Системы подвижной спутниковой связи
Системы мобильной спутниковой связи классифицируют по двум признакам: типу используемых орбит и различию в зонах обслуживания и размещения ЗС. В состав любой сети спутниковой связи входят земные станции (земной и абонентские сегменты) трех видов:
абонентские станции (АС) — авиационная, морская, сухопутная, переносная, персональная;
земные стационарные станции сопряжения (ЗСС);
станции управления сетью (СУС).
Очень часто земные станции ЗСС и СУС объединяют и обозначают как СУС. Кроме того, собственно космический (спутниковый) сегмент содержит устройства, условно названные терминалом телеуправления спутником (ТТС), обеспечивающим эксплуатацию, телеуправление и контроль за работой систем спутника связи.
По типу используемых орбит различают СПСС со спутниками, расположенными на геостационарных, высокоэллиптических промежуточных и низких земных орбитах (англ. — Low Earth Orbit — LEO). Последние называются системами связи на низкоорбитальных спутниках (высота орбит 200...700 км). Системы подвижной связи на низкоорбитальных спутниках позволяют создать на поверхности Земли плотность потока мощности, достаточную для работы с легкими абонентскими станциями размером с портативную телефонную трубку, и дополняют сотовые сети. Наиболее распространенной международной системой подвижной спутниковой связи является глобальная сеть связи Inmarsat. Среди ряда стандартов этой СПСС следует выделить сеть Inmarsat-M, предназначенную для обслуживания подвижных абонентских станций. В ней для сухопутных подвижных объектов (легковой автомобиль, мотоцикл, передвигающийся человек) используется МС с малогабаритной ФАР, встроенной в крышку портфеля-дипломата с массой порядка 2 кг. Спутниковая система Inmarsat-M обеспечивает связь практически из любой точки мира, позволяет подключить компьютерную сеть Internet, факс и ряд других устройств передачи цифровых данных. Космический сегмент этой системы связи базируется на геостационарных спутниках, расположенных над Атлантическим, Тихим и Индийским океанами.
Особенностью большинства систем подвижной спутниковой связи является маленький размер антенны терминала, что затрудняет прием сигнала. 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 35786 км[, на спутник требуется установить мощный передатчик. Этот подход используется системой Inmarsat (основной задачей которой является предоставление услуг связи морским судам) и некоторыми региональными операторами персональной спутниковой связи (например, Thuraya).
Множество спутников располагается на наклонных или полярных орбитах. При этом требуемая мощность передатчика не так высока, и стоимость вывода спутника на орбиту ниже. Однако такой подход требует не только большого числа спутников, но и разветвленной сети наземных коммутаторов.
оборудование клиента (мобильные спутниковые терминалы, спутниковые телефоны) взаимодействует с внешним миром или друг с другом посредством спутника-ретранслятора и станций сопряжения оператора услуг мобильной спутниковой связи, обеспечивающих подключение к внешним наземным каналам связи (телефонной сети общего пользования, сети интернет и пр.)
Энергетический баланс линий спутниковой связи до последнего времени не позволял уменьшить абонентскую станцию до размеров сотового телефона. Однако применение низкоорбитальных спутников создает преимущества перед геостационарными и высокоорбитальными и позволяет разрабатывать СПСС с персональными радиотелефонами типа сотового, снабженными ненаправленными антеннами. При этом существенно уменьшаются затухание сигнала на трассах «Земля-спутник» и «спутник—Земля» и его запаздывание в каналах связи. Для сравнения отметим, что время задержки сигнала у геостационарных систем спутниковой связи составляет около 300 мс (это особенно заметно по переговорам корреспондентов на телевизионном экране, когда они ведут репортаж через спутниковую систему связи), а у низкоорбитальных — не более 200 мс.
СПСС с низкоорбитальными спутниками обеспечивают достаточно широкие функции в обслуживании абонентов. Прежде всего, они позволяют организовать телефонную персональную связь с подвижным абонентом, находящимся вне зоны действия телефонных сетей (сотовых и прочих). Кроме того, они широко внедрены в морских службах спасения для радиоопределения местоположения объекта, пейджинга, электронной почты и т. д.
Разработка ряда СПСС с низкоорбитальными спутниками ведутся и за рубежом и в России.Среди зарубежных сетей персональной подвижной спутниковой связи распространены глобальные системы Inmarsat и Globalstar. Из отечественных наиболее перспективной является система Сигнал.
б6