Aloha системасы

1970 жылдың басында Гавай университетінде Aloha системасы өңделген. Берілген системада ЗС ортақ спутниктік каналға пакеттік берілісті тапсыру үшін қолданады. Кез келген бір уақытта әрбір ЗС тек бір пакет қана тапсыра алады. Өйткені спутникке пакетке байланысты ретранслятордың рөлі бекітілген және әрқашан бір ЗС пакет спутникке трансляция кезінде қол жеткізу барысында басқа ЗС пакетімен жиналып, бір бірін «жояды». Шешімін табуды талап ететін дау жанжалды жағдай туады.

Aloha ЗС жүйесінің ертеректегі нұсқасына сәйкес жіберілімді кез келген уақытта жүзеге асыруға болады. Егер уақыт өте келе өзінің ұтымды берілісін тындаса, өзінің даулы жағдайдан алдын алғанын қорытындылайды. Кері жағдайда олар қателік болатынын түсініп, қайта берілісті қайталау керек екенін түсінеді. Егер ЗС бірден тындалымнан кейін өздерінің берілістерін қайта қайталайтын болса, мумкін қайта даулы жағдайға түсуі ықтимал. Даулы жағдайды шешу және кездейсоқ тоқтау енгізу үшін кейбір процедуралар қажет етіледі, дауға енетіндердің уақытына сәйкестендіреді. Alohaның келесі түрі уақыттың терезеге бөлшектеп бөлінуіне байланысты, оның ұзындығы беріліс кезіндегі бір пакеттің ұзындығына тең. Егер енді беріліс пакеттері тек терезе басында басталсын десек, онда спутниктік каналды екі есе ұтымды эффектті аламыз, Бұл жүйе Alohaның синхронды жүйесі деп атаймыз.

1 сурет. Aloha системасы үшін осалдылық периоды.

ЗСтың талабы бойынша үшінші жақындау уақытша сақтауында негіздеп жатыр.

3.3 Жердегі сегмент

Қарқынды технологиялық дамуы ЗСның мөлшерінің азаюына әкеліп соқты. Бас кезеңде спутник жүздеген килограммның шамасын аспады, ал ЗС гиганттық құрылымдағы диаметрі 30 м антеннаны ұсынды. Жаңа заман спутниктерінің салмағы бірнеше тонна, ал диаметрі 1метрден аспайтын антенналарды кез келген жерде орнатуға болады. ЗС мөлшерінің тенденциясының азаюу мен жабдықтау құрылғысына байланысты құнының төмендеуіне әкеліп соғады. Қазіргі таңда ЗСның негізгі мінездемесіне оның құны жатады және ол СССтың кең түрде дамуына себепші. Спутниктік байланыстың артықшылығы географиялық алыстағы пайдаланушылардың артық шығынсыз аралық сақтау мен коммутацияға қол жеткізуіне негізделген. Спутниктік жүйелердің негізгі артықшылығы – жаңа байланыс қызметін немесе бұрынғы байланыс қызметін кеңейтетін байланыс тараптарын құруға мүмкік беруі. Үлгісіне байланысты ЗС «және», «немесе» қабылдағышты беруге мүмкіншілі зор. Қазіргі таңда ЗСның төрт үлгісі бар:

1) Өте жоғары өткізу қабілеттілігі бар ЗС пайдаланушылық жүктемесі қымбат және күрделірек. Сондай үлгі станциялары ЗС волокондық- оптикалық түзу сызыққа нормалы кіруге, көп пайдаланушылыққа мумкіндік береді. Осы үлгідегі ЗС құны миллиондаға доллар тұрады.

2) Орта станцияның өткізгіш мүмкіндігі бірлестіктердің жеке байланыс аулаларында қызмет ету үшін қолайлы. ССС тың бірлескен екі үлгісін ажырата аламыз.

Дамыған корпоративті және үлкен ақша қаражат салынған ССС мынандай қызметтер көрсете алады: бейнеконференция, электрондық пошта, бейне, сөзді жіберу. Тап осындай барлық ЗС байланысы үлкен беріліс күшіне ие, ал бұл станцияның құны 1 миллион доллар.

3) Коорпоративтік жүйенің қымбат үлгісінің бірі ретінде ЗСтың тек бір негізімен байланысқан (MES - Master Earth Station) СССтың көп сандық микротерминалдары (VSAT) жатады. Берілген жүйе әдетте мәліметтерді «қабылдағышпен», «беріліспен» және аудио-видео қызметтерін сандық түрде қабылдаумен шектеледі.

4) ЗСтың төртінші үлгісі қабылдағыш мүмкіншіліктерімен шектеледі. Бұл станцияның өте арзан түрі, өйткені оның жабдығы бір немесе бірнеше нақтылы қызметтерімен ықшамдалынған. Берілген ЗС мәліметтерді қабылдауға, бейне және аудиосигналды және олардың комбинациясын орындауға бағытталған.

3.4. Жиілік қасиеттері

Спутникті каналдың жолақ ені (bandwidth) хабар санын мінездейді, яғни ол хабарды бірлік уақытта жібере алады. Типтік спутниктік қабылдап таратқыштың жолақ ені 36 МГц ие, ал жиілікте 4 МГц тан 6 МГц дейін. Өйткені радиожиілік шектелген қор болып табылады, сондықтан берілген жиіліктерді әр түрлі жер станциаларымен байланыстыру қажеттігі туады. Оны екі тәсілмен істеуге болады: *

Кеңдік бөлініс – спутниктің әрбір антеннасы сигналды тек бір районнан ғана қабылдайды, және де басқа райондар бір жиілікті қолдана алады.

Полярлы бөлініс – әр түрлі антенналар поляризацияның өзара перепендикулярлы жазықтықтарымен бірлесіп сигнал қабылдайды және сигнал таратады, сонымен қатар бір жиілік екі рет қолданыла алады (әрбір жазықтық үшін). Геостанционарлы орбитада орналасқан спутникке арналған байланыс аясы типтік картасы келесі компоненттерді қосады: *

Глобальды сәуле – жер станциясымен барлық зона аясында байланысады және оған берілген спутниктің өзге сәулелерімен тоғыспайтындай жиіліктер бөлінген.

Батыстағы және шығыс хемисфері сәулелері – бұл сәулелер А аясында поляризацияланған және де батыс және шығыс хемисферлерде бір диапазондағы жиілік қолданылады.

Зоналық сәулелер – В аясында поляризацияланған (А ға перпендикуляр) және хемисфер сәулесінде қолданылған жиілік бұл сәуледе де қолданылады. Сонымен, белгілі бір зонада орналасқан жер станциясы хемисфер сәулесі мен глобальды сәулені де қолдана алады. Және де жиілік қайта қайта батыс және шығыс хемисферада, және де әрбір зонада қолданылады. Спутниктік байланыста қолданылатын жиілік әріптермен белгіленетін диапазондарға бөлінеді (10 кесте).

10 кесте

Диапазонның аталуы	Жиіліктер(ITU-R V.431-6 келісілген)	Қолдану аясы
L	1,5 ГГц	Дамыған спутниктік байланыс
S	2,5 ГГц	Дамыған спутниктік байланыс
C	4 ГГц, 6 ГГц	Бекітілген спутниктік байланыс
X	ITU-R нұсқауларымен спутниктік байланыс үшін жиілік айқындалмаған. Радиолокация қосымшаларына арналған диапазон көрсеткіші 8-12 ГГц.	Бекітілген спутниктік байланыс (әскерилердің мақсатына арналған)
Ku	11 ГГц, 12 ГГц, 14 ГГц	Бекітілген спутниктік байланыс, спутниктік хабарлау
K	20 ГГц	Бекітілген спутниктік байланыс, спутниктік хабарлау
Ka	30 ГГц	Бекітілген спутниктік байланыс, спутник аралық байланыс.

3.5 Кемшіліктер.

1) Әлсіз бөгеттен қорғанушылық Жер станциясы мен спутниктің аралығы үлкен болғандықтан қабылдағышта сигнал мен шу арасындағы қарым қатынас үлкен емес. Берілген шарттарда қателіктің ықтималдығын анықтау үшін үлкен антенналар, аз шулайтын элементтерді және бөгеттерге тұрақты қиын кодтар қолданамыз. Әсіресе бұл проблема жылжымалы байланыс жүйелерінде көп кездеседі, өйткені оларда антеннаның мөлшеріне және ережеге сәйкес хабарлағыштың қуаттылығына да шек койылған.

2 Атмосфераның әсері

Спутниктің байланыстың сапасына тропосферада және ионосферадағы әсерлер ықпал етеді.

2.1.)Тропосферадағы жұту

Атмосферамен сигнал жұту өзінің жиілігіне байланысты орналасады. Максималды жұту 22,3 ГГц (су буларының резонасы) және 60 ГГц (оттек резонансы) келеді. 10 ГГцтен жоғары жиілікті сигналдың таралуына жұтудың ықпалы білінеді. (яңни, Ku диапазонынан бастап). Атмосферадағы радиотолқынның таралуына жұтудан басқа тыныштық әсері кездеседі, себебі, атмосфераның әр түрлі сыну қабатының коэффициенттерінің айырмашылығы болып табылады.

2.2.) Ионосфералық әсер

Ионосфералық эффект бос электрондардың таратылуы флутуациясымен ескерілген. Радиотолқынның таралуына әсер ететін ионосфералы әсерлерге мыналарды жатқызамыз: жарқырау, жұту, таратудың тоқтауы, дисперсия, жиіліктің өзгеруі, поляризация жазықтығының айналуы. Осы барлық эффектілер жиіліктің жоғарылауымен әлсірейді. Жиілігі 10 ГГцтан жоғары сигналдарға олардың ықпалы үлкен емес.

Төмен жиілікті сигналдардың ионосферада біртекті еместігінен пайда болатын ионосфералық жарқыраудан азап шегеді. Осы жарқыраудың қорытындысы болып әрқашан өзгеріп отыратын қуаттылық жатады.

3) Сигналдың тарлуының тоқтауы (задержка)

Сигналдың таралуының тоқтауы барлық спутниктік байланыс жүйелерін қозғайды. Геостационарлық орбитада спутниктік ретрансляторды қолданатын жүйелер ең жоғарғы тоқтауға ие болады. Бұл жағдайда радиотолқын таралу жылдамдығының соңымен анықталатын тоқтау шамамен 250 мс құрайды, ал мультиплексирлеу, коммутация және сигнал өңдеудің тоқтауымен бірге жалпы тоқтау 400 мс дейін құрауы мүмкін.

Таралудың тоқталуы нағыз уақыт қосымшасында анық қажет емес, мысалы, телефон байланысында. Осының негізінде егер сигнал таралуының уақыты спутниктік байланыс каналы бойынша 250 мс құрайтын болса, тұтынушылар репликасының уақыт айырмашылығы 500 мс аз болмауы қажет.

Кейбір жағдайда (мысалы, «жұлдыз» топологиясын қолданатын VSAT системасында) сигнал спутниктік байланыс каналы арқылы екі рет беріледі. Бұл жағдайда ортак тоқтау екі еселенеді.

Дата добавления: 2014-01-04