29. Спутниковые каналы обмена информацией. Геостационарные и низкоорбитальные спутники. Асимметричные и симметричные спутниковые каналы.

Спутниковые каналы бывают двух видов: однонаправленные (симплексные, или асимметричные) и двунаправленные (дуплексные, или симметричные). В первом случае с помощью спутниковой антенны осуществляется только прием данных из Интернета, а чтобы передать данные, приходится пользоваться другим доступным способом: Dial-Up, мобильным телефоном и др. Скорость приема по симплексной связи достигает 4 Мбит/с. Минимальная стоимость комплекта оборудования (DVB-карта, спутниковая тарелка и др.) составляет 160 долларов. Цена трафика очень низкая: 0,5-5 центов за 1 Мб. Это объясняется, во-первых, тем, что провайдеры обычно пользуются непосредственно высокоскоростными магистралями связи западных операторов, минуя посредников, а во-вторых, высокой конкуренцией: ведь для того чтобы сменить провайдера, достаточно направить антенну на спутник его конкурента. Дуплексный спутниковый Интернет совершенно не зависит от наземных каналов связи. Передача (на скоростях до 2 Мбит/с) и прием (на скоростях до 4 Мбит/с) информации осуществляются с помощью приемно-передающего устройства. Цена трафика не превышает 8-10 центов за 1 Мб, но высокая стоимость оборудования (от 2500 долларов), абонентская плата, составляющая не менее 200 долларов в месяц, и необходимость получать лицензию на использование СВЧ-радиопередатчика делают применение симметричной спутниковой связи доступной лишь корпоративным пользователям. Спутниковый Интернет работает, по сути, в одну сторону. Чтобы найти нужный сайт, приходится посылать запрос, пользуясь другими видами доступа, например коммутируемым. К несомненным достоинствам спутникового Интернета следует отнести его "мобильность" - при переезде на новое место оборудование легко монтируется - и возможность приема каналов спутникового телевидения. Недостатком спутниковой связи являются большие лаги (300-400 мс).

Увеличения дальности радиосвязи благодаря размещению ретранслятора высоко над поверхностью Земли обеспечивает одновременную радиовидимость расположенным в разных точках обширной территории радиостанций. Плюсом систем спутниковой связи (СС) является большая пропускная способность, глобальность действия и высокое качество связи. Диапазоны рабочих частот систем СС лежат в пределах 2..40 ГГц. Конфигурация систем СС зависит от типа искусственного спутника Земли (ИСЗ), вида связи и параметров земных станций.

Для построения систем СС используются в основном три разновидности ИСЗ - на высокой эллиптической орбите (ВЭО), геостационарной орбите (ГСО) и низковысотной орбите (НВО).

Нас интересует геостационарные и низкоорбитальные спутники.

ГСО - круговая орбита с периодом обращения ИСЗ 24 часа, лежащая в плоскости экватора, с высотой 35875 км от поверхности Земли. Орбита синхронна с вращением Земли, поэтому спутник оказывается неподвижным относительно земной поверхности. Преимуществом является то, что зона обслуживания составляет около трети земной поверхности, трех спутников достаточно для глобальной связи, антенны земных станций практически не требуют систем слежения.

Недостаток: в северных широтах виден под малыми углами к горизонту и вовсе не виден в приполярных областях.

Различают два типа СС с НВО. В наиболее простых из них пакеты информации передаются ч/з ИСЗ-ретранслятор непосредственно или с задержкой на время пролета по трассе. Второй тип систем обеспечивает непрерывную связь. Зоны радиовидимости отдельных ИСЗ объединяются в единое информационное пространство

Для систем СС существуют некоторые особенности передачи сигналов: запаздывание сигналов - для геостационарной орбиты около 250 мс в одном направлении. Является одной из причин появления эхосигналов при телефонных переговорах; Эффект Доплера - изменение частоты сигнала, принимаемого с движущегося источника. Для скоростей много меньших скорости света vr/c<<1 изменение частоты составляет f=f0/(1± vr/c). Наиболее сильно эффект Доплера проявляется для ИСЗ, использующих негеостационарные орбиты.

В зависимости от назначения системы СС и типа земных станций регламентом МСЭ различаются следующие службы:

1) фиксированная спутниковая служба для связи м/у станциями, расположенными в определенных фиксированных пунктах, а также распределения телевизионных программ;

2) подвижная спутниковая служба для связи м/у подвижными станциями, размещаемыми на транспортных средствах (самолетах, морских судах, автомобилях и пр.);

3) радиовещательная спутниковая служба для непосредственной передачи радио и телевизионных программ на терминалы, находящиеся у абонентов.

Метод FHSS. При использовании метода частотных скачков полоса 2,4 ГГц делится на 79 каналов по 1 МГц. Отправитель и получатель согласовывают схему переключения каналов и данные посылаются последовательно по различным каналам с использованием этой схемы. Т.к. под один канал выделяется ровно 1 МГц, это вынуждает FHSS системы использовать весь диапазон 2,4 ГГц. Это означает, что должно происходить частое переключение каналов.

Метод DSSS делит диапазон 2,4 ГГц на 14 частично перекрывающихся каналов. Для того, чтобы несколько каналов могли использоваться одновременно в 1 и том же месте, необходимо, чтобы они не перекрывались, для исключения взаимных помех. Т.о., в одном месте может одновременно использоваться макс 3 канала. Данные пересылаются с использованием 1 из этих каналов без переключения на др. каналы.

Спутник системы могут легко поддержать асимметричные связи, кот предоставляют услуги, где скорости передачи данных различны в различных направлениях. Это используется для доступа в Интернет.