Системы связи с использованием геостационарных спутников

Персональная связь может быть реализована с помощью спутников-ретрансляторов, находящихся на геостационарной орбите GEO (Geostationary Earth Orbit), которые «зависают» над заранее выбранными точками Земли. Такое «зависание» обеспечивается высотой орбиты (35 875 км), на которой скорость перемещения спутника по орбите совпадает со скоростью вращения Земли вокруг своей оси. Системы, использующие геостационарные спутники, из-за постоянства своего расположения над определенной точкой поверхности Земли обладают рядом преимуществ при организации глобальной связи.

Системы персональной связи на основе геостационарных спутников потенциально могут предоставить услуги, сравнимые с услугами низкоорбитальных систем, если формируемые на поверхности Земли соты будут примерно одинаковы. При этом размеры бортовой антенны КА, необходимые для формирования узкой диаграммы направленности, должны быть большими, но в пределах возможностей современных технологий.

Разворачивание и геостабилизация такой сложной антенны в космосе связаны с большим техническим риском, что является определяющим фактором при оценке экономической эффективности разрабатываемых проектов.

Системы спутниковой связи и вещания на основе геостационарных спутников

• - Системы спутниковой связи и вещания США: спутники серий GALAXY, SATCOM, TELSTAR, GSTAR, SPACENET, ASC, SBS, GE
• - Системы спутниковой связи и вещания Китая — спутники ChinaSat, ChinaStar, SINOSAT
• - Системы спутниковой связи Австралии и Океании — спутники серий AGILA, PALAPA, OPTUS
• - Системы спутниковой связи и вещания Японии — спутники серий JCSAT, SUPERBIRD, N-STAR
• - Система спутниковой связи и вещания Италии — спутники серии ITALSAT
• - Система спутниковой связи и вещания Франции — спутники серии TELECOM
• - Система спутниковой связи и вещания Испании — спутники серии HISPASAT
• - Система спутниковой связи и вещания Турции — спутники серии TURKSAT
• - Система спутниковой связи и вещания Израиля — спутники серии AMOS
• - Система спутниковой связи и вещания Германии — спутники серии DFS KOPERNIKUS
• - Система спутниковой связи и вещания Канады — спутники серии ANIK
• - Система спутниковой связи и вещания Бразилии — спутники серии BRAZILSAT
• - Система спутниковой связи и вещания Мексики — спутники серий MORELOS и OLIDARIDAD
• - Система спутниковой связи и вещания Кореи — спутники серии KOREASАТ
• - Система спутниковой связи и вещания Малайзии — спутники серии ME AS АТ
• - Система спутниковой связи и вещания Таиланда — спутники серии THAICOM
• - Система спутниковой связи и вещания Индии — спутники серии INSAT
• - Система спутниковой связи и вещания Азиатско-Тихоокеанского региона — спутники серии ASIASAT

Система «Банкир»

Система спутниковой связи «Банкир» предназначена для оперативного обмена информацией в банковской и финансовой системах РФ с выходом на банковские системы ближнего и дальнего зарубежья.

Космический сегмент представляет собой систему из трех геостационарных спутников связи «Купон», обеспечивающих ретрансляцию информационных потоков между пользователями. Бортовой ретрансляцион ный комплекс представляет собой 24-ствольный спутниковый ретранслятор, работающий в диапазоне частот 11/14 ГГц. Каждый ствол имеет полосу пропускания шириной 36 МГц, что позволяет в частотной полосе 480 МГц сформировать 24 ствола.

В БРТК используется линейная поляризация сигналов (горизонтальная и вертикальная), что обеспечивает 24 независимых ствола в частотных диапазонах:

• - При приеме — 14,02-14,50 ГГц ,
• - При передаче- 10,98-11,20 и 11,46-11,70 ГГц.

Наземный сегмент состоит из центральных и периферийных шлюзовых станций, которые обеспечивают обмен информационными потоками между спутниками связи «Купон» и абонентскими терминалами. К абонентским терминалам подключается аппаратура пользователя (телефонные и факсимильные аппараты, модемы ПК и др.).

Спутниковая сеть передачи данных «Банкир» обеспечивает:

• - Организацию каналов связи между двумя и более пользователями
• - Возможность одновременного предоставления различных услуг: телефонной связи, передачи данных и факсимильных сообщений
• - Возможность адаптации к работе с ретрансляторами различных систем спутниковой связи в Лц-диапазоне
• - Организацию от одного до восьми каналов сопряжения с локальными вычислительными сетями
• - Возможность построения сети с использованием антенн разных диаметров
• - Контроль функционирования бортовой аппаратуры на основе телеметрической информации
• - Организацию передачи речевого сигнала с использованием стандарта GSM

Система «Ямал»

Основная задача проекта — развитие телекоммуникационных сетей в северных районах России, богатых залежами нефти и газа, а также осуществление оперативной связи с другими странами мира.

В настоящее время орбитальная группировка состоит из двух спутников «Ямал-201,202» и «Ямал 100» , находящихся в позициях 49° в. д. и 90° в. д. Три спутника компании «Газпром космические системы» уже находятся в стадии строительства. Это космические аппараты «Ямал-300К», «Ямал-401» и «Ямал-402».

Спутники связи «Ямал» являются во многом новыми для всей космической индустрии России. Главная их особенность — отсутствие герметичных контейнеров для размещения полезной нагрузки и вынос ее в открытый космос.

Эта особенность привела к уменьшению массы спутника и позволила вывести на геостационарную орбиту одной ракетой-носителем «Протон» одновременно два спутника «Ямал», которые отвечают современным требованиям к стабилизации их положения на орбите. Срок активного существования спутника «Ямал» — 12 лет.

Полезная нагрузка спутника представляет собой ретранслятор, который оснащен двумя многолучевыми антеннами для приемной и передающей систем.

Для управления спутниками и передачи потоковой информации используются три земные станции с антеннами диаметром 7,2 метра. На рисунке 8.6 показана одна из ЗС, расположенных в г.Щелково Московской области.

Рисунок 8.6 - Земная станция системы «Ямал»

Приемный тракт ретранслятора работает на частоте 4 ГГц, а передающий тракт — на частоте 6 ГГц. С его помощью реализовано так называемое зональное обслуживание на основе межлучевых связей. Это позволяет наземным станциям связываться между собой. Зона охвата земной поверхности спутниками-ретрансляторами «Ямал» приведена на рисунке 8.7.

Наземный сегмент

Введены в действие более 500 шлюзовых станций спутниковой связи, обеспечивающих свыше 250 каналов передачи телефонных сообщений и данных. Средняя протяженность каналов связи составляет несколько тыс. км, поэтому география наземного сегмента включает север (Тюменский регион, приполярный Урал) и южные районы (Краснодарский край, Астраханскую область), центральные области России.

Шлюзовые станции связи имеют параболические антенны диаметром 4—5 м. Для ведомственных сетей телефонной связи и передачи данных применяются антенны диаметром 3,5 м. В настоящее время ведутся работы по созданию отечественных малогабаритных спутниковых терминалов связи «Ямал-М», которые смогут конкурировать с известными зарубежными станциями типа Inmarsat-M.

Рисунок 8.7 - Зоны обслуживания земной поверхности спутниками «Ямал»

Система спутниковой связи «Ямал» позволяет транслировать телевизионные сигналы. При цифровой передаче этих сигналов используется сжатие информации по стандарту MPEG-2, обеспечивающее увеличение скорости передачи сообщений от 2 до 10 Мбит/с. Это дает возможность передавать одновременно 4 программы телевидения в одном стволе с полосой пропускания шириной 34 МГц. Характеристики спутников «Ямал-200» приведены в таблице 8.2.

Таблица 8.2

Характеристики спутников «Ямал-200»