Systemy satelitarne, ►Studia


Systemy satelitarne

Łączność satelitarna jest istotną częścią przemysłu telekomunikacyjnego.

Obecnie na orbicie znajduje się ponad

500 satelitów geostacjonarnych (GEO) i ponad

100 na orbitach niskich (LEO) - Iridium, Globalstar)

realizując zarówno transmisje dwustronne (telefonia, fax, dane cyfrowe)

jak i transmisje rozsiewczą (radiodyfuzja) programów telewizyjnych i radiowych.

Systemy satelitarne zapewniają jednakowość jakości usług na całym oświetlanym obszarze rozwiązując problemy pokryć radiowych systemów naziemnych.

Jednocześnie niezależność systemów satelitarnych od istniejącej naziemnej infrastruktury telekomunikacyjne pozwala na szybkie uruchomienie usług dla użytkownika końcowego, który musi zakupić tylko odpowiedni terminal i ustawić jego antenę w kierunku satelity.

. Opracowane zostały i uruchomione satelitarne systemy łączności ruchomej dla transmisji telefonicznych (Iridium, Globalstar - wykorzystujące satelity na orbitach niskich

Rys historyczny

W 1962 roku dokonano pierwszej transmisji międzykontynentalnej między satelitami w USA oraz we Francji i Wielkiej Brytanii wykorzystując satelitę na orbicie geostacjonarnej, a w 1965 roku umieszczono pierwszego satelitę komercyjnego Early Bird (Intelsat I), do realizacji łączności między Europą a Ameryką.

Od momentu powstania systemy łączności satelitarnej skupiały się na transmisji sygnałów telefonicznych i programów telewizyjnych.

W latach 70 - piątych systemy satelitarne praktycznie uzyskały monopol na połączenia międzykontynentalne.

W 1988 roku, gdy położono pierwszy kabel światłowodowy między Europą a Ameryką, światłowody ze względu na znacznie większą pojemność zaczęły wypierać systemy satelitarne.

Postęp techniczny lat 80 - tych, umożliwiający zwiększenie masy i wymiarów satelitów (większe anteny) i mocy transmitowanych sygnałów oraz opracowanie układów mikrofalowych o małych szumach pozwolił na realizację transmisji radiodyfuzyjnych programów telewizyjnych, gdzie transmitowane przez satelitę sygnały mogły być odbierane przez dużą liczbę odbiorców wykorzystujących zestawy odbiorcze z antenami o średnicach 1,5 - 3 m.

W 1985 roku powstała SES Astra i w 1988 roku umieszczony został na orbicie jej pierwszy satelita. Zastosowanie rewolucyjnej koncepcji umieszczenia kilku satelitów na jednej pozycji orbitalnej pozwoliło na zwiększenie liczby programów dostępnych dla użytkownika bez zmiany orientacji anteny zestawu odbiorczego.

Poziom mocy sygnału nadawczego z satelity umożliwiał poprawny odbiór anteną o średnicy około 1,2 m.

Kolejnym krokiem w rozwoju satelitarnych systemów łączności było wprowadzenie w połowie lat 90 - tych cyfrowej transmisji programów telewizyjnych (standard DVB - S Digital Video Broadcasting - Satellite) kodowanych w standardzie MPEG2, co umożliwiło przesłanie kilku programów cyfrowych zamiast jednego analogowego przy porównywalnej jakości odbioru.

Doprowadziło to do znacznego wzrostu liczby programów dostępnych dla użytkownika końcowego (obecnie dostępne jest 1000 programów z satelity Astry i Hot Bird-ów Eutelsata).

Szacunkowo podaje się, że transmisja rozsiewcza programów telewizyjnych stanowi około 60 - 70 % wszystkich sygnałów transmitowanych w systemach satelitarnych.

0x01 graphic

Rozwój systemów satelitarnych

Orbity i moduł kosmiczny

0x01 graphic

Rodzaje orbit

Orbity niskie (LEO) to orbity kołowe lub eliptyczne o wysokości nad powierzchnią Ziemi od 500 do 2000 km.

Satelity umieszczone na tego typu orbitach mają okres obiegu znajdującego się w przedziale 90 - 120 min, a czas widoczności satelity ponad horyzontem nie przekracza 20min.

Promień obszaru, który satelita może obsłużyć, jest nie większy niż 3000 - 4000 km.

Ze względu na mały promień orbity liczba satelitów powinna wynieść, co najmniej 40, aby zapewnić pokrycie całej kuli ziemskiej.

Liczba komórek tego systemu satelitarnego widzianych na Ziemi w wyniku przemieszczających się satelitów wynosi, co najmniej 3000.

Opóźnienie sygnału spowodowane jego propagacją jest nie większe niż 50ms. Z tak dużej ilości komórek wynika stosunkowo duża pojemność systemu przypadająca na jednostkę zajmowanego pasma.

Konstelacji LEO zamierzają użyć systemy, takie jak:

Gatek / McCaw)

Orbity średnie (MEO) to orbity kołowe o wysokości w przedziale 8000 - 12000 km.

Okres obiegu satelity na takiej orbicie wynosi około 6 h,

Czas widoczności satelity ponad horyzontem jest liczony w godzinach.

Wymagana liczba satelitów jest już mniejsza i wynosi od 10 do 15.

Liczba komórek w systemach MEO wynosi około 800.

Podniesienie wysokości orbity satelity prowadzi do zwiększenia opóźnienia sygnału do około 150 ms.

Zmniejszona liczba komórek w systemie powoduje zmniejszenie wielokrotnego użycia częstotliwości kanałowych (w przypadku stosowania zasady FDMA lub FDMA / TDMA), co prowadzi do zmniejszenia pojemności systemu. Natomiast mniejsza liczba satelitów ma wpływ na obniżenie kosztów systemu.

Konstelacje MEO zamierzają wykorzystać systemy, takie jak:

Orbity silnie eliptycznie (HEO) mają perygeum na wysokości około 500 km nad powierzchnią Ziemi.

Apogeum na wysokości do 50000 km.

Dzięki takim parametrom orbity, satelita jest widoczny z danego obszaru na kuli ziemskiej jako prawie nieruchomy przez pewien okres czasu.

Pozwala to na tworzenie systemów o podobnych cechach jak systemy oparte na satelitach geostacjonarnych ale są to systemy regionalne.

Jednocześnie satelita jest widoczny z Ziemi pod dużym kątem elewacji, co sprawia, że systemy takie dobrze sprawdzają się również w terenach górskich lub silnie zurbanizowanych.

Do stworzenia systemu regionalnego bazującego na orbitach HEO wystarcza od 2 do 10 satelitów.

Okres obiegu satelity wynosi od 8 do 24 h. Orbity te były stosowane w systemach Mołnia (okres obiegu 12 h) i Tundra (okres obiegu 24 h).

Pozostałe parametry przedstawiono w tabeli.

Parametr

Mołnia

Tundra

Loopus

Okres [h]

12

24

14,4

Mimośród

0,65

0,2

0,6

Apogeum [km]

39400

44220

41700

Perygeum [km]

2900

27350

5642

Parametry wybranych orbit HEO

Orbita geostacionarna (GEO) jest stosowana przez większości działających obecnie systemów satelitarnych.

Jest to orbita kołowa, leżąca w płaszczyźnie równika, o okresie obiegu satelity równym okresowi obrotu Ziemi.

Wysokość orbity wynosi 35786 km. Istnieje tylko jedna taka orbita.

Do pokrycia kuli ziemskiej o szerokości geograficznej około 75o potrzeba od 3 do 4 satelitów.

Opóźnienie propagacji sygnału jest większe niż 300 ms.

Liczba komórek zależy od liczby strumieni generowanych przez pojedynczego satelitę, ich liczba nie przekracza 800.

Satelita umieszczony na tej orbicie pozornie pozostaje nieruchomy w stosunku do punktów na powierzchni Ziemi.

Wiele firm w tym: Intelsat, Eutetsat, Hughes, SES Astra, Matra Marcowi, Panamsat i Inmarsat, zamierza zbudować systemy multimedialne oparte na satelitach geostacionarnych.

Budowa satelity telekomunikacyjnego

Najczęstsze zastosowanie satelitów dotyczy telekomunikacji.

Satelita telekomunikacyjny umożliwia transmisję sygnałów radiowych i telewizyjnych pomiędzy stacjami naziemnymi.

Można tu rozróżnić dwa typy: satelita komunikacyjny bierny, przeznaczony do przekazywania sygnałów radiowych i telewizyjnych za pomocą odbicia promieni od jego powierzchni.

Satelita telekomunikacyjny czynny wyposażony jest w aparaturę do przyjmowania, wzmacniania i przekazywania odbieranych sygnałów.

Satelita komunikacyjny zastępuje dalekosiężne kable telefoniczne naziemne i morskie.

Telekomunikacyjne zastosowanie satelitów jest najbardziej rozpowszechnione i wiedzie prym w zastosowaniu satelitów stacjonarnych.

Satelita telekomunikacyjny składa się z dwóch głównych modułów:

A. platformy kosmicznej (spacecraft bus)

  1. aparatury telekomunikacyjnej (communication subsystem)

Do zadań platformy kosmicznej należy:

Platformę kosmiczną tworzą:

Konstrukcja mechaniczna - starszym rozwiązaniem jest konstrukcja cylindryczna. Stabilizację położenia satelity uzyskuje się tym przypadku przez nadanie mu ruchu obrotowego. Nieruchome pozostają tylko anteny wycelowane w obsługiwane obszary na powierzchni Ziemi. Nowsze satelity posiadają zazwyczaj konstrukcję prostopadłościenną (tzw. pudełkową). Stabilizację we wszystkich trzech płaszczyznach zapewniają wtedy żyroskopy.

0x01 graphic
0x01 graphic

Rodzaje satelity

Systemy telemetryczne, utrzymaniowe i napędowe - systemy telemetryczne gromadzą dane o stanie aparatury pokładowej satelity i przesyłają je do naziemnej stacji kontroli. Z kolei systemy utrzymaniowe odbierają polecenia i sygnały od naziemnych stacji kontrolnych. W skład systemów napędowych wchodzą zdalnie sterowane silniki pozwalające zmienić lub skorygować pozycję satelity na orbicie oraz zbiorniki z paliwem rakietowym (zazwyczaj związki chemiczne boru o wodoru o dużym cieple spalania). Możliwa jest również korekcja pozycji anten.

System energetyczny - Podstawowym źródłem energii na pokładzie satelity są fotoogniwa czyli baterie słoneczne. Na czas zasłonięcia Słońca przez Ziemię satelita gromadzi energię w akumulatorach niklowo - wodorowych.

Systemy kontroli termicznej - są to urządzenia rozpraszające ciepło wytwarzane przez aparaturę telekomunikacyjną i osłony termiczne chroniące przed wysokimi i niskimi temperaturami (nawet - 270o C)

Natomiast aparatura telekomunikacyjna służy do odbierania, wzmacniania, przetwarzania i emitowania sygnałów radiowych. Składa się z:

  1. Przekaźników satelitarnych (repeaters) - przekaźnik satelitowy rozróżnia się:

Przekaźniki bierne tylko odbijają sygnały w kanale uplink, zmieniają jego częstotliwość retransmitują go z powrotem na powierzchnię Ziemi w kanale downlink . Stosowane są powszechnie, zarówno w transmisji cyfrowej jak i analogowej ( w szczególności w systemach telewizji satelitarnej).

Przekaźniki regeneracyjne stosowane są wyłącznie w transmisji cyfrowej. Poza retransmisją sygnału, mogą pełnić funkcje regenatora, koncentratora i komutatora. Jeżeli istnieją łącza ISL (Intern Satellite Links), mogą również uczestniczyć w routingu pakietów między satelitami.

Uplink - stacja nadawcza łącza Ziemia - satelita -nadawanie w górę

Downlink - stacia odbiorcza łącza satelita - Ziemia - nadawanie w dół

Anteny satelitów - anteny satelitów telekomunikacyjnych są to zazwyczaj układy antenowe złożone z szeregu elementów

promieniujących o kształtowanej charakterystyce promieniowania. W zależności od rozmiaru obsługiwanego obszaru rozróżnia się anteny operujące wiązką:

Moduł naziemny

Moduł naziemny stanowią terminale abonenckie - ruchome lub stacjonarne, stacja bazowe i szkieletowa sieć naziemna.

Terminale abonenckie są zaopatrzone w antenę do nadawania i odbierania danych z satelity oraz urządzenia do przetwarzania sygnałów radiowych wysokiej częstotliwości na sygnały mowy, ramki określonego protokołu, itp.

W satelitarnych systemach komunikacji osobistej

S - PCN (Satellite Personal Communications Network) - zakładających możliwość przemieszczania się abonenta z terminalem, dąży się do minimalizacji terminali abonenckich, a więc jak najwięcej koniecznego przetwarzania sygnału przerzuca się na inne elementy sieci.

W systemach terminalami stacjonarnymi również istnieje tendencja do zmniejszania rozmiarów terminali, lecz nie jest to w tym przypadku aż tak istotne. Terminalem abonenckim może być także telefon przenośny z możliwością łączenia się z innymi sieciami, nie tylko telefonicznymi, np.: łączenie się z siecią za pomocą Internetu.

Takim terminalem może być również stacjonarny moduł podłączony do komputera, na tego typu terminal abonent ma możliwość wysyłania innego rodzaju danych, związanych z innymi usługami multimedialnymi takimi jak telekonferencja, faksy transmisja filmu video itp.

Generalnie nie ma żadnego ograniczenia, które powodowałyby, że usługi dostępne w sieciach stacjonarnych nie są dostępne przez sieci satelitarne.

Terminale abonenckie, chcąc przesyłać dane - wysyłają je do najbliższego lub w danej chwili dostępnego satelity.

Ten natomiast przesyła dane dalej przez następne satelity, ale najczęściej od razu do najbliższej lub po prostu odpowiadającej mu naziemnej stacji bazowej. Jeżeli przeznaczeniem tej wiadomości jest miejsce na Ziemi - w jednej z naziemnych sieci telekomunikacyjnych (np. abonencka sieć telefoniczna lub Internet) - stacja bazowa przesyła tą wiadomość dalej przez naziemną sieć szkieletową do punkt będącego połączeniem z tą naziemną siecią telekomunikacyjną. Punkt taki nazywany jest adapterem sieciowym (gateway).

Od tego punktu wiadomość przesyłana jest już według zasad obowiązujących w owej sieci naziemnej.

Jeżeli jednak wiadomość ma być przesłana do innego posiadacza terminala abonenckiego sieci satelitarnej, wędruje ona przez naziemną sieć szkieletową do stacji bazowej najbliżej satelity, który z kolei będzie w stanie przetransmitować ją do owego terminala abonenckiego. W tym przypadku wiadomość musi być cztery razy przebyć drogę Ziemia - satelita, w porównaniu z dwukrotną taką drogą dla poprzedniego przypadku.

W niektórych systemach (zwłaszcza systemy S - PCN) możliwe jest połączenie między dwoma terminalami abonenckimi sieci satelitarnej poprzez kanały transmisyjne między satelitami.

Pozwala to na zredukowanie ilości transmisji Ziemia - satelita z czterech do dwóch.

Fakt ten jest bardzo istotny ze względu na duże opóźnienia w transmisji wynikające z dużych odległości między Ziemią, a satelitami.

Radiodyfuzja satelitarna

Systemy satelitarne są idealnym rozwiązaniem dla transmisji rozsiewczych, gdy ten sam sygnał dostarczany jest jednocześnie do odbiorców (nie wymagając transmisji w kierunku przeciwnym) np.: sygnałów telewizyjnych i radiowych. Satelita umieszczony na orbicie geostacjonarnej oświetla ¼ powierzchni Ziemi (bez obszarów podbiegunowych), zapewniając jednakowe warunki nadawanych sygnałów.

Na początku lat 80 - tych pojawiła się możliwość odbiorów programów z satelity przez użytkowników indywidualnych, wyposażonych w zestawy odbiorcze z antenami o średnicy 1,2 - 1,8 m.

Zastosowanie kodowania sygnału telewizyjnego MPEG2 pozwoliło na transmisję przez transponder satelity kilku programów cyfrowych (standard DVB - S 1995), zamiast pojedynczego programu analogowego, co doprowadziło do znacznego wzrostu liczby programów oferowanych odbiorcom.

Obecnie nadawanych jest kilkanaście tysięcy programów telewizji cyfrowej stanowiących ponad 60 % wszystkich sygnałów transmitowanych przez satelity.

Liczba kanałów TV

Kanały płatne

Kanały bezpłatne

PanAmSat

1823

303

SES Global

1085

603

Eutelsat

867

541

Loral Global Aliance *)

359

217

Intelsat

214

132

New Skies

129

89

Dane na podstawie Vista Advisors

*) w roku 2003 satelity Loral-a zostały wykupione przez Intelsata

Liczba kanałów TV oferowanych przez największych operatorów satelitarnych

W Europie, gdzie stosowany standard PAL z 625 liniami obrazu zapewnia odpowiednio dobrą jakość obrazu rozwój satelitarnej telewizji cyfrowej przebiegał w kierunku zwiększenia liczby programów dostępnych dla użytkownika.

Natomiast w USA i Japonii, gdzie stosuje się standard NTSC z 525 liniami, zastosowanie technologii cyfrowej wiązało się dodatkowo z wprowadzeniem telewizji wysokiej jakości HDTV.

Rozwój mikroelektroniki pozwolił na budowę bardziej wydajnych koderów standardu MPEG2, umożliwiających zmniejszenie przepływności sygnału wyjściowego, przy zachowaniu odpowiedniej jakości transmitowanego sygnału telewizyjnego.

Początkowo kodery generowały strumień danych o przepływności około 6 MB/s dla programu telewizyjnego standardowej jakości, natomiast obecnie sygnał takiej samej jakości można przesłać z przepływnością 3 - 4 Mb/s.

Dzięki temu w tym samym paśmie częstotliwości można przesłać większą liczbę programów, pojedynczy transponder, o przepływności ok. 40 Mb/s, może pomieścić 10 - 12 programów (zamiast 6), które mogą być odbierane przy użyciu standardowych dekoderów MPEG2.

Równocześnie z rozwojem standardu MPEG2 prowadzone są prace nad nowymi bardziej wydajnymi standardami kodowania sygnałów telewizyjnych, pozwalających na dalsze zmniejszenie przepływności sygnału wyjściowego.

W danym momencie standardy MPEG4 i Windows Media 9 WM9, są na tyle dojrzałe technicznie, że rozważane są możliwości ich wykorzystania w transmisji telewizji cyfrowej.

Standardy te umożliwiają nadawanie sygnałów telewizji standardowej jakości z przepływnością rzędu 1,5 Mb/s, natomiast sygnałów HDTV z przepływnością około 3 - 6 Mb/s.

Ich zastosowanie pozwoliłoby zmniejszyć zajętość pasma dla aktualnych emisji lub zwiększyć liczbę oferowanych programów przy aktualnie wykorzystanym paśmie. Jednak zastosowanie nowych metod kodowania w transmisji satelitarnej telewizji cyfrowej wymagałoby wymiany dekoderów w aktualnie pracujących odbiornikach, co pociągnęłoby za sobą ogromne koszty. Zatem zmiana metod kodowania w systemach telewizji cyfrowej, gdy istnieje kilkadziesiąt milionów użytkowników, którzy musieliby wymienić dekodery jest raczej nie realna ze względów ekonomicznych.

Jednak nowe standardy kodowania mogą znaleźć zastosowanie w projektach wprowadzania telewizji wysokiej jakości HDTV, zwłaszcza w Europie, gdzie nie ma emisji takich sygnałów. Wybierając nowy standard kodowania sygnału telewizyjnego można znacznie zmniejszyć wymagania na szerokość pasma częstotliwości potrzebną do realizacji transmisji.

W ciągu najbliższych kilku lat przewiduje się na świecie znaczący wzrost zainteresowania telewizją wysokiej jakości. Rozwój takiego sektora jest ściśle związany rynkiem dużych ekranów plazmowych. W pierwszej fazie wdrażania przewiduje się, że odbiorcami telewizji wysokiej jakości będą puby, gdzie widzowie będą mogli oglądać np.: realizacje sportowe.

Łącze satelitarne

Przed rozpoczęciem rozważań na temat łącza satelitarnego warto zapoznać się ze znaczeniem tego pojęcia.

Łącze satelitarne jest rodzajem radiowego łącza telekomunikacyjnego obsługujące stałe lub sieci łączności ruchomej.

Połączenie odbywa się poprzez odpowiednią stację przekaźnikową, zwaną transponderem, umieszczoną na sztucznym satelicie Ziemi.

Budowa transpondera satelitarnego

Transponder jest podstawowym elementem satelity telekomunikacyjnego. Na jednym satelicie montuje się zazwyczaj od 20 do 100 transponderów.

Zastosowanie cyfrowej kompresji danych umożliwia przesłanie przez jeden transponder kilku stacji telewizyjnych, wiele programów radiowych oraz dodatkowe usługi na jednej fali nośnej (pierwotnie transpondery analogowe umożliwiały transmisję tylko jednej stacji telewizyjnej i kilku programów radiowych)

Transponder składa się z:

W lampie o fali bieżącej sygnał elektromagnetyczny propaguje wzdłuż spirali (cewki lub przewodnika w kształcie sprężyny), podczas gdy elektrony wiązki przyspieszonej wysokim napięciem poruszają się równolegle do spirali z prędkością bliską prędkości fali, a moc przekazana narasta gwałtownie wraz z propagacją sygnału wzdłuż spirali.

0x01 graphic

Budowa transpondera

W związku ze znaczną odległością propagacji w kanałach satelitarnych opóźnienie propagacji staje się poważnym problemem.

W szczególności sygnały mowy wysyłane przez satelitę narażone są na opóźnienie w transmisji równe 270 ms.

Więc, jeśli chodzi o sygnał mowy, to jakiekolwiek niedopasowanie impedancyjne w zestawie odbiorczym łącza satelitarnego powoduje, że występuje echo głosu spikera, które słyszalne jest ponownie w nadawczej części stacji po czasie opóźnienia równym 540 ms.

Temu zjawisku możemy zapobiec stosując kompresor echa, który jest urządzeniem odejmującym sztucznie wytworzony estymator echa od sygnału powrotnego, sama estymacja przebiega w specjalnym filtrze, który automatycznie dostraja się do zmiennych charakterystyk kanału.

W zależności od zakładanej pojemności systemu satelitarnego, czyli od rodzaju i wielkości transmisji przewidzianych w systemie oraz ilości jednocześnie aktywnych terminali naziemnych, satelita wykorzystywany do celów telekomunikacyjnych może być wyposażony w kilka do kilkudziesięciu transponderów - w zależności od wymaganej szerokości pasma (najczęściej 36 MHz lub 54 MHz) Zakres częstotliwości roboczych jest zależny od zastosowania i rodzaju zajmowanej orbity.

Kanał radiowy i problematyka przesyłu sygnału informacyjnego

W miarę rozwoju telekomunikacji satelitarnej wzrastała potrzeba na pasmo częstotliwości.

W związku z tym, na kolejnych światowych konferencjach radiowych WRC (World Radiocommunication Conference) przyznawane były coraz to nowe częstotliwości. Przyjęto następujący podział:

Pasmo

Częstotliwość [GHz]

L

1,5 - 2,7

S

2,7 - 3,5

C (łącze w dół)

3,7 - 4,2

C (łącze w górę)

5,9 - 6,4

X (łącze w dół)

7,2 - 7,7

X (łącze w górę)

7,9 - 8,3

Ku (łącze w dół)

10,7 - 12,75

Ku (łącze w górę)

12,75 - 14,5

17,3 - 18,1

Ka (łącze w dół)

18,1 - 21,2

Ka (łącze w górę)

27 - 31

Q - V

36 - 51

Zakresy częstotliwości stosowane zakresach systemach satelitarnych

W zakresach częstotliwości VHF i UHF przypisanych systemom satelitarnym (od 137 do 401 MHz) nie ma odpowiednio szerokich pasm do świadczenia usług multimedialnych. Pasma te są stosowane przez systemy Little / Small LEO do wolnej transmisji danych.

W zakresach częstotliwości L (od1610 do 1626,5 MHz) i S (od 2483,5 do 2500 MHz) również nie jest możliwe realizowanie transmisji multimedialnych.

Z tych pasm korzystają systemy Big LEO świadczące podstawowe usługi telefoniczne, transmitujące krótkie wiadomości (SMS - Short Message Service) i umożliwiające lokalizację terminala, np. Globalstar.

Pasmo C (od 3,7 do 6,4 GHz) jest stosowane głównie w satelitarnych łączach dosyłowych. Nie przewiduje się jego stosowania w satelitarnych systemach multimedialnych.

Pasmo Ku (od 10,7 do 18,1 GHz) jest obecnie eksploatowane przez radiodyfuzję satelitarną. W tym paśmie pracuje również wiele systemów satelitarnych realizujących połączenia internetowe. Planuje się stosowanie tego pasma w systemach multimedialnych do transmisji danych do abonenta.

Kanał zwrotny (od abonenta) będzie realizowany w pasmie Ka. Istnieją również rozwiązania stosujące pasmo Ku do transmisji w obu kierunkach i wykorzystujące przestrzenną separację wiązek, np. system SkyBridge. Umożliwia to zachowanie kompatybilności elektromagnetycznej systemu z innymi systemami satelitarnymi pracującymi w tych samych pasmach.

Pasmo Ku jest stosowane przez SES Astra i Eutelsata i będzie wykorzystane do tworzenia systemów multimedialnych.

W paśmie, Ka stosowanym w łączności satelitarnej (od 27 do 31 GHz) istnieje możliwość wykorzystania około 1,5 GHz w zakresie częstotliwości od 19,7 do 21,2 GHz (łącze satelita -terminal) i od 29,5 do 31 GHz (łącze terminal-satelita) do transmisji multimedialnych. Większość satelitarnych systemów multimedialnych planuje wykorzystanie tego pasma. Ze względu na duży tłumiący wpływ opadów atmosferycznych, terminale pracujące w tym paśmie powinny prawidłowo funkcjonować przy zanikach dochodzących do 20 dB.

Pasmo Q - V (od 40 do 51 GHz) oferuje znacznie większe szerokości dla systemów multimedialnych.

W przyszłych systemach satelitarnych zamierza się wykorzystać częstotliwości w pobliżu 40 / 50 GHz, wiele firm złożyło w Federalnej Komisji Komunikacyjnej (FCC - Federal Communications Commission) zapotrzebowanie na te częstotliwości.

Technologia elementów pracujących w tym zakresie jest mniej zaawansowana i wymaga dalszych badań.

Wpływ opadów atmosferycznych na bilans łącza satelitarnego jest jeszcze większy niż dla pasma Ka, komplikuje to budowę terminali.

Pasmo to jest przewidziane również do łączności ze stacjami umieszczonymi w stratosferze na wysokości około 20 km (łącze stratosfera-Ziemia: od 47,2 do 47,5 GHz i łącze Ziemia-stratosfera: od 47,9 do 48,2 GHz), służącymi do budowy regionalnych systemów multimedialnych.

Pasmo X (7,2 - 8,3) wykorzystywane jest głównie przez organizacje rządowe i wojsko.

Kanał radiowy przewidziany do transmisji Ziemia - satelita nosi nazwę uplink, natomiast kanał do transmisji satelita - Ziemia to downlink.

0x01 graphic

0x01 graphic

Przykłady planów kanałów 500 MHz uplink i downlink w paśmie Ku.

1


Wyszukiwarka