Супутникові лінії зв'язку

Історія створення супутникового зв'язку та особливості передачі сигналів. Орбіти штучних супутників Землі та методи ретрансляції. Системи супутникового зв'язку: VSAT-станція, системи PES і SCPC, TES-система. Переваги та недоліки супутникового зв'язку.
Краткое сожержание материала:

Міністерство освіти і науки України Вінницький національний технічний університет Інститут РТЗП Факультет радіотехніки та телекомунікацій

Кафедра ТКСТБ

Контрольна робота з дисципліни:Лінії зв'язку

на тему:

"Супутникові лінії зв'язку"

Виконала:ст..гр. ТК-07з/н Гаврищук Л.І.

Перевірив:Логвиненко В.В.

Вінниця 2010

Зміст

Вступ

1. Історія створення супутникового зв'язку

2. Супутникові лінії зв'язку

2.1 Орбіти ШСЗ

2.2. Особливості передачі сигналів

2.3 Методи ретрансляції

3. Системи супутникового зв'язку

3.1 VSAT-станція супутникового зв'язку

3.2. Система SCPC

3.3 TES-система

3.4 Система PES

4. Недоліки супутникового зв'язку

Висновок

Список використаних джерел

Вступ

Можливість створення супутникових систем була закладена запуском у Радянському Союзі 4 жовтня 1957 першого штучного супутника Землі (ШСЗ).

Супутниковий зв'язок використовується, наприклад, в системах далекого телефонного та телевізійного зв'язку; в системах прямого радіомовлення та телебачення; в системах зв'язку між судами і морськими портами; в системі пошуку аварійних суден.

Супутниковий зв'язок - один з видів радіозв'язку, заснований на використанні штучних супутників землі як ретрансляторів. Супутниковий зв'язок здійснюється між земними станціями, які можуть бути як стаціонарними, так і рухливими.

Супутниковий зв'язок є розвитком традиційної радіорелейного зв'язку шляхом винесення ретранслятора на дуже велику висоту (від сотень до десятків тисяч км). Так як зона його видимості в цьому випадку - майже половина Земної кулі, то необхідність у ланцюжку ретрансляторів відпадає - в більшості випадків достатньо і одного.

Для передачі через супутник сигнал повинен бути модулювати. Модуляція виробляється на земній станції. Модульованого сигналу підсилюється, переноситься на потрібну частоту і поступає на передавальну антену.

Супутникові лінії зв'язку використовуються, як і радіорелейні у сантиметровому діапазоні хвиль. Супутникові лінії діють за принципом ретрансляції сигналів, яка здійснюється апаратурою, що розміщена на штучному супутнику землі (ШСЗ). Фактично ШСЗ - це ретранслятор радіорелейної лінії піднятий на велику висоту.

Супутникові лінії дозволяють здійснювати багатоканальний зв'язок на дуже великі відстані. На геостаціонарній орбіті висотою 36000 км супутник обертається з швидкістю обертання Землі (один оберт за 24 години). У цьому випадку можна за допомогою трьох супутників розміщених під кутом 120° забезпечити зв'язок на території всієї земної поверхні.

Передача і прийом інформації від джерела до користувача називається зв'язком. При передачі повідомлення перетворюються в передавач і сигнали, що передаються по лінії зв'язку. Сигнали, які є носіями повідомлення приймаються приймачем, в якому відбувається їх перетворення у повідомлення.

Лінією зв'язку називають фізичне середовище, яке використовується для передачі і прийому сигналів від передавача до приймача. У системах проводового зв'язку це може бути проводове повітряне коло, кабельне коло, або хвилевод. У системах радіозв'язку - область простору, в якому розповсюджуються електромагнітні хвилі від передавача до приймача. У системах оптичного зв'язку - світловод, або атмосфера.

Під каналом зв'язку розуміють сукупність технічних засобів, що забезпечують одночасну і незалежну передачу повідомлень по загальні лінії зв'язку. Цими засобами є передавач, ЛЗ і приймач.

1. Історія створення супутникового зв'язку

У 1945 році в статті "позаземні ретранслятори" ("Extra-terrestrial Relays"), опублікованій в жовтневому номері журналу "Wireless World", англійський учений, письменник і винахідник Артур Кларк запропонував ідею створення системи супутників зв'язку на геостаціонарних орбітах, які дозволили б організувати глобальну систему зв'язку. Згодом Кларк на запитання, чому він не запатентував винахід (що було цілком можливо), відповідав, що не вірив у можливість реалізації подібної системи за свого життя, а також вважав, що подібна ідея повинна приносити користь усьому людству. Перші дослідження в галузі цивільної супутникового зв'язку в західних країнах почали з'являтися в другій половині 50-х років XX століття. У США поштовхом до них послужили зрослі потреби в трансатлантичної телефонного зв'язку.

12 серпня 1960 фахівцями США був виведений на орбіту висотою 1,5 км надувна куля. Цей космічний апарат називався "Ехо-1". Його металізована оболонка діаметром 30 м виконувала функції пасивного ретранслятора. Інженери працювали над першим у світі комерційним супутником зв'язку Early Bird, 20 серпня 1964,коли 11 країн підписали угоду про створення міжнародної організації супутникового зв'язку Intelsat (International Telecommunications Satellite organization), але СРСР до їх числа не входив з політичних причин. 6 квітня 1965 в рамках цієї програми був запущений перший комерційний супутник зв'язку Early Bird ("рання пташка") зроблений корпорацією COMSAT. За сьогоднішніми мірками супутник Early Bird (INTELSAT I) володів більш ніж скромними можливостями: володіючи смугою пропускання 50 МГц, він міг забезпечувати до 240 телефонних каналів зв'язку.В кожний конкретний момент часу зв'язок могла здійснюватися між земною станцією в США і тільки одній з трьох земних станцій у Європі (у Великобританії, Франції або Німеччині), які були з'єднані між собою кабельними лініями зв'язку. Надалі технологія зробила крок вперед, і супутник INTELSAT IX вже мав смугою пропускання 3456 МГц. В СРСР довгий час супутниковий зв'язок розвивалися лише в інтересах Міністерства Оборони СРСР. В силу більшої закритості космічної програми розвиток супутникового зв'язку в соціалістичних країнах йшло інакше ніж у західних країнах. Розвиток цивільної супутникового зв'язку почалося угодою між 9 країнами соціалістичного блоку про створення системи зв'язку "Інтерсупутник" яка була підписана тільки в 1971 році.

2. Супутникові ліні ї зв'язку

Супутникова лінія - це лінія зв'язку між земними станціями за допомогою одного ШСЗ, включає в себе ділянку Земля - супутник (рис. 1.1, лінія вгору) і ділянка супутник - Земля (лінія вниз).

Рис.1.1.Супутникова лінія [Банкет В.Л.,Дорофеев В.М. Цифровые методы в спутниковой связи,1988]

Земні станції з'єднуються з вузлами комутації мережі зв'язку (наприклад, з міжміського телефонного станцією - МТС), з джерелами та споживачами програм телебачення, звукового мовлення з допомогою наземних з'єднувальних ліній (див. мал. 1.1).

Лінії супутникового зв'язку складаються з двох ділянок: Земля - супутник і супутник - Земля. В енергетичному сенсі обидві ділянки виявляються напруженими; перша - через прагнення до зменшення потужності передавачів та спрощення земних станцій (особливо в системах з великою кількістю малих прийомально-передаваючих земних станцій, що працюють в режимі необслуговуваності), другий - із-за обмежень на масу, габаритні розміри і енергоспоживання бортового ретранслятора, що лімітують його потужність.

Основна особливість супутникових ліній - наявність великих втрат сигналу, обумовлених загасанням (ослабленням і розсіюванням) його енергії на трасах великої фізичної протяжності. Так, при висоті орбіти ШСЗ 36 тис. км загасання сигналу на трасі може досягати 200 дБ. Крім цього основного загасання в просторі сигнал в лініях супутникового зв'язку схильний до впливу великого числа інших факторів, таких як поглинання в атмосфері, фарадеєвського обертання площини поляризації, рефракція, деполяризації і т. д. З другого боку, на приймальний пристрій супутника і земної станції крім власних флуктуаціоних шумів впливають різного роду перешкоди у вигляді випромінювання Космосу, Сонця і планет.. У цих умовах правильний і точний облік впливу всіх факторів дозволяє здійснити оптимальне проектування системи, забезпечити її впевнену роботу і в той же час виключити зайві енергетичні запаси, що приводять до невиправданого збільшення складності земної і бортової апаратури.

Оскільки, норми на деякі якісні показники супутникових каналів (у тому числі на відношення сигнал-шум) мають статистичний характер. Це змушує проводити кількісну оцінку обурюючих факторів також статистично, тобто при розрахунках вводити не тільки кількісну міру дії того або іншого чинника, але й імовірність його появи.

Необхідно враховувати характер і число переданих сигналів, а також характер їх перетворення (обробки) в супутниковому ретрансляторі. У найпростішому випадку, наприклад, при передачі програм телебачення, бортовий ретранслятор працює в односигнальному режимі, типовому для наземних радіорелейних ліній, і лише підсилює ретранслющий сигнал. При передачі телефонних сигналів з багатостанційним доступом через бортовий ретранслятор проходить кілька сигналів, розділених по частоті, часу або формі, що надають взаємний вплив, який повинен враховуватися при розрахунку енергетиці супутникових ліній. При цьому залежно від типу і призначення системи на борту може застосовуватися та чи інша обробка сигналу, в тому числі його повна регенерація, що зменшує накопичення шумів і спотворень, що виникають на ділянках траси.;

Існують два основних...