Спутниковая связь — это вид космической радиосвязи, который основан на применении в качестве ретрансляторов искусственных спутников Земли.
Общие сведения о спутниковой связи
Современная спутниковая связь выступает как одно из направлений развития радиорелейных средств коммуникации. В этом случае это применение орбитальных спутников как ретрансляторов. Технологии спутниковой связи предоставляют возможность использования одного или нескольких ретрансляторов, для того чтобы обеспечить качественную передачу радиосигнала на значительные расстояния.
Все ретрансляторы подразделяются на следующие категории:
- пассивные ретрансляторы,
- активные ретрансляторы.
Пассивные ретрансляторы на сегодняшний день уже почти не используются. Первоначально они использовались только в качестве передаточного звена между наземной станцией и абонентом, то есть, пассивные ретрансляторы не могли усиливать сигнал и преобразовывать его.
Активные ретрансляторы способны дополнительно усиливать сигнал и всячески его корректировать перед отсылкой его абонентам. Практически все мировые спутниковые системы применяют именно такой тип ретрансляторов.
Технологии спутниковой связи
В 1945-ом году вышла в свет небольшая научная статья, посвященная теоретическим возможностям улучшения систем связи (прежде всего, увеличения расстояния между приемниками и передатчиками) за счет расположения антенны на максимально возможной высоте. Автором статьи «Внеземные ретрансляторы» был известный английский ученый Артур Кларк. Это и стало началом развития новых типов связи.
Артур Кларк предложил расположить на околоземной орбите большую антенну, являющуюся ретранслятором, которая могла бы принимать сигналы от наземных источников и передавать их дальше. Основным достоинством этого метода могла стать огромная зона покрытия, которую смог бы держать под контролем всего один спутник. Это могло существенно повысить качество сигнала, снять лимит с числа принимающих станций, а кроме того отпадает необходимость дополнительного строительства наземных ретрансляторов. Соединенные Штаты заинтересовал проект в плане решения проблемы трансатлантической телефонной связи.
Развитие спутниковых систем связи начиналось с запуска в космос первого аппарата «Эхо-1», который являлся пассивным ретранслятором в форме металлизированного шара, в августе 1960-го года. Позднее были разработаны базовые стандарты спутниковой связи, в частности рабочие частотные диапазоны, которые повсеместно применяются по всему миру.
С тех пор, качественные показатели спутниковой связи значительно выросли. Внедрение мобильных наземных станций позволило абонентам получать радиосигналы независимо от местоположения спутника в любое время суток, за счет автоматического перехода из одной зоны покрытия в другую и подключения к ближайшим ретрансляторам также в автоматическом режиме. Использование технологий спутниковой связи подразделяется на следующие условные направления:
- Направление магистральной связи. Первоначально стояла задача передавать большие информационные объемы (в том числе и голосовые сообщения), но со временем, при использовании цифрового формата, такая необходимость потеряла свою актуальность, и сегодня из этой сферы спутниковая связь вытесняется оптоволоконными сетями.
- Направление VSAT, то есть, это не очень большие системы, имеющие диаметр антенны примерно до двух с половиной метров. Эта технология получила успешное развитие, и она предназначена для формирования частных каналов связи.
- Направление подвижной связи, которое является основой телефонии и телевещания.
- Направление доступа в сеть Интернет.
Спутниковая связь сегодня у многих пользователей плотно ассоциируется в сознании с GPRS-навигаторами и телефонией. По существу, данное достижение мирового сообщества находит свою нишу именно в данных сферах с точки зрения обывателей. И в самом деле, сегодня нашу планету окружили множество спутников, которые обеспечивают непрерывный информационный обмен среди сотен людей и устройств.
Как раз благодаря тому, что современная спутниковая связь обладает таким широким покрытием, пользователям предоставлена возможность выполнять звонки даже из самого отдаленного уголка. Ни один настоящий турист не станет рисковать, отправляясь в далекое и опасное путешествие без спутникового телефона.
Кроме того, общеизвестно понятие спутникового Интернета, который сделал возможным доступ к Всемирной паутине даже в тех местах, где свет имеется только благодаря наличию генераторов. Использование ресурсов и возможностей спутниковой передачи информации позволило реализовать большое количество версий навигаторов для самых разных отраслей.
Практически современная спутниковая связь включает в свой состав только три элемента, а именно:
- передатчик,
- ретранслятор,
- приемник.
В качестве передатчиков и приемников могут выступать разнообразные устройства, такие как, мобильный телефон, вычислительная машина, антенна и другие.
Ретранслятором является спутника, который способен принимать входящие сигналы от земных станции (или устройств) и в широковещательном режиме передавать их на всю видимую область. Затем должно работать аппаратное и программное обеспечение, которое может позаботиться о том, чтобы вся эта совокупность информации прибыла в точности по нужному адресату. Исключением являются случаи, в которых сигналы должны получать все приемники. Примером может служить спутниковое телевидение.
Для того чтобы обеспечить большую пропускную способность ретранслятора, было осуществлено внедрение следующих систем множественного доступа:
- Система множественного доступа с частотным разделением, где все пользователи получают свою собственную частоту.
- Система множественного доступа с временным разделением, в которой пользователи обладают правом принимать или передавать данные только в определенный промежуток времени.
