Технические науки/6. Электротехника и радиоэлектроника

Матвеева М.Г., Леонтьева Е.В.

Омский государственный технический университет, Россия

Системы подвижной спутниковой связи на геостационарной орбите

В настоящее время известно несколько систем подвижной спутниковой связи на ГСО Inmarsat, Thuraya, ACeS, система DBSD North America и система спутниковой и наземной связи Terrestar и LightSquared.

Inmarsat (первоначальное название — Международная организация морской спутниковой связи Inmarsat (International Maritime Satellite Organization Inmarsat)) был создан в 1979 году по инициативе Международной Морской Организации (ИМО) и изначально имел статус межгосударственной организации. Компания располагает флотом из 11 КА (2012 год). Три идентичных КА четвертого поколения запущены в 2005 году (Inmarsat-4F1 и Inmarsat-4F2) и в 2008 году (Inmarsat-4F3). Это крупнейшие коммерческие телекоммуникационные спутники L- диапазона, оснащенные ретранслятором с фазированной антенной решеткой, формирующей один глобальный луч, 19 дополнительных широких лучей (покрывающие несколько городов) и 228 узких сфокусированных лучей (покрывающих по одному мегаполису каждый). Зона покрытия спутников глобальная около 86% территории суши (Европа, Африка, Азия, Южная и Северная Америки, мировые океаны). Три спутника Inmarsat серии 4 F обеспечивают мобильных пользователей факсимильной и телефонной связью, доступом в Internet, видеоконференцсвязью и пакетной высокоскоростной (492 кбит/с) передачей данных в формате Broadband Global Area Network (BGAN - широкополосная глобальная сеть). BGAN состоит из космического сегмента и наземной сотовой сети с коммутацией пакетов (GPRS). Таким образом, BGAN совместима с мобильными сотовыми сетями третьего поколения 3G [1].

Inmarsat владеет спутниками, установленными на геостационарной орбите в следующих позициях: 54° з.д., 15,5° з.д., 64,5° в.д. , 178° в.д. При этом обеспечивается практически глобальная связь между 75° ю.ш. и 75° с.ш. На рис. 1 показаны орбиты и зоны охвата земной поверхности спутниковой системой Inmarsat.

Рисунок 1. Орбиты и зоны охвата земной поверхности спутниковой системой Inmarsat

В 2013 году запустила КА Inmarsat-XL (Alphasat I-XL) для расширения широкополосной сетевой услуги BGAN. Спутник Inmarsat-XL создан на базе европейской платформы Alphabus и в состоянии одновременно обрабатывать более 750 каналов связи в L-диапазоне. Платформа оснащена новым цифровым процессором для управления модулем полезной нагрузки, а также 12 м фазированной антенной решеткой. Стартовый вес КА 6648 кг, электрическая мощность 12 кВт и срок службы до 15 лет. КА Inmarsat-XL один из крупнейших в мире телекоммуникационных спутников. Этот спутник поддерживает новое поколение мобильной связи в Европе, Азии, Африке и на Ближнем Востоке. Спутник за счет увеличения эффективности использования спектра, позволил: создать надежную связь в кризисных ситуациях и стихийных чрезвычайных ситуаций; увеличить потенциал подключения домов, школ и предприятий в отдаленных районах; а также передачу голоса и данных для правительственных организаций, СМИ и предприятий нефтегазовой отрасли. На четырёх КА поколения Inmarsat-5 платформа BSS-702HP устанавливаются транспондеры Ка - диапазона и создаётся широкополосная сеть (50 Мбит/с) для пользовательских терминалов типа VSAT [2].

Геостационарная система подвижной спутниковой связи Inmarsat является серьёзным конкурентом систем фиксированной и радиовещательной спутниковой службы по ряду базовых услуг, включая передачу данных и доступ в Internet.

Частная акционерная компания подвижной спутниковой связи Thuraya Satellite Telecommunications Company (Thuraya) основана в Объединенных Арабских Эмиратах (ОАЭ) в 1997 году операторами связи и финансовыми компаниями Азии, Америки и Европы. Спутники системы покрывают территорию 140 стран Европы, Азии и Африки.

Спутниковый сегмент системы Thuraya образуют три спутника, построенные компанией Boeing (платформа BSS-702). КА Thuraya-1 был запущен в 2000 году (в 2002 году признан полностью потерянным, но продолжает существовать в качестве резерва), КА Thuraya-2 – в 2003 году и КА Thuraya-3 – в 2008 году. В настоящее время в системе работает два КА. Гарантийный САС КА - не менее 12 лет, мощность – 13 кВт и вес спутников около 5200 кг. КА оснащены 128-элементной активной фазированной антенной решёткой L-диапазона с диаметром зеркала 12 м. Бортовой процессор создаёт от 200 до 300 локальных лучей и обрабатывает 13750 телефонных разговоров одновременно. Процессор позволяет менять конфигурацию лучей в зоне покрытия путем расширения или увеличения количества лучей, что позволяет концентрировать лучи в районах максимальной абонентской активности. Это увеличивает пропускную способность системы подвижной спутниковой связи Thuraya путём концентрации до 20% общей мощности спутника в любом из лучей.

Наземный сегмент спутниковой сети Thuraya рассчитан на 1750000 абонентов, из которых одновременно пользоваться спутниковой связью могут 13750 терминалов. Наземный сегмент системы Thuraya включает головную станцию сопряжения (межсетевой шлюз), систему управления орбитальной группировкой, которые расположены в городе Sharjah (Шардж в ОАЭ) и региональные станции сопряжения, расположенные в разных странах мира. Головная станция осуществляет прием/передачу информационного потока, используя антенную систему С-диапазона.

Абонентский сегмент спутниковой сети Thuraya представлен абонентскими спутниковыми телефонами. Спутниковые телефоны Thuraya производятся фирмами - Hughes и Ascom (Швейцария). Спутниковые телефоны Thuraya уникальны, так как могут работать как в спутниковой телефонной сети, так и в наземных GSM сетях сотовых операторов. В городах и прилегающих к ним областях используется спутниковый телефон в сотовом режиме. Вне зоны GSM сетей телефон переключается в спутниковый режим [3].

ПСС Thuraya предоставляет следующие услуги современных наземных GSM-сетей: пакетная передача данных на скорости до 60 кбит/с; SMS; телефония; передача факсимильных сообщений; поддерживается процедура определения координат GPS; бесплатная голосовая почта и бесплатный определитель номера. Спутниковая сеть Thuraya расширяет возможность предоставления этих услуг в местностях, лишённых GSM-сетей. Кроме того, компания предоставляет устройства мобильной связи для речных и морских судов, а так же предлагает спутниковый ВСД со скоростью передачи данных до 444 кбит/с.

Литература:

1. Официальный сайт компании ФГУП «Морсвязьспутник». – Режим доступа: http://www.marsat.com

2. Официальный сайт компании Inmarsat. – Режим доступа: http://www.inmarsat.com

3. Официальный сайт компании Thuraya. – Режим доступа: http://www.thuraya.com