vsatman888 (vsatman888) wrote,
vsatman888
vsatman888

Categories:

Спутниковая связь от А до … Основные принципы и устройства

Первый пост:  Зачем людям Спутниковая Связь  и когда она Вам нужна - здесь

Спутниковая связь  от А до … пока не устану..  или не закончатся буквы..

Итак, начнем с самых азов: Что полезного получает человечество из Космоса и какими гражданскими направлениями оно занимается в космосе:


  • Связь и телерадиовещание

  • Навигация

  • Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ)

  • Метеорология

  • Астрономия

Остановимся на том, чем я занимаюсь 25+ лет  и в чем разбираюсь:
Спутниковая  Связь и ТелеРадиовещание.



Прежде всего  ответим на самый простой вопрос: Чем отличается Связь от Телерадиовещания??
По сути только одним – связь ВСЕГДА двусторонняя:  Станция Спутниковой Связи и принимает сигнал и передает его в ответ. А Вот Спутниковая Антенна для  телевидения только принимает сигнал , и в ней нет передатчика -поэтому она и значительно дешевле). Но выглядят терминалы для Спутниковой Связи и Спутникового Телевидения очень похоже, отличить их можно только по нескольким достаточно мелким отличиям.

Вот Станция Спутниковой Связи




А вот Станция приема спутникового телевидения (даже неудобно говорить "станция", обычно просто "антенна" :

Спутниковая связь бывает:

  • ПОДВИЖНАЯ ( работающие ГлобалСтар, Иридиум, Инмарсат, Турайя,  Гонец, О3В), планируемые Starlink, OneWEVB, TeleSat LEO, Kuiper…). В этом варианте Вы можете носить  свой спутниковый терминал от места к месту и он будет работать, даже тогда, когда Вы двигаетесь ..,

  • ФИКСИРОВАННАЯ (сети VSAT, телерадиовещание, магистральные спутниковые каналы). В данном варианте Ваш терминал должен быть неподвижен.

Примечание: Тут впервые появился термин VSAT -  от сокращения Very  Small Aperture Terminal, или Спутниковая станция с небольшим диаметром антенны от 60 см  до 2,4 метра, появившееся в 90-х годах прошлого  века.  Это  обозначение  спутниковых станций, которые работали в сетях связи, построенных по топологии Star (Звезда), когда сеть состоит из Центральной Управляющей Станции (иногда ее называют HUB, иногда GateWay, иногда NMS Network Management System), которые подключена к наземным сетям, и Абонентских станций VSAT (= абонентских терминалов), которые используются для доступа в интернет или телефонную сеть.. Сейчас к классу   VSAT сейчас относится 99+% всех спутниковых станций(терминалов)  фиксированной связи.

Терминал спутниковой связи состоит из 3 главных элементов

  1. Антенна  отражает сигнал и направляет его в сторону спутника (при передаче) или фокусирует его на Приемник – он же МалоШумящий Усилитель (МШУ)

  2. Приемопередатчик  (иногда делят на Приемник,  он же МШУ,   он же LNB и передатчик, он же BUC Block Up Converter , соединяемые фильтром) (он слева)

  3. Спутниковый модем  (он справа) , который стоит в доме у компьютера и подключен к обычной сети 220 Вольт




Спутниковому терминалу ВСЕГДА нужно электропитание!! Хоть от солнечной батареии, хоть аккумулятора, но электрическая энергия, как правило 220 В /50 Гц или 110 В/60 Гц должна быть.

Теперь поговорим о Спутниках и начнем с их орбит , то есть траекторий по которым Спутники летают вокруг Земли

ОРБИТЫ СПУТНИКОВ вокруг Земли, они бывают


  • НИЗКООРБИТАЛЬНЫЕ или LEO (Low Earth Orbit) (круговая 500..2000 км над землей, это системы ГлобалСтар, Гонец Старлинк, OneWEB )

  • СРЕДНЕОРБИТАЛЬНЫЕ или МEO (Medium Earth Orbit) (круговая 2000..20000 км над землей, это системы связные O3B , навигационные ГЛОНАСС, NAVSTAR, БЕЙДОУ, GALILEO)

  • ЭЛЛИПТИЧЕСКИЕ (эллиптическая орбиты от 300 до 36000 км, Молния, планируемый Экспресс-РВ)

  • ГЕОСТАНЦИОНАРНЫЕ (Круговая орбита 36000 км над землей в плоскости экватора: Там летают  Ямалы, Экспрессы, Инмарсат, ИНТЕЛСАТы, ЕВТЕЛСАТЫ и тд и тп.)

Любая орбита пересекает экватор или идет ровно над ним. Невозможно запустить спутники в космос так, чтобы они вращались вокруг земли вдоль какой либо паралели , например 70-й. 

Геостационарная орбита (ГСО) замечательна тем, что период вращения ИСЗ на этой высоте совпадает со скоростью вращения Земли, поэтому Ваша антенна может стоять неподвижно на земле и постоянно  принимать сигнал со спутника, находящегося на ГСО. До недавнего времени абсолютное большинство коммерческих спутников связи  находилось именно на этой орбите..

Спутниковый канал, по которому передается информация это разновидность радиоканала, при этом используется радиочастотный спектр по сути это электромагнитные волны (кстати наш дневной свет это то же электромагнитная волна, просто он в в видимом диапазоне волн),




Внимание, если в медном или оптическом кабеле сигнал может ходить  в обеих направлениях, то в спутниковой связи  нужна отдельная частота для передачи сигнала в каждом направлении!!!

Для начала начнем с азов  что такое Герц?. Вики говорит нам , что Герц это единица частоты периодических процессов. Если Вы стучите соседу в дверь , успевая стукнуть 3 раза в секунду, то это частота 3 Герца, а вот завтракаете Вы с частотой   1/(24*60*60) = 0,00001157 Гц или используя популярные приставки  11,57 микроГерца.. Но это все шутка для вопросов на экзамене.
Конечно, когда мы говорим о частоте радиосигналов, то используются приставки кило, мега и гига.

Радиочастотный спектр является природным ресурсом всего человечества  и хотя радиоволны не имеют границ, но государства  считают  радиочастотный спектр своим национальным природным ресурсом,   причем НЕИСЧЕРПАЕМЫМ , и не просто неисчерпаемым в отличие от угля, газа и нефти, а совсем-совсем неисчерпаемым, то есть когда Солнце погаснет, ветер утихнет и водопады обмелеют,  радиочастотный спектр все еще будет в распоряжении уцелевших при этом Землян. При этом в отличие от Нефти с Газом или гидроресурсов Радиочастотный спектр есть у каждого государства .

Так как радиоволны не имеют границ, то чтобы страны не мешали друг другу в приграничных районах, а заводы могли выпускать приборы большой серией,  государства решили договориться какие частоты и для чего они используют, например,  любительские радиостанции  во всем мире  используют частоты 27 Мегагерц (еще этот диапазон называют СиБи от английского Citizen Band), сотовые операторы GSM 800-900 Мегагерц, для ВайФай используются частоты в районе 2,4 Гигагерца. Кто хочет знать все: Вот таблица распределения частот в России . Она настолько большая, что изобрвзить ее на рисуеке практически невозможно. Тем не менее иногда это пытаются сделать и тогда получается вот такая смесь импрессионизма и кубизма. каждвй отдельный цвет и квадратик полоска , это отдельное применение частотного диапазона вплоть до диапазона на  котором Астрономы изучают дальний космос и тогда никто не Земле не имеет прав создавать приборы, работающие на этой частоте, чтобы не мешать Астрономам в их наблюдениях.


в виде Таблицы и совсем официально можно найти - ЗДЕСЬ
или в более красивом виде - ЗДЕСЬа вот она же, но в  США.

Международная организация, которая заведует частотами и решает какой диапазон для какой радиочастотной службы (то есть какого применения ) можно  использовать называется МСЭ Международный Союз Электросвязи или  ITU  International Telecommunication Union.

РАДИОЧАСТОТНЫЙ СПЕКТР, (или диапазоны частот) ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ И РАДИОВЕЩАНИИ

•    М band  30…300 МГц  (т. е 30..300.000.000 Герц)     Подвижная спутниковая связь
•    L band  1..2 ГГц  (то есть 1..2.000.000.000 Герц)       Подвижная спутниковая связь
•     S band  2..4 ГГц          Непосредственное радиовещание, Подвижная спутниковая связь
•     C band   4/6 ГГц          Фиксированная (FSS) Спутниковая Связь и телерадиовещание (BSS)
•     Х band  7/8 ГГц           Фиксированная  (FSS) и частично Мобильная (MSS) Спутниковая связь для военных
•     Ku band 11/14 ГГц       Фиксированная Спутниковая Связь (FSS) и телерадиовещание (BSS)
•     Ka band 18/30 ГГц      Фиксированная Спутниковая Связь (FSS) и телерадиовещание (BSS)
•     V band 40/75 ГГц       Фиксированная Спутниковая Связь (FSS) и телерадиовещание (BSS)

Пока для начала или введения в мир спутниковой связи достаточно, далее лучше говорить об отдельных устройствах, направлениях, услугах, компаниях и конечно людях.

Задержка как главная проблема спутниковой связи
Односторонний спутниковый Интернет
Чем ограничен размер спутника связи на ГСО?
Низкоорбитальные спутниковые группировки чем они хороши?
ИСЗ Ямал-601 - очень трудное прошлое , каким будет будущее??
А могут ли хакеры взломать спутник?
Взлет и падение Пьер Жана ака PJ или что ждет SpeedCast?
Интелсат и его путь от пионера до пенсионера...
Спутниковая навигация

Первая в истории стыковка двух спутников на орбите
Проект StarLink Элона Маска История и Факты
Как не полетел в космос украинский спутник Лыбидь
Космический мусор его опасность и как минимизировать риски


P.S. Уважаемые Читатели , автор сего труда крайне заинтересован понять ценность для Вас этих его «многабукофф». Для чего , если Вас это не затруднит, просит Вас нажимать на кнопочку понравилось вверху в центре  или френдить  это поможет Афтару понять запросы  Аудитории и улучшить этот самый "контент".Конечно, прямая критика, что не так, всячески приветствуется,

Tags: vsat, ИСЗ, космос, ликбез, работа, спутник
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 45 comments