Космический сегмент ССС

Искусственный спутник Земли (ИСЗ), входящий в состав ССС, представляет собой космический аппарат, на котором установлена ретрансляционная аппаратура: приемопередатчики и антенны, работающие на различных частотах. Они принимают сигналы земной передающей станции (ЗС), усиливают их, осуществляют преобразование частоты и ретранслируют сигналы одновременно на все ЗС, находящиеся в зоне радиовидимости спутника. На спутнике также установлена аппаратура управления его положением, телеметрии и питания. Устойчивость и ориентацию антенны поддерживает система стабилизации. Телеметрическое оборудование спутника используется для передачи на Землю информации о положении ИСЗ и приема команд коррекции положения. Ретрансляция принятой информации может осуществляться без запоминания и с запоминанием, например, на то время, пока ИСС не войдет в зону видимости ЗС.

Диапазоны частот для организации спутниковой связи выделены «Регламентом радиосвязи» с учетом «окон радиопрозрачности» земной атмосферы и естественных радиопомех (табл. 11.2). Распределение частот между службами радиосвязи строго регламентировано и контролируется государством. Существуют согласованные па международном уровне правила использования выделенных диапазонов, что необходимо для обеспечения электронной совместимости радиотехнических средств, работающих в этих или соседних диапазонах. Приемопередатчику ИСЗ выделяется пара частот: верхняя для передачи сигнала от ЗС на спутник (восходящие потоки информации), нижняя — от спутника к ЗС (нисходящие потоки информации).

Таблица 11.2. Диапазоны частот для организации спутниковой связи

Канал спутниковой связи, работающий на выделенных частотах приема и передачи, занимает определенную полосу частот (bandwidth), от ширины которой зависит количество информации, передаваемой по каналу в единицу времени. Типичный спутниковый приемопередатчик, работающий на частотах от 4 до 6 ГГц, занимает полосу частот шириной 36 МГц. С помощью такого приемопередатчика можно организовать 6 телевизионных или 3600 телефонных каналов. Обычно на ИСЗ устанавливается 12 или 24 приемопередатчика (в ряде случаев больше), что дает в результате 432 МГц или 864 МГц соответственно.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили спутники, работающие в диапазонах частот С (4/6 ГГц) и Ки (11/14 ГГц). Как правило, спутники диапазона С обслуживают довольно большую территорию, а спутники диапазона Ки — территорию меньше, но обладают более высокой энергетикой, что дает возможность для работы с ними применять ЗС с антеннами малого диаметра и маломощными передатчиками.

Наземный сегмент ССС

Центр управления спутниковой связью (ЦУСС) контролирует состояние бортовых систем ИСС, планирует работы по развертыванию и восполнению орбитальной группировки, рассчитывает зоны радиовидимости и координирует работу ССС.

Земные станции ССС осуществляют передачу и прием радиосигналов на участке «Земля — ИСЗ», мультиплексирование, модуляцию, обработку сигнала и преобразование частот, организуют доступ к каналам ИСЗ и наземным сетям абонентских терминалов. Время связи ЗС с ИСЗ ограничено временем нахождения ИСС в зоне ее радиовидимости.

В ССС применяются многофункциональные приемопередающие, передающие, приемные и контрольные ЗС. На этих станциях устанавливается радиопередающая аппаратура, приемные и передающие антенны, а также система слежения, обеспечивающие связь с ИСЗ.

Многофункциональные стационарные ЗС обладают очень высокой пропускной способностью. Они располагаются на специально выбранных площадках, как правило, вынесенных за черту города во избежание взаимных радиопомех с наземными системами связи. На этих ЗС устанавливаются радиопередатчики большой мощности (от нескольких до десяти и более кВт), высокочувствительные радиоприемники и приемопередающие антенны, которые имеют узконаправленную диаграмму.

ЗС, имеющие среднюю пропускную способность, могут быть самыми разнообразными, а их специализация зависит от вида передаваемых сообщений. ЗС этого типа обслуживают корпоративные ССС, которые чаще всего поддерживают передачу видео, речи и данных, видео-, конференцсвязь, электронную почту.

Некоторые ЗС, обслуживающие корпоративные ССС, включают несколько тысяч микротерминалов (Very Small Aperture Terminal, VSAT). Все терминалы связаны с одной главной ЗС (MES — Master Earth Station), образуя сеть, имеющую звездообразную топологию и поддерживающую прием/передачу данных, а также прием аудиои видеоинформации.