Цифровые ССПС стандарта GSM. 4 страница

Стандарты CDMA-2000

CDMA-2000 - это беспроводный радиодоступ, который, как определил ITU IMT-2000, поддерживает третье поколение услуг сотовой связи 3G.

Изначально, при разработке cdma-2000 закладывались следующие условия:

- полное соответствие объема и качества услуг связи требованиям ITU к 3G;

- уменьшение риска и защита капиталовложений операторских компаний;

- облегчение работы операторским компаниям по развертыванию сетей.

Сотовые сети cdma-2000 полностью совместимы с цифровыми сетями cdmaOne (IS-95), что и обеспечивает простой и недорогой переход к новому поколению беспроводной связи и, тем самым, обеспечивает защиту капиталовложений операторских компаний.

Сотовые сети cdma-2000 предлагают значительное улучшение качества звука и увеличение емкости звуковых каналов при высокой скорости и мультимедийности передачи данных. Эволюционный переход к cdma2000 подразделяется на две фазы, известные как 1X и 3X. Чтобы реализовать эволюционный переход к IMT-2000 в полосе частот 1,25 МГц рассматривается еще одна фаза развития стандарта 1XEV, которая позволяет расширить возможности cdma2000 свыше 1X. На состоявшемся этим летом в Гонконге Конгрессе CDMA были приняты требования к этому стандарту, ранее собранные операторами всего мира и обобщенные CDG.

CDMA-2000 1X. Сети cdma-2000 1X функционируют в той же полосе частот, что и сети cdmaOne, но они обладают в 2 раза большей пропускной способностью голосовых каналов и скоростью передачи данных в 144 Кбит/с. Сети cdma-2000 1X и cdmaOne полностью совместимы, их следует рассматривать как дальнейшее усовершенствование одной сети другой. TIA опубликовал cdma-2000 1Х как стандарт IS-2000. Название 1Х происходит от технического термина 1XRTT, который относится к сетям cdma-2000, занимающим в спектре частот полосу 1,25 МГц. 1Х означает технологию радиопередачи в полосе 1,25 МГц. 1Х может занимать полосу 1,25 МГц в различных участках частотного спектра.

CDMA-2000 1XEV. Данный стандарт является дальнейшим усовершенствованием стандарта 1Х. С его помощью достигается наиболее эффективное использование частотного спектра, увеличивается пропускная способность передачи данных, достигается наивысшая скорость передачи информации от 2 до 5 Мбит/с все в той же полосе частот 1,25 МГц. При этом снижается риск и защищаются капиталовложения операторских компаний. Определившиеся потребности операторов в 1XEV указывают на два этапа усовершенствования. В ходе первого этапа для более эффективного способа передачи информации потребуется достижение скорости передачи данных более 2,4 Мбит/с. В ходе реализации второго этапа достигаются скорости передачи звука и данных в реальном масштабе времени. г.

CDMA-2000 3X. Это вторая фаза стандарта cdma-2000. Усовершенствования в данной фазе обеспечивают увеличение скорости передачи информации свыше того, что достигнуто в 1Х, до 2 Мбит/с с использованием многоканальной системы передачи. Название 3Х происходит от термина 3XRTT, то есть используется три канала по 1,25 МГц для предоставления услуг 3G.

CDMA 450 - стандарт связи третьего поколения. Он утвержден Международным союзом электросвязи, поддерживающим все направления развития CDMA 2000, включая стандарт CDMA 2000 1x EV-DO. Последний позволяет передавать данные в сети с огромной скоростью - до 2, 4 Мб/с.

На сегодняшний день 14 коммерческих сетей стандарта CDMA 450 работают в Узбекистане, России, Румынии, Беларуси, Чехии, Грузии, Латвии и других странах. Готовятся к запуску в эксплуатацию еще несколько сетей. Сейчас стандартом CDMA 450 только в Узбекистане пользуется более 1.000.000 абонентов. Ведущие компании ­производители мобильных терминалов предлагают на выбор потребителю более 15 моделей телефонов.

Стандарт CDMA 450 может быть внедрен даже в такой узкой полосе частот, как 1, 8 МГц. Его преимущество - эффективное использование частотного спектра, а также возможности высокоскоростной передачи данных. А использование более низкого частотного диапазона позволяет расширить зону покрытия: соты, работающие с диапазоном 450 МГц, в два раза превышают зону покрытия базовой станции, работающей в более высоком частотном диапазоне. Поэтому решение CDMA 450 привлекательно для операторов, развертывающих беспроводную связь в сельских регионах, районах с небольшой плотностью населения.

Решение CDMA 2000 в диапазоне 450 МГц может быть основой для предоставления универсальных услуг телекоммуникаций. К примеру, передаче не только голоса, но и данных на всей территории Узбекистана, особенно в удаленных сельских районах. В таком случае связь будет не просто доступной, она распространится на территории, где подобные услуги еще не предоставляются населению из-за высокой стоимости развертывания сети мобильной или фиксированной связи.

Для малонаселенных и труднодоступных районов стандарт CDMA 450 экономически выгоден и является альтернативой традиционной проводной телефонии. Данное решение выгодно для оператора и его абонентов еще и по той причине, что оно предлагает все основные преимущества технологии CDMA 2000, а именно: создает возможность дальнейшего внедрения новых услуг третьего поколения. Например, определение местоположения абонента (LBS). Также возможны мультимедийные услуги, которые уже работают в сети отдельных оператора и технология Рush-to-Таlktm ("нажми и говори", то есть использование телефона в режиме, похожем на пользование рацией).

CDMA 450 - идеальное решение для различных сетевых нужд. Концепция универсальных услуг телекоммуникаций предполагает оказание услуг связи любому пользователю в любом населенном пункте, в заданный срок, с установленными качеством и уровнем цен. Кроме того, на основе CDMA 450 могут быть построены сети спецсвязи в интересах государственных органов. Возможности стандарта CDMA 2000 по высокоскоростной передаче данных представляют для операторов в диапазоне 450 МГц реальный интерес и являются альтернативой широкополосному DSL-доступу.

CDMA 450 позволяет упростить доступ населения к информации (в частности, через Интернет), особенно в удаленных районах, куда стоимость проведения кабеля неоправданно высока.

Использование системы CDMA 450 может стать выгодным решением для систем диспетчерской связи или систем специального назначения, таких как TETRA. Применение функции Рush-to-Таlktm в сочетании с высокой скоростью доступа системы CDMA 450 позволяет быстро и качественно решать задачи полиции, скорой помощи, пожарной охраны и спецслужб.

Использование технологии CDMA 2000, особенно в диапазоне 450 МГц, может существенно облегчить создание системы "электронного правительства". Этот стандарт -превосходный выбор для создания и работы различных приложений в поле зрения Правительства, государственной безопасности. Ведь технология, помимо перечисленных преимуществ, обеспечивает высокую степень защиты информации при передаче с помощью аутентификации, кодирования и обеспечения цельности данных.

Все это делает CDMA 450 идеальным стандартом для применения в различных проектах для Правительства, а также для охраны правопорядка и обеспечения безопасности.

Концепция 4G

В сотовой связи смена поколений выражена четко:

- 1G (первое поколение) — аналоговая связь;

- 2G (второе поколение) - цифровой связи с коммутацией каналов;

- 3G (третье поколение) - предусматривает наряду с коммутацией каналов и пакетную передачу данных.

О мобильной связи 3G много говорят как о символе прогресса, однако вперед вырывается уже следующее поколение сотовой связи, именуемое 4G.

К семейству 4G, как правило, относят технологии, которые позволяют передавать данные в сотовых сетях со скоростью выше 100 Мбит/сек. В широком понимании 4G - это название сотовых систем связи, аккумулирующих принципиально новые концепции мобильной связи, такие как пакетная коммутация, многоуровневая модуляция, адаптивная модуляция и кодирование, динамическое распределение частотно-временного ресурса между абонентами сети, IP-интерфейсы, многоантенное разнесение при приеме и передаче, гарантированное поддержание заданного качества соединения и др. В системах связи четвертого поколения передача данных становится основным видом сервиса, а передача голоса реализуется по принципу IP-телефонии на канале передачи данных.

Международный союз телекоммуникаций определяет технологию 4G как технологию беспроводной коммуникации, которая позволяет достичь скорости передачи данных до 1 Гбит/с в условиях движения источника или приемника и до 100 Мбит/с в условиях обмена данными между двумя мобильными устройствами. Пересылка данных в 4G осуществляется по IPv6. Это заметно облегчает работу сетей, особенно если они различных типов. Для обеспечения необходимой скорости используются частоты 40 и 60 GHz.

Создатели приемопередающего оборудования для 4G применили испытанный в цифровом вещании прием — технологию мультиплексирования с ортогональным разделением частот OFDM. Такая методика манипулирования сигналом позволяет значительно уплотнить данные без взаимных помех и искажений. При этом происходит разбиение по частотам с соблюдением ортогональности: максимум каждой несущей волны приходится на тот момент, когда соседние имеют нулевое значение. Этим исключается их взаимодействие, а также более эффективно используется частотный спектр — не нужны защитные «противоинтерференционные» полосы.

Для передачи сигнала применяется модуляция со сдвигом фазы (PSK и ее разновидности), при которой пересылается больше информации за отрезок времени, или квадратно амплитудная (QAM), более современная и позволяющая выжать максимум из пропускной способности канала. Конкретный тип выбирается в зависимости от требуемой скорости и условий приема.

Сигнал разбивается на определенное количество параллельных потоков при передаче и собирается при приеме.

Для уверенного приема и передачи на сверхвысоких частотах планируют применять так называемые адаптивные антенны, которые смогут подстраиваться под конкретную базовую станцию. Но в условиях города таким антеннам в определении правильного направления могут помешать замирания сигнала — его искажения, возникающие в процессе распространения. Здесь выручает еще одна особенность OFDM — стойкость к замираниям (для разных типов модуляции есть свой запас на замирания).

Возможна и работа в условиях отсутствия прямой видимости, что так мешает телефонам стандарта GSM. Недостатки ODFM — чувствительность к доплеровским искажениям и требовательность к качеству электронных компонентов.

В настоящее время в качестве основных кандидатов для построения сотовых систем 4G рассматриваются технологии WiMAX и LTE (рис.11.1), обладающие низкой стоимостью инфраструктуры за счет использования сетей IP, экономией радиочастотного ресурса, высоким качеством связи в городских условиях. Основой физического уровня WiMAX является пакетная передача, адаптивная многоуровневая модуляция и технология OFDMA для организации множественного доступа. Именно эти технологии, в первую очередь, позволяют реализовать революционные возможности по передаче данных

Наиболее технически развитые страны сейчас активно переходят на использование 3G, а во многих сетях уже применяется технология, получившая обозначение 3,5G. В коммерческой эксплуатации уже более 90 соответствующих сетей. Но, по мнению аналитиков телекоммуникационной индустрии, ряд стран, где недавно пришли к необходимости внедрять сети третьего поколения, теперь предпочтет «перескочить» на поколение вперед, начав частичную эксплуатацию 4G.

Еще в 2005 году японская компания NTT DoCoMo сообщила об успехах в работе над новым стандартом беспроводной связи — были проведены удачные эксперименты по передаче данных на скорости 100 Мбит/сек по беспроводным каналам сети 4G. Таким образом, вопреки всем ожиданиям оказалось, что NTT DoCoMo опережает конкурентов по меньшей мере на четыре года. Но только во второй половине 2006 года крупные национальные и международные операторы начали официальное сотрудничество для разработки стандарта 4G.

Рабочая группа Next Generation Mobile Network Cooperation (NGMNC) собрала вместе GSM- и CDMA-операторов со всего мира, чтобы определить их требования к мобильным сетям четвертого поколения. Основными членами группы стали Sprint Nextel, T-Mobile, Vodafone, KPN и Orange, к ним присоединились NTT DoCoMo и China Mobile. Это объединение открыло предприятие в Великобритании, которое в июле 2007 года начала разработку полномасштабной сети с пакетной коммутацией данных. Одной из технологических задач группы является подготовка плавного перехода на 4G со всех 3G-технологий включая UMTS и EV-DO. По словам участников NGMNC, запуск коммерческих сетей на базе нового стандарта намечен на 2010 год.

В Китае, однако, придерживаются других взглядов на развитие технологий сотовой связи. 28 января 2007 года после нескольких месяцев испытаний была официально запущена в шанхайском районе Чангнинг в эксплуатацию первая в мире сеть мобильных коммуникаций четвертого поколения. Система обеспечивает скорость беспроводной передачи данных в 100 Мбит/с, что сопоставимо со скоростью, которую позволяют достичь оптоволоконные технологии, либо медные кабели на коротких расстояниях. Нужно заметить, что исследовательский проект по переходу от 3G к 4G был запущен Китаем еще в 2001 году. Запуск действующей системы обошелся в $19,2 млн. Широкое внедрение 4G, как пологают, начнется в 2008 года в Пекине.

В Европе также готовятся к запуску первые сети мобильной связи четвертого поколения. О своем участии в проекте LTE (Long-Term Evolution) заявили крупные европейские операторы T-Mobile International, Orange и Vodafone Group, а также производители мобильного оборудования Alcatel-Lucent, Nokia Siemens Networks, Nortel Networks и Ericsson. Тестовый запуск LTE начался в мае 2007 года, а в коммерческую эксплуатацию первые сети предполагаются запустить в 2009-2010 годах. Эксперты полагают, что к этому сроку можно развернуть сети 4G, но покрытие базовых станций будет скорее «очаговым».

Специалисты также уверены, что вряд ли услуги 4G станут популярными у европейских абонентов в ближайшие годы. Ведь даже сейчас, через пять лет после запуска первых сетей третьего поколения 3G в Европе, они используются менее чем на половину своих возможностей. Аналитики связывают это с завышенными тарифами на услуги связи третьего поколения. Таким образом, важную роль в успехе 4G будет играть ценовая политика европейских операторов. Ведь, на самом деле, далеко не все пользователи заинтересованы в высокоскоростном мобильном Интернете и связанным с ним услугах — большинству нужна обычная голосовая связь. Учитывая проблемы 3G, влияние технологий связи четвертого поколения на рынок телекоммуникационных услуг в Европе станет заметным лишь к 2020 году, прогнозируют пессимисты.

Сейчас в США оператор мобильной связи Nextel рассматривает возможность отказаться от 3G в пользу системы 4G компании Flarion, которая интенсивно раскручивает свое детище. «Проверка жизнеспособности 4G охватит 150 базовых станций в крупнейших городах юга Америки», — сообщает Nextel, расширяя область тестирования. А вот испанская Telefonica не собирается полностью отказываться от внедрения сетей третьего поколения, а только ограничивает масштабы их применения для того, чтобы сконцентрироваться на «прыжке через одно поколение». Только если в Новом Свете востребованы решения компании Flarion, то здесь отдают предпочтение разработкам IPwireless, что очень удобно в сложившейся обстановке, так как используется задел от внедрения 3G.

На Украине в конце 2007 года сразу четыре компании объявили о начале предоставления услуг связи четвертого поколения в нескольких крупных городах. Данные операторы получили лицензии и начали предоставление услуг по технологии Mobile WiMAX. Услуги 4G сегодня в Украине могут предоставляться именно по технологии WiMAX. Остальные технологии прогнозируют появление на рынке лишь в 2009-2010 годах. В Украине среди компаний мобильной связи конкурентным преимуществом обладают CDMA-операторы, поскольку для предоставления услуг нового поколения им не нужно приобретать лицензии на новые частоты: новое оборудование работает на тех же частотах.

В Узбекистане оператор Super iMax к середине 2010 года планирует оказывать услуги мобильной сети WiMax (Wave-2) по всей территории страны. С сентября 2008 года он начал оказывать услуги мобильного широкополосного беспроводного доступа в Интернет по технологии WiMax в Ташкенте. Мобильная сеть действует на основе технологий южнокорейской Posdata, осуществившей поставку трех базовых станций, абонентских устройств и систем управления сетью, поддерживающих работу в диапазоне частот 2.3 Ггц. Сеть фиксированного WiMax построена на базе оборудования BreezeMAX 3500 израильской Alvarion. Компания начала коммерческую эксплуатацию фиксированной сети в четырех регионах страны - Ташкентской, Андижанской, Ферганской и Самаркандской областях.

Эксперты отмечают, что на пути введения в эксплуатацию сетей 4G есть ряд проблем. Во-первых, на рынке нет абонентских устройств. Такие телефоны, если бы существовали, потребляли бы слишком много энергии и не могли бы долго работать на аккумуляторах (сейчас подобные проблемы есть и у 3G-устройств). Во-вторых, скоростной доступ в Интернет и видеосервисы потребуют больших по размеру и более качественных дисплеев, чем те, которые устанавливаются в телефоны сейчас.

Однако главная проблема все же носит принципиально иной характер. Дело в том, что капиталовложения в развертывание сетей четвертого поколения должны быть намного солиднее, чем в 2G и даже в 3G. Между тем, инвесторы, в том числе и венчурные, пока осторожничают — они не уверены в должной экономической отдаче от 4G-проектов. К тому же, некоторые производители предлагают «скрестить» 4G и беспроводные широкополосные сети. В разных ситуациях пользователь будет иметь возможность выбирать наиболее подходящие способы подключения. Но в любом случае в основном варианте использования 4G технология Wi-Fi получит грозного конкурента.

Новые возможности в передаче огромных объемов данных, которые предоставляются технологиями группы 4G, уже сейчас заставляют поставщиков мобильного контента задуматься о расширении своего бизнеса. Если сегодня основным товаром на этом рынке являются мелодии и простенькие игры, то появление 4G сделает намного более актуальным мобильное телевидение, видео по запросу (Video-On-Demand, VOD), «продвинутые» игры и т.п. Кроме того, благодаря 4G станут возможны мобильные видеоконференции (видеочаты) и мобильные peer-to-peer-сети.

По прогнозам исследовательской компании Screen Digest, к 2011 году во всем мире будет насчитываться по меньшей мере 140 млн подписчиков сервисов мобильного телевидения. Ежегодный совокупный доход этого рынка через пять лет достигнет показателя в 4,7 млрд евро. Аналитики полагают, что потенциально сервисы мобильного ТВ могут приносить гораздо большую прибыль, чем игры и музыка для сотовых аппаратов.

Объем рынка мобильных игр в настоящее время составляет порядка 1,6 млрд евро, причем 50% из этой суммы приходится на Южную Корею и Японию. К 2011 году этот рынок увеличится ненамного и будет оцениваться в 2 млрд евро. Причиной столь незначительного роста специалисты Screen Digest называют стремление сотовых операторов сфокусироваться на музыкальных и телевизионных мобильных сервисах, а не на играх. На рынке музыкального мобильного контента в течение следующих пяти лет, напротив, будет наблюдаться взрывной рост. Объем рынка в сравнении с показателями 2006 года увеличится в 8 раз и составит 1,47 млрд евро. Одним из основных факторов роста станет доступность подписных сервисов, которые предлагают пользователям не только аудиотреки, но и сопутствующие (в том числе мультимедийные) материалы. Хотя к 2011 году большинство музыкальных композиций сотовые абоненты будут, как и сегодня, загружать на мобильники с персональных компьютеров.

В Узбекистане в конце 2008 года началось тестирования оборудования кампании Хвуйвей по запуску мобильного телевидения.

Контрольные вопросы

1. В чем состоят основные положения концепции ССПС 3 G?

2. Приведите основные характеристики технологии WCDMA. 3.Сравнените возможности предоставляемых услуг всех поколений ССПС. 4.Приведите разновидности стандартов CDMA-2000.

5. В чем состоит особенности стандарта CDMA 450?

6.Концепция 4G

7.Этапы внедрения 4G

8. Существующие проблемы внедрения 4G

Спутниковые системы персональной радиосвязи

Лекция 13-14-15-16

Принципы организации связи и орбиты ИСЗ

Многостанционый доступ в спутниковых системах связи

Бортовая и земная аппаратура систем связи через ИСЗ

Энергетический расчет и качественные показатели спутниковых систем связи

Спутниковые сети VSAT и персональной радиосвязи

Искусственные спутники Земли связного назначения широко используются для передачи различных сообщений, организации ТВ, телефонных, телеграфных и других каналов связи.

Основной принцип создания спутниковых систем связи заключается в размещении ретрансляторов на ИСЗ. Следовательно, спутниковая система связи представляет собой РРЛ (радиорелейные линии) с одной промежуточной станцией, размещенной на ИСЗ (рис.1.5). При построении спутниковых систем связи используются идеи и принципы, реализуемые в РРЛ.

По способу ретрансляции сигнала спутниковые системы делят на системы с пассивной и активной ретрансляцией. Система, которая работает без бортовой аппаратуры, называется системой связи с пассивным спутником, или системой с пассивной ретрансляцией. В этом случае сигналы, посланные с Земли, отражаются поверхностью ИСЗ обратно без предварительного усиления. В качестве пассивных спутников могут использоваться как специальные отражатели различной формы (в виде сферических баллонов, объемных многогранников и др.), так и естественный спутник Земли - Луна. При достаточном усилении земных антенн и высокой чувствительности приемника земной станции (ЗС) этот метод радиосвязи может найти применение в системах с малой пропускной способностью. Пропускная способность подобных систем связи при современном уровне техники не превышает двух - трех телефонных сообщений.

Система радиосвязи при наличии бортовой аппаратуры называется системой с активной ретрансляцией сигнала, или системой с активным спутником. При этом энергоснабжение бортового ретранслятора осуществляется от солнечных батарей, находящихся на ИСЗ. Активная ретрансляция является основной в современных системах передачи.

В настоящее время под спутниковым ТВ и радиовещанием понимается как передача ТВ сигналов (со звуковым сопровождением), так и радиовещательных звуковых сигналов от одного или нескольких земных передатчиков, связанных с центрами формирования ТВ и радиопрограмм, через ИСЗ на сеть земных приемных установок и распределение этих программ с целью доведения их до абонентов (телезрителей или радиослушателей) с помощью наземных средств связи (ретрансляторов различной мощности, СКТВ, средств коллективного и индивидуального приема). Как правило, в зоне обслуживания связным ИСЗ располагается сеть приемных ЗС различных типов. Для обеспечения высокого качества принимаемых ТВ и звуковых сигналов в спутниковых системах связи из-за очень больших расстояний между ЗС и ИСЗ принимают следующие меры:

1) увеличивают мощность передатчика ЗС до 5... 10 кВт;

2) усложняют приемопередающие антенны ЗС;

3) используют малошумящие усилители (смесители на входе приемников);

4) повышают эффективность приема с ЧМ за счет увеличения девиации частоты.

Классификация и основные показатели ССС. В основу классификации ССС, ориентированных на предоставление услуг радиотелефонной связи и передачи данных, положены следующие признаки:

• Тип используемых орбит. По этому признаку все ССС делятся на два класса — системы с космическими аппаратами (КА) на геостационарной орбите (GEO) и на негеостационарной орбите. В свою очередь, негеостационарные орбиты подразделяются на низкоорбитальные (LEO), средневысотные (MEO) и эллиптические (HEO). Кроме того, низкоорбитальные системы связи подразделяются по виду предоставляемых услуг на системы передачи данных на базе little LEO, радиотелефонные системы big LEO и системы широкополосной связи mega LEO (в литературе используется также обозначение Super LEO).

•Принадлежность системы к службе. В соответствии с Регламентом радиосвязи различаются три основные службы:

- фиксированная спутниковая служба (ФСС) - служба радиосвязи между ЗС, расположенными в определенных фиксированных пунктах, при использовании одного или нескольких спутников;

- подвижная спутниковая служба - между подвижными ЗС с участием одного или нескольких ИСЗ;

- радиовещательная спутниковая служба (РВСС) - служба радиосвязи, в которой сигналы спутниковых ретрансляторов предназначены для непосредственного приема населением. При этом непосредственным считается как индивидуальный, так и коллективный прием на сравнительно простые и недорогие установки с абонентским качеством.

•Статус системы. Зависит от назначения системы, степени охвата обслуживаемой территории, размещения и принадлежности наземных станций. В зависимости от статуса ССС можно разделить на международные (глобальные и региональные), национальные и ведомственные (таб.7.1).

Таб.7.1 Системы, использующие КА на GEO-, MEO- и LEO-орбитах

Показатель	GEO	MEO	LEO
Высота орбиты, км	36 000	5000-15 000	500-2000
Количество КА в ОГ		8-12	48-66
Зона покрытия одного КА (угол радиовидимости 50), % от поверхности Земли		25-28	3-7
Время пребывания КА в зоне радиовидимости (в сутки)	24 ч	1,5-2 ч	10-15 мин
Задержка при передаче речи, мс
Региональная связь		80-130	20-70
Глобальная связь		250-400	170-300
Время переключения, мин
с одного спутника на другой	Не требуется		8-10
с одного луча на другой	10-15	5-6	1,5-2,0
Относительный максимальный доплеровский сдвиг	6*10^-8	66*10^-6
Угол радиовидимости КА на границе зоны обслуживания		15-25	10-15

Орбиты ИСЗ

Геостационарная. Большинство существующих ССС используют наиболее выгодную для размещения спутников геостационарную орбиту, основными достоинствами которой являются возможность непрерывной круглосуточной связи в глобальной зоне обслуживания и практически полное отсутствие сдвига частоты, обусловленного доплеровским эффектом.

Геостационарные спутники, располагаясь на высоте примерно 36 тыс. км и двигаясь со скоростью вращения Земли, как бы "зависают" над определенной точкой земной поверхности, которая располагается на экваторе (так называемой подспутниковой точкой). В действительности положение геостационарного КА на орбите не является неизменным: он испытывает незначительный "дрейф" под воздействием ряда факторов, вызывающих деградацию орбиты. При этом изменение положения орбиты за год может достигать 0,92^о. Основными параметрами, определяющими угловой разнос между соседними КА, являются пространственная избирательность бортовых и наземных антенн, а также точность удержания КА на орбите.

Связь через геостационарный КА не имеет перерывов в обслуживании, обусловленных взаимным перемещением спутника и наземной станции, а система из трех спутников обеспечивает охват практически всей территории земной поверхности. Орбитальный ресурс современных геостационарных КА также достаточно высок и составляет около 15 лет (табл.7.1).

Однако такие системы имеют ряд недостатков, главный из которых — задержка сигнала. Спутники на геостационарных орбитах оптимальны для систем радио- и телевизионного вещания, где задержки в 250 мс (в каждом направлении) не сказываются на качественных характеристиках сигналов. Системы радиотелефонной связи более чувствительны к задержкам, а поскольку суммарная задержка в системах данного класса составляет около 600 мс (с учетом времени обработки и коммутации в наземных сетях), даже современная техника эхоподавления не всегда позволяет обеспечить связь высокого качества. В случае "двойного скачка" (ретрансляции через наземную станцию-шлюз) задержка становится неприемлемой уже более чем для 20% пользователей.

Архитектура геостационарных систем ограничивает возможность повторного использования выделенных полос частот, а следовательно, их спектральную эффективность. Зона охвата геостационарных КА не включает в себя высокоширотные районы (выше 76,5^о с.ш. и ю.ш.), т. е. действительно глобальное обслуживание не гарантируется. Следует также отметить, что геостационарные КА могут обеспечить услуги персональной связи лишь в том случае, если формируемые ими на поверхности Земли зоны обслуживания примерно одинаковы с зонами, образуемыми низкоорбитальными спутниками.

Бурное развитие спутниковой связи, особенно в последнее десятилетие, привело к тому, что на геостационарной орбите стало очень "тесно" и возникли проблемы с размещением новых КА. Дело в том, что в соответствии с существующими международными нормами орбитальный разнос между геостационарными КА должен составлять не менее 1^о. Это означает, что на орбите можно разместить не более 360 спутников. Что же касается сокращения углового разноса между точками стояния КА на орбите, то на современном уровне развития техники это невозможно из-за взаимных помех (рис.7.1).

Дата добавления: 2014-01-04