Основные разделы


Особенности спутниковых сетей связи

Рисунок 2.1 - Геостационарная орбита

Прогресс в развитии систем традиционной подвижной спутниковой связи за последние 10 лет впечатляет. Так, масса земных станций изменилась с 300 до 3-5 кг, уменьшались размеры антенн, и, наконец, что самое главное, был полностью пересмотрен подход к профессиональной подготовке операторов.

Качественно новый уровень эффективности использовании дорогостоящих систем космической связи, может быть достигнут путем реализации систем пакетной передачи различных видов информации на основе реализации протоколов множественного доступа, характеризующихся высокой эффективностью в условиях быстрого изменения информационной нагрузки, создаваемой различными абонентами систем спутниковой связи. Однако известным алгоритмам множественного доступа присущ недостаток, связанный с наличием конфликтов пакетов, который приводит к ограничению информационных нагрузок, обслуживаемых системой спутниковой связи. С учетом последнего замечания задача разработки алгоритма множественного доступа, исключающего взаимное искажение пакетов при возникновении конфликтов представляется, актуальной и практически важной. Анализ существующих многолучевых антенных систем на базе фазированных антенных решеток позволяет утверждать целесообразность их применения при реализации бортовых ретрансляторов. Применение пространственной селекции сигналов, поступающих по различным лучам приемной многолучевой антенны позволит, исключить взаимное искажение пакетов передаваемых от наземных станций.

Можно ожидать, что разработка структуры ретранслятора сигналов, обеспечивающего реализацию известных и предлагаемых в работе алгоритмов множественного доступа позволит существенно повысить предельный уровень информационной нагрузки, обслуживаемой системой связи.

При проектировке указанных сетей планируется использовать РТР на геостационарной орбите. Они занимают практически постоянное положение на небосклоне, благодаря чему пользователи могут получить доступ, используя антенны с малой апертурой. При этом не обязательно использовать параболические антенны, и не требуется точно наводить их на спутник, хотя прямая видимость остается необходимым условием. Последнее требование ограничивает применение РТР на высоких широтах по нескольким причинам. Во-первых, это ослабление радиоволны при преодолении большого слоя атмосферы, и в этом случае требуется применение больших параболических антенн. Во-вторых, если спутник расположен низко над горизонтом, в зону прямой видимости могут попасть дома и деревья, что создаст дополнительные помехи.

Основной недостаток использования геостационарной орбиты лежит в её концепции: высота спутника над Землей достигает 40000 километров. Большое расстояние означает, что сигналу требуется значительное время, чтобы достичь спутника и вернуться на Землю, оно достигает порядка 270 мс. Из-за задержки эффект от коллизий, которые неизбежны при реализации случайного доступа, более неприятен чем в земных сетях. Конфликты передачи приводят к сбою механизмов квитирования и нарушению работы надежных протоколов.

В самом деле, ожидание успешной передачи в сочетании с большой задержкой снижает скорость передачи информации, по этому она составляет лишь малую часть пропускной способности канала. Более того, работа сети может оказаться заблокированной, если время ожидания квитанции меньше задержки распространения. Именно это делает недоступной применение широко распространенных протоколов локальных сетей типа CSMA-CD в космическом сегменте перспективной системы спутниковой связи КВ.

Особенностью системы спутниковой связи КВ как военной системы является необходимость ее устойчивого функционирования в условиях РЭБ противника. Анализ показал, что наиболее уязвимым местом в системе является восходящая радиолиния (земля-борт). Это обусловлено использованием в существующих ретрансляторах приемных антенн имеющих широкую диаграмму направленности, широкая диаграмма направленности позволяет вероятному противнику с сопредельных территорий обеспечить постановку эффективных помех по боковым лепесткам. В целях повышения устойчивости функционирования системы в условиях РЭБ представляется целесообразным использовать многолучевые антенные системы в виде ФАР на борту ретранслятора. Применение ФАР обеспечит высокую пространственную селекцию принимаемых сигналов из зоны обслуживания и существенным образом затруднит постановку эффективных помех противником с сопредельных территорий.

Прочитайте еще и эти статьи:

Расчет антенно-фидерного устройства
Антеннами называются устройства, предназначенные для излучения и приема радиоволн. Антенны являются обязательным звеном любой системы радиосвязи. Электромагнитные колебания высокой частоты вырабатываются генератором, с помощью направляющей сист ...

История создания радио
Радио - технология беспроводной передачи информации посредством электромагнитных волн радиодиапазона . Технические методы и средства, с помощью которых это делается, составляют предмет радиотехники. Научным фундаментом которой является ради ...

© Copyright 2021 | www.techattribute.ru