Часть 5. Системы телекоммуникаций (стр. 14 )

Низкие орбиты уже давно рассматривались как основа для организации систем спутниковой связи, но их использование тормозилось определенной инерцией мышления, настроенного на то, что спутник-ретранслятор должен быть виден долго и непрерывно, а лучше всего быть неподвижным для наблюдателя (то есть находиться на геостационарной орбите).

И только в последние годы появился ряд систем спутниковой связи, использующих низкие орбиты и более портативные абонентские радиотерминалы, вплоть до карманных радиотелефонных трубок.

В настоящее время имеется уже несколько десятков различных СПРС, характеристики некоторых из них приведены в табл. 17.2.

Большинство существующих спутниковых систем связи имеют геостационарные спутниковые группировки, что легко объяснимо: небольшое количество спутников, охват всей поверхности Земли. Однако большая задержкой сигнала делает их применимыми, как правило, только для радио - и телевещания. Для систем радиотелефонной связи большая задержка сигнала крайне нежелательна, так как приводит к плохому качеству связи и повышению стоимости обслуживания.

Низкоорбитальные СПРС Iridium имеет 66 спутников-ретрансляторов (5 мая 1997 года запущены первые пять из них) на орбитах высотой 780 км, а Globstar— 48 на высоте 1400 км. Такое количество СР необходимо для поддержания непрерывного канала связи, предоставляемого любому абоненту на, территории земно - го шара, поскольку каждый из низкоскоростных спутников-ретрансляторов находится в зоне видимости абонентского радиотелефона всего несколько минут за время каждого оборота спутника на орбите. Благодаря движению спутников друг за другом, их расположению в разных орбитальных плоскостях и автоматическому переключению связи с одного СР на другой, гарантируется полное перекрытие поверхности планеты зонами обзора и непрерывная, связь с абонентом.

Число обеспечиваемых системами каналов связи достигает 60 000 — 70 ООО.

Система Iridium

Разработчик — международный консорциум Iridium Ltd., Вашингтон. Система глобальной подвижной персональной спутниковой связи предназначалась для  предоставления услуг связи с подвижными и фиксированными объектами, рассредоточенными на всей территории земного шара. Космический сегмент системы состоял из 66 основных (высота орбиты 780 км над поверхностью Земли) 4 и 6 резервных спутников (645 км). Система предоставляла абонентам следующие услуги: передача речи (2,4 Кбит/с), передача данных и телефакс со скоростью до 9600 Кбит/с, персональный вызов и определение местоположения. Будучи очень дорогостоящим проектом (более 5 млрд. долларов), Iridium в начальной стадии развития установил сверхвысокие цены на терминалы и трафик, ошибочно ориентируясь только на очень богатых потребителей услуги. Кроме того, в процессе эксплуатации возникли непредусмотренные проектом технические и финансовые проблемы, что привело консорциум к банкротству. В настоящее время обслуживание абонентов России не производится.

Система Globalstar

Система глобальной подвижной персональной спутниковой связи Globalstar (компания Сан-Хосе, штат Калифорния) предназначена для предоставления услуг связи с подвижными и фиксированными объектами, расположенными на территории земного шара между 70' северной широты и 70' южной широты.

Портативные терминалы системы Globalstar выпускаются в нескольких модификациях для использования их как для организации связи в системе Globalstar, так и в сетях наземной сотовой связи стандартов GSM, DAMPS, СОМА.

Для примера приведем параметры некоторых имеющихся на российском рынке моделей спутниковых портативных мобильных терминалов системы Globalstar:

● портативный мобильный абонентский терминал QUALCOMM. Трехрежимный терминал — Globalstar/AMPS/CDMA. Размеры — 178 х 57 х 44 мм, вес — 357 г. Имеет дисплей на 4 х 16 символов, записную книжку на 99 номеров, ускоренный автодозвон, голосовую почту, определитель номера;

● портативный абонентский мобильный терминал Ericsson. Режимы работы— Globalstar/GSM. Размеры — 160 х 60 х 37 мм, вес — 350 г;

● портативный абонентский мобильный терминал Telit. Режимы работы— Globalstar/GSM. Размеры — 220 х 65 х 45 мм; вес — 300 г.

Космический сегмент системы представляет собой группировку из 48 основных и 8 резервных спутников, весом менее 450 кг, размещенных на круговых орбитах на высоте 1414 км над поверхностью Земли. Спутники первого поколения рассчитаны на работу в режиме полной нагрузки не менее 7,5 лет.

Для охвата большей территории земного шара планируется построить порядка 50 станций сопряжения, обеспечивающих максимальное покрытие (до 85%) земной поверхности. На первом этапе развития системы построено 38 станций сопряжения. В России находятся в эксплуатации 3 таких станции: в Московской области (Павловский Посад), в Новосибирске и в Хабаровске. Эти станции обеспечивают предоставление услуг подвижной связи с высоким качеством обслуживания практически на всей территории России южнее 70' северной широты. Каждая из станций связана с сетью общего пользования России. Система Global - star эксплуатируется в России с мая 2000 года. В 2002 году Globalstar уже обслуживала более 150 000 отечественных абонентов.

Средне орбитальные системы Odyssey и ICO с высотой орбиты порядка 10 000 км, ввиду большего обзора территории с одного спутника-ретранслятора, позволяют сократить количество последних до 10 — 12 штук (время видимости одного СР доходит до нескольких часов). Число обеспечиваемых системами каналов связи достигает 25 000 — 30 000.

Весьма перспективной обещает быть среднеорбитальная система подвижной персональной спутниковой связи ICO (международная компания «ICO Global Communications), предназначенная для предоставления услуг связи с подвижными и фиксированными объектами на всей территории земного шара, включая

приполярные районы. Система будет содержать десять основных и два резервных спутника на МЕО - орбите высотой примерно 10 390 км над поверхностью Земли. Согласно проекту, большую часть абонентских терминалов системы составят персональные телефонные аппараты, способные работать в двух режимах (спутниковый/наземный сотовый).

Особенностью данной системы станет специально сформированная сеть ICONet, которая соединит между собой «интеллектуальными» линиями связи двенадцать узлов спутникового доступа (УСД), расположенных по всему миру, и обеспечит быстрое соединение сетей общего пользования с мобильными терминалами и мобильных терминалов между собой вне зависимости от их местонахождения. На территории России предполагается строительство одного УСД.

Система ICO планирует предоставить пользователям следующие виды услуг: телеслужбы, услуги транспортной среды, услуги, предоставляете в системе GSM, услуги по передаче сообщений и роумингу.

Телеслужбы будут предоставлять такие услуги, как цифровая телефония, экстренные вызовы, передача факса группы 3 на скоростях до i4,4 Убит/с и услуги по передаче коротких сообщений. При этом цифровая телефония будет обеспечивать качество передачи речи, подобное тому, которое обеспечивается существующими стандартами наземной подвижной радиосвязи.

На территории России системой ICO в 2003 году могут пользоваться 450 тысяч абонентов.

СПРС имеют ряд особенностей в технических аспектах их организации, но в сфере пользовательских характеристик и предоставляемых абонентам услуг они во многом похожи на наземные сотовые системы. Это часто позволяет с одного радиотелефона, в зависимости от местонахождения абонента, поочередно осуществлять спутниковую и наземную сотовую связь (роуминг между соответствующими сетями). Передача информации в спутниковых системами ведется в цифровой форме со скоростями 9600 — 64 000 бит/с.

Помимо дуплексной телефонной связи СПРС обеспечивают предоставление целого ряда сервисных услуг, таких как:

● факсимильная связь;

● электронная почта;

● голосовая почта;

● пейджинговая связь;

● режим приоритетного обслуживания;

  ● режим персонального радиовызова;

● возможность подключения к радиотелефону портативного компьютера;

● защита информации от несанкционированного доступа;

● определение местоположения мобильного абонента и т. д.

 Современные системы подвижной спутниковой связи совместимы с традиционными наземными системами подвижной связи (в первую очередь — с цифровыми сотовыми). При этом взаимодействие сетей подвижной спутниковой радиосвязи с телефонной сетью общего пользования возможно на любом уровне (местном, внутризоновом, междугородном).

В перспективе, CIIPC призваны развивать и дополнять сотовую радиотелефонную связь там где последняя невозможна или недостаточно эффективна — при передаче информации на большие расстояния, в районах с малой плотностью населения, в морских акваториях и т. п.

Спутниковые навигационные системы

Большой интерес представляют спутниковые системы определения местоположения мобильного объекта с большой точностью — в разных режимах погрешности определения координат могут составлять от нескольких сантиметров до нескольких метров. В качестве мобильного объекта может выступать как любое средство передвижения (автомобиль, яхта, самолет и т. д.), так и человек — пользователь системы.

Проект спутниковой сети для определения координат в режиме реального времени в любой точке земного шара первоначально был создан в министерстве обороны США и назван NAVSTAR (NAVigation Satellite with Timing And Ranging — навигационная система определения времени и дальности). Название Global Positioning  (GPS) — система глобального позиционирования появилось позднее, когда система стала использоваться не только в оборонных, но и в гражданских целях.

Первые шаги по развертыванию навигационной сети были предприняты в середине 70-х, коммерческая же эксплуатация системы в ее современном виде началась с 1995 года. В настоящий момент в сети задействованы 28 спутников, равномерно распределенных по орбитам с высотой 20 350 км (для полнофункциональной работы достаточно 24 спутников). Сеть GPS довольно активно развивается— ежегодный прирост ее абонентов составляет примерно 1 млн. приемников.