Супутникова мережа. Супутникові системи зв'язку

Орбіти супутників зв'язку

У випадку, орбіти супутників зв'язку діляться на кругові і еліптичні. У першому випадку орбіта супутника, як це випливає з назви, є коло, у другому випадку – еліпс. Супутники зв'язку можуть знаходитись на різних орбітах, залежно від того, до якої служби (фіксованої або рухомої) вони належать. По кутку нахилу до площини екватора Землі орбіти можна поділити на екваторіальні, похилі та полярні. Супутники, що знаходяться на орбіті, можна по відстані до Землі розділити на низьколітні, середньовисотні та високо летючі. Важливе місце серед екваторіальних орбіт з супутниками, що високо летять, займає геостаціонарна орбіта. Вона розташована на висоті приблизно 36 000 км. Важливою її перевагою є те, що період звернення супутника навколо Землі за такою орбітою становить 24 години і з погляду земного спостерігача супутник залишається весь час нерухомим. Антенним системам земних станцій супутникового зв'язку, що працюють через такі супутники, не потрібне оснащення приводами, за допомогою яких здійснюється стеження за супутником. Це дуже спрощує (і, що найголовніше, здешевлює) систему управління такою антеною. Другою важливою перевагою використання геостаціонарної орбіти в супутниковому зв'язку є те, що промінь такого супутника, що «покриває» практично третину земної кулі. Це дозволяє організовувати супутникові канали зв'язку між двома точками Землі, що є на значних відстанях друг від друга. Недоліком супутників на геостаціонарній орбіті вважатимуться те, що де вони «покривають» приполярні області.

Середньсотні супутники розташовуються на висоті приблизно від 5000 до 20000 кілометрів, близько 20 таких супутників необхідно вивести на орбіту, щоб забезпечити прийнятне покриття території. Середньовисотні супутники використовують у системі глобального позиціонування (GPS).

Низьколітні (низькоорбітальні) супутники розташовуються на висоті до 1000 кілометрів. Таких супутників потрібно вивести на орбіту близько 50, щоб забезпечити повне покриттятериторії Землі. Низькоорбітальні супутникизазвичай використовуються для забезпечення роботи в службах рухомого супутникового зв'язку.

Ретранслятори супутників зв'язку та діапазони частот

Ретранслятор встановлюється на ІЗС ( штучний супутникЗемлі). Супутниковий ретрансляторибувають пасивні та активні. Пасивні практично зараз вже не використовуються, вони просто відображають радіосигнал і часто жодної приймальної апаратури не містять на відміну від активних ретрансляторів. Активні ретранслятори можуть бути регенеративними і нерегенеративними. Нерегенеративні супутники приймають сигнал, переводять його на іншу частоту та посилають далі. Регенеративні супутники на додаток до цього ще виробляють демодуляцію отриманого сигналу, в ході якої він очищається від перешкод, потім сигнал перекладається на іншу частоту і модулюється знову і після цього надсилається. Тому регенеративні супутники забезпечують більш висока якістьсигналу, «оборотною стороною медалі» і те, що з його роботи потрібно значно складніше і дороге устаткування.

Радіоканал зв'язку, що встановлюється між ретранслятором ШСЗ та супутниковою станцією, характеризується в першу чергу частотним діапазоном, в якому він знаходиться, видом модуляції та способом кодування інформації. Для служби фіксованого супутникового зв'язку виділено кілька частотних діапазонів:
- C-діапазон (6 ГГц/4 ГГц),

- Ku-діапазон (14 ГГц/11 ГГц)

- Ka-діапазон (30 ГГц/20 ГГц).

C-Діапазон зазвичай використовується для організації середньо-і високошвидкісних магістральних каналів. Він найменше схильний до впливу земної атмосфери і всього того, що в ній відбувається.
Найактивніше сьогодні використовується Ku-Діапазон, який поєднує в собі оптимальне співвідношення можливих зон покриття земної поверхні та розмірів абонентських земних станцій супутникового зв'язку. Це стало визначальним чинником розвитку VSAT-мереж, де діаметри антен абонентських станцій лежать у межах від 75 см до 2.4 м, що з одного боку, дозволяє значно здешевити вартість абонентської станції, а з іншого – організувати канал зв'язку з прийнятною швидкістю.

Використання Ka-діапазону у фіксованій супутниковій службі зумовлено розвитком VSAT-мереж, яке досить високими темпами розвивається у світовому масштабі. Використання цього частотного діапазонунесе у собі ряд переваг, таких як: використання антен у складі абонентських станцій з діаметром менше 75 см; можливість організації високошвидкісних супутникових каналів(До 10-15 Мб/c) на одного абонента.

Експрес AM5

Експрес AM5 – російський супутник, Виведення на орбіту якого проведено 26 грудня 2013 року.

Супутник призначається для надання пакета мультисервісних послуг (цифрове телерадіомовлення, телефонія, відеоконференцзв'язок, передача даних, доступ до мережі Інтернет), створення мереж VSAT, а також для рухомого урядового і президентського зв'язку. Він дозволить створити необхідну інфраструктуру для забезпечення населення країни доступним багатопрограмним цифровим телевізійним та радіомовленням.

«Експрес AM5» – це перший російський супутник важкого класу негерметичного виконання, виготовлений на базі платформи Експрес-2000 з великою кількістю транспондерів та розвиненою антеною системою.

На супутник буде встановлено 84 транспондери:
. 30 транспондерів C-діапазону. Стовбури С-діапазону мають смугу пропускання 40 МГц і розташовані з кроком 50 МГц. Використовується поляризаційне ущільнення стволів із круговою поляризацією.
40 транспондерів Ku-діапазону.
12 транспондерів Ka-діапазону. Освоєння Ка-діапазону частот розпочнеться біля Сибіру і Далекому Сході. Ретрансляційна апаратура Ка-діапазону частот на супутнику «Експрес-АМ5» передбачає використання багатопроменевої технології.
2 транспондери L-діапазону.
Загальний частотний ресурс цього супутника – 151 еквівалентний транспондер.

Експрес-АМ8

«Експрес-АМ8»– комерційний геостаціонарний телекомунікаційний супутник середньої розмірності, замовлений російським супутниковим оператором ФГУП « Космічний зв'язок» та виготовлений у ВАТ «Інформаційні супутникові системи» імені академіка М.Ф. Решетнєва».

Космічний апарат (КА) має бути запущений у точку стояння 14°. д. для поповнення угруповання супутників Експрес. Хоча «Експрес-АМ8» замінить у цій точці супутник «Експрес А4», зони його покриття будуть дещо іншими: Європа, Африка та Америка у C-діапазоні та Європа, Азія, Африка, Північна та Південна Америка у Ku-діапазоні. Крім того, супутник матиме два транспондери L-діапазону.

Експрес-AM22

Експрес-AM22– російський телекомунікаційний супутник, створений НУО ПМ разом із французькою компанією AlcatelSpace, друге найменування SESAT 2. Використовується на паритетних засадах (по 12 транспондерів) ФГУП «Космічний зв'язок» та концерном Eutelsat. Призначений для надання пакету послуг: цифрового телерадіомовлення, телефонії, відеоконференцзв'язку, передачі даних, доступу в інтернет. Крім того, дозволяє створювати мережі зв'язку на основі технології VSAT. У зоні охоплення супутника знаходиться територія Європи, Африки, Близького Сходу та Центральної Азії.

Корисне навантаження: 24 транспондери Ku-діапазону потужністю 103,5 Вт, зі смугою пропускання 54 МГц. Розрахункова точка стояння - 53 ° в. д.

Ямал-401

Комбінована корисне навантаженнясупутника включає 17 транспондерів по 72 МГц в стандартному С-діапазоні, 18 транспондерів по 72 МГц у стандартному Ku-діапазоні і 18 транспондерів по 36 МГц в «планових» смугах Ku-діапазону. Таким чином, сумарна ємність супутника «Ямал-401» складе 53 фізичні транспондери або 88 транспондерів в еквіваленті 36 МГц.

На супутнику «Ямал-401» у С-діапазоні формується фіксований російський/СНД промінь із контурною діаграмою спрямованості. Для роботи в Ku-діапазоні формуються два фіксовані промені з контурною діаграмою спрямованості.

Зона обслуговування Північного променя крім всієї видимої території Росії включає і території суміжних держав. Найбільша енергетика цього променя буде зосереджена найбільш населених частинах території Росії. Для роботи у Північному промені планується використовувати транспондери у стандартних смугах частот (18 транспондерів по 72 МГц).

Російський промінь суворо окреслює межі Росії. У цьому промені працюватимуть транспондери (18 транспондерів по 36 МГц) у «планових» смугах частот.

Г. Карвовський. Супутниковий зв'язок. Основні питання побудови та функціонування супутникової системи зв'язку. Частина 1.

Г. Карвовський

Світ зв'язку. Connect! № 1, 2002

Сигнал, переданий 4 жовтня 1957 року радіомаяком першого радянського штучного супутника Землі і прийнятий радіостанціями світу, ознаменував як початок космічної ери, а й позначив той напрям, яким пішов розвиток супутникового зв'язку. Надалі були створені супутникові системи зв'язку (ССС), які забезпечили передачу та прийом програм Центрального телебачення та радіомовлення практично на всій території нашої країни. Сьогодні супутниковий зв'язок - важлива складова частина взаємопов'язаної мережі зв'язку Росії.

Системи супутникового зв'язку

Власне ССС складається з двох базисних компонентів (сегментів): космічного та наземного (рис. 1).

Мал. 1. Система супутникового зв'язку

Космічний компонент (сегмент)ССС включає ІСС, виведені на певні орбіти, наземний сегмент входить центр управління системою зв'язку (ЦУСС), земні станції(ЗС), розміщені у регіонах (регіональні станції - РС), та абонентські термінали (АТ) різних модифікацій.

Розгортання та підтримка ССС у працездатному стані - складне завдання, яке вирішують не лише засоби самої системи зв'язку, а й ракетно-космічний комплекс. До складу цього комплексу входять космодроми зі стартовими майданчиками для запуску ракет-носіїв, а також радіотехнічні командно-вимірювальні комплекси (КІП), які здійснюють спостереження за рухом ІДС, контроль та корекцію параметрів їх орбіт.

ССС можна класифікувати за такими ознаками, як: статус системи, тип орбіт ІСС та належність системи до певної радіослужби.

Статус системи залежить від її призначення, території, що обслуговується, розміщення та приналежності земних станцій. Залежно від статусу ССС можна поділити на міжнародні(глобальні та регіональні), національніі відомчі.

За типом використовуваних орбіт розрізняють системи з ІСС на геостаціонарнийорбіті (GEO) та на негеостаціонарної орбіти: еліптичні(HEO), низькоорбітальні(LEO) та середньовисотні(MEO). Відповідно до Регламенту радіозв'язку ССЗ можуть належати до однієї з трьох основних служб - фіксованасупутникова служба (ФСС), рухливасупутникова служба (ПСС) та радіомовнасупутникова служба (РСЗ).

Космічний сегмент

Орбіти

Вибір параметрів орбіти ІСС залежить від призначення, необхідної області обслуговування зв'язком та деяких інших факторів (табл. 1, ).

Найбільш вигідні для розміщення ІДС геостаціонарні орбіти(Рис. 2).

Мал. 2.Орбіти ІДС

Їхня основна перевага - можливість безперервного цілодобового зв'язку в глобальній зоні обслуговування. Геостаціонарні супутники на цій орбіті, рухаючись у напрямку обертання Землі з однаковою з нею швидкістю, залишаються нерухомими щодо "підсупутникової" точки на екваторі. При ненаправленій антені ретрансльовані з ІДС сигнали приймаються на поверхні Землі в будь-яких точках, що лежать у межах кута радіовидимості. Три ІДС, рівномірно розміщені на орбіті, забезпечують безперервний зв'язок практично на всій території Землі за винятком полярних зон (вище 76,50 ° пн.ш. і пд.ш.) протягом 12-15 років (орбітальний ресурс сучасних геостаціонарних КА).

Нестача ретрансляції радіосигналу через ІДС, що знаходиться на віддаленні в 36 тис. км, - затримка сигналу. Для систем радіо- та телевізійного мовлення затримка в 250 мс (у кожному напрямку) не позначається як сигнали. Системи радіотелефонного зв'язку більш чутливі до затримок, і за сумарної затримки (з урахуванням часу обробки та комутації в наземних мережах), що перевищує 600 мс, висока якість зв'язку не забезпечується. Тим більше неприпустимо у цих системах так званий "подвійний" стрибок, коли канал зв'язку передбачає дві супутникові ділянки.

Кількість ІДС, яку можна розмістити на геостаціонарній орбіті, обмежена допустимим кутовим орбітальним рознесенням між сусідніми супутниками. Мінімальне кутове рознесення визначається просторовою вибірковістю бортових і наземних антен, а також точністю утримання КА на орбіті. Міжнародними нормами він має бути 1-3°. Отже, на геостаціонарній орбіті можна розмістити трохи більше 360 ІСС.

Під впливом низки геофізичних факторів ІДС "дрейфує" - орбіта його спотворюється, тому виникає необхідність її корекції.

Еліптичні орбіти, на які виводяться ІДС, підбираються так, щоб тривалість доби була кратна періоду звернення супутника (рис. 2). Для ІДС використовуються синхронні еліптичні орбіти певних типів. (Табл. 2, ).

Оскільки швидкість супутника в апогеї еліптичної орбіти значно менше, ніж у перигеї, порівняно з кругової орбітою час перебування ІДС у зоні видимості збільшується. Наприклад, ІСС "Блискавка", виведений на орбіту з параметрами: апогей 40 тис. км, перигей 460 км, нахилення 63,5 °, забезпечує сеанси зв'язку тривалістю 8-10 год. .

Для забезпечення безперервного цілодобового зв'язку ІДС на орбітах Borealis потрібно не менше 8 КА (розташованих у двох орбітальних площинах по чотири супутники у кожній площині).

При виборі еліптичних орбіт враховують вплив неоднорідностей гравітаційного поля Землі, яке призводить до змін широти підсупутникової точки в апогеї, а також небезпечні впливи стійких поясів заряджених частинок, захоплених магнітним полем Землі (радіаційних поясів Ван-Аллена), що перетинаються ІСС при е.

ІДС на середньовисокій орбіті (MEO) охоплює меншу зону, ніж геостаціонарний ІДС (рис. 3). Тривалість перебування ІСС у зоні радіовидимості земних станцій 1,5-2 год. Тому для забезпечення зв'язком найбільш населених районів земної кулі та судноплавних акваторій необхідно створювати ОГ із 8-12 супутників. При виборі орбіти їм необхідно враховувати впливу радіаційних поясів Ван-Аллена, які у площині екватора. Перший стійкий пояс високої радіації починається приблизно на висоті 1,5 тис. км і простягається до кількох тисяч кілометрів, його "розмах" становить приблизно 300 км по обидва боки від екватора. Другий пояс так само високої інтенсивності (10 тис. імп./с) розташовується на висотах від 13 до 19 тис. км, охоплюючи близько 500 км по обидва боки від екватора. Тому траси ІДС повинні проходити між першим і другим поясами Ван-Аллена, тобто на висоті від 5 до 15 тис. км.

Мал. 3.Зони охоплення території Землі ІДС на різних орбітах

Сумарна затримка сигналу під час зв'язку через середньовисотні супутники становить не більше 130 мс, що дозволяє використовувати їх для якісного радіотелефонного зв'язку. Прикладом ССС на середньовисотних орбітах можуть служити системи ICO, Spaceway NGSO, "Ростелесат", в яких ОГ створюється приблизно на одній і тій же висоті (10352-10355 км) з подібними параметрами орбіт.

Низькі кругові орбітизалежно від величини нахилення площини орбіти щодо площини екватора поділяються на низькі екваторіальні (нахилення 0°, висота 2000 км), полярні (90°, 700-1500 км) та похилі (700-1500 км) орбіти (рис. 4). По виду послуг низькоорбітальні (LEO) системи зв'язку поділяються на системи передачі даних (little LEO), радіотелефонні системи (big LEO) та системи широкосмугового зв'язку (mega LEO, іноді використовується позначення Super LEO).

ІДС на цих орбітах найчастіше застосовуються для організації мобільного та персонального зв'язку. Період звернення супутника на цих орбітах становить від 90 хв до 2 год, час перебування ІДС в зоні радіовидимості не перевищує 10-15 хв, зона зв'язку ІДС на цих орбітах мала, тому для забезпечення безперервного зв'язку необхідно, щоб в ОГ входило не менше 48 ІДС .

Штучні супутники зв'язку

ІДС - космічний апарат, на якому встановлена ​​ретрансляційна апаратура: приймачі та антени, що працюють на різних частотах. Вони приймають сигнали земної передавальної станції (ЗС), посилюють їх, здійснюють перетворення частоти і ретранслюють сигнали одночасно на всі ЗС, що знаходяться в зоні радіобачення супутника. На супутнику також встановлена ​​апаратура управління його положенням, телеметрією та живленням. Стійкість та орієнтацію антени підтримує система стабілізації. Телеметричне обладнання супутника використовується передачі на Землю інформації про становище ІСС і прийому команд корекції становища.

Ретрансляція прийнятої інформації може здійснюватися без запам'ятовування та із запам'ятовуванням, наприклад, на той час, поки ІДС не увійде до зони видимості ЗС.

Частоти

Діапазони частот для організації супутникового зв'язку виділені "Регламентом радіозв'язку" з урахуванням "вікон радіопрозорості" земної атмосфери, природних радіоперешкод та інших факторів (табл. 3). Розподіл частот між службами радіозв'язку суворо регламентований і контролюється державою. Існують узгоджені на міжнародному рівні правила використання виділених діапазонів, що необхідно для забезпечення електронної сумісності радіотехнічних засобів, що працюють у цих або сусідніх діапазонах. Приймачем ІСС виділяється пара частот: верхня для передачі сигналу від ЗС на супутник (висхідні потоки), нижня - від супутника до ЗС (низхідні потоки).

Таблиця 3.Діапазони частот для організації супутникового зв'язку

Канал супутникового зв'язку, що працює на виділених частотах прийому та передачі, займає певну смугу частот (bandwidth), від ширини якої залежить кількість інформації, що передається каналом в одиницю часу. Типовий супутниковий приймач, що працює на частотах від 4 до 6 ГГц, займає смугу частот шириною 36 МГц. Чи багато це чи мало? Наприклад, передачі телевізійного сигналу в цифровому стандарті MPEG-2 необхідний канал із шириною смуги пропускання 6 МГц, для телефонного каналу - 0,010 МГц. Отже, за допомогою такого приймача можна організувати 6 телевізійних або 3600 телефонних каналів. Зазвичай на ІДС встановлюється 12 або 24 приймачі (у ряді випадків більше), що дає в результаті 432 МГц або 864 МГц відповідно.

Наземний сегмент

Центр управління супутниковим зв'язком (ЦУСС) контролює стан бортових систем ІСС, планує роботи з розгортання та заповнення орбітального угруповання, розраховує зони радіовидимості та координує роботу ССС.

Земні станції

Земні станції ССС (ЗС) здійснюють передачу та прийом радіосигналів на ділянці "Земля - ​​ІСС", мультиплексування, модуляцію, обробку сигналу та перетворення частот, організують доступ до каналів ІСС та наземних мереж абонентських терміналів.

Час зв'язку ЗС з ІСС обмежено часом знаходження ІСС у зоні її радіовидимості (рис. 5). Ця зона визначається довжиною дуги АБ, яка залежить від висоти орбіти супутника і мінімального кута підвищення антени ЗС, що слідкує за ІДС в період перебування його в зоні радіовидимості.

Мал. 5.Зона радіовидимості

У ССС застосовуються багатофункціональні приймальні, передавальні, приймальні та контрольні ЗС. На цих станціях встановлюється радіопередавальна апаратура, приймальні та передавальні антени, а також система стеження, що забезпечують зв'язок з ІДС.

Багатофункціональні стаціонарні ЗС мають дуже високу пропускну здатність. Вони розташовуються на спеціально вибраних майданчиках, як правило, винесених за межу міста, щоб уникнути взаємних радіоперешкод із наземними системами зв'язку. На цих ЗС встановлюються радіопередавачі великої потужності (від декількох до десяти і більше кВт), високочутливі радіоприймачі та приймальні антени, які мають діаграму спрямованості з дуже вузькою головною пелюсткою і дуже низьким рівнем бічних пелюсток. ЗС такого типу призначені обслуговування розвинених мереж зв'язку; щоб вони могли забезпечити нормальний доступ до ЗС, потрібні волоконно-оптичні лінії зв'язку.

ЗС, мають середню пропускну здатність, можуть бути найрізноманітнішими, які спеціалізація залежить від виду переданих повідомлень. ЗС цього типу обслуговують корпоративні ССС, які найчастіше підтримують передачу відео, мови та даних, відеоконференц-зв'язок, електронну пошту.

Деякі ЗС, що обслуговують корпоративні ССС, включають кілька тисяч мікротерміналів (VSAT – Very Small Aperture Terminal). Всі термінали пов'язані з однією головною ЗС (MES - Master Earth Station), утворюючи мережу, що має зіркоподібну топологію та підтримує прийом/передачу даних, а також прийом аудіо та відеоінформації.

Існують також ССЗ, засновані на ЗС, які можуть приймати один або кілька видів повідомлень (даних, аудіо та/або відеоінформації). Топологія таких мереж також зіркоподібна.

Найважливіший елемент мережі - система контролю та діагностики, виконує такі функції:

радіоконтроль каналів супутникового зв'язку;

тестування каналів супутникового зв'язку під час проведення ремонтно-відновлювальних робіт та технічного обслуговування ЗС, при розгортанні ЗС та введення їх в експлуатацію;

аналіз функціонального стану ССС, на основі якого виробляються рекомендації щодо режимів роботи ЗС.

Радіоконтроль дозволяє перевіряти правильність використання частотного ресурсу ІДС, відстежувати перешкоди та визначати спроби несанкціонованого доступу до супутникових каналів зв'язку. Крім того, контролюються параметри випромінювання ЗС та фіксується погіршення якості каналів супутникового зв'язку через погодні та кліматичні умови.

З історії ССС

Перший штучний супутник Землі (ІСЗ), запущений на навколоземну орбітуу жовтні 1957 року, важив 83,6 кг і мав на борту радіопередавач-маяк, який передавав сигнали, якими здійснювався контроль над польотом. Результати цього першого запуску та перші досліди передачі радіосигналів з космосу наочно показали можливість організації системи зв'язку, в якій ШСЗ виступатиме у ролі активного або пасивного ретранслятора радіосигналів. Однак для цього необхідно створити ШСЗ, на яких можна встановити апаратуру досить великої маси, і мати потужні ракетні системи, які здатні виводити ці супутники на навколоземну орбіту.

Такі ракетоносії було створено, й у стислі терміни розроблено ШСЗ великої маси, здатні нести у собі складну наукову, дослідницьку, спеціальну апаратуру, і навіть апаратуру зв'язку. Було започатковано створення супутникових систем різного призначення: метеорологічних, навігаційних, розвідувальних, зв'язку. Значення цих систем важко переоцінити. Система супутникового зв'язку серед них посідає чільне місце.

Відразу після запуску першого ІСЗ почалися досліди з використання супутників у системі зв'язку країни і почала створюватися супутникова система зв'язку. Були побудовані земні приймальні станції, оснащені параболічними антенами з діаметром дзеркала 12 м. 23 квітня 1965 року на високу еліптичну орбіту був запущений штучний супутник зв'язку (ІДС) "Блискавка".

Висока еліптична орбіта з апогеєм 40 тис. км, розташованим над північною півкулею, і дванадцятигодинний період звернення давали можливість ІДС двічі на добу по 9 годин забезпечувати ретрансляцію радіосигналу майже на всю територію країни. Перший практично значущий результат було отримано 1965 року, коли через ІДС було здійснено обмін телевізійними програмами між Москвою та Владивостоком. У жовтні 1967 року була введена в експлуатацію перша у світі система супутникового зв'язку "Орбіта".

У 1975 році на кругову екваторіальну, або геостаціонарну, орбіту висотою 35786 км було запущено ІДС "Райдуга" з періодом обігу навколо Землі, рівним 24 годин. Напрямок обертання супутника збігалося з напрямком обертання нашої планети, він залишався нерухомим на небосхилі і був ніби "підвішений" над поверхнею Землі. Це забезпечувало постійний зв'язок через такий супутник і спрощував спостереження за ним. Згодом на геостаціонарну орбіту було виведено ІДС "Горизонт".

Досвід експлуатації ССС "Орбіта" показав, що подальший розвиток системи, пов'язаний із будівництвом земних станцій такого типу для обслуговування міст та селищ з населенням у кілька тисяч людей, економічно не виправданий. У 1976 році була створена більш економічна супутникова система зв'язку "Екран", ІДС якої був виведений на геостаціонарну орбіту. Найпростіші і компактні земні прийомопередаючі станції цієї системи встановлювалися у малих населених пунктах, селищах, на метеостанціях, що у Сибіру, ​​районах Крайньої Півночі, частково Далекого Сходу, і доводили до населення програми Центрального телебачення.

У 1980 році почалася експлуатація ССС "Москва", земні станції якої працювали через ІСС "Горизонт". Земні передавальні станції цієї ССС були аналогічні станціям ССС "Орбіта" та "Екран", але вона мала малогабаритні земні приймальні станції, що дозволяло розміщувати їх на вузлах зв'язку, на малопотужних ретрансляторах та в друкарнях. Радіосигнал, прийнятий земною приймальною станцією, передавався на малопотужний телевізійний ретранслятор, за допомогою якого телепрограма доводилася до абонентів. ССС "Москва" дозволяла передавати програми Центрального телебачення та смуги центральних газет у найвіддаленіші куточки країни та до радянських установ практично всіх європейських, північноамериканських та прикордонних азіатських країн.

Супутниковий зв'язок - день сьогоднішній

В даний час у федеральній системі супутникового зв'язку цивільного призначення використовується орбітальне угруповання, в яке входять 12 державних космічних апаратів (КА), що у віданні ДП "Космічний зв'язок". В орбітальному угрупованнюдва КА серії "Експрес", запущені в 1994 і 1996 роках, сім КА серії "Горизонт" розробки 70-х років, один - серії "Екран-М", два нові сучасні супутники серії "Експрес-А". Крім цих ІДС на орбітах знаходяться ІДС типу "Ямал-100" (оператор - ВАТ "Газком"), "Бонум-1" та деякі інші. Йде виробництво космічних апаратів нового покоління ("Експрес-АМ", "Ямал-200"). У Росії її працюють близько 65 компаній-операторів супутникового зв'язку, це близько 7% від загальної кількості операторів електрозв'язку. Ці компанії надають своїм клієнтам широкий набір телекомунікаційних послуг: від здачі в оренду цифрових каналів і трактів до послуг телефонії, теле- і радіомовлення, мультимедіа.

Сьогодні ССС стали важливою складовою Взаємопов'язаної мережі зв'язку Росії (ВСС). Розроблені та втілюються в життя "Програма екстрених заходів з державної підтримки збереження, заповнення та розвитку російських супутникових систем зв'язку та мовлення державного призначення" (Постанова Уряду РФ від 1 лютого 2000 р. № 87) та "Федеральна космічна програма Росії на 2001-2005 роки "(Постанова Уряду РФ від 30 березня 2000 № 288).

Напрями розвитку ССС

Питання розвитку супутникового зв'язку громадянського призначення вирішуються на урядовому, міжвідомчому (ДКРЧ) та відомчому (Міністерство зв'язку та інформатизації РФ, Росавіакосмос та ін.) рівнях. Російські супутникові системи зв'язку знаходяться під юрисдикцією держави та експлуатуються вітчизняними державними (ДП КС) або приватними комерційними операторами.

Відповідно до прийнятої концепції розвитку ВСС у Росії перспективна ССС повинна включати три підсистеми:

фіксованого супутникового зв'язку для обслуговування Взаємопов'язаної мережі зв'язку Росії, а також накладених та корпоративних мереж;

супутникового теле- та радіомовлення, у тому числі безпосереднього мовлення, яке є новим етапом у розвитку сучасних електронних засобів масової інформації;

рухомого персонального супутникового зв'язку на користь рухомих і віддалених абонентів біля Росії та її межами.

Фіксований супутниковий зв'язок

Фіксована супутникова служба є службою радіозв'язку між земними станціями, що мають задане місце розташування (фіксований пункт, розташований у певних зонах).

Основні напрямки використання фіксованого зв'язку:

організація магістральних, внутрішньозонових та місцевих ліній зв'язку у складі ВСС Росії;<

надання ресурсу до створення мереж передачі;

розвиток корпоративних мереж зв'язку та передачі даних з використанням сучасних VSAT-технологій, у тому числі доступу до Інтернету;

розвиток мережі міжнародного зв'язку;

розподіл територією країни федеральних, регіональних, місцевих та комерційних теле- і радіопрограм;

розвиток мереж передачі смуг центральних газет та журналів;

резервування магістральної первинної мережі ВСС.

Система фіксованого супутникового зв'язку найближчими роками базуватиметься на супутниках "Горизонт", нових супутниках "Експрес-А", "Ямал-100" та супутнику LMI-1 міжнародної організації "Інтерсупутник". Пізніше набудуть ладу нові супутники "Експрес К", "Ямал 200/300".

Супутникові мережі зв'язку відіграватимуть головну роль при модернізації систем зв'язку у північно-східних регіонах Росії.

"Генеральна схема супутникової складової первинної мережі ВСС Росії", розроблена ВАТ "Гіпрозв'язок" на замовлення ВАТ "Ростелеком" та ДП "Космічний зв'язок", визначає порядок використання супутникових систем для ВСС Росії.

Передбачається, що розвиток корпоративних мереж здійснюватиметься переважно на базі російських супутників відповідно до пріоритетів, визначених Постановою Уряду РФ № 1016 від 02.09.98 р.

Базою для передачі програм телебачення з використанням супутникової фіксованої служби має стати модернізована цифрова система телемовлення "Москва"/"Москва Глобальна". Це дозволить передавати у всі зони поясного мовлення соціально-значущі державні та загальноросійські телепрограми (РТР, "Культура", ГРТ), при цьому будуть задіяні три супутники замість нинішніх десяти.

Мовна служба

Мовна служба будується на базі супутників безпосереднього телевізійного мовлення, таких як ІДС "Бонум-1", який виведений у точку 36° с.д. і забезпечує у Європейській частині Росії передачу понад два десятки телевізійних програм.

Передбачено подальше розширення системи супутникового телемовлення (з можливістю трансляції до 40-50 комерційних телепрограм) створення телевізійної розподільної мережі в малонаселених східних регіонах Росії, і навіть задоволення потреб у регіональних телепрограмах. Ця ССС надасть такі нові послуги, як цифрове ТБ високої чіткості, доступ до Інтернету та ін. У перспективі вона може повністю замінити діючу супутникову систему розподілу ТБ, що базується на використанні фіксованої супутникової служби.

Рухомий супутниковий зв'язок

Російська система рухомого супутникового зв'язку розгорнута з урахуванням супутників "Горизонт" і використовується для організації урядового зв'язку й у інтересах ДП "Морзв'язок-супутник". Можуть застосовуватися також системи "Інмарсат" та "Евтелсат" (підсистеми "Евтелтракс").

Відповідно до Постанови Уряду РФ від 2 вересня 1998 р. № 1016 у ході здійснення проектів перспективних супутників повинні бути передбачені заходи, спрямовані на збереження мережі рухомого супутникового зв'язку в обсязі, необхідному для підтримки урядової та президентської системи зв'язку.

Система персонального рухомого зв'язку

У нашій країні розробляються кілька проектів рухомого персонального супутникового зв'язку ("Ростелесат", "Сигнал", "Блискавка Зонд").

Російські підприємства беруть участь у кількох міжнародних проектах персонального супутникового зв'язку ("Ірідіум", "Глобалстар", ICO та ін.). В даний час проробляються конкретні умови застосування систем рухомого зв'язку на території Російської Федерації та їх поєднання з ВСР Росії. У розробці та створенні комплексів ССС беруть участь: Державний оператор ДП "Космічний зв'язок", Красноярський НУО/ПМ ім. Решетнева та компанія Alcatel (створення трьох супутників нового покоління "Експрес А"), НДІР, ЦНДІС, ТОВ "Гіпрозв'язок", ДСП РТВ, ВАТ "Ростелеком" та ін.

Висновок

Супутникові системи зв'язку та передачі даних здатні забезпечити необхідну швидкість розгортання та реконфігурації системи, надійність та якість зв'язку, незалежність тарифів від відстані. Супутниковими каналами, що мають високий коефіцієнт готовності, передаються практично будь-які види інформації.

Сьогодні супутникові системи зв'язку стали невід'ємною складовою світових телекомунікаційних магістралей, що зв'язали країни та континенти. Вони успішно використовуються в багатьох країнах світу і зайняли своє гідне місце у Взаємопов'язаній мережі зв'язку Росії.

Література

Тимофєєв В. В. Про концепцію розвитку супутникового зв'язку Росії. - "Вісник зв'язку", 1999 № 12.

Василь Павлов (керівник Департаменту радіо, телебачення та супутникового зв'язку Мінзв'язку Росії). З виступу на нараді, присвяченій ССС Росії та її ролі у забезпеченні потреб відомчих та корпоративних операторів. - "Мережі", 2000 № 6.

Дурєв В. Г., Зеневич Ф. О., Крук Б. І. та ін. Електрозв'язок. Введення у спеціальність. – М., 1988.

Радіорегламент радіозв'язку Російської Федерації. Видання офіційне. Затверджено та введено в дію з 1.01.1999 року рішенням ДКРЧ від 28.09.1998 року.-М. 1999.

Леонід Невдяєв. Супутникові системи Частина1. Орбіти та параметри. - "Мережі", 1999 №1-2.

Інженерний довідник з космічної техніки. – М., 1977.

МОУ Парабельська гімназія

Реферат

Супутникові системи зв'язку

Виконав

Горошкіна Ксенія

учениця 11 класу

Перевірив

Борисов Олександр Володимирович

Парабель

2010 рік

Вступ 3

1. Принципи організації супутникових каналів 4

2. Орбіти супутників зв'язку 5

3. Типова схема організації послуг супутникового зв'язку

4. Сфери застосування супутникового зв'язку

4.1.Принципи організації супутникового зв'язку VSAT 7

4.2.Принципи організації рухомого супутникового зв'язку 7

5. Технології, що використовуються у супутниковому зв'язку 8

6. Історія створення супутникових систем зв'язку 11

6.1. Перші супутникові лінії зв'язку та мовлення через ШСЗ "Блискавка-1" 12

6.2. Перша у світі супутникова система "Орбіта" для розподілу ТВ-програм 13

6.3. Перша у світі система безпосереднього ТВ-мовлення "Екран" 14

6.4. Системи розподілу ТВ-програм "Москва" та "Москва-Глобальна 15

6.5. Система супутникового ТВ-мовлення в діапазоні 12 ГГц 16

6.6. Створення системи "Інтерсупутник" 16

6.7. Створення супутникової лінії урядового зв'язку 17

6.8. Наприкінці… 17

Список використаної літератури 20

Вступ

Супутникові системи зв'язку (ССC) відомі давно, і використовуються передачі різних сигналів на протяжні відстані. З моменту появи супутниковий зв'язок стрімко розвивалася, і в міру накопичення досвіду, вдосконалення апаратури, розвитку методів передачі сигналів стався перехід від окремих ліній супутникового зв'язку до локальних і глобальних систем.

Такі темпи розвитку ССС пояснюються низкою переваг яких вони мають. До них, зокрема, відносяться велика пропускна здатність, необмежені простори, що перекриваються, висока якість і надійність каналів зв'язку. Ці переваги, які визначають широкі можливості супутникового зв'язку, роблять його унікальним та ефективним засобом зв'язку. Супутниковий зв'язок на даний час є основним видом міжнародного та національного зв'язку на великі та середні відстані. Використання штучних супутників Землі для організації зв'язку продовжує розширюватися з розвитком існуючих мереж зв'язку. Багато країн створюють власні національні мережі супутникового зв'язку.

У нашій країні створюється єдина автоматизована система зв'язку. Для цього розвиваються, удосконалюються і знаходять нові сфери застосування різні технічні засоби зв'язку.

У своєму рефераті я розгляну засади організації супутникових систем, сфери застосування, історію створення ССС. У наш час супутниковому мовленню приділяється велика увага, тому ми повинні знати принцип роботи системи.

1. Принципи організації супутникових каналів зв'язку

Супутниковий зв'язок здійснюється між земними станціями, які можуть бути як стаціонарними, і рухливими. Супутниковий зв'язок є розвитком традиційного радіорелейного зв'язку шляхом винесення ретранслятора на велику висоту (від сотень до десятків тисяч кілометрів). Так як зона його видимості в цьому випадку – майже половина Земної кулі, то необхідність у ланцюжку ретрансляторів відпадає. Для передачі через супутник сигнал має бути модульований. Модуляція провадиться на земній станції. Модульований сигнал посилюється, переноситься на потрібну частоту і надходить на антену, що передає.

У перші роки досліджень використовувалися пасивні супутникові ретранслятори, які являли собою простий відбивач радіосигналу (часто - металева або полімерна сфера з металевим напиленням), що не несе на борту будь-якого обладнання, що приймає. Такі супутники не набули поширення. Усі сучасні супутники зв'язку є активними. Активні ретранслятори обладнані електронною апаратурою для прийому, обробки, посилення та ретрансляції сигналу. Супутникові ретранслятори можуть бути нерегенеративними та регенеративними.

Нерегенеративний супутник, прийнявши сигнал від однієї земної станції, переносить його на іншу частоту, посилює та передає іншій земній станції. Супутник може використовувати кілька незалежних каналів, які здійснюють ці операції, кожен з яких працює з певною частиною спектра (ці канали обробки називають транспондерами).

Регенеративний супутник здійснює демодуляцію прийнятого сигналу і заново модулює його. Завдяки цьому виправлення помилок проводиться двічі: на супутнику та на приймаючій земній станції. Недолік цього - складність (отже, набагато вища ціна супутника), і навіть збільшена затримка передачі сигналу.

2. Орбіти супутників зв'язку

Орбіти, на яких розміщуються супутникові ретранслятори, поділяють на три класи:

1 – екваторіальні, 2 – похилі, 3 – полярні

Важливим різновидом екваторіальної орбіти є геостаціонарна орбіта, на якій супутник обертається з кутовою швидкістю, що дорівнює кутовий швидкості Землі, у напрямку, що збігається з напрямком обертання Землі. Очевидною перевагою геостаціонарної орбіти і те, що приймач у зоні обслуговування «бачить» супутник постійно. Проте геостаціонарна орбіта одна і всі супутники вивести на неї неможливо. Іншим її недоліком є ​​велика висота, а значить, і велика ціна виведення супутника на орбіту. Крім того, супутник на геостаціонарній орбіті нездатний обслуговувати земні станції у приполярній області.

Похила орбітадозволяє вирішити ці проблеми, однак через переміщення супутника щодо наземного спостерігача необхідно запускати не менше трьох супутників на одну орбіту, щоб забезпечити цілодобовий доступ до зв'язку.

Полярна орбіта- граничний випадок похилої.

З використанням похилих орбіт земні станції обладнуються системами стеження, здійснюють наведення антени на супутник. Станції, що працюють із супутниками, що знаходяться на геостаціонарній орбіті, як правило, також обладнуються такими системами, щоб компенсувати відхилення від ідеальної геостаціонарної орбіти. Виняток становлять невеликі антени, які використовуються прийому супутникового телебачення: їх діаграма спрямованості досить широка, тому де вони відчувають коливань супутника біля ідеальної точки. Особливістю більшості систем рухомого супутникового зв'язку є невеликий розмір антени терміналу, що ускладнює прийом сигналу.

3. Типова схема організації послуг супутникового зв'язку

• оператор супутникового сегмента створює за рахунок власних засобів супутник зв'язку, розміщуючи замовлення на виготовлення супутника в одного з виробників супутників, та здійснює його запуск та обслуговування. Після виведення супутника на орбіту оператор супутникового сегмента починає надання послуг зі здачі у найм частотного ресурсу супутника-ретранслятора компаніям-операторам послуг супутникового зв'язку.

• компанія-оператор послуг супутникового зв'язку укладає договір з оператором супутникового сегмента на використання (оренду) ємностей на супутнику зв'язку, використовуючи його як ретранслятор з великою територією обслуговування. Оператор послуг супутникового зв'язку вибудовує наземну інфраструктуру своєї мережі на певній технологічній платформі, що випускається компаніями-виробниками наземного обладнання супутникового зв'язку.

4. Сфери застосування супутникового зв'язку:

• Супутниковий зв'язок:Спочатку виникнення супутникового зв'язку продиктовано потребами передачі великих обсягів інформації. З часом частка передачі промови у загальному обсязі магістрального трафіку постійно знижувалася, поступаючись місцем передачі даних. З розвитком волоконно-оптичних мереж останні почали витісняти супутниковий зв'язок із ринку магістрального зв'язку.

• Системи VSAT: системи VSAT (Very Small Aperture Terminal - термінал з дуже маленькою апертурою антени) надають послуги супутникового зв'язку клієнтам (як правило, невеликим організаціям), яким не потрібна висока пропускна здатність каналу. Швидкість передачі для VSAT-терміналу зазвичай не перевищує 2048 кбіт/с. Слова «дуже маленька апертура» відносяться до розмірів антен терміналів у порівнянні з розмірами старіших антен магістральних систем зв'язку. VSAT-термінали, що працюють в C-діапазоні, зазвичай використовують антени діаметром 1,8-2,4 м, Ku-діапазоні - 0,75-1,8 м. У системах VSAT застосовується технологія надання каналів на вимогу.

• Системи рухомого супутникового зв'язку: особливістю більшості систем рухомого супутникового зв'язку є невеликий розмір антени терміналу, що ускладнює прийом сигналу.

4.1.Принципи організації супутникового зв'язку VSAT:

4.2.Принципи організації рухомого супутникового зв'язку:

Для того щоб потужність сигналу, що досягає мобільного супутникового приймача, була достатньою, застосовують одне з двох рішень:

• Супутники розміщуються на геостаціонарній орбіті. Оскільки ця орбіта віддалена від Землі на відстань 35 786 км, на супутник потрібно встановити потужний передавач.
• Багато супутників розташовується на похилих або полярних орбітах. При цьому необхідна потужність передавача не така висока, і вартість виведення супутника на орбіту нижче. Однак такий підхід вимагає не лише великої кількості супутників, але й розгалуженої мережі наземних комутаторів.

• Обладнання клієнта (мобільні супутникові термінали, супутникові телефони) взаємодіє із зовнішнім світом або один з одним за допомогою супутника-ретранслятора та станцій сполучення оператора послуг мобільного супутникового зв'язку, що забезпечують підключення до зовнішніх наземних каналів зв'язку (телефонної мережі загального користування, мережі інтернет та ін.)

5. Технології, що використовуються в супутниковому зв'язку

М багаторазове використання частот у супутниковому зв'язку.Оскільки радіочастоти є обмеженим ресурсом, необхідно забезпечити можливість використання одних і тих самих частот різними земними станціями. Зробити це можна двома способами:

• просторовий поділ - кожна антена супутника приймає сигнал лише з певного району, причому різні райони можуть використовувати одні й самі частоти.

• поляризаційний поділ - різні антени приймають і передають сигнал у взаємно перпендикулярних площинах поляризації, при цьому ті самі частоти можуть застосовуватися два рази (для кожної з площин).

Ч астотні діапазони.

Вибір частоти передачі даних від земної станції до супутника і від супутника до земної станції перестав бути довільним. Від частоти залежить, наприклад, поглинання радіохвиль в атмосфері, а також необхідні розміри передавальної та приймальної антен. Частоти, у яких відбувається передача від земної станції до супутника, від частот, використовуваних передачі від супутника до земної станції (зазвичай, перші вище). Частоти, що використовуються у супутниковому зв'язку, поділяють на діапазони, що позначаються літерами:

Ku-діапазон дозволяє робити прийом порівняно невеликими антенами, і тому використовується в супутниковому телебаченні (DVB), незважаючи на те, що в цьому діапазоні погодні умови істотно впливають на якість передачі. Для передачі даних великими користувачами (організаціями) часто використовується C-діапазон. Це забезпечує більш високу якість прийому, але вимагає чималих розмірів антени.

М одуляція та завадостійке кодування

Особливістю супутникових систем зв'язку є необхідність працювати в умовах порівняно низького відношення сигнал/шум, спричиненого декількома факторами:

• значною віддаленістю приймача від передавача,
• обмеженою потужністю супутника

Супутниковий зв'язок погано підходить передачі аналогових сигналів. Тому передачі мови її попередньо оцифровують, використовуючи імпульсно-кодову модуляцію.
Для передачі цифрових даних супутниковому каналу зв'язку вони повинні бути спочатку перетворені на радіосигнал, що займає певний частотний діапазон. І тому застосовується модуляція (цифрова модуляція називається також маніпуляцією).

Через низьку потужність сигналу виникає потреба в системах виправлення помилок. Для цього застосовуються різні схеми завадостійкого кодування, найчастіше різні варіанти згорткових кодів, а також турбо-коди.

6. Історія створення супутникових систем зв'язку

Ідея створення Землі глобальних систем супутникового зв'язку було висунуто 1945 р. Артуром Кларком, що став згодом знаменитим письменником-фантастом Реалізація цієї ідеї стала можливою лише через 12 років після того, як з'явилися балістичні ракети, за допомогою яких 4 жовтня 1957 р.на орбіту було запущено перший штучний супутник Землі (ІСЗ). Для контролю за польотом ШСЗ на ньому було поміщено маленький радіопередавач - маяк, що працює в діапазоні 27 МГц. Через кілька років 12 квітня 1961 р. вперше у світі на радянському космічному кораблі "Схід" Ю.О. Гагарін здійснив історичний обліт Землі. При цьому космонавт мав регулярний зв'язок із Землею по радіо. Так розпочалася систематична робота з вивчення та використання космічного простору для вирішення різних мирних завдань.

Створення космічної техніки уможливило розвиток дуже ефективних систем далекого радіозв'язку та мовлення. У США розпочалися інтенсивні роботи зі створення зв'язкових супутників. Такі роботи почали розгортатися і нашій країні. Її величезна територія і слабке розвиток зв'язку, особливо у малонаселених східних районах, де створення мереж зв'язку з допомогою інших технічних засобів (РРЛ, кабельні лінії та інших.) пов'язані з великими витратами, робило цей вид зв'язку дуже перспективним.

Біля джерел створення вітчизняних супутникових радіосистем стояли видатні вітчизняні вчені та інженери, які очолювали великі наукові центри: М.Ф. Решетнєв, М.Р. Капланів, Н.І. Калашніков, Л.Я. Кантор

Основні завдання, що ставляться перед вченими, полягали у наступному:

Розробка супутникових ретрансляторів телевізійного мовлення та зв'язку ("Екран", "Райдуга", "Галс"), з 1969 р. супутникові ретранслятори розроблялися в окремій лабораторії, очолюваній М.В. Бродським ;

Створення системних проектів побудови супутникового зв'язку та мовлення;

Розробка апаратури земних станцій (ЗС) супутникового зв'язку: модульаторів, порогознижуючих демодуляторів ЧС (частотної модуляції) сигналів, приймальних та передавальних пристроїв та ін;

Проведення комплексних робіт з оснащення обладнанням станцій супутникового зв'язку та мовлення;

Розробка теорії стежать ЧС демодуляторів зі зниженим шумовим порогом, методів багатостанційного доступу, методів модуляції та завадостійкого кодування;

Розробка нормативно-технічної документації на канали, тракти телевізійного та зв'язкового обладнання супутникових систем;

Розробка систем управління та контролю ЗС та мережами супутникового зв'язку та мовлення.

Фахівцями НДІР було створено багато національних супутникових систем зв'язку та мовлення, що перебувають в експлуатації і досі. Прийомно-передавальне наземне та бортове обладнання цих систем також було розроблено в НДІР. Крім обладнання фахівці інституту запропонували методики проектування як самих супутникових систем, і окремих, які входять до їх складу пристроїв. Досвід проектування супутникових систем зв'язку фахівців НДІР відображено у численних наукових публікаціях та монографіях.

6.1. Перші супутникові лінії зв'язку та мовлення через ШСЗ "Блискавка-1"

Перші експерименти з супутникового зв'язку шляхом відображення радіохвиль від американського відбиваючого супутника "Ехо" і Місяця, що використовуються як пасивні ретранслятори, проводилися фахівцями НДІР 1964 р. Радіотелескопом в обсерваторії у селищі Зименки Горьківської області було прийнято телеграфні повідомлення та простий малюнок з англійської обсерваторії "Джодрелл Бенк".

Цей експеримент довів можливість успішного використання космічних об'єктів для організації зв'язку Землі.

У лабораторії супутникового зв'язку було підготовлено кілька системних проектів, а потім вона взяла участь у розробці першої вітчизняної системи супутникового зв'язку "Блискавка-1" діапазон частот нижче 1 ГГц.Головною організацією створення цієї системи був Московський науково-дослідний інститут радіозв'язку (МНДІРС). Головним конструктором системи "Блискавка-1" є М.Р. Капланов- заступник керівника МНДІРС.

У 60-ті роки в НДІР велася розробка приймально-передавального комплексу тропосферної радіорелейної системи "Горизонт", що також працює в діапазоні частот нижче 1 ГГц. Цей комплекс був модифікований і створена апаратура, названа "Горизонт-К", використовувалася для оснащення першої супутникової лінії зв'язку "Блискавка-1", що зв'язала Москву та Владивосток. Ця лінія призначалася передачі ТВ-програми чи групового спектра 60 телефонних каналів. За участю фахівців НДІР у цих містах було обладнано дві земні станції (ЗС). У МНДІРС було розроблено бортовий ретранслятор першого штучного супутника зв'язку "Блискавка-1", успішний запуск якого відбувся 23 квітня 1965 р. Він був виведений на високоеліптичну орбіту з періодом звернення навколо Землі 12 год. Така орбіта була зручна обслуговування території СРСР, розташованої у північних широтах, оскільки протягом восьми годин кожному витку ШСЗ було видно з будь-якої точки країни. Крім того, запуск на таку орбіту з нашої території здійснюється із меншими витратами енергії, ніж на геостаціонарну. Орбіта ШСЗ "Блискавка-1" зберегла своє значення і досі використовується, незважаючи на переважний розвиток геостаціонарних ШСЗ.

6.2. Перша у світі супутникова система "Орбіта" для розподілу ТВ-програм

Після завершення досліджень технічних можливостей ШСЗ "Блискавка-1" фахівцями НДІР Н.В. Тализіним та Л.Я. Канторомбуло запропоновано вирішити проблему подачі ТВ-програм центрального телебачення до східних районів країни шляхом створення першої у світі системи супутникового мовлення "Орбіта" діапазон 1 ГГц на базі апаратури "Горизонт-К".

У 1965-1967 рр.у рекордно короткі терміни у східних районах нашої країни було одночасно споруджено та введено в дію 20 земних станцій "Орбіта" та нова центральна передавальна станція "Резерв". Система "Орбіта" стала першою у світі циркулярною, телевізійною, розподільною супутниковою системою, у якій найефективніше використані можливості супутникового зв'язку.

Слід зазначити, що діапазон, в якому працювала нова система "Орбіта" 800-1000 МГц, не відповідав тому, що був розподілений відповідно до Регламенту радіозв'язку для фіксованої супутникової служби. Робота з переведення системи "Орбіта" до С-діапазону 6/4 ГГц була виконана фахівцями НДІР у період 1970-1972 рр. Станція, що функціонує в новому діапазоні частот, одержала назву "Орбіта-2". Для неї було створено повний комплекс апаратури для роботи в міжнародному діапазоні частот – на ділянці Земля-Космос – у діапазоні 6 ГГц, на ділянці Космос-Земля – у діапазоні 4 ГГц. Під керівництвом В.М. Цирлінабула розроблена система наведення та автосупроводу антен з програмним пристроєм. У цій системі використовувалися екстремальний автомат та метод конічного сканування.

Станції "Орбіта-2" почали впроваджуватись з 1972 р., а до кінця 1986 р. їх було побудовано близько 100. Багато хто з них і в даний час є діючими приймально-передавальними станціями.

Надалі для роботи мережі "Орбіта-2" було створено та виведено на орбіту перший радянський геостаціонарний ШСЗ "Райдуга", багатоствольний бортовий ретранслятор якого створювався в НДІР (керівник роботи А.Д. Фортушенко та її учасники М.В. Бродський, А.А. І. Островський, Ю. М. Фомін та ін.) При цьому були створені та освоєні технологія виготовлення та методи наземної обробки космічних виробів.

Для системи "Орбіта-2" були розроблені нові передавальні пристрої "Градієнт" (І.Е. Мач, М.З. Цейтлін та ін), а також параметричні підсилювачі (А.В. Соколов, Е.Л. Ратбіль, BC Санін, В.М. Крилов) та пристрої прийому сигналів (В.І. Дьячков, В.М. Доро феєв, Ю.А. Афанасьєв, В.А. Полухін та ін.).

6.3. Перша у світі система безпосереднього ТВ-мовлення "Екран"

Широкий розвиток системи "Орбіта" як засобу подачі ТВ-програм наприкінці 70-х років став економічно невиправданим через велику вартість ЗС, що робить недоцільною її установку в пункті з населенням менше 100-200 тис. осіб. Більш ефективною виявилася система "Екран", що працює в діапазоні частот нижче 1 ГГц і має велику потужність передавача бортового ретранслятора (до 300 Вт). Метою створення цієї системи було охоплення ТВ-мовленням малонаселених пунктів у районах Сибіру, ​​Крайньої Півночі та частини Далекого Сходу. Для її реалізації були виділені частоти 714 та 754 МГц, на яких було можливо створити досить прості та дешеві приймальні пристрої. Система "Екран" стала фактично першою у світі системою безпосереднього супутникового мовлення.

Прийомні установки цієї системи мали бути рентабельними як обслуговування невеликих населених пунктів, так індивідуального прийому ТВ-программ.

Перший супутник системи "Екран" було запущено 26 жовтня 1976 р . на геостаціонарну орбіту в точку 99 ° с.д. Дещо пізніше в Красноярську були випущені станції колективного прийому "Екран-КР-1" та "Екран-КР-10" з потужністю вихідного телевізійного передавача 1 і 10 Вт. Земна станція, що передає сигнали на ШСЗ "Екран", мала антену з діаметром дзеркала 12 м, вона була обладнана передавачем "Градієнт" потужністю 5 кВт, що працює в діапазоні 6 ГГц. Прийомні установки цієї системи, розроблені фахівцями НДІР, були найпростішими та найдешевшими приймальними станціями з усіх, реалізованих у ті роки. До кінця 1987 число встановлених станцій "Екран" досягло 4500 шт.

6.4.Системи розподілу ТВ-програм "Москва" та "Москва-Глобальна"

Подальший прогрес у розвитку систем супутникового ТВ-вещания нашій країні пов'язані з створенням системи " Москва " , у якій технічно застарілі ЗС системи " Орбіта, було замінено малі ЗС. Розробка малих ЗС почалася 1974 р.за ініціативою Н.В. Тализіна та Л.Я. Кантор.

Для системи "Москва" на ШСЗ "Горизонт" було передбачено стовбур підвищеної потужності, що працює в діапазоні 4 ГГц на вузькоспрямовану антену. Енергетичні співвідношення в системі були обрані таким чином, що забезпечували застосування на приймальні ЗС невеликої параболічної антени з діаметром дзеркала 2,5 м без автоматичного наведення. Принциповою особливістю системи "Москва" було суворе дотримання норм на спектральну щільність потоку потужності біля поверхні Землі, встановлених Регламентом для зв'язку для систем фіксованої служби.. Це дозволяло використовувати цю систему для телебачення на всій території СРСР. Система забезпечувала прийом із високою якістю центральної ТВ-програми та програми радіомовлення. Згодом у системі було створено ще один канал, призначений передачі газетних шпальт.

Ці станції набули також широкого поширення у вітчизняних установах, розташованих за кордоном (у Європі, на півночі Африки та низці інших територій), що дало можливість нашим громадянам за кордоном приймати вітчизняні програми. При створенні системи "Москва" було використано ряд винаходів та оригінальних рішень, що дозволили удосконалити як побудову самої системи, так і її апаратурні комплекси. Ця система послужила прототипом для багатьох супутникових систем, створених пізніше у США та Західній Європі, у яких для подачі програм ТБ на ЗС малого розміру та помірної вартості використовувалися ШСЗ середньої потужності, що працюють у діапазоні фіксованої супутникової служби.

Протягом 1986-1988 років.була проведена розробка спеціальної системи "Москва-Глобальна" з малими ЗС, призначеною для подачі центральних ТВ-програм у вітчизняні представництва за кордоном, а також передачі невеликого обсягу дискретної інформації. Ця система також перебуває в експлуатації. У ній передбачено організацію одного ТВ-каналу, трьох каналів для передачі дискретної інформації зі швидкістю 4800 біт/с та двох каналів зі швидкістю 2400 біт/с. Канали передачі дискретної інформації використовувалися на користь Комітету з телебачення та радіомовлення, ТАРС та АПН (Агентство політичних новин). Для охоплення практично всієї території Земної кулі у ній використовуються два супутники, розташовані на геостаціонарній орбіті на 11° з.д. і 96 ° с.д. Приймальні станції мають дзеркало діаметром 4 м, апаратура може розташовуватися як у спеціальному контейнері, і у приміщенні.

6.5. Система супутникового ТВ-мовлення в діапазоні 12 ГГц

З 1976 р. в НДІР почалися роботи зі створення принципово нової в ті роки системи супутникового телебачення у виділеному за міжнародним планом для такого супутникового ТВ-мовлення діапазоні частот 12 ГГц (СТВ-12), яка не мала б обмежень щодо випромінюваної потужності, властивих системам "Екран" та "Москва" і могла б забезпечити охоплення всієї території нашої країни багатопрограмним ТВ-мовленням, а також обмін програмами та вирішення проблеми республіканського мовлення. У створенні цієї системи НДІР був головною організацією.

Фахівці інституту провели дослідження, що визначили оптимальні параметри даної системи, та розробили багатоствольні бортові ретранслятори та обладнання передавальної та приймальної ЗС. На першому етапі розвитку цієї системи використовувався вітчизняний супутник "Галс", сигнали передавалися в аналоговому вигляді, використовувалося імпортне приймальне обладнання. Пізніше було здійснено перехід на цифрове устаткування з урахуванням іноземного супутника, і навіть передавального і приймального устаткування.

6.6. Створення системи "Інтерсупутник"

У 1967 р.почався розвиток міжнародного співробітництва соціалістичних країн у галузі супутникового зв'язку. Метою його було створення міжнародноїсупутникової системи "Інтерсупутник", призначеної для задоволення потреб Болгарії, Угорщини, Німеччини, Монголії, Польщі, Румунії, СРСР та Чехословаччини у телефонному зв'язку, передачі даних та обміні ТВ-програмами . У 1969 р.були розроблені проект цієї системи, юридичні основи організації "Інтерсупутник", а 1971 р.підписано угоду про її створення.

Система "Інтерсупутник" стала другою у світі між народною системою супутникового зв'язку (після системи "Інтелсат"). Фахівці НДІР розробили проекти ЗС, які за сприяння СРСР були збудовані в багатьох країнах соціалістичної співдружності. Перша ЗС там була створена Кубі, а друга - у Чехословаччині. Усього НДІР поставив за кордон більше десяти ЗС для прийому програм ТБ, ЗВ та спеціального призначення.

Спочатку в "Інтерсупутнику" використовувався ШСЗ типу "Блискавка-3" на високоеліптичній орбіті, а з 1978 - два багатоствольних геостаціонарних супутника типу "Горизонт" з точками стояння 14 ° з.д. і 53 ° (а потім 80 °) с.д. На ЗС спочатку було встановлено передавач "Градієнт-К" та приймальний комплекс "Орбіта-2".

Усі системні та технічні рішення щодо створення системи "Інтерсупутник", а також апаратура ЗС створювалися фахівцями НДІР спільно з дослідним заводом НДІР "Промзв'язок радіо" та організаціями-співвиконавцями. Система "Інтерсупутник" знаходиться в експлуатації і сьогодні, орендуючи стволи космічного угруповання РФ, а також використовуючи свій геостаціонарний супутник LMI-1, що знаходиться на позиції 75 ° с.д. Роботи проводилися в кооперації з ВО "Іскра" (Красноярськ), Московським та Подільським радіотехнічними заводами.

Керівником робіт був С.В. Бородич .

6.7. Створення супутникової лінії урядового зв'язку

У 1972 р. було укладено міжурядову угоду між СРСР та США про створення прямої лінії урядового зв'язку (ЛПС) між главами держав на випадок надзвичайних обставин. Виконання цієї важливої ​​урядової угоди було доручено спеціалістам НДІР. Головним конструктором розробки ЛПС став В.Л. Биків, а відповідальними виконавцями - І.А. Ястребцов, О.М. Воробйов.

На території СРСР було створено дві ЗС: одну (у Дубні під Москвою), другу (у Золочеві під Львовом). Введення ЛПС в експлуатацію відбулося 1975 р. Вона діє через ЗС "Дубна" досі. Це був перший досвід роботи зі створення вітчизняними спеціалістами супутникової лінії у міжнародній системі "Інтелсат".

6.8. У підсумку…

У 1960-1980 рр. фахівці НДІР вирішували дуже важливі для нашої держави та складні у технічному відношенні проблеми створення національних систем супутникового зв'язку та мовлення.

· Були створені системи розподілу ТВ-програм на широкій території нашої країни, у тому числі - безпосереднього супутникового телемовлення. Багато систем, створені в НДІР, були першими у світі: "Орбіта", "Екран", "Москва" та ін. Обладнання наземної частини цих систем, а також бортове обладнання - також розробка НДІР, воно вироблялося вітчизняною промисловістю.

· Супутникові системи зв'язку та мовлення дозволили задовольнити потреби десятків мільйонів громадян нашої країни, особливо тих, хто проживав у малонаселених районах Західного Сибіру та Далекого Сходу. Зі створенням супутникових систем у цих регіонах у громадян уперше з'явилася можливість приймати програми центрального телебачення у реальному часі.

· Впровадження супутникових систем мало виключно важливе значення для економічного та соціального розвитку як важкодоступних регіонів Сибіру та Далекого Сходу, так і всієї країни.

· Населення Сахаліну, Камчатки, Хабаровського краю та багатьох інших віддалених територій отримало доступ до телефонної мережі загального користування.

· Вчені НДІР виконали оригінальні наукові дослідження, спрямовані на створення методик розрахунку різноманітних пристроїв, що застосовуються в системах супутникового зв'язку. Ними також було створено методології проектування систем супутникового зв'язку та написано низку фундаментальних монографій та наукових статей з проблем супутникового зв'язку.

Висновок

Сучасні організації характеризуються великим обсягом різної інформації, в основному електронної та телекомунікаційної, яка проходить через них щодня. Тому важливо мати високоякісний вихід на комутаційні вузли, які забезпечують вихід на всі важливі комунікаційні лінії. У Росії її, де відстані між населеними пунктами величезне, а якість наземних ліній залишає бажати кращого, оптимальним вирішенням цього питання застосування систем супутникового зв'язку (ССС).

Спочатку ССС використовувалися передачі ТВ-сигналу. Наша країна характеризується великою територією, яку необхідно охопити засобами комунікації. Зробити це стало простіше після появи супутникового зв'язку, зокрема системи Орбіта-2. З'явилися супутникові телефони, головною перевагою яких є незалежність від наявності будь-яких місцевих телефонних мереж. Якісний телефонний зв'язок доступний практично з будь-якої точки земної кулі.

У рамках президентської програми «Універсальна послуга зв'язку» у кожному населеному пункті були встановлені телефони, в особливо віддалених районах були використані саме супутникові телефони.

Відповідно до федеральної цільової програми "Розвиток телерадіомовлення в Російській Федерації на 2009-2015 роки" відбувається впровадження цифрового мовлення в Росії. Програма повністю профінансована, зокрема кошти підуть і створення багатофункціональних супутників.

Істотною перевагою супутникових систем зв'язку порівняно з пейджингової та стільникової є відсутність обмежень щодо прив'язки до конкретної місцевості Землі.

Супутникові системи зв'язку залежно від послуг можна поділити на такі класи.

1. Системи пакетної передачі данихпризначені передачі у цифровому вигляді будь-яких даних (телексних, факсимільних повідомлень, комп'ютерних). Швидкість пакетної передачі в космічних системах зв'язку становить від одиниць до сотень кілобайт на секунду. У цих системах не висуваються жорсткі вимоги до оперативності доставки повідомлень. Наприклад, в режимі «електронна пошта» інформація, що надійшла, запам'ятовується бортовим комп'ютером і доставляється кореспондентові в певний час доби.

2. Системи мовної (радіотелефонної)супутникового зв'язку використовують цифрову передачу повідомлень відповідно до міжнародних стандартів: затримка сигналу на трасі розповсюдження не повинна перевищувати 0,3 с, обслуговування абонентів має бути безперервним і відбуватися в реальному масштабі часу, а переговори під час сеансу зв'язку не повинні перериватися.

3. Системи визначення місцезнаходження (координат)споживачів, таких як автотранспортні, авіа- та морські засоби.

У найближчому майбутньому системи супутникового зв'язку мають доповнити системи стільникового зв'язку там, де останні неможливі чи недостатньо ефективні під час передачі інформації, наприклад: у морських акваторіях, у районах із малою щільністю населення, соціальній та місцях розривів наземної інфраструктури телекомунікацій.

Структура системи супутникового зв'язку включає наступні складові (рис. 8.11):

Космічний сегмент, що складається з кількох супутників-ретрансляторів;

Наземний сегмент, що містить центр управління системою, центр запуску космічного апарату (КА), командно-вимірювальні станції, центр управління зв'язком та шлюзові станції;

Користувальницький (абонентський) сегмент, що здійснює зв'язок за допомогою персональних супутникових терміналів;

Наземні мережі зв'язку, з якими через інтерфейс сполучаються шлюзові станції космічного зв'язку.

Мал. 8.11.Структура супутникових систем індивідуального зв'язку.

Космічний сегментє кілька супутників-ретрансляторів, розміщених рівномірно на певних орбітах і утворюють космічне угруповання.

Космічний апарат зв'язкумістить: центральний процесор, радіоелектронне обладнання, антенні системи, системи орієнтації та стабілізації положення КА у просторі, рухову установку та систему електроживлення.

Супутник у системі низькоорбітального зв'язку знаходиться на висоті близько 1000 км. і рухається зі швидкістю близько 7 км/с. Час, протягом якого його можна спостерігати з певної точки Землі (час видимості), не перевищує 14 хв. Після цього супутник «іде» за лінію горизонту.

Для підтримки безперервного зв'язку (наприклад, під час телефонної розмови) необхідно, щоб у той момент, коли перший супутник залишає зону обслуговування, його замінював другий, а потім третій. Це схоже на стільниковий телефонний зв'язок, де роль базових станцій виконують супутники.

Для забезпечення зв'язком абонентів у зоні видимості одного КА, а й у всій території Землі сусідні супутники повинні зв'язуватися між собою, передаючи одне одному інформацію.

Для надійного охоплення всієї території Землі необхідно мати велику кількість супутників: у проекті супутникової системи зв'язку Teledesic передбачається використання майже тисячі супутників. Необхідна кількість супутників зменшується зі збільшенням висоти орбіти, оскільки збільшується зона видимості. Завдяки цьому знижується вартість орбітального угруповання та послуг зв'язку. Але при цьому через збільшення дальності зв'язку неминуче ускладнюються та подорожчають персональні супутникові термінали. Таким чином, кількість супутників в орбітальному угрупованні є результатом компромісу між вартістю та бажаним обсягом послуг зв'язку, з одного боку, та простотою персонального супутникового терміналу – з іншого.

Системи супутникового зв'язку "Горизонт" і "Експрес" в даний час забезпечують телефонний зв'язок, телевізійне та звукове мовлення, передачу потоків інформації в багатьох регіонах Росії, а також у зарубіжних країнах. Система «Горизонт» з вісьмома космічними апаратами на орбіті з 1979 р. і по сьогодні є основною складовою мережі супутникового зв'язку Росії. На базі КА "Горизонт" створено низку незалежних мереж: "Інтерсупутник", "Орбіта", "Москва", "Москва-Глобальна".

Одним із напрямів розвитку супутникового зв'язку у 1990-х рр. сталі системи на базі низькоорбітальних КАз висотою орбіти 700–1500 км. Низькоорбітальні системи відрізняються можливістю використання порівняно недорогих супутникових малогабаритних терміналів і дозволяють забезпечити безперебійний зв'язок з терміналами, розміщеними в будь-якій точці Землі, але особливо ефективні при організації зв'язку в регіонах зі слаборозвиненою інфраструктурою.

До низькоорбітальних систем належить система супутникового зв'язку Indium, створена за співпраці Японії, навіть Росії. У проекті, що розробляється, спочатку передбачалося використання 77 супутників (саме тому проект отримав таку назву: іридіум у таблиці Менделєєва є 77 елементом). До складу орбітального угруповання низькоорбітальної глобальної системи супутникового зв'язку Globalstar входять 48 супутників-ретрансляторів, розміщених на восьми кругових орбітах (шість супутників на кожній).

До систем середньоорбітального супутникового зв'язкувідносяться системи на базі КА, висота орбіт яких знаходиться в межах 5-15 тис. км. За таких орбіт час видимості одного супутника-ретранслятора доходить до декількох годин, що дозволяє зменшити число супутників до 10-12. Серед середньоорбітальних систем зв'язку найбільш відомі Inmarsat, ISO і Odyssey, створені різними міжнародними організаціями та концернами.

Системи зв'язку з використанням стаціонарних супутниківпередбачають «зависання» супутника над наперед обраними точками Землі. Таке «зависання» забезпечується висотою орбіти 35875 км, на якій швидкість переміщення КА збігається зі швидкістю обертання Землі. До переваг систем зв'язку з використанням геостаціонарних супутників можна віднести відсутність перерв зв'язку, охоплення зв'язком 95% поверхні Землі системою трьох геостаціонарних супутників. Наприклад, система «Банкір», що використовує космічний сегмент із трьох геостаціонарних супутників зв'язку «Купон», призначена для оперативного обміну інформацією в російській банківській та фінансовій системах з виходом на банківські системи ближнього та далекого зарубіжжя. Система геостаціонарного супутникового зв'язку «Ямал» - результат співробітництва Росії та США у галузі створення та експлуатації систем супутникового зв'язку - складається з двох малих КА «Ямал» і призначена для розвитку телекомунікаційних мереж у північних районах Росії, багатих на поклади нафти і газу.

Усі системи глобального супутникового зв'язку пропонують наступний набір послуг:

Передача мови;

Надсилання факсимільних повідомлень;

Передача даних;

Персональний радіовиклик (пейджинг);

Визначення розташування абонента;

Світовий роумінг.

Для організації персонального супутникового зв'язку застосовуються переносні персональні супутникові термінали(масою близько 700 г) та мобільні термінали (масою близько 2,5 кг). Дані термінали здатні встановлювати зв'язок між абонентами за 2, як і в системі стільникового зв'язку.

Промислові зразки супутникових терміналів менш численні, як радіотелефони, і перебувають у стадії постійного вдосконалення.

Наприклад, супутниковий телефон системи Iridium є малогабаритною конструкцією з вбудованою антеною і масою кілька сотень грам. Сполучення супутникового телефону з мережами стільникового зв'язку забезпечує додатковий пристрій – SIM-картка.

Контрольні питання

1. У чому полягає принцип дії пейджингового зв'язку?

2. Які бувають типи пейджерів та які сервісні можливості пейджингового зв'язку?

3. Чому рухомий радіотелефонний зв'язок називають «стільниковим зв'язком»?

4. За яким алгоритмом функціонує система стільникового зв'язку?

5. Які бувають види роумінгу?

6. Що включає структура супутникових систем ПС?

7. У чому переваги та недоліки низькоорбітальних систем супутникового зв'язку?

8. Які високоорбітальні системи супутникового зв'язку діють у Росії?

Список літератури

1. Айден К., Колесниченко О. та ін. Апаратні засоби PC. 2-ге вид., перероб. та дод. СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 1998.
2. Айден К., Фібельман X. Драмер М. Апаратні засоби IBM PC. СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 1996.
3. Бордовський Г. А. Інформатика у поняттях та термінах. М: Просвітництво, 1991.
4. Борзенко А. та ін. Мультимедіа для всіх. М: Комп'ютер Прес, 1996.
5. Гребенюк О.І. Технічні засоби інформатизації: Підручник для сред. Проф. Освіти/Є.І. Гребенюк, Н.О. Гребенюк.-2-е вид., стер. - М: Видавничий центр «Академія», 2005.
6. Гудмен Дж. Секрети твердого диска. - Київ: "Діалектика", 1994. - 256 с.
7. Гук. М. Апаратні засоби IBM PC. Енциклопедія. - СПб: Пітер Ком, 1999. - 816 с.
8. Гук М. Апаратні засоби ЛОМ. Енциклопедія. - СПб: Пітер Ком, 2000. - 840 с.
9. Жаров А. Залізо IBM 2002. М: МікроАрт, 2002
10. Інформатики. Базовий курс/під ред. С.В. Симановича - СПб: Вид-во "Пітер", 2000. - 640 с.
11. Інформатики. Задачник-практикум в 2т. / За ред. Семакіна І.Г., Хеннера Е.КЖ Том.1.-М: Лабораторія базових знань, 2001.
12. Інформатики. Задачник-практикум в 2т. / За ред. Семакіна І.Г., Хеннера Е.КЖ Том.2.-М: Лабораторія базових знань, 2001.
13. Колесниченко О., Шишигін І. Апаратні засоби РС. 4-е видання. СПб, 2002.-1024 с.
14. Макарова Н.В Інформатика. - М.: Фінанси та статистика, 2001.
15. Максимов Н. В., Попов І. І. Комп'ютерні мережі: Навч. посібник. М: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003.
16. Максимов Н. В., Патирка Т.Л., Попов І. І. Архітектура ЕОМ та обчислювальних систем: Навч. посібник. М: ФОРУМ: ІНФРА-М, 2005.
17. Могильов А.В, Пак Н.І, Хеннер О.К. Інформатики. - М.: ACADEMA, 2000.
18. Нанс Б. Комп'ютерні мережі. - М.: Біном, 1996.
19. Нортон П. Програмно-апаратна організація IBM PC. - М.: Радіо і зв'язок, 1991. - 328 с.
20. Нортон П., Сандлер К., Батпей Т. Персональний комп'ютер зсередини. М: Біном, 1995.
21. Оліфер В. Г. Оліфер Н. А. Комп'ютерні мережі Принципи, технології, протоколи. СПб: Видавництво Пітер, 2000.
22. Партика Т. Л., Попов І. І. Операційні системи, середовища та оболонки. М: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003.
23. Пирогов В.Ю. ASSEMBLER Навчальний курс. - М.: Нолідж, 2001. - 848 с.
24. П'ятибратов О.П., Гудино Л.П., Кіріченко О.О. Обчислювальні системи, мережі та телекомунікації. - М.: Фінанси та статистика, 1998.
25. Скотт Мюллер. Модернізація та ремонт персональних комп'ютерів. М: Біном, 1997.
26. Смірнов Ю. П. Історія обчислювальної техніки: Становлення та розвиток: Навч. посібник. Вид-во Чуваш, ун-ту, 1994.
27. Солом'янчук В.Г. Апаратні засоби персональних комп'ютерів - СПб.: БХВ-Петербург, 2003.
28. Угрінович Н.Д. Інформатика та інформаційні технології: Навч. Допомога для 10-11 класів. Поглиблений курс.-М: Лабораторія Базових Знань, 2000.
29. Фігурнов В. Е. IBM PC для користувача. М: ІНФРА-М, 1995.
30. Фролов А. В. Фролов Г. В. Локальні мережі персональних комп'ютерів. Монтаж мережі, встановлення програмного забезпечення. Т. 7. М: Діалог-Міфі, 1994.
31. Шаригін М.Є. Сканери та цифрові камери / За ред. О.В. Колесніченко, І.В. Шишигіна.-СПб.: BHV-Петербург: Арліт, 2000.
32. Юров В. ASSEMBLER Підручник. - СПб.: Пітер, 2000.

Космічний або супутниковий зв'язок по суті є різновидом радіорелейного (тропосферного) зв'язку та відрізняється тим, що його ретранслятори знаходяться не на поверхні Землі, а на супутниках у космічному просторі.

Вперше ідею супутникового зв'язку представив 1945 року англієць Артур Кларк. У радіотехнічному журналі він опублікував статтю про перспективи ракет, подібних до «Фау-2», для запуску супутників Землі в наукових та практичних цілях. Знаменний останній абзац цієї статті: «Штучний супутник на певній відстані від Землі здійснюватиме один оборот за 24 год. Він залишатиметься нерухомим над певним місцем і в межах оптичної видимості майже з половини земної поверхні. Три ретранслятори, розміщені на правильно обраній орбіті з кутовим рознесенням на 120°, зможуть покрити телебаченням та УКХ радіомовленням всю планету; я боюся, що ті, хто планує повоєнні роботи, не визнають цю справу простою, але я вважаю саме цей шлях остаточним вирішенням проблеми».

4 жовтня 1957 р. у СРСР було здійснено запуск першого у світі штучного супутника Землі, першого космічного об'єкта, сигнали якого приймалися Землі. Цей супутник започаткував космічну еру. Випромінені супутником сигнали використовувалися не тільки для пеленгації, але і для передачі інформації про процеси на супутнику (температура, тиск та ін.). Ця інформація передавалася шляхом зміни тривалості посилок, що випромінюються передавачами (широтно-імпульсна модуляція). 12 квітня 1961 р. у Радянському Союзі вперше в історії людства здійснено політ людини у космічний простір. Космічний корабель "Схід" з льотчиком-космонавтом Ю. А. Гагаріним на борту було виведено на орбіту супутника Землі. Для вимірювання параметрів орбіти корабля-супутника та контролю роботи його бортової апаратури на ньому було встановлено численну вимірювальну та радіотелеметричну апаратуру. Для пеленгації корабля та передачі телеметричної інформації використовувалася радіосистема "Сигнал", що працювала на частоті 19,955 МГц. Двосторонній зв'язок космонавта із Землею забезпечувався радіотелефонною системою, що працювала в діапазонах коротких (19,019 та 20,006 МГц) та ультракоротких (143,625 МГц) хвиль. Телевізійна система здійснювала передачу Землю зображення космонавта, що дозволяло мати візуальний контролю над його станом. Одна з телевізійних камер передавала зображення пілота до анфасу, а інша – збоку.

Досягнення вітчизняної науки у сфері освоєння космічного простору дозволили здійснити передбачення Артура Кларка. Наприкінці 50-х років минулого століття в СРСР і США почали проводитися експериментальні дослідження можливостей використання штучних супутників Землі як радіоретранслятори (активні та пасивні) у наземних системах зв'язку. Теоретичні розробки в галузі енергетичних можливостей ліній супутникового зв'язку дозволили сформулювати тактико-технічні вимоги до пристроїв супутникового ретранслятора та наземних пристроїв, виходячи з реальних характеристик технічних засобів, що існували на той час.

Враховуючи ідентичність підходів, експериментальні дослідження в галузі створення ліній супутникового зв'язку представимо на прикладі США. Перший активний радіоретранслятор "Score" був запущений 18 грудня 1958 на похилу еліптичну орбіту з висотою апогею 1481 км, перигею 177 км. Апаратура супутника складалася з двох приймачів, що працювали на частотах 132.435 та 132.095 МГц. Робота проводилася у режимі уповільненої ретрансляції. Запам'ятовування сигналу, надісланого наземною передавальною станцією, проводилася шляхом запису на магнітну стрічку. Як джерела живлення застосовувалися срібно-цинкові акумулятори ємністю 45 ампер – годину при напрузі 18 вольт. Тривалість зв'язку становила приблизно 4 хв за 1 оборот супутника. Проводилася ретрансляція 1 телефонного або 7 телетайпних каналів. Термін служби супутника дорівнював 34 дням. Супутник згорів на вході в атмосферу 21 січня 1959 року. Другий активний радіоретранслятор «Кур'єр» був запущений 4 жовтня 1960 на похилу еліптичну орбіту з висотою апогею 1270 км і перигею 970 км. Апаратура супутника складалася з 4 приймачів (частота 150 МГц для передачі команд та 1900 МГц для зв'язку), пристрої магнітної пам'яті та джерел живлення – сонячних елементів та хімічних батарей. Як первинне джерело живлення використовувалися кремнієві сонячні елементи в кількості 19 152 штук. Як буферний каскад застосовувалися нікель-кадмієві батареї ємністю 10 ампер - годину при напрузі 28-32 вольта. Тривалість сеансу зв'язку становила 5 хв за оборот супутника. Термін служби супутника становив 1 рік. 10 липня 1962 року на похилу еліптичну орбіту з апогеєм 5600 км та перигеєм 950 км було запущено активний ретранслятор «Телстар», який призначався для активної ретрансляції радіосигналів у реальному масштабі часу. Одночасно він ретранслював або 600 симплексних телефонних каналів, або 12 дуплексних телефонних каналів або один телевізійний канал. У всіх випадках робота провадилася за способом частотної модуляції. Частоти зв'язку: лінії супутник – Земля 4169,72 МГц, лінії Земля – супутник 6389,58 МГц. Тривалість сеансу зв'язку на лінії США – Європа через цей супутник складала близько 2:00 на добу. Якість телевізійних зображень, що передаються, змінювалося від хорошого до відмінного. За проектом передбачався дуже значний термін служби супутника -2 роки, проте після чотирьох місяців успішної роботи відмовила командна лінія. Було встановлено, що причинною відмовою з'явилися поверхневі пошкодження внаслідок дії радіації при проходженні супутником внутрішнього радіаційного поясу.

14 лютого 1963 був запущений перший синхронний супутник системи «Сінком» з параметрами орбіти: висота апогею 37 022 км, висота перигею 34185, період обігу 1426,6 хвилин. Робоча частота лінії Земля – супутник дорівнює 7360 МГц, лінії супутник – Земля 1820 МГц. Як первинне джерело живлення на супутнику використовувалися сонячні елементи в кількості 3840 штук загальною потужністю 28 Вт при напрузі 27,5 вольт. Зв'язок із супутником підтримувався лише 20 077 секунд, після чого спостереження велися астрономічними методами.

23 квітня 1965 р. в СРСР було запущено перший супутник зв'язку «Блискавка-1». Із запуском другого супутника зв'язку «Блискавка-2» 14 жовтня 1965 р. почалася регулярна експлуатація лінії телекомунікації через ШСЗ. Пізніше було створено систему далекого космічного зв'язку «Орбіта». Вона складалася з мережі наземних станцій та штучних супутників Землі «Блискавка», «Райдуга», «Горизонт». Нижче, у розділі 7, буде показано, що модифікації супутників «Горизонт» продовжують функціонувати й у ХХІ столітті. Це говорить про високу надійність вітчизняної техніки порівняно із зарубіжною.

Перші станції супутникового зв'язку були побудовані, випробувані та введені в експлуатацію у підмосковному м. Щелковому та в Уссурійську. Кабельними та релейними лініями зв'язку вони з'єднувалися відповідно з телецентрами та телефонними міжміськими станціями Москви та Владивостока.

Найбільш підходящою для обладнання земних станцій супутникової системи виявилася апаратура тропосферного зв'язку ТР-60/120, у якій, як відомо, використовувалися передавачі великої потужності та високочутливі приймальні пристрої з малошумними параметричними підсилювачами. На її основі розробляється приймально-передавальний комплекс «Горизонт», що встановлюється на наземних станціях першої лінії супутникового зв'язку між Москвою та Владивостоком.

Спеціально були розроблені передавачі для зв'язкової та командно-вимірювальної лінії, параметричні підсилювачі з температурою шуму 120 К для встановлення в підзеркальній кабіні антени, а також нове обладнання, що забезпечує стиковку з місцевими телецентрами та міжміськими телефонними станціями.

У ті роки проектувальники земної станції, боячись впливу потужних передавачів на приймачі, встановлювали їх на різних антенах та в різних будинках (приймальному та передавальному). Однак досвід використання однієї загальної антени для прийому та передачі, отриманий на лініях тропосферного зв'язку, дозволив надалі перенести приймальне обладнання на антену, що значно спростило і здешевило експлуатацію станцій супутникового зв'язку.

У 1967 р. через супутник зв'язку «Блискавка-1» створено розгалужену телевізійну мережу приймальних земних станцій «Орбіта» з центральною станцією, що передає, під Москвою. Це дозволило організувати перші канали зв'язку між Москвою та Далеким Сходом, Сибіром, Середньою Азією, передавати програму Центрального телебачення у віддалені райони нашої Батьківщини та додатково охопити понад 30 млн телеглядачів.

Однак супутники "Блискавка" оберталися навколо Землі по витягнутих еліптичних орбітах. Для стеження ними антени наземних приймальних станцій повинні постійно повертатися. Набагато простіше вирішують це завдання супутники, що обертаються стаціонарною круговою орбітою, яка знаходиться в площині екватора на висоті 36 000 км. Вони роблять один оберт навколо Землі за 24 години і тому здаються наземному спостерігачеві висять нерухомо над однією точкою нашої планети. Трьох таких супутників достатньо для забезпечення зв'язком усієї Землі.

У 80-ті роки минулого століття ефективно функціонували супутники зв'язку «Райдуга» і телевізійні супутники «Екран», що працюють на стаціонарних орбітах. Для прийому їх сигналів не були потрібні складні наземні станції. Телевізійні передачі з таких супутників приймаються прямо на нескладні колективні і навіть індивідуальні антени.

У 1980-ті роки почався розвиток персонального супутникового зв'язку. У зв'язку з цим супутниковий телефон безпосередньо з'єднується з супутником, що знаходиться на навколоземній орбіті. З супутника сигнал надходить на наземну станцію, звідки передається до звичайної телефонної мережі. Число супутників, необхідне стабільного зв'язку у будь-якій точці планети, залежить від радіуса орбіти тієї чи іншої системи супутників.

Основний недолік персонального супутникового зв'язку - його відносна дорожнеча в порівнянні зі стільниковим зв'язком. Крім того, супутникові телефони вбудовуються передавачі великої потужності. Тому вони вважаються небезпечними для здоров'я користувачів.

Найнадійніші супутникові телефони працюють у мережі Інмарсат, створеній понад 20 років тому. Супутникові телефони системи Інмарсат є валізкою з відкидною кришкою розміром з перші портативні комп'ютери. Кришка супутникового телефону за сумісництвом є антеною, яку необхідно повертати у напрямку до супутника (на дисплеї телефону відображається рівень сигналу). Здебільшого такі телефони використовуються на суднах, поїздах чи великовантажних автомобілях. Щоразу, коли необхідно зателефонувати або відповісти на чийсь дзвінок, потрібно буде встановлювати супутниковий телефон на якусь рівну поверхню, розкривати кришку і крутити його, визначаючи напрямок максимального сигналу.

В даний час у загальному балансі зв'язку на супутникові системи поки що припадає приблизно 3% світового трафіку. Але потреби у супутникових лініях продовжують зростати, оскільки за дальності понад 800 км супутникові канали стають економічно вигіднішими проти іншими видами телекомунікації.