Спутниктік байланыс жүйелері

 Ішкі блок

Ішкі блок оған орнатылған спутниктік модемі және мультиплексоры бар 19” баған болып келеді. Кей кездері бағанда қосымша жабдық: сумматорлар, вентиляторлар, UPS13 және т.с. орнатылады. UPS жеке, бағаннан тысқары да орнатыла алады.

Спутниктік модем

Спутниктік модем модулятор  бөлігінде мультиплексордан келген, берілетін сандық ағынды кодтауға, ІҒ бойынша сигналды модульдеуге, сигналды қажетті күшейтуге және сыртқы блокқа беруге арналған және демодулятор бөлігінде сыртқы блоктан ІҒ бойынша сигналды қабылдауға, оны күшейтуге, кодтан шығаруға және мультиплексорға беруге арналған.

Мультиплексор

Мультиплексор дауыстық, факсимильді ақпаратты және берілетін мәліметтерді мультиплекстеуге арналған. Мультиплексор күн сайынғы телефон хабарламаларын және факсимильді хабарламаларды жергілікті желілер, жер бетіндегі немесе спутниктік желілер бойынша берілетін, мәліметтерлі бір арнаға синхронды және асинхронды берумен құрамдастыруға мүмкіндік береді. Бұл маңызды ақпаратты беру мүмкіндіктерін арттыру және бір мезгілде арнаның өткізу қабілеттілігін азайту арқылы, телекоммуникациялық шығындарды төмендетуге мүмкіндік береді.

 

 

 

 Спутниктік Шлюз

Жер бетіндегі телекоммуникациялардың желілеріне шығу үшін спутниктік шлюздер (осыларға спутник арқылы VSAT-станциялары қосылған үлкен станциялар) пайдаланылады.

  Шлюз:

• телефон желілеріне шығуды;
• жалпы пайдаланыстағы желіге шыға отырып, халықаралық байланыс қызметтерін;
• халықаралық байланыс қызметтерін;
• арнайы телефон желілеріне, мысалға,  "Искра-2" желісіне шығуды;  
• мәліметтерлі беру желілеріне (РОСНЕТ, INTERNET, RELCOM және т.б.) шығуды қамтамасыз ете алады.

 

Қозғалмалы спутниктік байланыс жүйелері

    Қозғалмалы спутниктік байланыс жүйелерінің көпшілігінің ерекшелігі терминал антеннасының кішкентай өлшемі болып табылады, бұл сигнал қабылдауды қиындатып жібереді. Қабылдағышқа жететін сигналдың қуаты жеткілікті болуы үшін, екі шешімнің бірін қолданады:

• Спутниктер геостационарлы орбитада орналасады. Бұл орбита Жерден 35786 км қашықтықта тұрғандықтан, спутникке қуатты бергіш орнату қажет болады. Бұл амал-тәсілді Inmarsat жүйесі (осының негізгі міндеті теңіз кемелеріне байланыс қызметтерін ұсыну болып табылатын) және дербес спутниктік байланыстың кейбір аймақтық операторлары (мысалға, Thuraya) пайдаланады.
• Көптеген спутниктер еңіс немесе полярлы орбиталарда орналасады. Бұл ретте бергіштің қажетті қуаты онша жоғары емес және спутникті орбитаға шығарудың құны төменірек. Алайда, мұндай амал-тәсіл спутниктердің көп санын ғана емес, жер бетіндегі коммутаторлардың тармақталған жеоісін де қажет етеді. Мұндай әдісті Iridium және Globalstar операторлары қолданады.

 

Спутниктік Интернет

     Спутниктік Интернет — спутниктік байланыс технологияларын (әдетте DVB-S немесе DVB-S2 стандартында) пайдалана отырып, Интернет желісіне енуді қамтамасыз етудің амалы.

Енуді қамтамасыз етудің варианттары

Спутник арқылы мәліметтер алмасудың екі тәсілі бар:

• біржақты (one-way), кей кездері сонымен қатар «асимметриялы» деп аталатын тәсіл – мәліметтерді қабылдап алу үшін спутниктік арна, ал мәліметтерді беру үшін   қол жетімді жер бетіндегі арналар пайдаланылатын тәсіл;
• екіжақты (two-way), кей кездері сонымен қатар «симметриялы» деп аталатын тәсіл – мәліметтерді қабылдап алу үшін де, беру үшін де спутниктік арналар пайдаланылатын тәсіл:

Біржақты спутниктік Интернет

Біржақты спутниктік Интернет пайдаланушыда Интернетке қосылудың қандай да бір қолда бар болып отырғын тәсілінің болуын шамалайды. Әдетте бұл – баяу және/немесе қымбат арна (GPRS/EDGE, ADSL – Интернетке крі қызметтері нашар дамыған және жылдамдық бойынша шектеулі және т.с. жерде қосылу). Бұл арна арқылы тек Интернетке сұранымдар ғана беріледі. Бұл сұранымдар біржақты спутниктік енудің операторының торабына келіп түседі (VPN-қосылудың және трафикті проксирлеудің әртүрлі технологиялары қолданылады), ал осы сұранымдарға жауап ретінде алынған мәліметтерді пайдаланушыға кең жолақты спутниктік арна арқылы береді. Пайдаланушылардың көпшілігі негізінен алғанда мәліметтерді Интернеттен алатындықтан, мұндай технология, баяу және қымбат жер бетіндегі қосылуларға қарағанда, жылдамдығы көбірек және арзанырақ трафик алуға мүмкіндік береді. Ал жер бетіндегі арна бойынша шығатын трафиктің мөлшері (демек, оған кететін шығындар да) айтарлықтай қарапайым болып шығады (шығыс/кірістің ара қатынасы – шамамен, веб-серфинг кезінде 1/10, файлдарды енгізу кезінде 1/100 және одан жақсырақ).

Әрине, біржақсы Интернетті пайдалану қол жетімді жер  бетіндегі арналар тым қымбат және/немесе баяу болған кезде мән-мағынаға ие болады. Қымбат емес және жылдам «жер бетіндегі» Интернет қолда бар болып отырған кезде спутниктік Интернетті жер бетіндегі» Интернет жоғалып кеткен немесе нашар жұмыс істеген жағдайларда қосылудың резервтік варианты ретінде ұстау мәнге те болады.

Екіжақты спутниктік Интернет

Екіжақты спутниктік Интернет мәліметтерді спутниктен алуды және оларды кері қарай да спутник арқылы жөнелтуді көздейді Мәліметтерді қабылау, беру және жөнелту кезінде үлкен жылдамдықтарға қол жеткізуге мүмкіндік беретіндіктен, бұл тәсіл өте сапалы болып табылады,  бірақ ол айтарлықтай қымбат болып келеді және радиобергіш жабдыққа рұқсат алуды қажет етеді (дегенмен, рұқсат алуды провайдер көбінесе өзіне алады).  Екіжақты Интернеттің қымбат бағасы бірінші кезекте ағағұрлым сенімдірек байланыстың есебінен толығымен ақталған болып шығады. Біржақты енуден ерекшелігі, екіжақты спутниктік Интернет ешқандай да қосымша ресурстарға (әрине, электрмен қоректендіруді есептемегенде) мұқтаж емес.

Интернетке «екіжақты» спутниктік енудің ерекшелігі байланыс арнасындағы  айтарлықтай үлкен кідіріс болып табылады. Сигнал абоненттен спутникке дейін және спутниктен Спутниктік байланыстың Орталық станциясына жеткенше – шамамен 250 мс өтеді. Кері қарай саяха жасауға да дәл осыншама уақыт қажет. Осының нәтижесінде, екіжақты спутниктік арнада пинга уақыты шамамен 600 мс және одан көп мәнді құрайды. Бұл қосымшалардың спутниктік Интернет арқылы жұмысына және әсіресе барып тұрған геймерлер үшін біршама өзгешелікке алып келеді.

Тағы бір ерекшелік  әртүрлі өндірушілердің жабдығының бір бірімен іс жүзінде үйлеспейтіндігінен тұрады. Яғни, егер Сіз жабдықтың  белгілі бір типінде (мысалға, ViaSat, Hughes, Gilat EMS, Shiron и т. п.) жұмыс істейтін бір операторды таңдап алған болсаңыз, онда дәл осындай жабдықты пайдаланатын операторға ғана көше аласыз. Әртүрлі өндірушілердің жабдығының үйлесімділігін (стандарт DVB-RCS) жүзеге асыру әрекетін компаниялардың саусақпен санарлықтай шамалы саны ғана қолдаған болатын және бүгінгі күні, жалпы қабылданған стандартқа қарағанда, «жеке меншік» технологиялардың тағы біреуі болып келеді.

 

Спутниктік байланыстың кемшіліктері

       Бөгеттен нашар қорғалғандығы

Жердегі станциялар мен спутник  арасындағы орасан зор қашықтықтар  қабылдағыштағы сигнал/шу қатынасының  шамалы (байланыстың радиорелелік желілерінің көпшілігіндегіге қарағанда анағұрлым азырақ) болуының себебі болып табылады. Бұл жағдайларда қатенің жарамды ықтималдығын қамтамасыз ету үшін, үлкен антенналарды, аз шу шығаратын элементтерді және кедергіге төзімді күрделі кодтарды пайдалануға тура келеді. Оларда антеннаның мөлшеріне және, әдетте, бергіштің қуатына шектеулер бар болғандықтан, бұл мәселе қозғалмалы байланыс жүйелерінде әсіресе қатаң тұр.

Атмосфераның  әсері

Спутниктік байланыстың сапасына тропосферадағы және ионосферадағы әсерлер күшті әсерін тигізеді.

Тропосферада  сіңірілуі

Сигналды атмосфераның сіңіруі  оның жиілігіне тәуелділікте тұрады. Сіңірудің максимумдары 22,3 ГГц (су буларының резонансы) және 60 ГГц (оттегінің резонансы) келеді. Жалпы алғанда, сигналды сіңіру жиілігі 10 ГГц жоғары (яғни, Ku-диапазоннан бастап) сигналдардың таралуына елеулі әсерін тигізеді. Сіңіруден өзге, радиотолқындары атмосферада таралған кезде басылу әсері де кездеседі, оның себебі атмосфераның әртүрлі қабаттарының сыну коэффициенттеріндегі айырмашылық болып табылады).

 

  Ионосфералық әсерлер

 Ионосферадағы әсерлер еркін электрондардың бөлінуінің флуктуацияларымен байланысты. Радиотолқындардың таралуына әсерін тигізетін ионосфералық әсерлерге жылтырауды, сіңірілуді, таралуының кідіруі, дисперсия, жиіліктің өзгеруі, полярлану жазықтығының айналуы жатады. Осы әсерлердің барлығы жиіліктің артуымен әлсірей түседі. 10 ГГц асатын жиіліктері бар сигналдар үшін олардың әсері шамалы болып келеді.

Эффект	100 МГц	300 МГц	1 ГГц	3 ГГц	10 ГГц
Поляризация жазықтығының айланысы	30 айланыстардың	3,3 айланыстың	108°	12°	1,1°
Белгінің қосымша кідірісі	25 мс	2,8 мс	0,25 мс	28 нс	2,5 нс
Қылғуғу ионосферада(полюста)	5 дБ	1,1 дБ	0,05 дБ	0,006 дБ	0,0005 дБ
Қылғуғу ионосферада(ортаның кеңдіктерінде)	<1 дБ	0,1 дБ	<0,01 дБ	<0,001 дБ	<0,0001 дБ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

Қазіргі уақытта спутниктік байланыс станциялары мәліметтер беру желілеріне бірігуде. Аумақтық-бөлінген станциялар тобының желіге бірігуі пайдаланушыларға қызметтер мен мүмкіндіктердің кең спектрін қамтамасыз етуге, сонымен қатар спутниктің ресурстарын тиімді пайдалануға мүмкіндік жасайды.  Мұндай желілерде бір немесе бірнеше басқарушы станция болады, олар жердегі станциялардың әкімші қызмет көрсететін режимде де, толығымен автоматтандырылған режимде де жұмыс істеуін қамтамасыз етіп отырады.

Спутниктік байланыстың артықшылығы географиялық тұрғыдан алыста тұрған пайдаланушыларға аралық сақтауға және коммутациялауға кететін қосымша шығындарсыз қызмет көрсетуге негізделген.

Спутниктік байланыс жүйелері үнемі және қызғанышпен байланыстың талшықты-оптикалық желілерімен салыстырылып отырады. Осы желілерді енгізу талшықты оптиканың тиісті салаларының жылдам технологиялық дамуымен байланысты жедел жүріп отыр. Мысалға, конкатендендіруші (құрамдас) кодтауды жасап шығару және жоспарлау, бастысы, енгізу түзетілмеген бит бойынша қатенің пайда болу ықтималдығын күрт азайтады, бұл болса, өз кезегінде, спутниктік байланыс жүйелерінің негізгі проблемасын – тұман мен жаңбырды жеңуге мүмкіндік береді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланған әдебиеттер тізімі

1. Баранов В. И. Стечкин Б. С. Экстремальные комбинаторные задачи и их приложения, М.: Наука, 2000 г, с. 198.

2. Бертсекас Д. Галлагер Р. Сети передачи данных. М.: Мир, 2000 г, с. 295.

3. Блэк Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы, М.: Мир, 2001 г, с. 320.

4. Большова Г. "Спутниковая связь в России: "Памир", Iridium, Globalstar ..." «Сети» - 2000 - №9. – с. 20-28.

5. Ефимушкин В. А. Технические аспекты систем спутниковой связи "Сети" – 2000 - №7. - с. 19-24.

6. Невдяев Л. М. Современные технологии спутниковой связи // "Вестник Связи" - 2000 - № 12. – с. 30-39.

7. НПЦ "Элсов", Протокол по организации и логике работы спутниковой сети передачи данных "Банкир". – 2004, с. 235.

8. Смирнова А. А. Персональная спутниковая связь, Том 64, Москва, 2001г., с. 7 - 47.

9. Ауызша аударма (кітап) – оқу құралы. Авторы – Ә. Тарақов. «Қазақ университеті» баспасы. Алматы,-2009ж.115 б.

10. http://audaru.kz/ және http://sozdik.kz