Спутник связи

США Space Force КВЧА спутниковая связь ретранслирует защищенную связь для Соединенных Штатов и других союзных стран.

Часть серии по
Космический полет
История
Космическая гонка Хронология космического полета Космические зонды Лунные миссии
Приложения
Спутники наблюдения Земли Спутники-шпионы Спутники связи Военный спутник Спутниковая навигация Космические телескопы Исследование космоса Космический туризм Колонизация космоса
Космический корабль
Роботизированный космический корабль спутник Космический зонд Грузовой космический корабль Полет человека в космос Космическая капсула Космическая станция Космоплан
Космический запуск
Космодром Стартовая площадка Одноразовые и многоразовые ракеты-носители Скорость убегания Нераакетный запуск в космос
Типы космических полетов
Суборбитальный Орбитальный Межпланетный Межзвездный Межгалактический
Космические агентства
КАК CSA CNSA ЕКА CNES DLR ISRO ЭТО ЭТО КАК И Я НАДА КАРИ JAXA NZSA Роскосмос СГАУ UKSA НАСА
Космические силы
ПЛАССФ AAE IRGCASF ВКС USSF
Космические команды
НОРАД CDE DSA СБ НАТО КВ UKSC USSPACECOM
Частный космический полет
Аксиома Пространство ARCAspace Астра Bigelow Aerospace Голубое происхождение Копенгаген суборбитали Northrop Grumman Perigee Aerospace Ракетная лаборатория Корпорация Сьерра Невада SpaceX Virgin Galactic XCOR Aerospace
Портал космических полетов
v т е

Спутник связи представляет собой искусственный спутник , что реле и усиливают радио телекоммуникационных сигналов через транспондер ; он создает канал связи между исходным передатчиком и приемником в разных местах на Земле . Спутники связи используются для телевидения , телефона , радио , Интернета и военных приложений. ^[1]По состоянию на 1 августа 2020 года на орбите Земли находится 2787 искусственных спутников, из которых 1364 спутника связи используются как частными, так и государственными организациями. ^[2] Большинство спутников связи находятся на геостационарной орбите на высоте 22 236 миль (35 785 км) над экватором , так что спутник кажется неподвижным в той же точке неба; поэтому спутниковые тарелочные антенны наземных станций могут быть постоянно нацелены на эту точку и не должны перемещаться для отслеживания спутника.

Высокочастотные радиоволны, используемые для телекоммуникационных линий, распространяются по линии прямой видимости, и поэтому им препятствует изгиб Земли. Спутники связи предназначены для передачи сигнала по кривой Земли, обеспечивая связь между удаленными друг от друга географическими точками. ^[3] Спутники связи используют широкий диапазон радио- и микроволновых частот . Чтобы избежать помех сигналам, международные организации имеют правила, для которых определенные организации могут использовать диапазоны частот или «полосы». Такое распределение полос минимизирует риск помех сигнала. ^[4]

История [ править ]

Истоки первого искусственного спутника [ править ]

Концепция геостационарного спутника связи была впервые предложена Артуром Кларком , вместе с Михаилом Тихонравовым и Сергеем Королевым, над работами Константина Циолковского . ^[5] В октябре 1945 года Кларк опубликовал статью под названием «Внеземные реле» в британском журнале Wireless World . ^[6] В статье описаны основы развертывания искусственных спутников на геостационарных орбитах с целью ретрансляции радиосигналов. Таким образом, Артур Кларк часто упоминается как изобретатель.концепции спутника связи, а также термин «пояс Кларка», используемый для описания орбиты. ^[7]

Первым искусственным спутником Земли был Спутник-1 . Помещенный на орбиту СССР 4 октября 1957 года, он был оснащен бортовым радио - передатчик , который работал на двух частотах 20.005 и 40,002 МГц, или 7 и 15 метров длины волны. Спутник не был выведен на орбиту с целью отправки данных из одной точки Земли в другую; радиопередатчик предназначался для изучения свойств распространения радиоволн в ионосфере. Запуск Спутника-1 стал важным шагом в освоении космоса и ракетостроении и знаменует начало космической эры . ^[8]

Ранние активные и пассивные спутниковые эксперименты [ править ]

Есть два основных класса спутников связи: пассивные и активные . Пассивные спутники отражают только сигнал, исходящий от источника в направлении приемника. В случае пассивных спутников отраженный сигнал не усиливается на спутнике, и только очень небольшое количество переданной энергии действительно достигает приемника. Поскольку спутник находится так далеко над Землей, радиосигнал ослабляется из -за потерь на трассе в свободном пространстве , поэтому сигнал, принимаемый на Земле, очень и очень слабый. С другой стороны, активные спутники усиливают принятый сигнал перед его ретрансляцией на приемник на земле. ^[4] Пассивные спутники были первыми спутниками связи, но сейчас они мало используются.

Работа, которая была начата в области сбора электрической разведки в Лаборатории военно-морских исследований США в 1951 году, привела к проекту под названием Communication Moon Relay . Военные планировщики давно проявляли значительный интерес к безопасным и надежным линиям связи как к тактической необходимости, и конечной целью этого проекта было создание самой протяженной линии связи в истории человечества с Луной, естественным спутником Земли, действующей в качестве пассивного ретранслятора. . После достижения 23 января 1956 года первого трансокеанского сообщения между Вашингтоном, округ Колумбия, и Гавайями, эта система была публично запущена и запущена в официальное производство в январе 1960 года ^[9].

Первым спутником, специально созданным для активной ретрансляции сообщений, был проект SCORE , возглавляемый Агентством перспективных исследовательских проектов (ARPA) и запущенный 18 декабря 1958 года, в котором использовался магнитофон для передачи сохраненных голосовых сообщений, а также для приема, хранения, и повторно передавать сообщения. Он был использован для того, чтобы послать миру рождественское поздравление от президента США Дуайта Д. Эйзенхауэра . Спутник также выполнил несколько передач в реальном времени, прежде чем 30 декабря 1958 года после 8 часов фактической работы вышли из строя одноразовые батареи. ^{[10] [11]}

Прямым преемником SCORE стал другой проект под руководством ARPA под названием Courier. Курьер 1В был запущен 4 октября 1960 года с целью выяснить, возможно ли создать глобальную военную сеть связи с использованием спутников с «ретранслятором с задержкой», которые принимают и хранят информацию до тех пор, пока не поступят команды на ее ретрансляцию. Спустя 17 дней из-за сбоя в системе управления связь со спутником прервалась. ^{[12] [13]}

НАСА программа спутниковые приложения «ы был запущен первый искусственный спутник , используемый для пассивных релейных коммуникаций в Echo 1 от 12 августа 1960 г. Эхо 1 был алюминированная шар спутника действует как пассивный рефлектор из СВЧ - сигналов. Сигналы связи передавались со спутника из одной точки Земли в другую. Этот эксперимент стремился установить возможность всемирного вещания телефонных, радио и телевизионных сигналов. ^{[13] [14]}

Больше первых и дальнейших экспериментов [ править ]

Telstar был первым активным коммерческим спутником прямой ретрансляции и первым трансатлантическим передатчиком телевизионных сигналов. Принадлежащий AT&T в рамках многонационального соглашения между AT&T, Bell Telephone Laboratories , НАСА, Главным почтовым отделением Великобритании и Национальным почтовым отделением Франции по развитию спутниковой связи, он был запущен НАСА с мыса Канаверал 10 октября. Июль 1962 года, первый запуск в космос, спонсируемый частными компаниями. ^{[15] [16] [17]}

Другой пассивный эксперимент реле в первую очередь предназначен для целей военных коммуникаций был проект Запад Форда , который возглавлял Массачусетский технологический институт «s Лаборатории Линкольна . ^[18] После первоначальной неудачи в 1961 году запуск 9 мая 1963 года рассредоточил 350 миллионов медных игольчатых диполей, чтобы создать пассивный отражающий пояс. Несмотря на то, что только около половины диполей должным образом отделены друг от друга, ^{[19] в} рамках проекта удалось успешно провести эксперименты и установить связь с использованием частот в спектре Х-диапазона СВЧ . ^[20]

Непосредственный Антецедент геостационарных спутников был Hughes Aircraft Company «s Syncom 2 , запущенный 26 июля 1963 года SYNCOM 2 был первым спутником связи в геостационарной орбите . Он вращался вокруг Земли один раз в день с постоянной скоростью, но, поскольку он все еще двигался с севера на юг, требовалось специальное оборудование для его отслеживания. ^[21] Его преемник, Syncom 3 , запущенный 19 июля 1964 года, был первым геостационарным спутником связи. Syncom 3 получил геостационарную орбиту без движения с севера на юг, из-за чего он выглядел с земли как неподвижный объект в небе. ^[22]

Прямым продолжением пассивных экспериментов проекта West Ford была программа экспериментального спутника Линкольна , также проводимая лабораторией Линкольна по поручению Министерства обороны США . ^[18] LES-1 спутник активных связей был запущен 11 февраля 1965 года , чтобы изучить возможность активной твердого тела X длинноволновой полосы в диапазоне военной связи. В период с 1965 по 1976 год в рамках этой серии было запущено в общей сложности девять спутников. ^{[23] [24]}

Международные коммерческие спутниковые проекты [ править ]

В Соединенных Штатах в 1962 году была создана частная корпорация « Коммуникационная спутниковая корпорация» (КОМСАТ), которая подчинялась указаниям правительства США по вопросам национальной политики. ^[25] В течение следующих двух лет международные переговоры привели к заключению соглашений с Intelsat, что, в свою очередь, привело к запуску 6 апреля 1965 г. спутника Intelsat 1, также известного как Early Bird, который стал первым коммерческим спутником связи, который был размещен. на геостационарной орбите. ^{[26] [27]}Последующие запуски Intelsat в 1960-х годах обеспечивали обслуживание судов в море, а также услуги видео, аудио и данных по нескольким направлениям (Intelsat 2 в 1966–67), а также завершение полностью глобальной сети с Intelsat 3 в 1969–70. К 1980-м годам, благодаря значительному увеличению емкости коммерческих спутников, Intelsat был на пути к тому, чтобы стать частью конкурентоспособной частной телекоммуникационной отрасли, и начал получать конкуренцию со стороны подобных PanAmSat в Соединенных Штатах, который, по иронии судьбы, затем был куплен. своим главным соперником в 2005 году. ^[25]

Когда был запущен Intelsat, Соединенные Штаты были единственным источником запуска за пределами Советского Союза , который не участвовал в соглашениях Intelsat. ^[25] Советский Союз запустил свой первый спутник связи 23 апреля 1965 года в рамках программы « Молния ». ^[28] Эта программа также была уникальной в то время, поскольку в ней использовалась орбита Молния , которая описывает высокоэллиптическую орбиту с двумя высокими апогеями ежедневно над северным полушарием. Эта орбита обеспечивает длительное пребывание над территорией России, а также над Канадой на более высоких широтах, чем геостационарные орбиты над экватором. ^[29]

Спутниковые орбиты [ править ]

Спутники связи обычно имеют один из трех основных типов орбит , в то время как другие орбитальные классификации используются для уточнения деталей орбиты. MEO и LEO находятся на негеостационарной орбите (NGSO).

• Геостационарные спутники имеют геостационарную орбиту (GEO), которая находится на расстоянии 22 236 миль (35 785 км) от поверхности Земли. Эта орбита имеет особую характеристику, заключающуюся в том, что видимое положение спутника в небе при наблюдении наземного наблюдателя не меняется, спутник кажется "неподвижным" в небе. Это связано с тем, что орбитальный период спутника совпадает со скоростью вращения Земли. Преимущество этой орбиты заключается в том, что наземным антеннам не нужно отслеживать спутник по небу, их можно зафиксировать так, чтобы они указывали на то место в небе, где появляется спутник.
• Спутники на средней околоземной орбите (СОО) ближе к Земле. Высота орбиты колеблется от 2000 до 36000 километров (от 1200 до 22 400 миль) над Землей.
• Область ниже средней орбиты называется низкой околоземной орбитой (НОО) и находится на высоте от 160 до 2000 километров (от 99 до 1243 миль) над Землей.

Поскольку спутники на СОО и НОО вращаются вокруг Земли быстрее, они не остаются видимыми в небе в фиксированной точке на Земле постоянно, как геостационарный спутник, а кажутся наземному наблюдателю пересекающими небо и «заходящими», когда они идут за Земля за видимым горизонтом. Следовательно, для обеспечения возможности непрерывной связи с этими более низкими орбитами требуется большее количество спутников, чтобы один из этих спутников всегда был виден в небе для передачи сигналов связи. Однако из-за их относительно небольшого расстояния до Земли их сигналы сильнее. ^{[ требуется разъяснение ]}

Низкая околоземная орбита (НОО) [ править ]

Низкой околоземной орбите (НОО) , как правило , представляет собой круговой орбите приблизительно от 160 до 2000 км ( от 99 до 1,243 миль) над поверхностью Земли и, соответственно, период (время вращаются вокруг Земли) около 90 минут. ^[30]

Из-за своей малой высоты эти спутники видны только в радиусе примерно 1000 километров (620 миль) от подспутниковой точки. Кроме того, спутники на низкой околоземной орбите быстро меняют свое положение относительно земли. Таким образом, даже для локальных приложений требуется много спутников, если миссия требует бесперебойной связи.

Спутники на низкой околоземной орбите дешевле запускать на орбиту, чем геостационарные спутники, и из-за близости к земле не требуют такого высокого уровня сигнала (мощность сигнала падает как квадрат расстояния от источника, поэтому эффект значительно). Таким образом, существует компромисс между количеством спутников и их стоимостью.

Кроме того, существуют важные различия в бортовом и наземном оборудовании, необходимом для поддержки двух типов миссий.

Созвездие спутников [ править ]

Группа спутников, работающих согласованно, известна как спутниковая группировка . Две такие группировки, предназначенные для предоставления услуг спутниковой телефонной связи, в первую очередь для удаленных районов, - это системы Иридиум и Глобалстар . Система Иридиум насчитывает 66 спутников.

Также возможно предложить прерывистое покрытие с использованием спутника на низкой околоземной орбите, способного хранить данные, полученные при прохождении над одной частью Земли, и передавать их позже, проходя над другой частью. Это будет случай с каскадом системы Канады «s Cassiope спутниковой связи. Другой системой, использующей этот метод промежуточного хранения, является Orbcomm .

Средняя околоземная орбита (MEO) [ править ]

MEO - это спутник, находящийся на орбите где-то на высоте от 2 000 до 35 786 километров (1243 и 22 236 миль) над поверхностью Земли. Спутники MEO аналогичны спутникам LEO по функциональности. Спутники на СОО видны гораздо дольше, чем спутники на НОО, обычно от 2 до 8 часов. Спутники MEO имеют большую зону покрытия, чем спутники LEO. Большая продолжительность видимости спутника MEO и более широкая зона покрытия означают, что в сети MEO требуется меньше спутников, чем в сети LEO. Одним из недостатков является то, что расстояние до спутника MEO дает ему большую временную задержку и более слабый сигнал, чем спутник LEO, хотя эти ограничения не такие серьезные, как у спутника GEO.

Как и НОО, эти спутники не поддерживают постоянное расстояние от Земли. Это контрастирует с геостационарной орбитой, где спутники всегда находятся на расстоянии 35 786 километров (22 236 миль) от Земли.

Обычно орбита спутника на средней околоземной орбите находится на высоте около 16 000 километров (10 000 миль) над Землей. В различных схемах эти спутники совершают кругосветное путешествие от 2 до 8 часов.

Примеры MEO [ править ]

• В 1962 году был запущен спутник связи Telstar . Это был спутник на средней околоземной орбите, предназначенный для передачи высокоскоростных телефонных сигналов. Хотя это был первый практический способ передачи сигналов за горизонт, его главный недостаток вскоре стал очевиден. Поскольку его орбитальный период около 2,5 часов не соответствовал периоду вращения Земли в 24 часа, непрерывное наблюдение было невозможно. Было очевидно, что для обеспечения непрерывного покрытия необходимо использовать несколько MEO.
• В 2013 году были запущены первые четыре из группировки из 20 спутников MEO. В O3b спутники обеспечивают широкополосные интернет - услуги , в частности , в отдаленных районах и морской , так и в полете использования и орбиты на высоте 8,063 км (5010 миль)). ^[31]

Геостационарная орбита (GEO) [ править ]

Наблюдателю на Земле спутник на геостационарной орбите кажется неподвижным в фиксированном положении на небе. Это потому, что он вращается вокруг Земли с собственной угловой скоростью (один оборот за звездные сутки по экваториальной орбите ).

Геостационарная орбита полезна для связи, потому что наземные антенны могут быть нацелены на спутник без необходимости отслеживать движение спутника. Это относительно недорого.

В приложениях, требующих большого количества наземных антенн, таких как распределение DirecTV , экономия на наземном оборудовании может более чем перевесить стоимость и сложность вывода спутника на орбиту.

Примеры ГЕО [ править ]

• Первым геостационарным спутником был Syncom 3 , запущенный 19 августа 1964 года и использовавшийся для связи через Тихий океан, начиная с телевизионного освещения летних Олимпийских игр 1964 года . Вскоре после Syncom 3 6 апреля 1965 года был запущен Intelsat I , также известный как Early Bird , и выведен на орбиту с координатами 28 ° западной долготы. Это был первый геостационарный спутник связи над Атлантическим океаном .
• 9 ноября 1972 года первый геостационарный спутник Канады, обслуживающий континент, Anik A1 , был запущен компанией Telesat Canada , а Соединенные Штаты последовали их примеру, запустив Westar 1 компанией Western Union 13 апреля 1974 года.
• 30 мая 1974 г. был запущен первый в мире геостационарный спутник связи с трехосной стабилизацией : экспериментальный спутник ATS-6, построенный для НАСА .
• После запуска Telstar через спутники Westar 1 компания RCA Americom (позже GE Americom, теперь SES ) запустила Satcom 1 в 1975 году. Именно Satcom 1 сыграл важную роль в оказании помощи ранним каналам кабельного телевидения, таким как WTBS (теперь TBS ), HBO , CBN (теперь Freeform ) и The Weather Channel стали успешными, потому что эти каналы распространяли свои программы по всем местным головным станциям кабельного телевидения, использующим спутник. Кроме того, это был первый спутник, который использовался телевизионными сетями вещания в Соединенных Штатах, такими как ABC , NBC и CBS., чтобы распространять программы на своих местных аффилированных станциях. Satcom 1 широко использовался, потому что он имел вдвое большую пропускную способность, чем у конкурирующего Westar 1 в Америке (24 транспондера против 12 у Westar 1), что приводило к более низким затратам на использование транспондера. Спутники в последующие десятилетия, как правило, имели еще большее количество транспондеров.

К 2000 году компания Hughes Space and Communications (ныне Центр разработки спутников Boeing ) построила почти 40 процентов из более чем сотни спутников, находящихся в эксплуатации по всему миру. Другие крупные производители спутников включают Space Systems / Loral , Orbital Sciences Corporation с серией Star Bus , Indian Space Research Organization , Lockheed Martin (владеет бывшим бизнесом RCA Astro Electronics / GE Astro Space), Northrop Grumman , Alcatel Space, теперь Thales Alenia Space , с серией Spacebus и Astrium .

Молния орбита [ править ]

Геостационарные спутники должны работать выше экватора и, следовательно, казаться ниже на горизонте по мере удаления приемника от экватора. Это вызовет проблемы для крайних северных широт, повлияет на возможность подключения и вызовет многолучевые помехи (вызванные сигналами, отражающимися от земли в наземную антенну).

Таким образом, для областей, близких к Северному (и Южному) полюсу, геостационарный спутник может появиться ниже горизонта. Поэтому для решения этой проблемы запущены орбитальные спутники «Молния», в основном в России.

Орбиты "Молния" могут быть привлекательной альтернативой в таких случаях. Орбита "Молния" имеет большой наклон, что гарантирует хороший угол возвышения над выбранными позициями в северной части орбиты. (Высота - это степень положения спутника над горизонтом. Таким образом, спутник на горизонте имеет нулевую высоту, а спутник, находящийся прямо над головой, имеет угол возвышения 90 градусов.)

Орбита "Молния" спроектирована таким образом, что большую часть времени спутник проводит в далеких северных широтах, в течение которых его след на земле перемещается незначительно. Его период составляет полдня, так что спутник доступен для работы над целевым регионом от шести до девяти часов за каждый второй оборот. Таким образом, группировка из трех спутников «Молния» (плюс запасные на орбите) может обеспечить непрерывное покрытие.

Первый спутник серии « Молния » был запущен 23 апреля 1965 года и использовался для экспериментальной передачи телевизионных сигналов с московской станции восходящего канала на нисходящие станции, расположенные в Сибири и на Дальнем Востоке России, в Норильске , Хабаровске , Магадане и Владивостоке . В ноябре 1967 года инженеры советских создали уникальную систему национальной телевизионной сети по спутниковому телевидению , под названием Орбита , который был основан на спутниках Молнии.

Полярная орбита [ править ]

В Соединенных Штатах Америки в 1994 году была создана Национальная полярно-орбитальная оперативная спутниковая система для наблюдения за окружающей средой (NPOESS) для консолидации операций с полярными спутниками НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства) NOAA (Национальное управление по исследованию океанов и атмосферы). NPOESS управляет рядом спутников различного назначения; например, METSAT для метеорологического спутника, EUMETSAT для европейского отделения программы и METOP для метеорологических операций.

Эти орбиты являются солнечно-синхронными, что означает, что они пересекают экватор каждый день в одно и то же местное время. Например, спутники на орбите NPOESS (гражданская) будут пересекать экватор, двигаясь с юга на север, временами 13:30, 17:30 и 21:30.

Структура [ править ]

Спутники связи обычно состоят из следующих подсистем:

• Коммуникационная полезная нагрузка, обычно состоящая из транспондеров , антенн и систем коммутации
• Двигатели, используемые для вывода спутника на желаемую орбиту
• Станции слежение учета и подсистема стабилизации используются для удержания спутника в правой орбите, с его антеннами в правильном направлении, и его система питания указала на солнце
• Подсистема питания, используемая для питания спутниковых систем, обычно состоящая из солнечных элементов и батарей, поддерживающих питание во время солнечного затмения.
• Подсистема управления и контроля, которая поддерживает связь с наземными станциями управления. Наземные наземные станции управления контролируют работу спутника и контролируют его работу на различных этапах его жизненного цикла.

Пропускная способность, доступная со спутника, зависит от количества транспондеров, предоставляемых спутником. Каждая услуга (телевидение, голос, Интернет, радио) требует разной полосы пропускания для передачи. Это обычно называется бюджетированием каналов, и для получения точного значения можно использовать сетевой симулятор .

Распределение частот для спутниковых систем [ править ]

Выделение частот спутниковым службам - сложный процесс, требующий международной координации и планирования. Это осуществляется под эгидой Международного союза электросвязи (ITU). Чтобы облегчить частотное планирование, мир разделен на три региона:

• Регион 1: Европа, Африка, Ближний Восток, бывшие территории Советского Союза и Монголия.
• Регион 2: Северная и Южная Америка и Гренландия
• Регион 3: Азия (за исключением регионов 1), Австралия и юго-западная часть Тихого океана.

В этих регионах полосы частот распределены различным спутниковым службам, хотя данной службе могут быть выделены разные полосы частот в разных регионах. Некоторые из услуг, предоставляемых спутниками:

• Фиксированная спутниковая служба (ФСС)
• Служба спутникового вещания (BSS)
• Мобильная спутниковая связь
• Радионавигационно-спутниковая служба
• Метеорологическая спутниковая служба

Приложения [ править ]

Телефония [ править ]

Первым и исторически наиболее важным применением спутников связи была межконтинентальная телефонная связь на большие расстояния . Фиксированный коммутируемой телефонной сети общего реле телефонных звонков от наземной линии телефонов к земной станции , где они затем передаются на геостационарного спутника. Нисходящий канал следует аналогичным путем. Улучшение подводных кабелей связи за счет использования волоконной оптики привело к некоторому снижению использования спутников для фиксированной телефонной связи в конце 20 века.

Спутниковая связь по-прежнему используется во многих приложениях. На удаленных островах, таких как Остров Вознесения , Святой Елены , Диего-Гарсия и Остров Пасхи , где нет подводных кабелей, нужны спутниковые телефоны. Есть также регионы на некоторых континентах и ​​странах, где стационарная связь редка или отсутствует, например, большие регионы Южной Америки , Африки , Канады, Китая , России и Австралии . Спутниковая связь также обеспечивает связь с окраинами Антарктиды и Гренландии.. Другие виды землепользования для спутниковых телефонов - это морские установки, резерв для больниц, армии и отдыха. Суда в море, а также самолеты часто используют спутниковые телефоны. ^[32]

Спутниковые телефонные системы могут быть выполнены разными способами. В больших масштабах часто будет местная телефонная система в изолированном районе с подключением к телефонной системе на главном участке земли. Существуют также службы, которые подключают радиосигнал к телефонной системе. В этом примере можно использовать практически любой тип спутника. Спутниковые телефоны подключаются напрямую к группировке геостационарных спутников или спутников на низкой околоземной орбите. Затем вызовы переадресовываются на спутниковый телепорт, подключенный к коммутируемой телефонной сети общего пользования.

Телевидение [ править ]

Поскольку телевидение стало основным рынком, его потребность в одновременной доставке относительно небольшого количества сигналов с большой полосой пропускания на множество приемников более точно соответствовала возможностям геостационарных спутников связи. Для телевидения и радио в Северной Америке используются два типа спутников: спутник прямого вещания (DBS) и спутник фиксированной связи (FSS).

Определения спутников FSS и DBS за пределами Северной Америки, особенно в Европе, немного более двусмысленны. Большинство спутников, используемых для прямого домашнего телевидения в Европе, имеют такую ​​же высокую выходную мощность, что и спутники класса DBS в Северной Америке, но используют ту же линейную поляризацию, что и спутники класса FSS. Примерами являются космические аппараты Astra , Eutelsat и Hotbird, находящиеся на орбите европейского континента. Из-за этого термины FSS и DBS чаще используются на североамериканском континенте и редко встречаются в Европе.

Фиксированная служба Сателлиты используют C полосу и нижние части К ¯u полосы . Обычно они используются для трансляций в телевизионные сети и местные партнерские станции (например, для сетевых и синдицированных программ, прямых трансляций и обратных рейсов ), а также используются для дистанционного обучения в школах и университетах, бизнес-телевидения ( BTV), видеоконференцсвязь и общие коммерческие телекоммуникации. Спутники FSS также используются для передачи национальных кабельных каналов на головные станции кабельного телевидения.

Бесплатные спутниковые телеканалы также обычно распространяются на спутниках FSS в диапазоне K _u . В Intelsat Americas 5 , Galaxy 10R и АМС 3 спутника над Северной Америкой обеспечивают довольно большое количество каналов FTA на их K _у группы транспондер .

Служба DBS American Dish Network также недавно использовала технологию FSS для своих программных пакетов, требующих их антенны SuperDish , из-за того, что Dish Network требует большей пропускной способности для передачи местных телевизионных станций в соответствии с правилами FCC о "обязательном переносе", а также для многого другого. пропускная способность для передачи каналов HDTV .

Спутник прямого вещания является спутником связи , который передает на небольших DBS спутниковых антенн ( как правило , от 18 до 24 дюймов или от 45 до 60 см в диаметре). Прямые спутники вещания как правило , работают в верхней части СВЧ - К ¯u полосы . Технология DBS используется для услуг спутникового телевидения, ориентированных на DTH ( Direct-To-Home ), таких как DirecTV , DISH Network и Orby TV ^[33] в США, Bell Satellite TV и Shaw Direct в Канаде, Freesat и Sky в США. Великобритания, Ирландия , Новая Зеландия иDSTV в ЮАР.

Спутники FSS, работающие на более низкой частоте и меньшей мощности, чем DBS, требуют гораздо более крупную антенну для приема (от 3 до 8 футов (от 1 до 2,5 м) в диаметре для диапазона K _u и 12 футов (3,6 м) или больше для диапазона C) . Они используют линейную поляризацию для каждого РЧ входа и выхода транспондера (в отличие от круговой поляризации, используемой спутниками DBS), но это незначительное техническое различие, которое пользователи не замечают. Спутниковая технология FSS также первоначально использовалась для спутникового телевидения DTH с конца 1970-х до начала 1990-х годов в Соединенных Штатах в форме приемников и антенн TVRO (только прием TeleVision). Он также использовался в форме группы K _u для ныне несуществующей Primestar. спутниковое телевидение.

Некоторые спутники были запущены , которые имеют транспондер в K диапазон , такие как DirecTV в SPACEWAY-1 спутник и Anik F2 . NASA и ISRO ^{[34] [35]} также недавно запустили экспериментальные спутники, несущие радиомаяки диапазона K _a . ^[36]

Некоторые производители также ввели специальные антенны для мобильного приема телевидения DBS. Используя технологию глобальной системы позиционирования (GPS) в качестве эталона, эти антенны автоматически перенаправляются на спутник независимо от того, где и как находится автомобиль (на котором установлена ​​антенна). Эти мобильные спутниковые антенны популярны у некоторых владельцев транспортных средств для отдыха . Такие мобильные антенны DBS также используются JetBlue Airways для DirecTV (поставляются LiveTV , дочерней компанией JetBlue), которые пассажиры могут просматривать на борту на ЖК-экранах, установленных в сиденьях.

Радиовещание [ править ]

Радио предлагают Спутниковые аудио широковещательных услуг в некоторых странах, в частности в Соединенных Штатах. Мобильные сервисы позволяют слушателям перемещаться по континенту, слушая одни и те же аудиопрограммы в любом месте.

Спутниковое радио или радио по подписке (SR) - это цифровой радиосигнал, который передается через спутник связи, который охватывает гораздо более широкий географический диапазон, чем наземные радиосигналы.

Спутниковое радио предлагает значимую альтернативу наземным радиослужбам в некоторых странах, особенно в Соединенных Штатах. Мобильные сервисы, такие как SiriusXM и Worldspace, позволяют слушателям перемещаться по всему континенту, слушая одни и те же аудиопрограммы, где бы они ни находились. Для других сервисов, таких как Music Choice или спутниковый контент Muzak, требуется фиксированный приемник и тарелочная антенна. Во всех случаях антенна должна иметь хороший обзор спутников. В местах, где высокие здания, мосты или даже гаражи закрывают сигнал, можно установить ретрансляторы, чтобы сигнал был доступен слушателям.

Первоначально доступные для вещания на стационарные телевизионные приемники, к 2004 году появились популярные мобильные приложения прямого вещания с появлением в Соединенных Штатах двух спутниковых радиосистем: Sirius и XM Satellite Radio Holdings. Позже они объединились в конгломерат SiriusXM.

Радиослужбы обычно предоставляются коммерческими предприятиями по подписке. Различные службы являются собственными сигналами, требующими специального оборудования для декодирования и воспроизведения. Провайдеры обычно передают множество новостных, погодных, спортивных и музыкальных каналов, при этом музыкальные каналы обычно не имеют рекламы.

В районах с относительно высокой плотностью населения проще и дешевле охватить большую часть населения наземным вещанием. Таким образом, в Великобритании и некоторых других странах современная эволюция радиослужб сосредоточена на услугах цифрового аудиовещания (DAB) или HD Radio, а не на спутниковом радио.

Любительское радио [ править ]

Радиолюбители имеют доступ к любительским спутникам, которые были разработаны специально для передачи радиолюбительского трафика. Большинство таких спутников работают как космические ретрансляторы и обычно доступны для любителей, оснащенных радиооборудованием UHF или VHF и высоконаправленными антеннами, такими как Yagis или тарелочные антенны. Из-за затрат на запуск большинство современных любительских спутников запускаются на довольно низкие околоземные орбиты и предназначены только для ограниченного числа кратковременных контактов в любой момент времени. Некоторые спутники также предоставляют услуги пересылки данных с использованием протокола X.25 или аналогичных.

Доступ в Интернет [ править ]

После 1990-х годов технология спутниковой связи использовалась как средство подключения к Интернету через широкополосные соединения для передачи данных. Это может быть очень полезно для пользователей, которые находятся в удаленных районах и не могут получить доступ к широкополосному соединению или которым требуется высокая доступность услуг.

Военные [ править ]

Спутники связи используются для приложений военной связи , таких как глобальные системы управления и контроля . Примерами военных систем, использующих спутники связи, являются MILSTAR , DSCS и FLTSATCOM США, спутники НАТО, спутники Соединенного Королевства (например, Skynet ) и спутники бывшего Советского Союза . Индия запустила свой первый спутник военной связи GSAT-7 , его транспондеры работают в диапазонах UHF , F , C и K u.полосы группы. ^[37] Обычно военные спутники работают в диапазонах частот UHF , SHF (также известный как X-диапазон ) или EHF (также известный как K a band ).

Сбор данных [ править ]

Приземном на месте в экологическом мониторинге оборудования (например, метеорологические станции , метеорологические буев и радиозондах ), может использовать спутники для односторонний передачи данных или двухсторонней телеметрии и телеуправления . ^{[38] [39]} Это может быть основано на вторичной полезной нагрузки метеорологического спутника (как в случае ИДЕТ и МЕТЕОСАТ и другие в системе Argos ) или в специализированных спутников (например, ВСС ). Скорость передачи данных обычно намного ниже, чем при спутниковом доступе в Интернет .

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

Заметки [ править ]

Цитаты [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Ассоциация спутниковой индустрии
• Европейская ассоциация спутниковых операторов
• Спутниковый глоссарий
• SatMagazine
• SatNews
• Будущее спутниковой связи
• Краткая история спутников связи Дэвида Дж. Уэлена
• За пределами ионосферы: пятьдесят лет спутниковой связи (NASA SP-4217, 1997)