Эллиптические орбиты (E EO) - это сильно вытянутая эллиптическая траектория движения спутника, перигей которой, лежит на расстоянии около 2000 км от Земли, а апогей около 40 000 км.
Сравнительные показатели геостационарных, среднеорбитальных и низкоорбитальных систем, приведены в таблице 5.2.
Таблица 5.2 – Сравнительная таблица спутниковых систем
Примечание: 1) Для систем радиотелефонной связи большая задержка сигнала крайне нежелательна, так как приводит к плохому качеству связи. В соответствии с рекомендациями МККТТ (Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии) [22], задержка передачи в спутниковой телефонии не должна превышать 400 мс, а передачи данных 485 мс.
2) Относительный доплеровский сдвиг определяется по формуле: δf = F Δ /fн, где F Δ - изменение частоты несущего колебания вследствие эффекта Доплера.
5.2.2 Структура построения сетей спутниковых служб
Сеть фиксированной спутниковой службы
Фиксированная спутниковая служба связи (ФСС) предназначена для организации связи между стационарными пользователями, т.е. между коллективными пользователями (учреждениями, организациями), находящимися в определенных, фиксированных пунктах. ФСС строится обычно на базе спутников, запускаемых на геостационарную орбиту. Для обслуживания всей земной поверхности достаточно трех-четырех спутников. Параболические антенны абонентских земных станций ориентируются в направлении на спутник, обслуживающий данный регион.
В последнее время мощное развитие получили сети VSAT (англ. Very Small Aperture Terminal ), использующие наземные станции с очень малой апертурой антенн [10].
Сети VSAT работают в СВЧ диапазонах, именуемых «C», «Ku» и «Ka» (таблица 5.3), что позволяет использовать в земных станциях антенны малого диаметра (от 0,4 м в диапазоне «Ka» до 1,8 м в «Ku» диапазоне).
Таблица 5.3 – Диапазоны частот сетей VSAT
| Наименование диапазона | Диапазон, ГГц | |
| Линия связи: «спутник – земля» | Линия связи «земля – спутник» | |
| L | 1,452-1,550 | 1,610-1,710 |
| S | 1,93 – 2,70 | |
| C | 3,4 – 5,25 | 5,725 – 7,075 |
| Ku | 10,7-12,75 | 12,75-14,80 |
| Ka | 14,4-26,5 | 27-50,2 |
В состав сети типовой VSAT входит (рис. 5.14):
- станции ЗС VSAT, к которым подключаются абонентские терминалы корпоративных абонентов (телефон, компьютер, факс);
- центральная ЗС (ЦЗС), она же шлюзовая станция (ШС);
- центр управления сетью (ЦУС), обычно территориально совмещается с ЦЗС.
ЦЗС является узловым элементом сети и полностью контролирует ее функционирование. Соединение абонентов осуществляется посредством ЦЗС. На рис. 5.14 показана данная процедура. Информационный сигнал от ЗС VSAT поступает через спутник на ЦЗС (стрелки 1 и 2). Здесь осуществляется демодуляция сигналов, извлекается маршрутная информация, вновь формируется сигнал, но уже с параметрами станции ЗС VSAT вызываемого абонента и, затем направляется через спутник на эту станцию (стрелки 3 и 4).
Недостатком является наличие двух скачков передаваемых сигналов («двухскачковая» линия связи), что приводит к удвоению задержки распространения сигналов.
Рис. 5.14 Структура сети фиксированной спутниковой службы (сеть VSAT )
Передача информации осуществляется в цифровом виде (пакетами). Преобразование информационных бит в высокочастотный сигнал, также как и в наземной сотовой связи, осуществляется методами частотной и фазовой манипуляции (QPSK ), а множественный доступ - FDMA , TDMA , CDMA и их комбинациями (§5.1.3).
Дополнительным способом эффективного использования частотного ресурса (увеличения каналов связи) является повторное использование частот, но не путем деления территории на соты, как в наземной сотовой связи (§5.1.1), а путем формирования антенной спутника нескольких узких лучей. Каждый из таких сканирующих лучей характеризуется своей частотой, которая повторяется в несмежных лучах. На рис. 5.15 для примера, показано покрытие зоны обслуживания восемью лучами.
Рис. 5.15 Покрытие зоны обслуживания восемью лучами
Как видно из рисунка, с помощью 4-х частот можно обслужить восемь абонентов. В общем случае, эффективность многократного использования частоты определяется отношением числа лучей к числу используемых частот.
Стандартная скорость передачи информации 64 кбит/с (при полосе канала связи 200 кГц). При необходимости эта скорость может быть увеличена до 512 кбит/с, а в некоторых случаях, и до 2048 кбит/с (при соответствующем расширении полосы).
Таким образом, по широкополосным каналам сети VSAT возможна не только высокоскоростная передача данных и голоса, но и передача изображений, проведение видеоконференций, доступ к ресурсам Интернет и другие услуги мультимедиа.