Супутникові телекомунікації
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. В Україні, де відстані між населеними пунктами величезна, а якість наземних ліній залишає бажати кращого, оптимальним вирішенням цього питання є застосування систем супутникового зв'язку (ССС).
На сьогоднішній день існує велика кількість ССС, заснованих на різних супутникових системах, різних принципах та призначених для різних застосувань.
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 ССC пояснюються низкою переваг, якими 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 мережісупутникового зв'язку.
Усі системи можна поділити на системи двох видів: працюючі через супутники на негеостаціонарних та геостаціонарних орбітах.
Негеостаціонарні супутники використовуються в основному для військових, наукових та метеорологічних досліджень. Їхня головна особливість - неможливість підтримки цілодобового зв'язку з ЗС. Однак, переміщаючись заданою орбітою щодо поверхні Землі, вони можуть збирати дані з великої площі земної поверхні.
Геостаціонарні супутники виводяться на таку орбіту в площині екватора, коли їх кутова швидкість збігається зі швидкістю обертання Землі навколо своєї осі. Висота над поверхнею Землі, де виконуються умови сталості швидкостей та рівності відцентрової та гравітаційної сил, становить 36 тисяч кілометрів. Теоретично один розташований таким чином супутник може забезпечити якісний зв'язок для третини земної поверхні. Насправді території, що обслуговуються, істотно менше. Особливістю супутників на геостаціонарних орбітах є значна тимчасова затримка (близько 240 мс) у супутниковому каналі, викликана необхідністю двічі долати відстань 36 тисяч кілометрів від ЗС до супутника.
Ми розглядатимемо системи, де застосовуються супутники зв'язку, що звертаються на орбітах синхронно з обертанням Землі. Це дозволяє суттєво спростити систему зв'язку. У цьому випадку кожна земна станція працює безперервно з тим самим супутником зв'язку. Раніше, при використанні не синхронних супутників, існувала необхідність періодичного перемикання антени кожної земної станції з одного супутника на інший, що природно викликало перерви зв'язку. Крім того, значну частину вартості ЗС становила не дуже надійна апаратура стеження.Використання стаціонарних супутників зв'язку забезпечує безперебійний зв'язок, але вимагає додаткового запасу робочого тіла щодо багаторазових корекцією орбіти ШСЗ. Вважається, що цей додатковий запас робочого тіла для корекції орбіти є порівняно невеликою платою за простоту експлуатації системи та відсутність перерв зв'язку. Земні станції при використанні стаціонарних супутників спрощуються за рахунок відмови від складної та дорогої системи стеження.
Супутникові системи зв'язку можуть відрізнятися також і типом сигналу, який може бути цифровим або аналоговим. Передача інформації в цифровій формі має низку переваг у порівнянні з іншими методами передачі. До них відносяться:
1. простота та ефективність об'єднання багатьох незалежних сигналів і перетворення цифрових повідомлень у “пакети” для зручності комутації;
2. менші енерговитрати проти передачею аналогового сигналу;
3. відносна нечутливість цифрових каналів до ефекту накопичення спотворень при ретрансляціях, що зазвичай становить серйозну проблему в аналогових системах зв'язку;
4. потенційна можливість отримання дуже малих ймовірностей помилок передачі та досягнення високої вірності відтворення переданих даних шляхом виявлення та виправлення помилок;
5. конфіденційність зв'язку;
6. гнучкість реалізації цифрової апаратури, що допускає використання мікропроцесорів, цифрову комутацію та застосування мікросхем з більшим ступенем інтеграції компонентів.
До станцій супутникового зв'язку типу VSAT відносяться станції супутникового зв'язку, що мають певні характеристики, описані в Рекомендаціях № 725-729 ММКР.
організувати прямі закріплені канали та тракти між будь-якими пунктамизв'язку в зоні обслуговування ШСЗ, а також працювати в режимі незакріплених каналів, при якому супутникові канали та тракти можуть оперативно перемикатися з одних напрямків на інші за зміни потреб трафіку на мережі, а також використовуватися найбільш ефективно - повнодоступними пучками.
На цей час створено кілька ССС з використанням VSAT. Однією з типових систем такого роду є система, організована з урахуванням геостаціонарних супутників. VSAT, що працюють у складі цієї системи, встановлені у низці країн, у тому числі і в Україні.
Привабливою особливістю станцій VSAT є можливість їх розміщення в безпосередній близькості від користувачів, які можуть обходитися без наземних ліній зв'язку. Взагалі станціями VSAT називаються станції, що мають певні характеристики, описані в рекомендаціях 725-729 ММКР.
Крім систем із закріпленим каналом, ефективних при постійній передачі інформації на високих швидкостях (10 кбіт/сек і більше), існують системи, що використовують тимчасовий, частотний, кодовий або комбінований поділ каналу між багатьма абонентськими ЗС.
Ще одним параметром, що дозволяє класифікувати ССЗ, є використання протоколу. Перші супутникові системи були безпротокольними та пропонували користувачу прозорий канал. Недоліком таких систем була, наприклад, передача інформації користувача без, як правило, підтвердження її доставки стороною, що приймає. Інакше висловлюючись, у подібних системах не обумовлено правил діалогу між учасниками обміну інформацією. І тут якість ССС визначається якістю супутникового каналу. При типових значеннях ймовірності помилки на символ у межах 10 -6 ..10 -7 передача великих файлів через супутникові системи, навітьз використанням різних завадових кодів утруднена, якщо не сказати, що неможлива. Сучасні ССС використовують протокол, що підвищує надійність зв'язку за збереження високої швидкості обміну інформацією між абонентами. Так, наприклад, для системи передачі даних типу PES™ (Personal Earth Station - персональна земна станція), що розглядається нижче, ймовірність помилки на символ не перевищує 10 -9 для 99% часу зв'язку.
В даний час в Україні мереж і земних станцій типу VSAT у строгому їх розумінні поки мало, але їх число зростатиме, оскільки наша країна, поряд з великою протяжністю, має погано розвинену інфраструктуру зв'язку, особливо на периферії.
При виборі настільки складної апаратури, слід звертати увагу на багато факторів, одним з найважливіших є те, наскільки поширена апаратура даного типу у світі, скільки часу на ринку існує фірма, яка займається розробкою подібної техніки. Це дозволить гарантувати надійність роботи системи, забезпечити зв'язок із іншими системами.