Wiadomośći wstępne



Pobieranie 332,73 Kb.
Strona1/4
Data29.12.2017
Rozmiar332,73 Kb.
  1   2   3   4



TELEKOMUNIKACJA SATELITARNA

Wiadomości wstępne

Wykorzystywanie satelitów do telekomunikacji nie jest nowościom. Od 1965 roku, kiedy umieszczono na orbicie pierwszego satelitę telekomunikacyjnego, będącego własnościom firmy Intelsat, minęło dużo czasu. Obecnie spośród krążących nad ziemią 5000 stacji satelitarnych 180 jest przeznaczonych właśnie do celów telekomunikacyjnych. Satelity umieszczone pojedynczo lub grupami od dwóch do kilkunastu, na wysokości 35- 38 tyś nad równikiem, na orbitach geostacjonarnych (w stałych punktach nad ziemią). Są one wykorzystywane do dalekosiężnych usług telekomunikacyjnych, szczególnie połączeń pomiędzy ruchomymi obiektami na lądzie i na morzu. Służą także jako stacje przekaźnikowe prywatnych sieci telekomunikacyjnych oraz dystrybucji sygnałów telewizyjnych kierowanych do naziemnych stacji nadawczych, do telewizyjnych sieci kablowych oraz do anten odbiorczych pojedynczych odbiorników telewizyjnych. Nie nadają się one do realizacji połączeń pomiędzy telefonami kieszonkowymi, z co najmniej dwóch powodów: odległe położenie od powierzchni Ziemi sprawia, że opóźnienie propagacji sygnału jest rzędu 260 ms w obie stron, a ponadto sygnał nadawczy z małej anteny telefonu kieszonkowego jest zbyt słaby, aby był przechwytywany przez obecne anteny satelitów. Nowe systemy satelitarne będą wykorzystywały grupę satelitów krążących niżej - na orbitach niskich ( LEO - Low Earth Orbit ) i średnich ( MEO - Medium Earth Orbit ).


Satelity niskoorbitowe będą umieszczone w odległości 500 do 1500 km nad Ziemią, średnioorbitowe od 5000 do 12000 k. Satelity umieszczane niżej są mniejsze , lżejsze i tańsze, a opóźnienia transmisyjne mniejsze; jednakże im niższa orbita rym więcej satelitów trzeba umieścić na orbicie i tym krótszy jest czas życia grupy satelitów, hamowanych przez resztki atmosfery. W sumie koszty systemów niskoorbitowych i średnioorbitowych - przy podobnej technice realizacji, są zbliżone.
Systemy satelitarne będą cennym uzupełnieniem naziemnych systemów łączności. Gęstość telefonizacji na kuli ziemskiej jest bardzo nie równomierna, średnio kraje europejski i Stany Zjednoczone mają trzydziestokrotnie większą liczbę telefonów na 100 mieszkańców niż gęsto zaludnione kraje, takie jak Chiny, Indie, Pakistan , Filipiny.
Telefonia satelitarna pozwoli na szybkie zbudowanie sieci, w szczególnie w terenach gdzie występują trudności terenowe - pustynie, wysokie góry lub obszary położone na wyspach. W niektórych krajach rozwiniętych, zajmujących duże obszary, gdzie ludność jest rozmieszczona nie równomiernie, np. w Australii, Brazylii, Rosji, zastosowanie satelitów może być tańsze niż prowadzenie długich linii naziemnych w trudnych. Oblicza się, że obecnie na instalacje stacji telefonicznej oczekuje około 30-45 milionów ludzi, a średni czas oczekiwania wynosi 18 miesięcy. Kolejka ta wydłuża się. Zastosowanie systemów satelitarnych powinno skrócić tą gigantyczną kolejkę. Ekspansja telefonii komórkowej jest widoczna: począwszy od 4 mln abonentów w roku 1988 do 125 mln w roku1995 i przewidywanej liczby 350 mln w roku 2001. Jednakże nawet w roku 2001 40-60 mieszkańców naszego globu nie będzie znajdować się w jej zasięgu. Uruchomienie telefonii satelitarnej sprawi, że ponad 95 % ludzi będzie miało potencjale możliwości korzystania z usług telekomunikacyjnych.
Telefonia ta obejmie prawie cały obszar kuli ziemskiej. Gdy abonent telefonii komórkowej podróżuje, to niekiedy, wychodząc poza obszar "swojej" sieci - traci możliwość porozumiewania się z powodu niekompatybilności drugiej sieci lub przerw w obszarach pokrycia polem radiowym. Telefonia satelitarnej może wyeliminować tę niedogodność, tworząc drogi alternatywnych połączeń. Jedynie ta telefonia umożliwi bezpośrednie połączenia za pomocą kieszonkowych telefonów abonentów znajdujących się w ( prawie ) dowolnych miejscach kuli ziemskiej, nawet, gdy niema naziemnych instalacji łączeniowych. Zamiast nich będzie można tworzyć współpracujące z systemem satelitarnym izolowane centra łączności nawet ruchome lub okresowo tworzone w miarę potrzeb, obsługujące obszary odległe od dużych centrów cywilizacyjnych. Stworzy to szansę włączenia do gospodarki tych obszarów, które do tej pory były z nich wyłączone z uwagi na utrudnienia telekomunikacyjne. Telefonia satelitarna ma jednak jedną istotną wadę : jest droga. Koszty utworzenia systemu globalnego szacowane są na około 2,5 do 5 mld $ , nie udźwigną ich nawet wielki korporacje telekomunikacyjne. Tworzone, więc są wielkie konsorcja różnych operatorów i firm działających w telekomunikacji i pracujących dla niej. Powodzenie tych przedsięwzięć będzie można osiągnąć tylko wtedy, gdy telefonia satelitarna będzie tak popularna jak telefonia komórkowa. Przeszkodom w rozbudowie i korzystaniu z telefonii satelitarnej będą obowiązujące w różnych krajach różne regulacje prawne. Lista krajów których operatorzy i przedsiębiorstwa partycypują w telefonii satelitarnej, jest bardzo długa i obejmuje prawie wszystkie kraje członkowski ONZ. Wśród nich można znaleźć Polskę i TP S.A.


KLASYFIKACJA SYSTEMÓW TELEFONII SATELITARNEJ:

Rozwijane projekty systemów satelitarnych:

- systemy globalne, jak Inmarsat, Iridium , Globalstar, Ellipso, ORBCOMM


- systemy regionalne, jak ACeS, Thuraya

Oprócz nich powstają podniebne "infostrady" Teledesic, Skybridge, Celesta, przeznaczone do łączności internetowej.



Systemy globalne: Mają obejmować obszar prawie całej kuli ziemskiej oprócz pasa podbiegunowego. Przy orbitach niskich - na wysokości 800 km 0- do uzyskania takiego pokrycia potrzeba 66 satelitów oraz 6 satelitów rezerwowych ( Iridium ). Przy orbitach wyższych - 1400 km wystarcz tylko 48 satelitów i 4 rezerwowe ( Globalstar ). Natomiast dla orbit średnich MEO - 8000 km 14+2 rezerwowe ( Ellipso ), a dla wyższych 10000 km- 10+2 ( Inmarsat-P ). Na satelity LEO oddziałuje opór rzadkiej na tych wysokościach atmosfery oraz radiacja wewnętrznych pasów Van Allena. Wskutek tego przewiduje się 5 lat krążenia wystrzelonego satelity dla niższych orbit LEO zaś 8 na orbitach wyższych Dla orbit MEO czas ten wynosi 12 lat. Satelity LEO muszą być częściej wymieniane. Jednakże są one lżejsze od satelitów umieszczonych wyżej. Dzięki temu koszt wystrzelenia rakiety z satelitami, który gwałtownie rośnie z ich masą, jest mniejszy dla satelitów na niższych orbitach ( LEO ) niż w porównaniu z orbitami ( MEO )i( GEO ). Opóźnienie propagacji sygnału do satelitów niskoorbitowych wynoszą 10 ms. Jednak to nie wszystko. Do opóźnienia należy dodać czas obróbki sygnału (kompresja mowy, przesuwanie w dziedzinę wysokiej częstotliwości , przetwarzanie )- w sumie dodatkowe 150 ms. Do tego w przypadku rozmowy telefonicznej z osobą znajdującą się na drugiej półkuli należy dodać jeszcze 100 ms - jeżeli satelity mogą się komunikować ze sobą , jak w systemie Iridium. Razem opóźnienie to wynosi od 160 do 260 ms. Identyczne opóźnienia dla satelitów średnioorbitowych, które mają opóźnienia propagacji 100ms, wynoszą odpowiednio więcej. Jednakże są one na wyższej orbicie, większe jest prawdopodobieństwo rozmowy prowadzonej za pośrednictwem tylko jednego satelity.
Telefony przeznaczone do komunikacji satelitarnej będą miały wymiary nieco większe od obecnych kieszonkowych telefonów komórkowych. Mniej więcej takie jak, telefony sprzed kilku lat. Na przykład telefon satelitarny Globalstar waży - w obecnej wersji 340 gram ( typowy telefon komórkowy waży 220 g ) i ma wysokość 5 cm. Przewiduje się że telefony satelitarne będą miały co najmniej dwa tryby pracy ze stacjami naziemnymi: tryb pracy w sieci telefonii komórkowej i tryb współpracy z siecią satelitarną, powinny one być uniwersalne ( dwu systemowe ). Operatorzy z kręgu europejskiego stosują cyfrowy system GSM ( Global System for Mobile Communications )a z kręgu amerykańskiego analogowy system AMPS ( North American Advanced Mobile Phone Service .
Ponadto było by pożądane, aby telefony mogły komunikować się z kilkoma systemami satelitarnymi. Wymaga to dalszych wysiłków w kierunku opracowania i wdrożenia kart inteligentnych przeznaczonych do telefonów satelitarnych potrafiących dostosować się do np. do sieci satelitarnej o najsilniejszym sygnale. Antena telefonu będzie dwukierunkowa. Międzynarodowa Unia Telekomunikacyjna ( ITU ) przydzieliła częstotliwości dla poszczególnych sieci. Częstotliwości sygnałów "w górę" - od telefonów do satelity niegeostacjonarnego - znajdują się w paśmie 1,610- 1,6265 GHz, a sygnałów "w dół" - w paśmie 2,4835 GHz - 2,500 GHz.
Jeżeli odbiorcom jest abonent z telefonem stacjonarnym lub komórkowym współpracującym z systemami naziemnymi , to za pośrednictwem satelitarnym stacji bazowej, sygnał jest przenoszony na wyższą częstotliwość i nawiązanie łączności jest uzyskiwane w pasmach pomocniczych: 5,091 - 5,250 GHz w górę do satelity i 6,875 - 7,055 GHz w dół do stacji naziemnej. W stacji naziemnej następuje ponowna konwersja i przekazanie sygnału do stacjonarnej sieci publicznej lub do lokalnej sieci komórkowej - radiowej . Oprócz tego przewidziano częstotliwości 23,18 - 23,38 GHz dla bezpośredniej komunikacji pomiędzy satelitami ( Iridium ). Antena telefonu wytwarza moc sygnału mniejszą od 0,5 W. Sygnał ten jest wychwytywany przez antenę odbiorczą satelity o dużym zysku.
Na satelicie następuje wzmocnienie sygnału i konwersja częstotliwości, a następnie antena nadawcza wysyła sygnał na ziemie. Na ogół nie jest to jedyna wiązka homogeniczna, lecz kilkanaście rozdzielonych. Dzięki temu pasmo częstotliwości może być wykorzystane wielokrotnie w nie interferujących ze sobą wiązkach i wzrasta także wzmocnienie anteny nadawczej. Stacje satelitarne są zasilane bateriami słonecznymi, więc moc nadawcza jest ograniczona. Z tego względu nie będzie można posługiwać się telefonami satelitarnymi wewnątrz budynków. Trzeba będzie wychodzić na tarasy lub zbliżać się do okien - tak, jak to było kilka lat temu z telefonami komórkowymi. Telefony satelitarne umożliwią przesyłanie nie tylko sygnałów głosowych. Ale też przesyłanie faksów i transmisje danych cyfrowych.

System Inmarsat

Międzynarodowe konsorcjum International Maritime Satellite Organization powstało w celu stworzenia ogólnie dostępnego, satelitarnego systemu radiowej łączności o zasięgu ogólnoświatowym. W założeniu miała to być sieć łączności, spinająca w jedną całość elementy morskiego systemu łączności w niebezpieczeństwie (GMDSS - Global Maritime Distress and Safety System), takie jak sieć radiowa SafetyNET i transmisja komunikatów tekstowych dla żeglugi przybrzeżnej NAVTEX.


Takie postawienie sprawy dało projektowi mocne podstawy finansowe. Zastosowanie technik i technologii, wypróbowanych wcześniej w wojskowych systemach łączności oraz ciągła modernizacja satelitów i zestawów łączności pozwoliły na rozpowszechnienie systemu Inmarsat poza zakres zastosowań morskich.
Z drugiej strony, konieczność zachowania wzajemnej kompatybilności starych i nowych komponentów powoduje, że satelity i stacje naziemne są niezwykle skomplikowane i kosztowne, szczególnie w porównaniu do nowo powstających sieci satelitarnych, takich jak Iridium czy Teldesic. Pewnym rozwiązaniem jest wyodrębnienie z sieci Inmarsat podsystemów, przeznaczonych dla określonych zastosowań. Najnowszy z podsystemów, Inmarsat P, jest całkowicie niezależny od sieci macierzystej.

Satelity Inmarsat są umieszczone na orbicie geostacjonarnej (wysokość 35 700 km). Łączność utrzymują w paśmie częstotliwości D - 1,5 i 1,6 GHz. Umożliwiają dwustronną łączność telefoniczną i dalekopisową oraz transmisję danych (obie z prędkością 1200 bodów).


Zasadniczo system wykorzystuje 4 satelity, obsługujące główne obszary oceaniczne:
- POR (Pacific Ocean Region) - Pacyfik -178° E
- IOR (Indian Ocean Region) - Indyjski - 64,5° E
- AOR-E (Atlantic Ocean Region East) - Atlantycki wschodni - 15,5° W
- AOR-W (Atlantic Ocean Region West) - Atlantycki zachodni - 54° W
Zasięg satelitów pokrywa pas od 70o szerokości geograficznej południowej do 70o szerokości północnej.
Obecnie na orbicie pracują satelity Hughes INMARSAT III. Ich "czas życia" ocenia się na około 12 lat.

Pracą systemu Inmarsat zarządza centrum kontroli (OCC - Operations Control Centre) w Wielkiej Brytanii. OCC jest połączone z siecią lokalnych stacji kontrolnych, utrzymujących łączność z poszczególnymi satelitami. Służą one do odbioru danych telemetrycznych, transmisji sygnałów sterujących, oraz pośredniczą w wymianie danych z naziemnymi sieciami łączności przewodowej i radiowej (tzw. roaming).

Najstarszym komercyjnym podsystemem jest Inmarsat A, wprowadzony do użytku w roku 1982. Umożliwia on łączność radiotelefoniczną, dalekopisową (Telex), faksową, oraz pakietową transmisję danych (sieci informacyjne i poczta elektroniczna). Przy zastosowaniu zewnętrznej kompresji danych można także utrzymywać połączenie wideotelefoniczne.
Inmarsat A jest systemem analogowym, przez co jest dość podatnym na zakłócenia elektromagnetyczne, pochodzenia atmosferycznego i technicznego (przemysłowego), dlatego też zaszła potrzeba modyfikacji.
Terminal składa się z trzech zasadniczych części: zespołów antenowgo i podpokładowgo, oraz interfejsu użytkownika.
Zespół antenowy obejmuje antenę wyposażoną w mechaniczny układ stabilizacji położenia, układ sterowania kierunkiem wiązki, jeden lub dwa wzmacniacze niskoszumowe odbiorcze oraz takąż ilość wzmacniaczy nadawczych. Cały zespół antenowy jest montowany w hermetycznej obudowie, na zewnątrz nadbudówek statku.
Część podpokładowa zawiera układy elektroniczne, w tym modulator, demodulator, bloki sterowania anteną i zasilacze. Interfejs użytkownika jest to po prostu telefon, telefaks i dalekopis. Oczywiście prawdziwego dalekopisu z wyjącymi silniczkami, czcionkami z maszyny do pisania i dziurkarką taśmy nikt już nie używa (no, może jeszcze jakieś pływające muzeum). Obecnie jest to terminal ekranowy z drukarką, a najczęściej zwykły PC.
Transmisja w kanale dalekopisowym odbywa się ze standardową prędkością 50 bodów i dwuwartościową modulacją fazy (BPSK). Satelity dysponują prędkością 1200 bodów, co pozwala to na równoległą transmisję 22 kanałów dalekopisowych i dwu kanałów sygnalizacyjnych.
Duże rozmiary terminali Inmarsatu A ograniczają jego zastosowanie w zasadzie do dużych statków morskich.
Następna generacja, Inmarsat B, pracuje już z transmisją cyfrową. Podobnie jak Inmarsat A, zapewnia on łączność telefoniczną, dalekopisową, faksową oraz transmisję danych. Zastosowanie transmisji cyfrowej pozwala na zmniejszenie kosztu sprzętu, ilości zużywanej energii na satelitach oraz zwiększenia ilości kanałów komunikacyjnych. Transmisja cyfrowa jest także bardziej odporna na zakłócenia. Ponadto jest znacznie dogodniejsza do łączenia z innymi sieciami łączności.

Wprowadzony w roku 1992, cyfrowy podsystem Inmarsat M wykorzystuje niedrogie i stosunkowo niewielkie terminale pokładowe, przeznaczone głównie dla potrzeb pasażerów samolotów komunikacyjnych, promów i statków pasażerskich. Pozwala na łączność głosową, faksową i transmisję danych (2400 bodów). W odróżnieniu od innych podsystemów nie umożliwia komunikacji dalekopisowej.


System nie pracuje zbyt stabilnie w ciężkich warunkach morskich, a zasięg działania jest dosyć ograniczony. Za to jednostkowy koszt łączności jest najniższy ze wszystkich podsystemów Inmarsat.
Odmiana Inmarsata M, nazwana Mini-M, jest przeznaczona do zastosowania w lądowych sieciach łączności ruchomej i stałej, głównie na obszarach pozbawionych infrastruktury telekomunikacyjnej. Terminale używane w komunikacji ruchomej, umożliwiają połączenia telefoniczne, faksowe oraz transmisje danych. Są one jednymi z mniejszych i lżejszych - podstawa wielkości formatu A4, waga 2-2,4 kg wraz z bateriami. Identyfikacja terminala, a raczej użytkownika, odbywa się poprzez odczyt z karty SIM. Karta pełni funkcję podobną jak w telefonie komórkowym, a oprócz tego pozwala kodować przesyłane informacje indywidualnym kodem użytkownika. Prędkość cyfrowej transmisji głosu wynosi 4,8 kbit/s (typowe Inmarsat B,M i C - 6,4 kbit/s) a faksu i danych 2,4 kbit/s. Dostępne są połączenia z telefonicznej sieci publicznej do terminali Mini-M:
- Rejon Oceanu Atlantyckiego – Wschód (AOR-E) – numer obszaru 871
- Rejon Oceanu Atlantyckiego – Zachód (AOR-W) – numer obszaru 874
- Rejon Oceanu Indyjskiego (IOR) – numer obszaru 873
- Rejon Oceanu Spokojnego (POR) – numer obszaru 872
Opłata za minutę połączenia wynosi około 2 dolarów (aktualnie 6.25 PLN+VAT).

Inmarsat C jest najpopularniejszym z podsystemów Inmarsatu. Terminale są małe, i mogą być budowane jako stacjonarne i przenośne. Prędkość transmisji 1200b/s w trybie simpleksowym. Terminal przenośny waży około 5kg a antena nie wymaga pozycjonowania. Ze względu na mobilność i niski koszt użytkowania podsystem ten rozwija się najszybciej.
W systemie C udostępniono wiele serwisów, miedzy innymi: dwustronna łączność typu store-and-forward (podobnie jak w lotniczych sieciach przewodowych AFTN i OLDI), łączność w sieciach SafetyNET i FleetNET, automatyczne przesyłanie raportów pozycyjnych wg GPS, oraz usługi "polling" (sprawdzenie, które terminale są aktualnie aktywne) i SCADA (Supervisory Control And Data Acqusition).
Niektóre terminale Inmarsat C wyposażone są w przystawkę do szybkiej transmisji danych, tzw. HSD (High Speed Data), umożliwiającą pracę przy przepływności 56 lub 64 kbit/s. HSD wykorzystuje stacje brzegowe CES (Coast Earth Stations). Stacje te odpowiedzialne są ponadto za łączność pomiędzy częścią satelitarną systemu, a sieciami telekomunikacji lądowej.
Tylko użytkownicy, posiadający kody identyfikacyjne, przyznane na podstawie abonamentu stacji Inmarsat-C, mają dostęp do wszystkich usług Inmarsat C za pośrednictwem sieci telefonicznej, dalekopisowej i publicznej pakietowej sieci X25 (u nas POLPAK). Połączenia bezpośrednie, z wybraniem numeru kierunkowego rejonu (581 - AOR-E, 582 - POR, 583 - IOR, 584 - AOR-W) poprzedzającego bezpośrednio numer terminala, są dostępne tylko dla abonentów publicznej sieci dalekopisowej.
Od roku 1997 polska stacja Inmarsat C znajduje się w ośrodku łączności satelitarnej w Psarach. Właścicielem ośrodka jest Telekomunikacja Polska S.A., dzięki czemu nowo wprowadzane usługi wcale nie muszą być dostępne dla polskich abonentów naziemnych, a koszt połączenia jest, jak dotąd, nieźle zawyżony. Z powodu mafijnych metod walki o utrzymanie hegemonii w dziedzinie telekomunikacji, nadmierny optymizm jest raczej niewskazany.

Inmarsat P jest właściwie zupełnie nowym systemem. Pracuje on z własnym segmentem satelitarnym, składającym się z 10 do 12 niegeostacjonarnych satelitów, krążących po dwóch kołowych orbitach pośrednich o wysokości 10355 km i inklinacji 45o. Stąd też pochodzi druga nazwa systemu - ICO (Intermediate Circular Orbit). W fazie projektowania używano także nazw Project 21 i Inmarsat P-21.
Inne s
ą także zakresy częstotliwości:
- z terminala do satelity (uplink): 1980
÷ 2010 MHz,
- z satelity do terminala (downlink): 2170
÷ 2200 MHz.
Tak rewolucyjne zmiany mia
ły na celu przede wszystkim rozszerzenie zasięgu łączności poza "siedemdziesiątki". ICO ma zasięg globalny - przy dziesięciu aktywnych satelitach każdy terminal naziemny jest w zasięgu co najmniej dwóch. Kolejną korzyścią jest znaczne zmniejszenie mocy nadawczej na satelicie i w termninalu użytkownika. To ostatnie jest szczególnie istotne, ponieważ założono wykorzystanie terminali wielkości telefonu komórkowego, gdzie antena nadawcza terminalu znajduje przy głowie użytkownika.
Terminale systemu umo
żliwiają łączność telefoniczną, faksową, transmisję danych i paging. Niektóre modele terminali mają wbudowany odbiornik GPS. Zwykłe terminale systemu ICO będą miały dwa tryby pracy, podobnie jak dwusystemowe telefony komórkowe. Jeżeli abonent znajduje się w zasięgu działania systemu komórkowego (np. GSM) to telefon będzie się kontaktował z tym systemem (automatycznie lub na polecenie użytkownika). Jeśli abonent znajduje się na obszarze, gdzie system komórkowy jest niedostępny, wówczas terminal łączy się bezpośrednio z segmentem satelitarnym.
Przewidziano
ściślejszą niż dotąd współpracę z sieciami telekomunikacyjnymi z integracją usług. W tym celu planuje się budowę dwunastu stacji dostępu SAN (Satellite Access Node), pośredniczących w wymianie danych między segmentem satelitarnym i zewnętrznymi sieciami łączności. Stacja SAN jest wyposażona w łącza do przynajmniej dwóch innych SAN, interfejsy z publiczną siecią telefoniczną oraz z sieciami radiokomunikacji ruchomej. SAN utrzymują łączność z satelitami z pasmach 5000 - 5250 MHz (uplink) i 6925 - 7075 MHz (downlink).



System GlobalStar:

Grupę właścicieli systemu Globalstar stanowi pięciu dostawców usług telekomunikacyjnych i lotniczych tworzących korporacje Globalstar LP. Głównymi partnerami są New York City's Loral Space and Communications i Qualcomm In. z San Diego.


Globalstar uzyskał koncesje od ponad 100 lokalnych dostawców usług, obejmujących w sumie 88% ludności świata. Podejście Globalstar jest inne a niżeli zaprezentowane przez Iridium. Satelity tego systemu są proste, nie przetwarzają sygnałów. Dzięki temu są lżejsze; waga startowa z pełnym bakiem paliwa wynosi 450 kg.
Będą one umieszczane na wyższych orbitach - 1414 km . W sumie są tańsze od satelitów Iridium. Będzie ich 48, a więc o 1/3 mniej. Osiem trajektorii, z których na każdej będzie umieszczonych po sześć satelitów, jest równomiernie oddalonych o 45° stopni kątowych, pokrywają one obszar pomiędzy 70 stopniami szerokości północnej i południowej, nie obejmując czasz subpolarnych, rys 1. Prostota satelitów których rola sprowadza się do zbierania sygnałów z ziemi i przesyłanie ich do stacji bazowych, oznacza, że stacje te muszą być liczne i rozbudowane.
Konstelacja 48 satelitów systemu Globalstar obejmuje prawie całą kulę ziemską z wyjątkiem obszarów wokół biegunów, udostępniając łączność satelitarną 98 % ludności globu.
Taka jest właśnie idea systemu; bardziej skomplikowane urządzenia mogą być łatwiej utrzymywane w sprawności na ziemi, a w miarę upływu czasu będzie można wymieniać je na nowsze. Obecnie w budowie jest 38 stacji bazowych naziemnych, a na rozpoczęci czeka dalsze 40.
Satelity systemu Globalstar mają kształt trapezoidalny, są przygotowane do wynoszenia na orbitę w grupach. Wyposażono je w dwie sześciokątne anteny, jedną odbiorczą, drugą nadawczą. Każda z anten obsługuje 16 niezależnych wiązek. System Globalstar będzie pracował na częstotliwościach : usługi 1,610 - 1,6265 GHz w górę, 2,4385 - 2,500 GHz w dół, łącza bazowe : 5,091 - 5,250 GHz w górę, 6,875 - 7,055 w dół GHz. Baterie słoneczne stacji wytwarzają moc 1,1 kW. Sygnały odebrane z ziemi są przetwarzane we wzmacniaczu, który działa jak transponder satelitarny. Zmiana w projekcie transpondera spowodowała opóźnienia w umieszczaniu satelitów na orbitach. Dopiero w tym roku na swoim miejscu znajdują się 44 satelity, a pozostałe 4 i 8 zapasowych - w roku przyszłym. Satelity będą wysyłać sygnały do stacji bazowych, gdzie będą one przetwarzane i rozsyłane w lokalnej telekomunikacyjnej sieci naziemnej.
Jeżeli nadawcą był abonent sieci Globalstar, to sygnał jest przesyłany do miejsca przeznaczenia przez inne satelity współpracujące z tą sama albo inną stacją bazową. W drugim przypadku sygnał jest przesyłany za pomocą struktury naziemnej. W odróżnieniu od systemu Iridium system Globalstar jest bardziej powiązany z operatorami lokalnymi.
Stacje bazowe będą wyposażone w trzy lub cztery anteny o średnicach 5,5 i 6 m., śledzące kilka satelitów jednocześnie. System komutujący [pozwala w trakcie trwania rozmowy przekazywać sygnał z jednego telefonu do co najmniej dwóch satelitów. W stacjach zastosowano system zwielokrotnienia CDMA, który powinien zapobiec zanikom sygnałów w trakcie rozmowy w ruchu, m.in.. w wyniku pojawienia się przeszkód terenowych lub wielodrogowości sygnału. System Globalstar ma być - w ograniczonej formie - uruchomiony pod koniec tego roku. A w przyszłym roku ma już pracować cała jego struktura.

System Iridium

Najbliższym celu jakim jest uruchomienie globalnej łączności telefonicznej - jest korporacja Iridium LLC, składająca się z ponad 20 właścicieli- operatorów telekomunikacyjnych i przedsiębiorstw przemysłowych. Wiodącą role odgrywa w niej Motorola's Satellite Ccomunication Group z Arizony. System Iridium sukcesywnie wzbogaca swoją konstelacje satelitarną, aby osiągnąć docelową liczbę 66 satelitów. Człon naziemny nie pozostaje w tyle - trwa jego ciągła rozbudowa. Powstają naziemne stacje pośredniczące ( Gateway ) i przybywa terminali naziemnych.


Zastosowanie kombinacji wielokrotnego dostępu do transpondera satelitarnego FDMA/TDMA zwiększa efektywność wykorzystania ograniczonego pasma częstotliwości. Na łączu satelita- abonent wykorzystuje się pasmo L w przedziale 1616-1625,5 MHz, natomiast połączenia z naziemnymi stacjami pośredniczącymi są realizowane w paśmie Ka. W kierunku NSP-satelita ( uplink ) jest to przedział częstotliwości 29,1-29,3 GHz, a w kierunku Ziemi (downlink ) : 19,4 - 19,6 GHz. Dla zapewnienia globalnego zasięgu połączeń z obszarami oceanicznymi i polarnymi wykorzystuje się łącza międzysatelitarne rys 1., pracuje również w paśmie Ka, ale na częstotliwościach 23,18- 23,38 GHz.

Rys. 1. Konstelacja satelitów Iridium z uwidocznionymi łączami międzysatelitarnymi.


Stosowanym rodzajem modulacji jest kwadraturowe (czterowartościowe ) kluczowanie fazy QPSK ( Quadrature Phase Shift Keying ). W członie naziemnym interesujące perspektywy stwarza zastosowanie naziemnych stacji pośredniczących EWSD firmy Siemens, bazującej na centrali D900 zgodnie ze standardem telefonii komórkowej GSM, co znakomicie ułatwi integrację z naziemnymi systemami telekomunikacyjnymi.
Zgodnie z założeniami systemu w obszarze obsługiwanym przez pojedynczego satelitę mogą funkcjonować 4 NSP, co umożliwia wykorzystanie maksymalnej pojemności transpondera satelity, wynoszącej około 3840 kanałów dupleksowych . Stacje te mają być zarządzane przez inwestorów Iridium, Inc. I stanowić ich własność. Rozmieszczenie 66 satelitów na sześciu równomiernie oddalonych orbitach zapewnia łączność z całą kulą ziemską. Satelity funkcjonują jako zawieszone na niebie wieże telefonii komórkowej.
Telefony satelitarne Iridium komunikują się bezpośrednio z nimi. Telefony służą do przesyłania sygnału głosowego, danych cyfrowych, faksów, przenoszą sygnały pagerów. Na orbicie system silniczków stabilizuje satelitę tak aby jego oś była prostopadła do Ziemi i jego trzy rozwinięte zespoły antenowe były ukierunkowane do powierzchni Ziemi. Satelita jest zasilany systemem komórek fotowoltanicznych z arsenku galu. Sygnały z telefonu satelitarnego są odbierane przez jedną z trzech anten. Są one przetwarzane w pokładowym procesorze i kierowane w dół bezpośrednią wiązką lub do innego satelity, obsługującego obszar odbiorcy. Satelita jest wstanie obsłużyć jednocześnie 1100 rozmów dwukierunkowych. Na Ziemi będzie 11 stacji bazowych. W zasadzie w systemie Iridium wystarczyłaby jedna stacja bazowa, ale zwiększenie ich liczby powoduje skrócenie czasu opóźnienia.
Stacje naziemne składają się z dwóch lub trzech identycznych zespołów śledzących satelity, odległych od siebie 30 do 40 km. W przypadku wyładowań atmosferycznych wyłączenie jednej stacji nie zakłóca obsługi satelitów, a jest mało prawdopodobne, aby front burzowy miał szerokość 40 km. Główne centrum sieci się w Landsdowne, Vermont, USA. Stacje śledzące, telemetryczne i centrum sterowania ruchem satelitów znajdują się w Rzymie na Hawajach i w Kanadzie. Terminale abonenckie: Potencjalnego użytkownika satelitarnego systemu radiokomunikacji osobistej najbardziej interesuje odpowiedzi na pytanie za pomocą jakiego urządzenia można korzystać z możliwości systemu. A system jest adresowany przede wszystkim do osób często podróżujących jak np. biznesmenów, dziennikarzy, handlowców itp. W związku z tym powszechną akceptację może uzyskać radiotelefon kieszonkowy podobny do telefonu komórkowego.

Stąd nie bez powodu upowszechnia się nazwa Sat-Handy i tak zmniejsza gabaryty aby "wpasować" radiotelefon do zwykłej kieszeni. Antena nie powinna nastręczyć użytkownikowi zbyt wielu kłopotów, w nie których rozwiązaniach konstrukcyjnych pewną drobną nie dogodnością może być konieczność jej teleskopowego wysuwania.

Aktualnie obserwuje się wzrost liczby typów radiotelefonów satelitarnych, ponieważ kolejni producenci widzą w nim szansę rynkową. Dla przeciętnych użytkowników systemów Iridium jest przewidziany terminal satelitarny w postaci budki telefonicznej, zasilanej bateriami słonecznymi umieszczonymi na jej dachu. Takie rozwiązanie techniczne zapewnia terminalowi całkowita autonomiczność, polegającą na jego funkcjonowaniu bez konieczności podłączenia do sieci energetycznej i telefonicznej.

Globalna sieć telefonii przenośnej - Iridium - w marcu 2000 bankructwem zakończyła świadczenie usług.

Ten prekursorski projekt telekomunikacyjny zakończył się spektakularną klapą finansową. Iridium to satelitarna sieć telefoniczną, która umożliwiała swoim abonentom rozmowy z każdego miejsca na Ziemi. Zapewniało to 66 satelitów krążących na niskich orbitach. Szefowie Iridium twierdzili, że powodem ogromnych kłopotów finansowych firmy było niedocenianie potencjału telefonii GSM, której sieci działają w ponad 140 krajach i eliminują zasadność stosowania małych telefonów satelitarnych w większości miejsc na świecie. Poza tym, przy uruchamianiu sieci Iridium zawiódł marketing i dystrybucja sprzętu - istniały wtedy znaczne niedobory telefonów. Telefon Iridium - ciężki i niezgrabny - kosztował aż 3 tys. dolarów, a rozmowy do 7 dolarów za minutę. Poza tym aparaty nie działały wewnątrz budynków, bo antena musiała "widzieć" satelitę. Były więc raczej kłopotliwe dla klientów.

Z sieci korzystało ok. 50 tys. abonentów, a prognozy zakładały, że po roku będzie ich 500-700 tys., a do roku 2002 - 2 miliony. Nie stało się tak. Projekt Iridium miał wartość 5 mld dolarów, a zainwestowały w niego największe firmy telekomunikacyjne i specjalizujące się w technologii kosmicznej - Motorola, Sprint, Lockheed Martin i Raytheon. Mimo tak ogromnych nakładów miał przynieść gigantyczne zyski. W rzeczywistość straty rosły lawinowo. W pierwszym kwartale zeszłego roku Iridium straciło 500 mln dolarów, a w tym samym czasie zyski wyniosły jedynie 1,5 mln dolarów. Do połowy marca firma popadła w duże długi - 4,4 mld dolarów.

Z technicznego punktu widzenia Iridium korzystające z 66 satelitów umieszczonych 780 kilometrów na Ziemią funkcjonowało bez problemów. Sukces techniczny nie przełożył się jednak na ekonomiczny. Nic więc dziwnego, że projekt Iridium zaczęto porównywać z budową tuneli łączącego Francję z Wielką Brytanią. To przedsięwzięcie przecież również było osiągnięciem technicznym, ale i finansową katastrofą. Coś jednak po tym ostatnim zostanie - bankrutujące konsorcjum Eurotunnel pozostawiło po sobie tunel, a Iridium całkowicie i bezpowrotnie zakończyło swą działalność, a satelity przeznaczono do zniszczenia. Nawet z tym łączą się dodatkowe koszty - satelity spalą się podczas wchodzenia w atmosferę, a ich zniszczenie ma kosztować 30-50 mln dolarów. i trwać aż dwa lata.

Iridium jeszcze w zeszłym roku starało się zwiększyć liczbę abonentów, obniżając o połowę taryfy, ale w tym momencie pojawił się konkurencyjny Globalstar. Został on jednak wprowadzony inaczej niż Iridium - stopniowo na kolejnych kontynentach. Szefowie Globalstara zapewniaj, że nie podzieli on losu Iridium. Wykorzystuje on mniejszą liczbę satelitów, a koszty budowy systemu i eksploatacji sieci były znacznie niższe. Konsorcjum Globalstar uniknęło wielu błędów Iridium i od początku nawiązało ścisłą współpracę z operatorami istniejących sieci telefonii komórkowej i bezprzewodowej. Nie konkuruje z nimi, ale stwarza im możliwości rozszerzenia zakresu usług i zasięgu.

Obecnie trwają również prace nad budową satelitarnego Internetu, czyli sieci SkyBridge. Jej uruchomienie przewiduje się na rok 2002. Będzie ona służyła do bardzo szybkiej transmisji danych. Jej zadaniem będzie obsługa gwałtownie narastającego ruchu internetowego. Konsorcjum budujące sieć SkyBridge, jest równie pewne, jak Globalstar, że nie podzieli losu Iridium. W tym wypadku wiarą napawa fakt, że na świecie działają sieci satelitarne (np. Inmarsat), które nie mają problemów. Jednak w tych sieciach obsługiwane są nie tylko rozmowy telefoniczne - prawie połowę ruchu w nich stanowi transmisja danych (w Inmarsacie to 64 kb/s), a udział tego rodzaju usług ma wzrosnąć do 70%. Tak więc przyszłość sieci satelitarnych leży raczej w usługach internetowych, niż rozmowach telefonicznych



  1   2   3   4


©operacji.org 2019
wyślij wiadomość

    Strona główna