Спутниковая и сотовая связь сообщение

Обновлено: 02.07.2024

Спутниковой связи я отдал уже 26 лет — мой первый рабочий день был 1 мая 1993 года. Поэтому, если я могу что то интересное и не очень общеизвестное поведать, то именно об этой отрасли техники и связи.

Это первая запись из цикла, посвященных Спутниковой Связи, ее истории и настоящему, технике и бизнесу и, конечно, людям, работающим в ней.

Прежде всего поговорим о том, в каких областях и кому ЭТО нужно. Тем более, когда мы говорим о спутниковой связи, которая на сегодня является самой дорогой с точки зрения обычного абонента.

Зачем нужна спутниковая связь.

В целом есть четыре причины:

ФИЗИКА — Когда нет альтернатив проводных (кабель) или беспроводных ( WiFi, сотовая связь, РадиоРелейная Линия)
ВРЕМЯ — Когда нужно БЫСТРО организовать канал связи нужных Вам параметров
ДЕНЬГИ — Когда объем передаваемой информации непостоянен или очень мал.
ТАЙНА — Когда нужно передать или получить информацию незаметно от властей данного государства.

Поговорим чуть подробнее.

Пункт первый ФИЗИКА. Технологии связи делятся на проводные и беспроводные. Проводные — это или традиционный медный кабель, или современный волоконно-оптический кабель, предполагают возможность его прокладки и экономическую целесообразность, ибо это прокладка кабеля само по себе недешевое мероприятие и, если в данной стране есть частная собственность, то хозяин кабеля должен договориться о его прокладке с хозяином земли , а это может быть недешево. Кроме этого, и электрический сигнал, и световой сигнал ослабляются с расстоянием , и их нужно усиливать – то есть располагать на пути прокладки кабеля устройства , которые требуют электричества, либо параллельно тянуть еще и силовой электрокабель .
Если мы говорим о беспроводных системах , то все они имеют ограниченный радиус действия в десятки и сотни метров, как у стандартов WiFi, или в километры , как у Сотовой Связи и десятки километров как у Радио Релейной линии . Максимальным пределом беспроводных средств связи является расстояние около 40 километров — это предел прямой видимости (оно же расстояние до линии горизонта) . Если же мы начнем говорить о самолетах и кораблях в море, то понятно, что там никакого кабеля тащить за собой не получится…

Пункт второй ВРЕМЯ. Очевидно, что прокладка кабеля, если, конечно, речь не о полевом телефоне с катушкой, которую во время прошедшей войны тащили по полям и лесам на пару другую км связисты, требует значительного времени. А вот привезти и собрать /развернуть Спутниковый терминал, стоящий на автомобиле, это займет считанные минуты, а иногда время идет на минуты.

При этом гарантированно, что Вы получите канал нужной Вам скорости и с нужным Вам содержимым.

Реальность и перспективы рынка IT‑профессий

Какие профессии наиболее популярны и высокооплачиваемы?

Субботний кофе №189

Налейте чашку бодрящего субботнего кофе и познакомьтесь с новостями недели. В России выросли цены на электронику, появились качественные рендеры Pixel 7, Sony показала новую PlayStation VR2, а я поиграл в ремастер GTA…

Тест Chery Tiggo 7 Pro. Китайский городовой

Сегодня у нас на тесте городской кроссовер одного из старожилов российского рынка среди китайских автопроизводителей, компании Chery, модель Tiggo 7 Pro.

Обзор realme C21Y (RMX3261)

Отличная автономность, знакомая эргономика, упрощенная, но, тем не менее, функциональная оболочка и неканоничный процессор.

Пункт третий ДЕНЬГИ. Среди многочисленных примеров использования связи иногда встречаются такие, которым не нужна постоянная передача данных, а нужна только эпизодическая на несколько часов. Например, на стадионе провинциального города Н будет Кубковый матч Чемпиона страны и клуба 2-й лиги. Есть ли смысл организовывать (модернизировать с установкой дорогостоящих мультиплексеров и роутеров там скоростные каналы связи для 3-4 Телеканалов или просто пригнать на один вечер ПТС (передвижную телевизионную станцию) со спутниковой антенной ?

Или допустим надо контролировать какие то метеорологические данные на станции метеонаблюдений. Раз в час передать 7-10 цифр. Если арендовать наземный канал, то его минимальная пропускная способность будет все равно десятки, если не сотни Мегабит, которые там совершенно не нужны, а вот в спутниковой связи Вы можете платить только за скачанный трафик, и даже, если цена за мегабайт будет в 10 раз дороже, чем в наземном канале, то в сумме за месяц спутник будет существенно дешевле.

Пункт четвертый ТАЙНА. Не секрет, что практически все более менее развитые страны имеют системы СОРМ (Система Оперативно Розыскных Мероприятий), в рамках которых органы полиции и контрразведки подключены к узлам операторов связи, пропускающие через устройства СОРМ весь трафик от абонентов. Если кого интересуют детали, то вот тут неплохо изложено. В США этим занимается подразделение ФБР Data Intercept Technology Unit, и по сути, все устроено очень похоже, возможно за исключением того, что в России Операторы связи обязаны купить и установить оборудование за свой счет, а в США возможно это делается за счет бюджета самого ФБР. То есть спутниковый терминал, включенный в сеть зарубежного спутникового Оператора, позволит Вам избежать Уха Большого Брата.

В годы чеченской войны у боевиков были популярны спутниковые телефоны Турайя , которые тогда приземляли сигнал прямо в Центр Управления Сетью в Арабских Эмиратах. Позднее, однако, ФСБ поставило перед Турайя вопрос ребром, или полный запрет на работу в России или местный партнер организует схему связи таким образом, что все телефоны Турайя передают данные через спутник в центр Управления Сетью в ОАЭ, но там они собираются в отдельный канал и маршрутизируются в Россию, где проходят через устройство СОРМ и попадают далее в Российскую телефонную сеть. Ровно так же работают в России сети Иридиум и Инмарсат.

В целом, из-за размеров спутниковой станции с антенной под один метр, достаточно высоких тарифов на услуги западных провайдеров я практически не сталкивался с теми, кто хотел таким образом избежать внимания Большого Брата. Думаю, что устройство туннелей через обычный интернет и всякие программы шифрования — более простой способ обойти внимание контролирующих органов. Тем не менее, в странах третьего мира местная политическая полиция ограничивает все возможные способы избежать внимания при использовании спутниковых терминалов.

Итак, начнем с самых азов: Что полезного получает человечество из Космоса и какими гражданскими направлениями оно занимается в космосе:

Связь и телерадиовещание
Навигация
Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ)
Метеорология
Астрономия

Прежде всего ответим на самый простой вопрос: Чем отличается Связь от Телерадиовещания??

По сути только одним – связь ВСЕГДА двусторонняя: Станция Спутниковой Связи и принимает сигнал и передает его в ответ. А Вот Спутниковая Антенна для телевидения только принимает сигнал, и в ней нет передатчика, поэтому она и значительно дешевле. Но выглядят терминалы для Спутниковой Связи и Спутникового Телевидения очень похоже, отличить их можно только по нескольким достаточно мелким отличиям.

Вот Станция Спутниковой Связи

Спутниковая связь бывает:

ПОДВИЖНАЯ ( работающие ГлобалСтар, Иридиум, Инмарсат, Турайя, Гонец, О3В), планируемые Starlink, OneWEVB, TeleSat LEO, Kuiper…). В этом варианте Вы можете носить свой спутниковый терминал от места к месту и он будет работать, даже тогда, когда Вы двигаетесь.
ФИКСИРОВАННАЯ (сети VSAT, телерадиовещание, магистральные спутниковые каналы). В данном варианте Ваш терминал должен быть неподвижен.

Примечание: Тут впервые появился термин VSAT — от сокращения Very Small Aperture Terminal, или Спутниковая станция с небольшим диаметром антенны от 60 см до 2,4 метра, появившееся в 90-х годах прошлого века. Это обозначение спутниковых станций, которые работали в сетях связи, построенных по топологии Star (Звезда), когда сеть состоит из Центральной Управляющей Станции (иногда ее называют HUB, иногда GateWay, иногда NMS – Network Management System), которая подключена к наземным сетям, и Абонентских станций VSAT (= абонентских терминалов), которые используются для доступа в интернет или телефонную сеть.. Сейчас к классу VSAT сейчас относится 99+% всех спутниковых станций(терминалов) фиксированной связи.

ASUS Zenbook Vivobook 14 OLED. Самый доступный OLED-экран!

Ноутбук с OLED-экраном, который будет актуален и через 5 лет.

Линейка Samsung Galaxy S22 — первые впечатления от смартфонов

Первые впечатления от смартфонов - то, чего не прочитать в пресс-релизах. Мелочи и акценты, которые сделали в новых флагманах.

Обзор POCO M4 Pro 5G: эволюция стиля Xiaomi Redmi Note 11

Смартфон, который станет очень популярен в сегменте до 20 000 рублей.

Быстрый обзор Huawei P50 Pocket Premium Edition

Терминал спутниковой связи состоит из 3 главных элементов

Антенна отражает сигнал и направляет его в сторону спутника (при передаче) или фокусирует его на Приемник – он же МалоШумящий Усилитель (МШУ)
Приемопередатчик (иногда делят на Приемник, он же МШУ, он же LNB и передатчик, он же BUC Block Up Converter , соединяемые фильтром) (он слева)
Спутниковый модем (он справа) , который стоит в доме у компьютера и подключен к обычной сети 220 Вольт

Спутниковому терминалу ВСЕГДА нужно электропитание!! Хоть от солнечной батареи, хоть аккумулятора, но электрическая энергия, как правило, 220 В /50 Гц или 110 В/60 Гц должна быть.

Теперь поговорим о Спутниках и начнем с их орбит, то есть траекторий, по которым Спутники летают вокруг Земли

ОРБИТЫ СПУТНИКОВ вокруг Земли, они бывают

НИЗКООРБИТАЛЬНЫЕ или LEO (Low Earth Orbit) (круговая 500.2000 км над землей, это системы ГлобалСтар, Гонец Старлинк, OneWEB )
СРЕДНЕОРБИТАЛЬНЫЕ или МEO (Medium Earth Orbit) (круговая 2000.20000 км над землей, это системы связные O3B , навигационные ГЛОНАСС, NAVSTAR, БЕЙДОУ, GALILEO)
ЭЛЛИПТИЧЕСКИЕ (эллиптическая орбиты от 300 до 36000 км, Молния, планируемый Экспресс-РВ)
ГЕОСТАНЦИОНАРНЫЕ (Круговая орбита 36000 км над землей в плоскости экватора: Там летают Ямалы, Экспрессы, Инмарсат, ИНТЕЛСАТы, ЕВТЕЛСАТЫ и тд и тп.)

Любая орбита пересекает экватор или идет ровно над ним. Невозможно запустить спутники в космос так, чтобы они вращались вокруг земли вдоль какой либо параллели, например, 70-й.

Геостационарная орбита (ГСО) замечательна тем, что период вращения ИСЗ на этой высоте совпадает со скоростью вращения Земли, поэтому Ваша антенна может стоять неподвижно на земле и постоянно принимать сигнал со спутника, находящегося на ГСО. До недавнего времени абсолютное большинство коммерческих спутников связи находилось именно на этой орбите.

Спутниковый канал, по которому передается информация, это разновидность радиоканала, при этом используется радиочастотный спектр. По сути это электромагнитные волны (кстати наш дневной свет это тоже электромагнитная волна, просто он в видимом диапазоне волн),

Внимание, если в медном или оптическом кабеле сигнал может ходить в обеих направлениях, то в спутниковой связи нужна отдельная частота для передачи сигнала в каждом направлении.

Для начала начнем с азов. Что такое Герц? Вики говорит нам, что Герц — это единица частоты периодических процессов. Если Вы стучите соседу в дверь, успевая стукнуть 3 раза в секунду, то это частота 3 Герца, а вот завтракаете Вы с частотой 1/(24*60*60) = 0,00001157 Гц или, используя популярные приставки, 11,57 микроГерца. Но это все шутка для вопросов на экзамене. Конечно, когда мы говорим о частоте радиосигналов, то используются приставки кило, мега, гига и тера.

Радиочастотный спектр является природным ресурсом всего человечества, и хотя радиоволны не имеют границ, но государства считают радиочастотный спектр своим национальным природным ресурсом, причем НЕИСЧЕРПАЕМЫМ, и не просто неисчерпаемым в отличие от угля, газа и нефти, а совсем-совсем неисчерпаемым, то есть, когда Солнце погаснет, ветер утихнет и водопады обмелеют, радиочастотный спектр все еще будет в распоряжении уцелевших при этом Землян. При этом в отличие от Нефти с Газом или гидроресурсов Радиочастотный спектр есть у каждого государства .

Так как радиоволны не имеют границ, то, чтобы страны не мешали друг другу в приграничных районах, а заводы могли выпускать приборы большой серией, государства решили договориться, какие частоты и для чего они используют, например, любительские радиостанции во всем мире используют частоты 27 Мегагерц (еще этот диапазон называют СиБи от английского Citizen Band), сотовые операторы GSM 800-900 Мегагерц, для ВайФай используются частоты в районе 2,4 и 5 Гигагерц. Кто хочет знать все: вот таблица распределения частот в России . Она настолько большая, что изобразить ее на рисунке практически невозможно. Тем не менее иногда это пытаются сделать, и тогда получается вот такая смесь импрессионизма и кубизма. Каждый отдельный цвет и квадратик-полоска — это отдельное применение частотного диапазона вплоть до диапазона, на котором Астрономы изучают дальний космос, и тогда никто не Земле не имеет прав создавать приборы, работающие на этой частоте, чтобы не мешать Астрономам в их наблюдениях.

В виде Таблицы и совсем официально можно найти тут или в более красивом виде тут, а вот она же, но в США

Международная организация, которая заведует частотами и решает, какой диапазон для какой радиочастотной службы (то есть какого применения ) можно использовать, называется МСЭ Международный Союз Электросвязи или ITU International Telecommunication Union.

РАДИОЧАСТОТНЫЙ СПЕКТР, (или диапазоны частот) ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ И РАДИОВЕЩАНИИ

• М band 30.300 МГц (т. е 30.300.000.000 Герц) Подвижная спутниковая связь
• L band 1.2 ГГц (то есть 1.2.000.000.000 Герц) Подвижная спутниковая связь
• S band 2.4 ГГц Непосредственное радиовещание, Подвижная спутниковая связь
• C band 4/6 ГГц Фиксированная (FSS) Спутниковая Связь и телерадиовещание (BSS)
• Х band 7/8 ГГц Фиксированная (FSS) и частично Мобильная (MSS) Спутниковая связь для военных
• Ku band 11/14 ГГц Фиксированная Спутниковая Связь (FSS) и телерадиовещание (BSS)
• Ka band 18/30 ГГц Фиксированная Спутниковая Связь (FSS) и телерадиовещание (BSS)
• V band 40/75 ГГц Фиксированная Спутниковая Связь (FSS) и телерадиовещание (BSS)

Пока для начала или введения в мир спутниковой связи достаточно, далее, лучше говорить об отдельных устройствах, направлениях, услугах, компаниях и, конечно, людях.

Рассказываем все об отличиях спутниковой связи от мобильной

Что такое спутниковая связь

Спутниковая связь — это один из видов связи, осуществляемый между Земными станциями, а для ретрансляции используются искусственные спутники Земли. Тема активно начала развиваться еще в 1945 году Артуром Кларком, который пердложил создать систему спутников, которые помогли бы создать глобальную систему связи.

Спутниковая связь гораздо надежнее сотовой связи

Искусственные спутники бывают нерегенеративными (принимают сигнал от одной станции на Земле, переводя в другую частоту, усиливают и транслируют на другую Земную станцию) и регенеративными (модулируют сигнал заново, исправляя ошибки при передачи, но с увеличенной задержкой сигнала). Зона видимости, которая способна передать сигнал со спутников на землю для качественного приема, называется зоной покрытия. У той же Starlink сейчас на орбите более 1700 спутников.

Чем отличается мобильная связь от спутниковой

Сотовые операторы охватывают все больше новых территорий. Но из-за особенностей рельефа базовые станции не получится установить в отдаленных районах: во-первых, их сложно устанавливать, во-вторых, так же сложно обслуживать, в-третьих, они не принесут никакой выгоды компаниям. В таких случаях спутниковая связь очень выручает — сигнал с земли идет на спутник, а спутник возвращает его обратно по назначению.

Удивительно, но можно арендовать спутниковую связь

Такой вид связи подойдет для человека, который часто путешествует — телефон не даст остаться без связи. Единственный минус — спутниковая связь является весьма дорогой, но в некоторых странах абонентская плата не сильно отличается от стоимости мобильной связи. Тот же Starlink обходится первым пользователям в 99 долларов абонентской платы и почти 500 долларов нужно заплатить за оборудование.

Минусы спутникового интернета

Для стационарного пользования придется помучаться с установкой оборудования: диаметр спутниковой тарелки весьма велик, к этому добавляется еще ресивер и вереница проводов. В общем, роутер будет попроще в установке, чем этот вариант. Кроме того, спутниковые телефоны по-прежнему являются громоздкими — с этим, увы, никто ничего не сделал, но вся надежда на новомодный Starlink. будем надеяться, что у Илона Маска есть какой-то план, как сделать спутниковые телефоны привычных нам размеров.

Спутниковый интернет Starlink от Илона Маска — надежда на бурное развитие

Спутниковый интернет — отличная альтернатива мобильной связи, но в сельской местности или труднодоступных районах. Есть надежда, что однажды этот вид связи вытеснит сотовую, но это произойдет еще не скоро. О новостях мобильной связи пишем в нашем Яндекс.Дзен — не забудьте подписаться!

Особенности спутниковой связи

Сколько стоит спутниковый телефон

Взяв в руки такой телефон может показаться, что вернулся в 90-е: настолько они огромные и неудобные. Основная причина, почему они так отличаются от современных смартфонов — такие телефоны существуют только для звонков из труднодоступных районов, где нет другого способа связи.

Спутниковые телефоны выглядят так, будто на дворе начало нулевых

Почему спутниковые телефоны стоят так дорого? В этой отрасли попросту нет конкуренции, которая могла бы подстегивать производителей к инновациям. В этом нет смысла: спутниковый телефон должен быть простым в использовании, надежным, с понятным меню и с очень мощным аккумулятором, который никогда не подведет. По этой же причине их не оснащают теми же функциями, которые есть сейчас в обычных телефонах — зачем это всё, когда телефон существует для определенной цели? Похоже, что спутниковые телефоны еще не скоро станут похожими на обычные. А вы держали в руках или пользовались спутниковым телефоном? Расскажите в нашем Telegram-чате, каково это?

Спутниковая связь очень надежная и выручит в любой непонятной ситуации, являясь прекрасным дополнением к привычной нам сотовой связи. На данный момент это очень дорогая услуга, которая подойдет далеко не всем. Будем наблюдать за этой отраслью: она развивается очень медленно, но ей и не нужно развитие, самое главное — это надежность.

Спутниковая связь — вид радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников Земли (ИСЗ) в качестве ретрансляторов.

p, blockquote 1,0,0,0,0 -->

p, blockquote 2,0,0,0,0 -->

В 1957 году запустили первый спутник. Там стояли два передатчика на разных частотах, который передавал сигнал “БИП, БИП, БИП”. Это был первый, официальный, известный спутник, который преодолел первую космическую скорость ( 7 844 м/с на высоте 100 км ) и вышел на орбиту сделав несколько витков. Это был шар в котором был аккумулятор, два передатчика и антенна.

p, blockquote 3,0,0,0,0 -->

p, blockquote 4,0,0,0,0 -->

Потом оказалось, что с помощью спутника можно осуществлять связь, причем связь практически не ограниченная по расстоянию в пределах Земного шара. Низкочастотные радиоволны не проходят за ионосферу, они отражаются либо огибают Земной шар.

p, blockquote 5,0,0,0,0 -->

Когда переходим в УКВ диапазон часть энергии начинает проходить через ионосферу и уходить в космическое пространство. Это ограничивает связь по дальности на Земном шаре, но позволяет связываться с космическими аппаратами, а космический аппарат может связаться с наземными станциями, которые могут передавать ему сигнал и принимать сигнал со спутника. В зависимости от системы связи, земная станция может быть стационарной и подвижной, что не ограничивает использование спутниковой связи никаким образом.

p, blockquote 6,0,0,0,0 -->

p, blockquote 7,0,0,0,0 -->

Спутники используются, как ретрансляторы. Использование ИСЗ позволяет резко увеличить дальность радиосвязи, так как ретранслятор располагается высоко над Землей, от сотен до десятков тысяч км.

p, blockquote 8,0,0,0,0 -->

Спутники связи эта та часть космической программы человечества от которой есть польза для всех людей. Вот Гагарин слетал в космос и этим было доказано, что человека можно запустить в космос и он вернется живым и с непомутненным рассудком. Хотя, когда отправили второго космонавта Титова, это на уровне слухов, у него с головой было не все в порядке, Гагарин сделал один виток, может быть испугаться не успел, а Титов 17 витков. Но теперь люди сидят год на космической станции и все нормально.

p, blockquote 9,0,0,0,0 -->

Преимущества спутниковой связи

Большая пропускная способность, по сравнению с радиорелейной линией примерно тоже самое. Можно использовать широкий частотный диапазон.
Существуют спутники связи, которые обладают глобальным действием.
Высокое качество связи.

История развития спутниковой связи

23 апреля 1965 года в СССР был успешно запущен на высокую эллиптическую орбиту спутник Молния-1. На марке виден Земной шар, Советский Союз, а спутник находится на эллиптической орбите.

p, blockquote 10,0,0,0,0 -->

p, blockquote 11,0,0,0,0 -->

В одном из фокусов орбиты стоит Земной шар, спутники вращаются по орбите, спутник выходит, устанавливает связь с антенной и пока он находится в зоне видимости, связь спутник поддерживает, потом спутник уходит из зоны видимости и в это время в зону видимости должен войти второй спутник. На высокой эллиптической орбите должны быть минимум 3 аппарата, чтобы связь была непрерывной.

p, blockquote 12,0,0,0,0 -->

В рамках международной программы Intelsat первый коммерческий спутник связи Early Bird (Ранняя Пташка), произведенный корпорацией COMSAT был запущен 6 апреля 1965 года.

p, blockquote 13,0,1,0,0 -->

Основные разновидности ИСЗ

Конфигурация системы спутниковой связи зависит от типа ИСЗ, вида связи и параметров земной станции. Три основных разновидности ИСЗ в зависимости от орбиты спутника:

ИСЗ на высокой эллиптической орбите (ВЭО)
ИСЗ на геостационарной орбите (ГСО)
ИСЗ на низковысотной орбите (НВО)

p, blockquote 15,0,0,0,0 -->

ИСЗ на высокой эллиптической орбите (ВЭО)

Спутники типа “Молния” с периодом обращения 12 часов, наклоном орбиты 63 градуса, высотой апогея над северным полушарием 40 тыс. км.

p, blockquote 16,0,0,0,0 -->

У спутника переменная скорость. В области апогея скорость движения ИСЗ замедляется и обеспечивает радиовидимость 6…8 часов. 6…8 часов это то время, когда один спутник находится в рабочей зоне. Для обеспечения непрерывной связи на одной орбите необходимо расположить не менее трех спутников, а лучше 4.

p, blockquote 17,0,0,0,0 -->

Преимущества ИСЗ с ВСО большой размер зоны обслуживания.

p, blockquote 18,0,0,0,0 -->

Недостатки: необходимость слежения земных антенн за спутниками и переориентация этих антенн с заходящего спутника на восходящий.

p, blockquote 19,0,0,0,0 -->

ИСЗ на геостационарной орбите (ГСО)

ГСО это орбита, на которую если поставить спутник, он будет вращаться вместе с Землей с одинаковой скоростью. Он находится неподвижно относительно земной точки.

p, blockquote 20,0,0,0,0 -->

ГСО — круговая орбита с периодом обращения ИСЗ 24 часа, расположенная в плоскости экватора на высоте 35 875 км с поверхности Земли. Орбита синхронно вращается с вращением Земли, поэтому спутник находится неподвижно относительно земной поверхности.

p, blockquote 21,0,0,0,0 -->

Зона обслуживания одного спутника достигает треть поверхности Земли, т.е. 3-х спутников достаточно для глобальной сети.
Антенны земных станций не требуют систем слежения. Антенна неподвижна.
Не требуют сложной наземной аппаратуры, могут обеспечивать большое покрытие, но в зонах не сильно приближенных к полюсам Земли.

В северных широтах спутник виден под малыми углами к горизонту и совсем не виден в приполярных областях.

Но если в южном полушарии это не так страшно, то в северном Скандинавские страны, Россия, Канада находятся достаточно близко к полюсу и там геостационарные спутники связь не обеспечивают.

Ограничение на количество спутников на ГСО.
Достаточно высокая цена самого аппарата ИСЗ и его запуска.

ИСЗ на низковысотной орбите (НВО)

В настоящее время развиваются спутники связи на низковысотной орбите.Спутники запускаются на круговые орбиты, бывает полярная орбита, которая проходит через нулевой меридиан, плоскость которых наклонена к плоскости экватора. Наличие большого количества спутников на разных орбитах, позволяет добиться высокого покрытия поверхности Земли этими системами связи.

p, blockquote 25,0,0,0,0 -->

Высота орбиты 200…2000 км над поверхностью Земли. Спутники относятся к легкому классу и для их запуска можно использовать недорогой носитель, либо дорогой носитель, который сразу забросит на орбиту два десятка аппаратов, которые потом выводятся в нужной точке. Покрытие может быть глобальное.

p, blockquote 26,1,0,0,0 -->

Главный недостаток ИСЗ на НВО, спутники вращаются по круговым низким орбитам на достаточно высокой линейной скорости и от момента, когда спутник выходит в ту зону, где находится абонент, до того момента, когда он из этой зоны выходит, может проходить 20-40 минут. Для того, чтобы обеспечить хорошее покрытие, нужно много спутников.

p, blockquote 27,0,0,0,0 -->

Проблема космического мусора

Еще одна проблема, так называемая проблема космического мусора или засорения околоземного пространства остатками различных летательных аппаратов. Когда, какой-либо космический аппарат выводится из эксплуатации, в доброе старое время его просто отключали, на спутниках “Молния” с помощью пиропатронов отстреливали солнечные панели и спутник терял питание, превращался в кусок железа, который вращается на орбите, а потом с этой орбиты сходит. Когда спутников было 1, 2, 3 это было не страшно для человечества, хотя были печальные случаи, когда довольно массивные космические аппараты, не целиком сгорали при сходе с орбиты и падали туда, куда не надо.

p, blockquote 28,0,0,0,0 -->

Спутники, как правило имеют систему питания основанную на солнечных батареях. Но в свое время проводили эксперименты над спутниками у которых в качестве источника питания использовался генератор, который работает на основе ядерной реакции, т.е. распад какого-нибудь урана или плутония, при этом выделяется энергия, которая преобразуется в электричество, грубо говоря спутник с ядерным реактором. И такой советский спутник, содержащий радиоактивные материалы, приземлился на территорию Канады и был грандиозный скандал международный.

p, blockquote 29,0,0,0,0 -->

Сейчас в космосе вращается несколько десятков тысяч старых спутников и их остатков. Поэтому построение систем в которых используется большое количество спутников, оно чревато плачевными последствиями.

p, blockquote 30,0,0,0,0 -->

Также, наличие большого количества спутников на орбите приводит к тому, что эти спутники, создают световой экран, который мешает наблюдению ученым, через астрономические телескопы с Земли. Эти спутники создают яркие точки, которые все время находятся перед объективами телескопов.

p, blockquote 31,0,0,0,0 -->

Диапазоны частот спутниковой связи

Диапазоны частот, которые отведены в соответствии с Международным Союзом Электросвязи ITU, которые регламентировали использование частот. Частоты, как правило высокие СВЧ, потому что более низкие частоты хуже себя ведут, отражаются от ионосферы, а ВЧ хорошо затухают в этой атмосфере.

p, blockquote 32,0,0,0,0 -->

p, blockquote 33,0,0,0,0 -->

Чем выше подниматься по диапазону частот, тем хуже работает электроника.

p, blockquote 34,0,0,0,0 -->

Спутниковые службы

В зависимости от назначения систем спутниковой связи и типа земной станции различают следующие службы:

Фиксированная спутниковая служба для связи между станциями, расположенными в определенных фиксированных пунктах и для распределения телевизионных программ.
Подвижная спутниковая служба для связи между подвижными станциями,размещенными на транспортных средствах или у абонентов.
Радиовещательная спутниковая служба для передачи радио и телевизионных программ непосредственно на терминалы абонентов.

Фиксированные спутниковые службы

Начиналось всё с фиксированных спутниковых служб. Это связь с использованием космического ретранслятора между наземными станциями. И основное назначение это обеспечение связи в первую очередь для государственных нужд.

p, blockquote 36,0,0,0,0 -->

Фиксированные спутниковые службы начали использоваться государством для центральных телевизионных программ на удаленную территорию советского союза. Первоначально ФСС развивалась в направлении создания систем магистральной связи с применением наземных станций с диаметром антенн порядка 12…30 метров.

p, blockquote 37,0,0,0,0 -->

Фиксированная антенна с приемной станцией “Орбита”, диаметр антенны 12 метров. Система “Орбита” использовала спутники на высокоэллиптической орбите, это были первоначально спутники серии “Молния”. На эллипсе надо иметь 3 аппарата, как правило 4, чтобы обеспечить постоянную связь.

p, blockquote 38,0,0,0,0 -->

p, blockquote 39,0,0,1,0 -->

В настоящее время для фиксированных служб функционирует около 50 систем ФСС. Например, “Молния 3”.

p, blockquote 40,0,0,0,0 -->

p, blockquote 41,0,0,0,0 -->

На высокоэллиптической орбите используются аппараты, которые называются “Меридиан”. Спутники “Радуга” и “Горизонт” это геостационарные аппараты, которые обеспечивают фиксированную спутниковую связь. Intelsat это международная система.

p, blockquote 42,0,0,0,0 -->

Подвижные спутниковые службы

Особенностью большинства систем ПСС является маленький размер антенны терминала, что затрудняет прием сигнала. Востребованы на морском транспорте. Для того, чтобы мощность сигнала достигающего приемника была достаточной, применяют одно из двух решений:

Спутники располагаются на геостационарной орбите поскольку эта орбита удалена от Земли на расстояние 35 786 км, на спутник требуется установить мощный передатчик. Этот подход используется системой Inmarsat. Подвижная спутниковая связь начала свое существование с международного договора по созданию системы Inmarsat, которая была первоначально ориентирована на обеспечение связи с морскими судами.
Множество спутников располагается на наклонных или полярных НВО. Inmarsat и прочие системы основанные на спутниках, как правило предназначены для оказания коллективных услуг. А когда создается система на низковысотных спутниках, то можно за счет более низкой стоимость аппарата и низкой стоимости запуска, построить глобальную сеть, которая позволит Вам связываться из любой точки земного шара, через спутниковую сеть. Первой такой системой, была система Iridium.

Спутниковая система Iridium

Система базируется на 66 лёгких (масса 689 кг) ИСЗ, равномерно размещенных на 6 НВО. Орбиты через 60 градусов охватывают всю Землю. И на каждой орбите находится по 11 спутников, которые по очереди выходят в зону в которой находится абонент. Высота основной орбиты 780 км.

p, blockquote 44,0,0,0,0 -->

p, blockquote 45,0,0,0,0 -->

Орбиты разнесены на 30 или 60 градусов и каждый спутник поддерживает связь с тем спутником, который идет впереди и с тем, который идет сзади по его орбите. И с двумя спутниками, которые находятся на двух соседних орбитах. Такая связь позволяет передать сигнал с любого спутника на любой. Одновременно обеспечивается до 11 000 телефонных соединений.

p, blockquote 46,0,0,0,0 -->

p, blockquote 47,0,0,0,0 -->

Если у Вас есть терминал Iridium, где бы вы не находились, вы можете установить связь. Если вы находитесь в обычной зоне, где мобильная связь работает, то ваш терминал перейдет в режим работы мобильной связи и не нужно будет нагружать спутник. Кроме основных спутников, есть 4 резервных, которые находятся на резервной орбите.

p, blockquote 48,0,0,0,0 -->

Радиовещательная спутниковая служба

РСС реализует персонализацию, передачу радио и телепрограмм непосредственно на индивидуальные приемники абонентам.

p, blockquote 49,0,0,0,0 -->

Прохождение радиосигналов в спутниковых линиях связи имеют особенности. Запаздывание сигнала в спутниковой связи с искусственных определена временем прохождения сигнала Земля — спутник — Земля. tз=2Н/С₀

где Н — расстояние от спутника до поверхности Земли;
С₀ — скорость распространения электромагнитной энергии.

Для геостационарной орбиты tз =238 мс.

p, blockquote 51,0,0,0,0 --> p, blockquote 52,0,0,0,1 -->

Также имеется эффект Доплера это изменение частоты сигнала, который мы принимаем от движущегося источника или изменение частоты при движении. Для скоростей много меньше скорости света Vr/с˂˂1 изменение частоты составляет Δf=±f₀(Vr/с) для спутников “Молния” не более 6 кГц. Это нужно учитывать при настройке. В принципе для широкополосной системы 6 кГц может ничего не значит, а для стандартного телефонного канала в декаметровом диапазоне, если будет смещение 6 кГц, то вы вывалились бы из него, потому что там вся полоса пропускания может быть 3 кГц.

Технологический рывок человечества в двадцатом веке принес в нашу жизнь множество интересных открытий и возможностей, без которых сегодня сложно представить комфортную жизнь. Кроме домашней бытовой техники, автомобилей, самолетов, комфорт и новые возможности стали доступны благодаря средствам связи, которые теперь занимают важную роль в развитии общества. Сегодня мы расскажем, какую роль играют, и как меняют нашу жизнь современные технологии и услуги связи.

Мобильная связь

Сегодня сложно представить нашу жизнь без сотовой связи. Она позволяет нам не только оставаться в контакте с родными и близкими, созваниваться по работе и решать важные задачи, но и получать ответы на массу других вопросов. Сотовый уже перестал быть просто устройством для звонков, а превратился в полноценный инструмент для поиска информации в сети, развлечений, и даже способен заменить собой кошелек.

Сложно переоценить роль средств связи в нашей жизни. С появление интернета и современных мобильных технологий, больше нет необходимости совершать многие действия, которые раньше требовали и времени и сил. Мы можем оплачивать любые счета — за свет, за газ, за воду с помощью мобильного телефона. Это позволяет экономить силы на поход в банк или сберкассу, а соответственно самое ценное — время. Ведь оплатить онлайн можно когда это удобно, а не в строго отведенные часы работы кассы.

Дальнейшее развитие сотовых сетей позволит значительно увеличить допустимые объемы передачи данных, что позволит значительно расширить сферы их применения. По прогнозам экспертов, внедрение пятого поколения сотовых сетей позволит полноценно и более эффективно использовать технологии для “умного дома” и интернет-вещей, и сделают “умным” даже транспорт. Примеры дистанционного управления автомобилями, проведение сложных медицинских исследований, посредством сетей сотовой связи пятого поколения, уже демонстрируются разработчиками, и находят применение в реальной жизни.

Каждый может составить список того, что заменили собой мобильные устройства. Однако можно составить базовый перечень, с которым согласится каждый — стационарный телефон, MP3-плеер, фотоаппарат, а автомобилистам — навигаторы, значительно уступающие современным онлайн-сервисам.

Спутниковая связь

Дополнительные возможности для человека открыли системы спутниковой связи. Идея, побудившая к созданию первого искусственного спутника и его запуска на орбиту Земли, состояла в создании глобальной системы связи. Именно необходимость объединения телефонной связью континентов на земном шаре, привела к резкому развитию спутниковой связи, и сыграла в последующем немаловажную роль в жизни человека. Однако в Советском Союзе ведущая роль для спутниковой связи длительное время отводилась для оборонного ведомства, что значительно затормозило развитие ее гражданского сектора.

Создание спутниковой системы связи позволило вывести на новые уровень не только возможности телефонии, но других каналов коммуникации. Спутниковые интернет, сотовая связь и телевидение — это лишь малая часть новых возможностей.

Одним из распространенных у пользователей продуктов спутниковой связи является навигация. Это позволяет пользователю не просто получать точные координаты своего местоположения, что может быть незаменимым в непредвиденной ситуации, если человек потерялся. Спутниковая навигация позволяет нам сократить время при получении определенных услуг— найти ближайший магазин, или получить информацию о дорожной ситуации в определенном месте.

Также, именно благодаря искусственным спутникам, человечество смогло не просто составить точные карты, но и получать более точные данные о перемещении атмосферных фронтов, изменениях в ландшафте земного шара. А это позволяет, как пример, составлять более точные прогнозы погодных явлений, а не просто регистрируя данные перемещения воздушных масс в определенном месте.

Современные технологии развиваются семимильными шагами, когда от одного поколения связи до следующего, требуются не десятилетия, а всего несколько лет. Пару десятков лет назад мобильный телефон считался предметом роскоши, а чтобы скачать песню в интернете могло потребоваться несколько часов. Сегодня сотовый превратился в средство связи, и с его помощью можно скачать менее чем за минуту целый музыкальный альбом.

Человек все меньше зависит от проводов там, где раньше этого было не избежать. Музыка и телевидение по воздуху, и разговор с человеком за тысячи километров — все это сегодня уже не сказка, а реальность современного обывателя.

В чем отличие мобильной и спутниковой связи

Главное отличие спутниковой и мобильной связи в способе передачи сигнала. Мобильную связь передают наземные станции. В крупных городах их много, в отдаленных регионах — их почти нет. Покажем на примере из нашей статьи про то, как работает спутниковый телефон.

Карта доступа сигнала 2G-4G в Москве и близлежащих регионах.

Карта доступа в районе Норильска, откуда можно начать путешествие к плато Путорана.

Спутниковая же связь передает сигнал через спутники. Их зона покрытия зависит от количества, расположения, высоты орбиты и траектории движения. Iridium — единственная система спутниковой связи, которая на 100% покрывает поверхность Земли.

Почему спутниковую связь нельзя выбирать также как мобильную

Спутниковая связь будет работать в случае природных катаклизмов, техногенных аварий или других бедствий. Она может спасти вам жизнь.

Этим спутниковая связь похожа на пожарную лестницу в доме. Все жильцы годами пользуются лифтами и никому не придёт в голову подниматься по пожарной лестнице на 10 этаж. Но когда начинается пожар — все бегут к ней.

Так и в чрезвычайной ситуации вы можете передать сигнал SOS с помощью спутниковой связи — это ваша пожарная лестница в безопасную жизнь.

Как работает спутниковая связь

Для эффективной работы спутниковой связи по всему миру Iridium использует несколько параметров:

— L-диапазон частот

Позволяет передавать сигнал даже во время дождя, снега или грозы через компактное устройство.

— Группировка из 66 спутников с орбитой на высоте 780 км

Высокий угол наклона орбиты и большое количество спутников на низкой орбите эффективно покрывают связью всю территорию планеты.

— Межспутниковые линии связи

Исключают зависимость от наземных сооружений. Межспутниковая связь означает, что спутники общаются между собой и передают сигналы друг другу до ближайшей станции сопряжения. Благодаря этой технологии нет необходимости в большом количестве наземных станций сопряжения во всех районах мира — достаточно одной станции.

Как спутниковую связь используют для обеспечения безопасности

Спутниковая связь в море — ГМССБ

21 мая 2018 года Международная морская организация (ИМО) признала Iridium сетью, которая может предоставлять услуги для Глобальной морской системы связи при бедствии и для обеспечения безопасности (ГМССБ). Впервые в истории у моряков появилась аварийно-спасательная служба, работающая в режиме реального времени по всему миру.

Этот длительный, но очень важный процесс был начат в апреле 2013 года. Весной 2021 года были подключены первые терминалы.

Отслеживание самолетов с помощью спутниковой связи

В Межрегиональной общественной организации пилотов и граждан-владельцев воздушных судов (АОПА-Россия) коммерческие спутниковые трекеры используют все пилоты.

В АОПА-Россия создана специальная система мониторинга полётов воздушных судов АОН АОПА-Трекер из коммерческих трекеров, в том числе Iridium360° РокСТАР Pro.

Помимо общей безопасности судна, которая отслеживается в режиме реального времени, после каждого вылета пилот может получить подробный трек полета.

Навигатор с кнопкой SOS для индивидуального использования

Поделитесь этой статьей

Читайте также: