, bem como transmissão de informação digital. Ao transmitir tráfego telefônico, os sistemas de satélite formam caminhos de grupo (um conjunto de meios técnicos que garantem a passagem de um sinal de grupo, ou seja, vários subcanais telefônicos são combinados em um canal de satélite) e canais de transmissão (um conjunto de meios que garantem a transmissão de sinais de um ponto a outro).

Canais SSS e caminhos de grupo são amplamente utilizados em seções de redes telefônicas troncais e intrazonais. Em alguns casos, nas linhas de comunicação locais, os SSNs permitem: organizar canais e caminhos fixos diretos entre quaisquer pontos de comunicação na área de serviço de satélite. E também funciona no modo de canal independente, no qual canais e caminhos de satélite podem mudar rapidamente de uma direção para outra quando as necessidades de tráfego na rede mudam, e também podem ser usados ​​​​de forma mais eficiente - em feixes totalmente acessíveis.

Até o momento, vários SSS foram criados usando VSAT. Um dos sistemas típicos deste tipo é um sistema organizado com base em satélites geoestacionários. Os VSATs que operam como parte deste sistema estão instalados em vários países, incluindo a Rússia.

Uma característica atraente das estações VSAT é a capacidade de colocá-las próximas dos usuários, que assim podem prescindir de linhas terrestres.

Além dos sistemas com canal fixo, que são eficazes para transmissão constante de informações em altas velocidades (10 kbit/s ou mais), existem sistemas que utilizam tempo, frequência, código ou divisão combinada de canais entre muitas estações assinantes.

Outro parâmetro que permite classificar o SSN é a utilização do protocolo. Os primeiros sistemas de satélite não tinham protocolo e ofereciam ao usuário um canal transparente. A desvantagem de tais sistemas era, por exemplo, a transferência de informações do usuário sem, via de regra, a confirmação de sua entrega pelo destinatário. Em outras palavras, nesses sistemas as regras de diálogo entre os participantes na troca de informações não são especificadas. Neste caso, a qualidade do SSN é determinada pela qualidade do canal de satélite. Com valores típicos de probabilidade de erro por símbolo variando de 10-6 a 10-7, a transferência de arquivos grandes via sistemas de satélite, mesmo usando vários códigos resistentes a ruído, é difícil, senão impossível.

Uma estação de satélite do tipo VSAT por projeto consiste em um módulo de alta frequência (ODU) e de baixa frequência (IDU). A ODU, composta por uma antena e um transceptor, está localizada fora do prédio onde está instalada a IDU, composta por um modem e um multiplexador (equipamento formador de canal).

A configuração padrão inclui uma antena parabólica de pequeno diâmetro e um transceptor. Dependendo da localização da estação satélite em relação ao centro da área de cobertura do satélite e da velocidade de transmissão no canal, são utilizados transmissores mais potentes ou antenas de maior diâmetro. Um modem e um multiplexador estão instalados na sala. A ODU e a IDU são interligadas por cabos de radiofrequência (RF). Eles carregam um sinal de frequência intermediária (IF). SE vem em 70 ou 140 MHz.

Bloco externo. A unidade externa, ou como às vezes é chamada, a unidade de alta frequência, consiste em uma antena e uma unidade transceptora, que é instalada nesta antena. A unidade transceptora fornece conversão do sinal de baixa frequência, sua amplificação e transmissão ascendente. Além disso, receber um sinal de alta frequência de um satélite, convertendo-o num sinal de baixa frequência e transmitindo-o para a unidade interior. Antena. Uma antena de espelho único geralmente é feita de acordo com o esquema de deslocamento (com um centro de deslocamento). O circuito offset permite reduzir o nível dos lóbulos laterais paralelos ao solo e proporcionando interferência máxima. Este esquema também evita o acúmulo de precipitação na superfície do refletor. sinal digital de satélite de comunicação

A antena consiste em:

  • * refletor (espelho);
  • * sistemas de irradiação;
  • * base de suporte rotativa (ROB).

O terminal principal consiste em:

  • * Unidade de conversão de frequência de microondas;
  • * amplificador de potência (SSPA ou TWT);
  • * conversor de baixo ruído (LNC);
  • * unidade de alimentação (PS);
  • * cabos de conexão.

A função do transceptor é converter, após o modulador, o sinal IF, no conversor ascendente, em um sinal RF para transmissão através da antena e converter o sinal RF recebido em um sinal IF, no conversor descendente, para o unidade usada como demodulador.

Unidade interna. A unidade interna é um rack de 19” com modem satélite e multiplexador instalado. Às vezes, equipamentos adicionais, como somadores, ventiladores, UPS, etc., são instalados no rack. O UPS também pode ser instalado fora do rack, separadamente.

Modem satélite. O modem satélite, na parte moduladora, é projetado para codificar o fluxo digital transmitido proveniente do multiplexador, modular o sinal via IF, fornecer a amplificação necessária e transmitir o sinal para uma unidade externa. E receber o sinal IF da unidade externa, amplificando-o, demodulando-o em sinal digital, decodificando-o e transmitindo-o ao multiplexador, na parte do demodulador.

Multiplexador. O multiplexador foi projetado para multiplexar voz, informações de fax e dados transmitidos. O multiplexador permite combinar mensagens telefônicas e fax diárias com transmissão de dados síncrona e assíncrona em um canal, transmitidos por redes locais, linhas terrestres ou de satélite. Isto permite reduzir os custos de telecomunicações, aumentando a capacidade de transmissão de informações importantes e, ao mesmo tempo, reduzindo a capacidade do canal.

Gateway de satélite. Para aceder às redes de telecomunicações terrestres são utilizados gateways de satélite (grandes estações às quais as estações VSAT estão ligadas via satélite).

O gateway pode fornecer:

  • * acesso a redes telefónicas;
  • * serviços de comunicação de longa distância com acesso à rede pública;
  • * serviços telefônicos internacionais;
  • * acesso a redes telefónicas especiais, por exemplo "Iskra-2";
  • * acesso a redes de dados (ROSNET, INTERNET, RELCOM, etc.);
  • * possibilidade de alugar canal terrestre para qualquer ponto.

Acesso de alta velocidade à INTERNET e outras redes de dados.

O gateway permite fornecer acesso de alta velocidade à INTERNET, até 2 Mbit/seg. Nesta opção é possível ter acesso a todos os serviços de INTERNET (WWW, TelNet, E-mail, FTP, etc.). Tudo o que foi descrito acima também se aplica a outras redes globais de dados. VSAT é uma pequena estação de comunicação via satélite com uma antena de 0,9 a 3,7 m de diâmetro, projetada principalmente para troca confiável de dados via canais de satélite. Não necessita de manutenção e conecta-se diretamente ao equipamento terminal do usuário, funcionando como um modem sem fio.

Como funciona a rede VSAT. Uma rede de comunicação via satélite baseada em VSAT inclui três elementos principais: uma estação terrestre central (se necessário), um satélite retransmissor e terminais de usuário VSAT.

Estação Terrena Central (CES). A estação terrestre central da rede de comunicações via satélite da base desempenha as funções de nó central e permite o controlo do funcionamento de toda a rede, redistribuição dos seus recursos, detecção de falhas, tarifação dos serviços de rede e interface com linhas de comunicação terrestre. Normalmente, a estação central é instalada no nó da rede que recebe mais tráfego (Fig. 16).

Os equipamentos formadores de canais garantem a formação de canais de rádio via satélite e sua conexão com linhas de comunicação terrestre. Cada um dos fornecedores de sistemas de comunicação por satélite utiliza soluções próprias e originais para esta parte da rede central, o que muitas vezes exclui a possibilidade de utilização de equipamentos e estações de assinantes de outras empresas para a construção de uma rede. Normalmente, este subsistema é construído de forma modular, o que permite adicionar facilmente novos blocos para aumentar seu rendimento à medida que o tráfego e o número de estações de assinantes na rede aumentam. O centro de controle de rede fornece controle sobre o funcionamento da rede, solução de problemas, redistribuição de seus recursos entre assinantes, tarifação dos serviços prestados, etc.

Estação de assinante VSAT. Um terminal de assinante VSAT geralmente inclui um dispositivo alimentador de antena, uma unidade externa de RF externa e uma unidade interna (modem). A unidade externa é um pequeno transceptor ou receptor. A unidade interna garante a ligação do canal satélite com o equipamento terminal do utilizador (computador, servidor LAN, telefone, fax PBX, etc.).

Repetidor de satélite. As redes VSAT são construídas com base em satélites retransmissores geoestacionários. Isso permite simplificar ao máximo o design dos terminais do usuário e equipá-los com antenas fixas simples, sem sistema de rastreamento por satélite. O satélite recebe o sinal da estação terrestre, amplifica-o e envia-o de volta à Terra. As características mais importantes de um satélite são a potência dos transmissores integrados e o número de canais de radiofrequência (troncos ou transponders) nele contidos. O tronco padrão tem largura de banda de 36 MHz, o que corresponde a uma taxa de transferência máxima de cerca de 40 Mbit/s. A potência do transmissor varia de 20 a 100 ou mais watts. Para garantir a operação através de pequenas estações de assinantes, como VSAT, são necessários transmissores com potência de saída de cerca de 40 W. Os satélites russos em operação têm transmissores de menor potência, de modo que um grande número de redes russas são construídas com base em satélites estrangeiros.

2.2 SCPC (Canal Único por Operadora)

SCPC (Single Channel per Carrier, um canal por operadora) é uma tecnologia clássica de comunicação via satélite. A sua essência é muito simples: para a comunicação entre duas estações terrenas A e B, duas bandas de frequência são alocadas no satélite: uma para transmissão na direção AB, outra para transmissão na direção BA.

Estas faixas de frequência são utilizadas “exclusivamente” apenas pelas estações A e B e não podem ser utilizadas por mais ninguém. Assim, o SCPC é um canal de comunicação física dedicado.

Na Rússia e na Europa existem redes de estações VSAT operando segundo o princípio SCPC. A opção de comunicação padrão SCPC, que utiliza comunicação ponto a ponto, consiste em duas estações VSAT conectadas por um canal de satélite e localizadas nas instalações dos usuários.

Com esse canal, os usuários podem se comunicar entre si a qualquer momento. Mais frequentemente você tem que lidar com uma configuração de rede do tipo “estrela” (princípio do “centro com todos”), quando há uma estação na sede (filial, escritório de representação, etc.) e várias estações em escritórios remotos, filiais . Utilizando este esquema, é possível organizar fluxos de informação digital a velocidades de 32 kbit/s a 8 Mbit/s e fornecer comunicações telefónicas e de fax entre o centro e a periferia. Este sistema abre a possibilidade de acesso através de estações de satélite ao teletransporte internacional em Berlim e posteriormente a qualquer país do mundo. Além disso, é possível obter um número direto de Moscou e através de um teletransporte em Moscou é possível realizar conversas telefônicas nos países da ex-URSS. Em geral, deve-se notar que o sistema SCPC é uma alternativa muito poderosa aos canais alugados não comutados, linhas departamentais, etc. É muito atraente como meio de transmissão de grandes quantidades de informações em alta velocidade. Devido ao uso de canais digitais via satélite, é neutro em termos de alcance e resistente a ruídos.

Conectando uma estação base celular remota. Só assim é possível conectar uma estação base celular remota via satélite, o que garante uma comunicação de alta qualidade e o pleno funcionamento de todos os serviços da operadora celular. É utilizado um par de modems com interfaces seriais síncronas G.703, por meio dos quais é transmitido o fluxo digital E1 (2048 kbit/s), completo ou fracionado.

Acesso à Internet do canal. O canal satélite SCPC pode ser usado como canal externo de acesso à Internet para um nó provedor na região. Via de regra, neste caso, o canal de comunicação via satélite “pousa” no nó de uma grande operadora de telecomunicações em Moscou. Normalmente, esse operador possui uma estação terrestre central com uma antena grande e um transmissor potente. Isso permite que seu cliente na região utilize uma estação terrena com uma antena um pouco menor.

Rede de transmissão via satélite. PC Audio é uma tecnologia clássica para transmitir sinais de uma estação de rádio FM em rede para seus parceiros repetidores em outras cidades. O uso do SCPC é especialmente relevante para estações de rádio regionais cujos estúdios não estão localizados em Moscou. Alugar um canal via satélite SCPC é mais barato do que alugar um canal da mesma velocidade de qualquer outra tecnologia. É verdade que nas estações receptoras é necessário utilizar equipamentos específicos bastante caros. No entanto, as estações repetidoras, via de regra, são poucas e o custo do equipamento adquirido uma vez é rapidamente recuperado pela economia nos pagamentos de comunicações. A estação terrestre de satélite instalada no estúdio funciona apenas para transmissão. É equipado com um modem de satélite regular com interface serial RS-449 e um codificador ComStream DAC700, que converte o som em um fluxo digital serial a uma velocidade de 128...392 kbps. A compressão de áudio digital MPEG-1 Layer3 é usada. Antenas de recepção de satélite regulares são instaladas em estações repetidoras - o mesmo que para televisão por satélite. Um receptor ComStream ABR202 específico é conectado à antena, que combina um modem de satélite unidirecional e um decodificador MPEG. Um roteador é instalado entre o modem da estação terrena e o equipamento de rede do provedor.

O sistema TES foi concebido para a troca de informação telefónica e digital em redes construídas segundo o princípio “mesh” (“todos com todos”) ou, por outras palavras, em redes com acesso total. Isto significa que a comunicação telefónica entre quaisquer dois assinantes da rede é possível, além disso, os assinantes têm acesso à rede pública internacional através de um teletransporte (Gateway) em Berlim. Na configuração mais simples, a comunicação é fornecida por meio de um canal de telefone ou fax. O assinante tem uma oportunidade adicional de organizar a transmissão de informação digital entre duas estações incluídas na rede. A rede funciona segundo o princípio DAMA - quando o assinante não possui um canal de satélite estritamente atribuído a ele, mas esse canal lhe é fornecido mediante solicitação e com alta probabilidade (mais de 99%). Este método permite reduzir o número de canais de satélite alugados e oferecer preços razoáveis ​​​​aos assinantes. Em geral, a utilização do sistema TES é a forma mais rápida e eficaz de acesso à rede telefónica internacional, bem como um bom meio de comunicação com aquelas áreas que possuem uma infra-estrutura de comunicação pouco desenvolvida ou não a possuem.

O Personal Earth Station System PES™ é uma rede de comutação de pacotes interativa por satélite projetada para a troca de informações telefônicas e digitais no âmbito de um SSN com topologia em estrela, com possibilidade de full duplex. O sistema possui uma estação central grande e cara (estação HUB) e muitas estações periféricas pequenas e baratas (PES ou remotas). A grande potência efetiva irradiada e a alta qualidade de recepção da estação central possibilitam o uso de pequenas antenas com diâmetro de 0,5-1,8 m e transmissores de baixa potência com potência de 0,5-2 W no PES.

Isto reduz significativamente o custo de uma estação de assinante. Ao contrário dos outros sistemas mencionados acima, neste sistema a informação é sempre transferida através do HUB. Do ponto de vista da energia do sistema e do seu custo (e, consequentemente, do custo dos serviços oferecidos), a localização ideal da estação central de satélites é no centro da zona de iluminação dos satélites. Por exemplo, em uma rede que opera através do satélite INTELSAT-904, a estação central está localizada em Moscou.

Vantagens do SCS:

Os sistemas de comunicação via satélite também podem diferir no tipo de sinal transmitido, que pode ser digital ou analógico. A transmissão de informações em formato digital apresenta uma série de vantagens em relação a outros métodos de transmissão. Esses incluem:

  • * simplicidade e eficiência na combinação de muitos sinais independentes e na conversão de mensagens digitais em “pacotes” para facilitar a comutação;
  • * menor consumo de energia em comparação à transmissão de sinal analógico;
  • * relativa insensibilidade dos canais digitais ao efeito de acumulação de distorções durante as retransmissões, o que normalmente representa um sério problema em sistemas de comunicação analógicos;
  • * o potencial para obter probabilidades muito baixas de erros de transmissão e alcançar alta fidelidade de reprodução dos dados transmitidos através da detecção e correção de erros;
  • * confidencialidade da comunicação;
  • * flexibilidade na implementação de equipamentos digitais, permitindo a utilização de microprocessadores, comutação digital e utilização de microcircuitos com maior grau de integração de componentes.

Desvantagens do SCS:

Imunidade a ruído fraca. As grandes distâncias entre as estações terrestres e o satélite fazem com que a relação sinal-ruído no receptor seja muito baixa (muito menor do que na maioria dos links de microondas). Para garantir uma probabilidade de erro aceitável nestas condições, é necessário utilizar antenas grandes, elementos de baixo ruído e códigos complexos resistentes a ruído. Este problema é especialmente agudo em sistemas de comunicação móvel, uma vez que possuem restrições quanto ao tamanho da antena e, via de regra, à potência do transmissor.

Influência da atmosfera. A qualidade das comunicações por satélite é fortemente influenciada pelos efeitos na troposfera e na ionosfera. Absorção na troposfera. A absorção de um sinal pela atmosfera depende da sua frequência. Os máximos de absorção ocorrem em 22,3 GHz (ressonância de vapor de água) e 60 GHz (ressonância de oxigênio). Em geral, a absorção tem um impacto significativo na propagação de sinais com frequências acima de 10 GHz (ou seja, a partir da banda Ku). Além da absorção, quando as ondas de rádio se propagam na atmosfera, ocorre um efeito de desvanecimento, que é causado pela diferença nos índices de refração das diferentes camadas da atmosfera.

Efeitos ionosféricos. Os efeitos na ionosfera são causados ​​por flutuações na distribuição de elétrons livres. Os efeitos ionosféricos que afetam a propagação das ondas de rádio incluem: cintilação, absorção, atraso de propagação, dispersão, mudança de frequência, rotação do plano de polarização. Todos esses efeitos enfraquecem com o aumento da frequência. Para sinais com frequências superiores a 10 GHz, a sua influência é pequena.

Atraso de propagação do sinal. O problema do atraso na propagação do sinal, de uma forma ou de outra, afeta todos os sistemas de comunicação por satélite. O maior atraso é experimentado por sistemas que utilizam um repetidor de satélite em órbita geoestacionária. Neste caso, o atraso devido à velocidade finita de propagação das ondas de rádio é de aproximadamente 250 ms, e levando em consideração atrasos de multiplexação, comutação e processamento de sinal, o atraso total pode ser de até 400 ms. O atraso de propagação é mais indesejável em aplicações de tempo real, como telefonia. Além disso, se o tempo de propagação do sinal no canal de comunicação via satélite for de 250 ms, a diferença de tempo entre as réplicas dos assinantes não pode ser inferior a 500 ms.

Em alguns sistemas (por exemplo, sistemas VSAT que utilizam topologia em estrela), o sinal é transmitido duas vezes através do link de satélite (de um terminal para um nó central e de um nó central para outro terminal). Neste caso, o atraso total duplica.

3 Características generalizadas do estado e tendências de desenvolvimento do sistema cardiovascular

Para organizar os canais de comunicação, são utilizadas principalmente naves espaciais (SV) localizadas em órbita geoestacionária (GSO). As possibilidades de criação de redes de telecomunicações baseadas em satélites em órbitas não geoestacionárias são limitadas por uma pequena área de serviço, pela incapacidade de fornecer serviços de forma contínua e por uma série de outros fatores. A maioria desses fatores pode ser eliminada com o uso de uma constelação de satélites, mas torna-se necessário rastreá-los. Principalmente esses grupos são usados ​​para organizar comunicações móveis e transmissão de rádio. Os maiores deles são Iridium (88 naves espaciais), Globalstar (48 naves espaciais), Orbcomm (31 naves espaciais). Os sistemas geoestacionários de comunicação por satélite são utilizados para fornecer serviços de telecomunicações, especialmente radiodifusão.

Todos os anos, de 15 a 30 satélites são lançados no GEO e de 10 a 15 satélites completam seu trabalho. Nos últimos 10 anos, o aumento médio anual no número de naves espaciais foi de cerca de 3%. Porém, ao considerar a questão da crescente demanda por canais de satélite, que determina os lançamentos de espaçonaves, deve-se levar em consideração não o aumento absoluto, mas as capacidades dos satélites lançados no GEO. Há uma tendência para o lançamento de naves espaciais “pesadas” mais económicas, com uma carga útil de telecomunicações de cerca de 50 barris ou mais. Das 83 naves espaciais “pesadas” em operação, 69 foram lançadas em órbita após 2000 (33% do número total de lançamentos).

No início de março de 2011, 319 satélites civis de retransmissão operavam em órbita geoestacionária (GSO) em vários serviços. Os serviços de telecomunicações são prestados por 67 operadores internacionais e nacionais, que possuem 89 sistemas de comunicação por satélite. Os CCC estão registados em 35 países, cuja lista é apresentada no Apêndice A.

A lista de países apresentada no Apêndice A deve incluir o Cazaquistão, a Nigéria e a Argentina, que perderam agora os seus satélites, mas estão a restaurar o funcionamento dos satélites. Este ano, o Cazaquistão, no âmbito do sistema nacional de comunicação por satélite Kazsat, lançará dois satélites para o GSO, a Nigéria, no âmbito do Nigcomsat, três satélites. A Argentina está construindo um novo sistema de comunicações por satélite Arsat composto por três satélites. Os satélites localizados no GSO possuem cerca de onze mil transponders de diversos serviços, potência e capacidade, dos quais são utilizadas cerca de 8.000 tabelas. Como os transponders diferem significativamente na banda de frequência, um critério mais aceitável para avaliar a distribuição é a banda de frequência total dos troncos.

No final de fevereiro de 2011, o recurso total de frequência dos transponders lançados nos satélites GEO atingiu aproximadamente a faixa de frequência de 450 GHz, dos quais mais da metade na banda Ku (51,4%), 35,1% na banda C e 12,0% em Ka. banda.

Com um aumento anual no número de naves espaciais em operação em 3%, o aumento anual no recurso de frequência é visivelmente maior, cerca de 13%, o que está associado ao lançamento de naves espaciais “pesadas”. Em dez anos, a largura de banda total dos canais de satélite praticamente duplicou. Nas bandas Ku e C há um aumento quase linear da capacidade total; a banda Ka está sendo introduzida em ritmo mais intenso.

As tendências de monopolização no mercado de telecomunicações via satélite começaram a aparecer em 2001, após a fusão da SES Astra com a GE Americom e a formação da SES Global Corporation. Em 2006, a corporação adquiriu a CCC NSS, em 2009 - parte da extinta CCC Protostar, e em março de 2010 comprou completamente a CCC Sirius. Além disso, a SES Global detém 70% das ações da SSS Ciel e 49% das ações da operadora Quetzsat, que planeja lançar a primeira espaçonave em 2011.

A organização internacional INTELSAT, após adquirir parte do Telstar SSS (4 satélites) em 2003 e fundir-se com a PanAmSat (2005), tornou-se a maior operadora de satélites. Além disso, em 2009, a organização adquiriu três espaçonaves Amos 1, Protostar 2 e JCSat 4R.

A terceira maior operadora, EUTELSAT, manifestou interesse em adquirir a CCC Satmex, que controla cerca de um terço dos ativos da operadora Hispasat.

Em 2007, a operadora canadense Telesat adquiriu os restos do Telstar SSS (4 satélites) e tornou-se a quarta operadora internacional do mundo.

Em 2008, as operadoras japonesas JSAT e SCC (CCS Superbird) formaram a corporação JSAT Perfec Pro, que também inclui CCC NSat e parcialmente CCC Horizons.

Em 2006, a Cablevision ficou sob o controle da Echostar, que faz parte da corporação Dish Network, que é controlada pelo grupo DIRECTV, que possui a CCC DTV e controla a CCC Spaceway. Podemos falar da unificação prática de três sistemas DTV, Echostar e Spaceway.

Em 2010, três operadores de sistema chineses Chinasat, Sinosat e Chinastar fundiram-se e criaram uma nova organização, Chinasat.

Em 2010, foi anunciada a formação de uma nova organização, Sirius XM Radio, após a fusão da XM Satellite Radio e Sirius FM Radio. Além de seis satélites geoestacionários, a frota espacial deste operador inclui quatro naves espaciais de baixa órbita.

A actual tendência para a monopolização não é um factor limitante para o desenvolvimento de um pequeno número de satélites. Está previsto não só o lançamento de satélites para substituir os que expiraram, mas também a criação de novos sistemas, incluindo satélites nacionais.

Nos próximos três anos, espera-se que a lista de países que criam sistemas nacionais de comunicação por satélite seja reabastecida:

  • - 2011, Irão: SSS Zohreh (2 naves espaciais);
  • - 2011, Emirados Árabes Unidos: SSS Yachsat (2 naves espaciais);
  • - 2011, Emirados Árabes Unidos em conjunto com a Jordânia: SmartSat SSS (1 nave espacial);
  • - 2012, Ucrânia: SSS Lybid (1 KA);
  • - 2012, Azerbaijão: SSS AzerSpace, (2 naves espaciais), uma nave espacial em conjunto com a Malásia;
  • - 2013, Catar: SSS Eshail (1 espaçonave), em conjunto com Eutelsat;
  • - 2013, Bolívia: CCC Tupac Katani (1 KA);
  • - 2013 você/? Kfjc ^ CCC Laosat (1 RF)

Os países com constelações de satélites estão a criar novos sistemas de acordo com as necessidades do mercado:

  • - 2011, Rússia: SSS Luch (3 KA) para serviços de transmissão de dados;
  • - 2011, EUA: Viasat (2 satélites) para prestação de serviços de acesso de alta velocidade;
  • - 2011, México: SSS QuetzSat (1 satélite) para a prestação de serviços de radiodifusão e comunicações de linha fixa;
  • - 2012, EUA: SSS Jupiter (1 KA) e SSS OHO (3 KA) pela prestação de serviços de acesso de alta velocidade e televisão de alta definição;
  • - 2012, México: Mexsat SSS (3 satélites), que operará em serviços móveis, fixos e de radiodifusão;
  • - 2012, Austrália: SSS Jabiru (1 KA) para a prestação de serviços de radiodifusão e de linha fixa;
  • - 2013, Emirados Árabes Unidos: S2M (1 KA) para fornecer serviços de radiodifusão a utilizadores móveis;
  • - 2013, Canadá: Canuk SSS (1 KA) para um sistema de acesso de alta velocidade.

Como parte do sistema de comunicações móveis Inmarsat, uma nova série de satélites de quinta geração e dois satélites Alfasat e Europesat estão focados num novo tipo de serviço para este operador - a transmissão para objetos móveis.

A radiodifusão por satélite continua a ser o tipo de serviço prioritário. Além do conjunto padrão de serviços de transmissão direta, distribuição de programas em redes de transmissão terrestre e a cabo através dos satélites ETS 8 e MBSat, já está em andamento a transmissão experimental de televisão para objetos móveis. Para prestar este tipo de serviço estava previsto o lançamento de três satélites (Eutelsat 2A, Echostar 13 ou CMBstar e S2M 1), dos quais foi lançado o Eutelsat 2A, mas problemas com a implantação de antenas não permitiram o lançamento de serviços na região europeia . Os canais de satélite estão a ser intensamente utilizados para fornecer serviços de transmissão interactivos e de alta qualidade e a introdução da televisão 3D já começou.

A segunda prioridade foi a prestação de serviços de acesso de alta velocidade. Aos satélites especializados operacionais WildBlue 1, Spaceway 3, IPStar 1, os recém-lançados satélites Eutelsat KaSat e Hylas, satélites Viasat (2 satélites), OHO (3 satélites), Canuk, 3 satélites Inmarsat de quinta geração, Júpiter e outros.

O futuro rumo do desenvolvimento dos sistemas de telecomunicações por satélite está associado à convergência de serviços e funções de sistemas distantes nos seus princípios e finalidades de funcionamento, através da interpenetração e da utilização de soluções técnicas e tecnológicas comuns. A convergência eliminará cada vez mais as diferenças entre os tipos individuais de serviços, todas as redes fornecerão qualquer tipo de serviço numa gama significativamente alargada e em maior medida com base numa plataforma tecnológica única, garantindo o desenvolvimento da radiodifusão interactiva e directa, de alta radiodifusão de qualidade, sistemas de acesso de alta velocidade, ensino à distância, telemedicina, telebanco e outras aplicações multisserviços. A natureza corporativa destes serviços, desde um único centro até à rede do utilizador, torna os sistemas de comunicação por satélite mais adequados para a sua prestação. Novos serviços ocuparão até 80% do recurso de satélite.

O aumento global do volume de serviços de canais por satélite ao longo dos cinco anos é de 76%, e o aumento das receitas dos serviços de telecomunicações é correspondente: TCO - 82%, FSS - 97%, PSS - 29%. Note-se que os dados relativos aos serviços de acesso apresentados na Tabela 2 referem-se aos prestados através de canais de difusão. Este tipo de serviço também é prestado em grande parte pelos canais de comunicação fixa, o que não consta da tabela em coluna separada por falta de informação. A principal parcela das receitas do SSS em 2009 (81%) é assegurada pelo serviço de radiodifusão por satélite (SBS), o que realça o grau da sua prioridade. A distribuição dos níveis de rentabilidade entre os serviços de acordo com os dados da Satellite Industry Association publicados nos últimos cinco anos é apresentada no Anexo B. De salientar que os serviços de telecomunicações através de canais por satélite determinam as principais receitas das atividades da indústria espacial. Da receita total de US$ 160,9 bilhões, a participação das receitas de telecomunicações é de 58,2%.

O fornecimento de energia da espaçonave aumentou. A potência dos troncos nas faixas mais utilizadas é em média: Ku 120 - 150 W, C - 50 - 60 W. A potência específica por unidade de banda atingiu 1,2 W/MHz, o que possibilita a utilização de sinais multiposições mais eficientes e códigos concatenados de alta velocidade no canal.

Apesar do amplo desenvolvimento das redes celulares e do enorme número de torres que continua a crescer, ainda existem áreas no planeta onde a utilização desta tecnologia é impossível. Nessas áreas inacessíveis, as comunicações via satélite vêm em socorro.

Comunicações por satélite – o que é e para que serve?

Na verdade, a comunicação via satélite não difere fundamentalmente da comunicação móvel familiar à sociedade, ela desempenha as mesmas funções e permite estabelecer comunicação entre telefones; A diferença fundamental é o escopo. Onde um telefone móvel (celular) clássico pode falhar e emitir o malfadado “Sem serviço”, notificando o assinante de que não há cobertura celular próxima, as comunicações via satélite funcionarão totalmente e não permitirão que você perca contato com o mundo exterior.

Isso é extremamente importante nos momentos em que o assinante ultrapassa a cobertura do celular, por exemplo, em uma viagem exótica, para montanhas ou selva densa. Muitas vezes essa conexão salva vidas, pois somente por meio dela será possível entrar em contato com um grupo de socorristas caso uma pessoa se encontre inesperadamente em uma situação perigosa. As comunicações via satélite também são utilizadas por aqueles que viajam constantemente a trabalho e precisam vitalmente de receber ou fazer chamadas a qualquer momento.

Telefone via satélite: principais características

Para trabalhar com este tipo de comunicação é necessário um telefone via satélite especial. Apresentam-se em vários tipos, nomeadamente: fixos e móveis. Os telefones móveis via satélite em sua aparência lembram os telefones clássicos lançados nos anos 80-90, mas têm um detalhe característico: esses telefones são quase sempre equipados com uma antena adicional não oculta. Configurar um telefone via satélite praticamente não difere de configurar um telefone normal; você só precisa de um cartão SIM adequado.

As opções estacionárias comunicam-se com o satélite usando estações de interface terrestre especializadas. Você pode sobreviver com uma versão portátil dessa estação.

Vários fabricantes de telefones via satélite e, consequentemente, proprietários de redes via satélite, produzem acessórios especiais para smartphones modernos, que são pequenas caixas que podem transformar absolutamente qualquer gadget em satélite. Esses gabinetes se conectam a smartphones por meio de uma porta de carregamento padrão e possuem um conjunto completo de periféricos típicos de smartphones, como conectores de fone de ouvido. Os cases são equipados com bateria própria e podem carregar um smartphone, ou seja, funcionam como case de bateria.

O princípio de operação da comunicação via satélite

Com base no nome, fica claro que um telefone via satélite requer comunicação com um satélite para funcionar. O telefone via satélite transmite o sinal diretamente para o satélite, que, por sua vez, o transmite para outro satélite conectado, e então completa o processo e transmite o sinal para a estação de interface terrestre. Eventualmente a chamada chega a um telefone fixo, que completa a cadeia.

Um telefone via satélite pode operar tanto dentro de uma determinada área quanto em toda a Terra. Tudo depende dos satélites, alguns deles estão localizados perto o suficiente da Terra e se movem em relação a ela, permitem cobrir todo o planeta e fazer ligações para qualquer ponto. Existem outros tipos de satélites que estão localizados relativamente longe do globo, em órbitas geoestacionárias. Esses satélites cobrem apenas locais específicos, limitando assim os assinantes.

Operadoras de satélite

As mesmas leis se aplicam às comunicações por satélite e às comunicações celulares; há vários operadores que fornecem serviços de comunicações por satélite. Via de regra, são as mesmas empresas que lançam seus satélites ao espaço. Cada um deles tem suas próprias características, seus prós e contras. Neste momento, existem quatro grandes operadores de satélite, incluindo: Iridium, Thuraya, Globalstar e Inmarsat.

Operador “Iridium” e seus dispositivos

A Iridium não é apenas uma operadora, mas uma constelação de satélites completa. Possui 66 satélites movendo-se em 11 órbitas próximas à Terra. A distância do satélite à Terra é inferior a 1.000 quilômetros. Para o usuário, isso significa que não importa onde ele esteja no planeta, utilizando os serviços desta operadora, ele estará sempre em contato, o principal é estar ao ar livre. Mesmo que a conexão falhe ao tentar se comunicar, basta esperar um pouco e tentar novamente, pois os satélites se movem muito rapidamente e um deles com certeza sobrevoará o assinante nos próximos 10 minutos.

O telefone via satélite Iridium não oferece suporte a outros cartões SIM e não pode alternar entre comunicações celulares e via satélite.

Além disso, muitas pessoas consideram útil o anonimato completo no espaço pós-soviético. A empresa não possui estações de gateway terrestres na Rússia. Este facto exclui completamente a possibilidade de escutas telefónicas dentro do país, mesmo que os serviços secretos assumam esta questão. O telefone via satélite Iridium não está equipado com módulo GPS.

Operador Thuraya e seus dispositivos

Esta operadora possui três satélites localizados em órbita geoestacionária. A distância entre o satélite e a Terra chega a 35 mil quilômetros. Ao contrário dos satélites Iridium, estes satélites operam apenas num determinado ponto próximo do equador, uma vez que não se movem em relação ao planeta. Grosso modo, o telefone via satélite Thuraya não funciona nos pólos; quanto mais o assinante se afasta do equador, menores são as chances de estabelecer comunicação.

A Thuraya celebrou acordos com muitas operadoras celulares “terrestres”, graças às quais os dispositivos da empresa podem funcionar com cartões SIM GSM comuns. Isso permite que os telefones alternem automaticamente entre diferentes tipos de comunicação. Ao mesmo tempo, o custo dos serviços das operadoras de celular aumenta várias vezes. Ao mesmo tempo, você pode economizar em comunicações via satélite ainda mais caras quando não houver necessidade delas. Os telefones Thuraya fornecem acesso à Internet em velocidades de até 8 kilobytes por segundo, o que é bastante alto para Internet via satélite. Os aparelhos são equipados com módulo GPS e transmitem constantemente dados de localização para os servidores da empresa. Por um lado, esse fato pode confundir, já que o usuário é monitorado constantemente, por outro lado, tal função pode salvar a vida de um viajante descuidado e entusiasta de esportes radicais.

Operadora “Globalstar” e seus dispositivos

Talvez a operadora mais problemática, que não oferece a melhor qualidade de comunicação. Em 2007, analistas conduziram um estudo e descobriram que os amplificadores instalados em satélites se degradam com o tempo, muito mais rápido do que os engenheiros de projeto esperavam. A razão para isso é a órbita dos satélites: eles passam pela anomalia magnética brasileira, o que afeta negativamente o amplificador.

Para melhorar de alguma forma sua situação, a Globalstar lançou vários satélites sobressalentes em órbita, mas até hoje há problemas com ligações. Muitas vezes, o tempo de espera para registro online chega a 15-20 minutos, e a conversa em si não dura mais que 3 minutos.

A empresa produz seus próprios dispositivos. Por exemplo, o telefone via satélite Globalstar com o mesmo nome. Também em sua rede estão dispositivos Erricson e Qualcomm.

Operadora “Inmarsat” e seus dispositivos

A empresa controla 11 satélites pairando em órbita geoestacionária. O provedor de comunicações está focado no uso profissional e fornece comunicações para agências de aplicação da lei, a marinha (incluindo a russa quando os satélites domésticos estão fora de serviço) e assim por diante. No entanto, existem outros subsistemas orientados para negócios. Através do sistema de satélite, é possível fazer chamadas de voz, transmitir dados pela Internet e emitir sinais de socorro. Não faz muito tempo, foram lançados em órbita satélites de nova geração, proporcionando comunicações de alta qualidade e conexões ISDN para transmissão de dados em altas velocidades.

A empresa não está desenvolvendo soluções portáteis para pessoas comuns, portanto esta não é a melhor escolha para civis que procuram um telefone via satélite.

Cotações

O custo dos serviços das empresas acima descritas é significativamente superior ao custo das comunicações GSM. A Iridium e a Thuraya trabalham diretamente com seus usuários vendendo cartões SIM para telefones via satélite.

Thuraya, por exemplo, cobra pelo próprio cartão SIM (cerca de 800 rublos) e pela conexão inicial (cerca de 700 rublos). A comunicação é paga por minuto, em média de 20 a 40 rublos, dependendo do telefone para o qual a chamada é feita. O tráfego da Internet é pago separadamente - 360 rublos por megabyte. As tarifas para ligações internacionais dependem do país que recebe a chamada, em média de 70 a 120 rublos. As chamadas recebidas são gratuitas.

A Iridium oferece imediatamente tarifas globais e as vende em pacotes, com pagamento antecipado. O preço do pacote básico é de 7.500 rublos, que inclui 75 minutos de comunicação. Existem outros pacotes voltados para usuários corporativos, a quantidade de minutos nestes chega a 4.000 ou mais.

Os números de telefone via satélite na Rússia, assim como os telefones celulares, começam com +7 (código de localização) e um número de sete dígitos. O número internacional inclui o código completo do país – +8816 265 e assim por diante.