|
В данном разделе мы приводим краткий обзор наиболее популярных спутниковых систем.
В
наш век всеобщей информатизации общества, где самым близким примером
является всемирная паутина (Интернет), возникает необходимость
правильно ориентироваться в море поступающей информации, оперативно
обмениваться ею. С этой целью компании создают специализированные
сетевые инфраструктуры (потоковая передача аудио и видеоданных,
многоканальная телефонная сеть, охранные системы,
локально-вычислительные сети и т.д.). В основном, для организации
канала связи в таких сетях используются наземные линии: проводные
(медные провода, оптоволокно) и беспроводные (радиоэзернет, сотовые
сети).
Абсолютно всем наземным каналам связи присущи следующие
недостатки: ограниченное покрытие территории, проблемы модернизации
сети (технические и экономические), отсутствие возможности быстро
демонтировать оборудование и развернуть сеть в другом месте. Поэтому в
ряде случаев использование спутниковых систем связи является наиболее
оправданным не только с технической, но и с экономической точки зрения,
а иногда и единственно доступным вариантом обеспечения надежной и
качественной связи.
На сегодняшний день существует большое
количество спутниковых систем, основанных на различных технологиях и
предназначенных для различных применений.
Глобальная система определения координат
Одним
из самых ярких примеров использования спутниковых технологий является
глобальная система определения координат. Система позволяет с высокой
степенью точности (до нескольких сантиметров) определять местоположение
объекта (широту, долготу и высоту над уровнем моря), направление и
скорость его движения. Достаточно интересным является использование
системы многими учеными и исследователями в качестве источника точного
времени. Система GPS (Global Positioning System) состоит из 24
искусственных спутников Земли, сети наземных станций слежения за ними и
неограниченного количества пользовательских терминалов. Для определения
местоположения GPS-приемник принимает сигналы со спутников, сравнивает
время отправки сигнала со спутника со временем его получения на Земле и
вычисляет точные координаты.
Система GPS работает непрерывно.
Для пользования системой GPS достаточно приобрести GPS-приемник. В
зависимости от назначения, можно выбрать носимые, автомобильные,
морские, авиационные модели приемников. GPS позволяет существенно
сократить затраты, связанные с поисковыми работами и значительно
сократить время проведения спасательных операций. Плата за подключение
и абонентская плата за пользование системой GPS не взимается.
ГЛОНАСС
– российская система определения координат, полностью аналогична
американской системе GPS. Орбитальная группировка также состоит из 24
спутников, размещенных в трех орбитальных плоскостях, развернутых друг
относительно друга на 120 градусов. Система ГЛОНАСС сопоставима по
точности с системой GPS. Принцип работы идентичен.
Спутниковые охранные комплексы
На
основе технологии GPS в настоящее время бурными темпами развиваются
спутниковые охранные комплексы. В автомобильной индустрии классическая
многоуровневая охранная система дополняется каналом связи и системой
определения координат автомобиля с помощью, как классических методов
радиолокации, так и на основе GPS. Разработанных и внедренных охранных
систем достаточно много (Cesar Satellite, Навигатор, АвтоЛокатор,
LOJACK и т.д.), но принцип работы, примерно, одинаков.
На
транспортном средстве скрытно устанавливается центральный блок, к нему
подключаются различные охранные датчики либо используется уже
установленная штатная сигнализация. В случае внештатной ситуации (угон,
нападение и т.д.) центральный блок по каналу связи передает информацию
либо владельцу, либо в диспетчерский центр. Канал связи может быть
организован на основе GSM-сетей, спутниковых систем связи либо по
радиоканалу. Благодаря использованию GPS-приемника появляется
возможность отслеживать местоположение объекта в режиме реального
времени, просматривать пройденный маршрут, места и продолжительность
остановок и многое другое.
Спутниковое телевидение
Другая,
наиболее известная область применения спутниковых систем – спутниковое
телевидение. Вспомните спутниковые тарелки (антенны) уютно
расположившиеся на домах Вашего города, они так привычно вписались в
общий пейзаж города, что мы не обращаем на них внимания. Комплект
аппаратуры для приема программ с любого спутника состоит из трех
основных элементов: антенна, конвертер, ресивер. Если не вдаваться в
подробности, то принцип работы схож с работой обычной телевизионной
антенны, разница в том, что в роли телевышки здесь выступает спутник и
сигнал от него идет не аналоговый, а цифровой (поэтому и приходится
кроме антенны раскошеливаться еще и на конвертер с ресивером). Зато
гораздо выше качество и количество каналов. Отличительная особенность
спутникового ТВ – возможность приема «закрытых» или коммерческих
каналов.
Стоит отметить, что в данный момент все большее
распространение получает оборудование, которое позволяет принимать ТВ и
подключаться к сети Интернет, работая с одним спутниковым комплектом.
Подробнее смотрите описание работы VSAT-систем.
Глобальные спутниковые системы связи (ГССС)
Примерами
ГССС являются системы: Globalstar, Inmarsat, Thuraya, Iridium.
Первоначально системы предназначались для организации подвижной и
стационарной телефонии там, где нет никаких линий связи. В дальнейшем
появилась возможность выхода в Интернет, передачи аудио-,
видеоинформации и т.д. Системы стали мультисервисными. Обобщенный
принцип работы для всех систем: спутник, принимая сигнал абонента,
транслирует его на ближайшую наземную станцию сопряжения. Наземная
станция сопряжения авторизует его и маршрутизирует его по наземным
сетям либо по спутниковому каналу до пункта назначения - это может быть
абонент этой же либо другой спутниковой сети, сотовых сетей, телефонной
сети общего пользования и т.д. Подробно про работу ГССС Globalstar Вы
можете посмотреть здесь.
Между собой системы отличаются
размерами и стоимостью абонентских терминалов (самые дорогие в системе
Inmarsat, самые дешевые в системе Thuraya), стоимостью трафика, зоной
покрытия и техническим особенностями построения самой системы
(например, в системе Inmarsat используются геостационарные спутники, в
системе Globalstar – низкоорбитальные).
Система VSAT
В
настоящее время одной из активно развивающихся спутниковых систем
является система VSAT (Very Small Aperture Terminal). На основе данного
вида оборудования возможно построить полноценные мультисервисные сети
для предоставления таких услуг как: доступ в Интернет; телефонная
связь; объединение локальных сетей территориально разделенных
пользователей; резервирование существующих каналов связи; сбор данных,
диспетчерское управление и удаленный мониторинг производственных
процессов (SCADA); организация аудио-, видеоконференций; спутниковое
телевидение и многое другое.
Эта система находит применение в
работе банковских и финансовых организаций, сетей розничной и оптовой
торговли, промышленных предприятий и частных лиц. Преимущества сети
спутниковой связи на базе VSAT: быстрое развертывание сети, высокое
качество связи, простота реконфигурации, надежность, простое
перемещение абонентских терминалов.
Сеть спутниковой связи на
базе VSAT включает в себя три основных элемента: центральная
управляющая станция (ЦУС), спутник-ретранслятор и абонентские VSAT
терминалы.
Абонентский VSAT терминал - это небольшая станция
спутниковой связи, предназначенная, главным образом, для надежного
обмена данными по спутниковым каналам. Состоит станция из
антенно-фидерного устройства (чаще всего применяют диаметр антенны от
0,9 до 2,4 метров), наружного внешнего радиочастотного блока и
внутреннего блока (модема).
VSAT системы подразделяются на
односторонние (абонентский терминал только принимает данные со
спутника, еще такие системы называют комбинированными) и двусторонние
(абонентский терминал может как принимать, так и передавать данные
через спутник). Комбинированные системы используют спутниковый канал
совместно с наземными линиями связи (через которые осуществляется
передача данных). Двусторонние системы могут обходиться только
спутниковым каналом, но, при желании, можно использовать и существующие
наземные линии связи.
Рассмотрим кратко работу двусторонней
VSAT-системы на примере выхода в Интернет. Запрос от абонентского
терминала через спутник направляется на ЦУС оператора. ЦУС по наземным
линиям связи (чаще всего по оптоволокну) осуществляет поиск необходимой
информации в сети Интернет и, получив ее, через тот же спутник
отправляет информацию на абонентский терминал.
Развитие
технологий спутниковых систем связи направлено на дальнейшее снижение
стоимости абонентских терминалов, уменьшение антенн и мощности их
передатчиков при улучшении характеристик каналов связи. Качественным
скачком в развитии спутниковых технологий может стать технология
переноса функций управления сетью с центральной земной станции на сам
спутник ("HUB на борту"). При этом существенно сократится временная
задержка, связанная со временем прохождения сигнала к спутнику и
обратно, что положительным образом скажется на качестве связи.
Mirant.Kiev.ua |