Використання супутникового зв'язку. Супутниковий зв'язок. Принципи організації рухомого супутникового зв'язку

На сьогоднішній день існує два види супутників: геостаціонарні та низькоорбітальні. Геостаціонарними називаються супутники, що знаходяться на геостаціонарній орбіті. Геостаціонарна орбіта- Це орбіта, що лежить у площині екватора на висоті близько 36 тис. Км над поверхнею Землі).

Супутник, що знаходиться на геостаціонарній орбіті для земного спостерігача здається висить нерухомо і це відкриває можливості використання ШСЗ як ретранслятор телевізійних передач. З довільної точки земної поверхні, з якої видно геостаціонарний супутник, на нього можна спрямовувати електромагнітне випромінювання земного передавача використовуються по можливості високі частоти, порядку 75-100 Ггц (l 1 =3-4 мм). діапазоні 300 ГГц і вище Прийнятий на геостаціонарному супутнику на довжині хвилі l 1 електромагнітний сигнал перетворюється на іншу, нижчу частоту близько 10 Ггц (l 2 = 3 см). Цей сигнал за допомогою іншої антени супутника спрямовується на земну поверхню. Для опромінення передавачем супутника поверхні Землі, на супутнику не потрібно антена великого діаметра, оскільки це випромінювання має бути "розмазано" на великій площі, яка називається зоною обслуговування. Важливо, як супутник зберігає свою геостаціонарну позицію на орбіті. Якщо супутник дрейфує, він виходить, частково чи повністю, з поля зору наземної приймальної антени. При цьому телевізійний сигнал зменшується, що проявляється у зникненні зображення на екрані телевізора і шуму ("снігу"). У разі потрібно коригування орієнтації наземної антени - вручну чи автоматично.

Геостаціонарні супутники виконують на сьогоднішній день безліч завдань, таких як: телекомунікація, радіовизначення (системи навігації gps, глонасс та ін), головним завданням більшості геостаціонарних супутників є формування зображень видимої земної поверхні. Супутникові системи зв'язку з геостаціонарними супутниками-ретрансляторами ідеально підходять для вирішення таких завдань, як організація телевізійного та звукового мовлення на широких територіях та надання високоякісних телекомунікаційних послуг абонентам у віддалених та важкодоступних регіонах. Крім того, з їх допомогою можна швидко створювати великомасштабні корпоративні мережі та резервувати наземні магістральні канали зв'язку великої довжини. Також зараз проводиться створення мультисервісних мереж (що об'єднують в єдиному пакеті такі послуги, як передача даних, телефонія, цифрове телебачення, відеоконференція та доступ в інтернет) на основі технології VSAT. Також важливо підмінити, що всього три геостаціонарні супутники здатні охопити всю поверхню Землі. Але у геостаціонарних супутників також є недоліки, найбільш важливий з них: На геостаціонарній орбіті не можна мати занадто велику кількість супутників зв'язку, оскільки інакше вони почнуть заважати роботі один одному. Отже, крім геостаціонарних супутників, які незабаром "заполонять" геостаціонарну орбіту потрібно розвивати й інші супутникові системи-низькоорбітальні, що зараз і відбувається. в межах 700-1500 км, маса супутників до 500 кг, орбітальне угруповання - від кількох одиниць до десятків супутників-ретрансляторів (СР). Низькоорбітальні системи дозволяють забезпечити зв'язок із терміналами, розміщеними в полярних широтах, і практично не мають альтернативи при організації зв'язку в регіонах із слаборозвиненою інфраструктурою зв'язку та низькою щільністю населення. Вартість послуг рухомого зв'язку низькоорбітальними системами виявляється в кілька разів дешевшою за аналогічні послуги, що надаються геостаціонарними системами за рахунок використання недорогих абонентських станцій і менш дорогого космічного сегмента. . Однак виникають складності управління угрупуванням таких супутників та підтримки безперервності зв'язку.

І насамкінець хочеться сказати, що Сучасні оптико-телевізійні космічні засоби вже дозволяють розглянути з орбіти предмети з розмірами близько метра і передати отримане зображення через супутники-ретранслятори абонентам.

Доповідь на тему:

Сучасний супутниковий зв'язок, супутникові системи.

Власники мобільних телефонів за всіх їх можливостей можуть дзвонити лише там, де обладнано станції мобільного зв'язку. А що робити там, де таких станцій немає?

Вихід тільки один - використовувати телефони супутникового зв'язку, що дозволяє телефонувати практично з будь-якої точки світу. Як відомо з назви зв'язку, з'єднання відбувається через наземні станції, а через супутники, що знаходяться на навколоземній орбіті.

По всіх мережах супутникового зв'язку надається надійна та якісна телефонія. Мережі розрізняються за пропонованим абонентам додатковим послугам, областям покриття мережею, і за ціною самих апаратів і послуг зв'язку.

На сьогоднішній день супутниковий зв'язок представлений у світі різними системами зі своїми перевагами та недоліками. Що ж до Росії, то поки що на її території доступними є системи Інмарсат, Турайя, Глобалстар та Ірідіум:

• Інмарсат (Inmarsat) - перший і поки що єдиний оператор мобільного супутникового зв'язку, що пропонує всі послуги сучасного супутникового зв'язку на водних просторах, на землі та в повітрі.
• Турайя (Thuraya) - мобільний супутниковий зв'язок, що покриває одну третину земної кулі та пропонує недорогі дзвінки своїм абонентам з ціною від $0,25 за хвилину вихідного дзвінка та безкоштовні вхідні (за супутником). Супутникові телефони Турайя поєднані зі стільниковими, в яких є приймач GPS, що визначає місцезнаходження з точністю до 100 метрів. Зв'язок доступний на 1/3 території Росії.
• Глобалстар (Globalstar) – це супутниковий зв'язок нового покоління. Глобалстар надає телефонний зв'язок у тих районах Землі, де раніше її не було взагалі або були серйозні обмеження у її використанні та дає можливість дзвонити чи обмінюватися даними у практично будь-якому районі планети.
• Іридіум (Iridium) - надає бездротову супутникову мережу, що забезпечує телефонну всюди і завжди. Зв'язок від Іридіуму покриває всю поверхню Землі. У Росії мережа Іридіум доступна на всій території, проте поки що не має ліцензії надавати послуги на території РФ.

Супутниковий зв'язок Інмарсат

Система Інмарсат надає стаціонарний супутниковий зв'язок, що визначає головний напрямок її використання.

Ця система широко використовується на наземному, морському, річковому, повітряному транспорті, в органах управління, працівниками державних установ, у підрозділах цивільної оборони, у рятувальних організаціях та підрозділах МНС, а також главами держав.

Система Інмарсат діє вже понад 25 років та перевірена часом. На даний момент це третє покоління цієї системи. Задіяні чотири геостаціонарні супутники покривають всю Земну кулю і лише полюси землі залишилися без покриття цією системою.

З терміналу Інмарсат дзвінок спочатку потрапляє на супутник, який перенаправляє його на станцію (LES). Вона, у свою чергу, відповідає за перенаправлення дзвінка в телефонні мережі загального користування або в інтернет. Супутник може виділити додаткові промені працювати з регіоном, у якому спостерігається велика активність абонентів.

Система не тільки підтримує стандартні телефони, а й обладнання, яке відстежує місцезнаходження абонентів, що дозволяє проводити моніторинг об'єктів, що рухаються, таких як судна, автомобілі, літаки. Система використовується для безпеки в мореплаванні (ГМССБ) та для організації управління повітряного руху.

До переваг системи Інмарсат віднесемо її роботу практично на всій поверхні Землі, за винятком Північного та Південного полюсів.

Інмарсат – офіційна система забезпечення безпеки на морі. Система достатньо конфіденційна, нескладна у використанні, забезпечується інструкціями російською мовою.

Білінгова онлайн-система дозволяє стежити через інтернет за станом рахунку з повною статистикою за телефонними дзвінками. Доступні додаткові аксесуари, наприклад, спеціальні комплекти на автомобілі, факси та інше обладнання плюс безкоштовні вхідні дзвінки.

До недоліків системи Інмарсат треба віднести високу вартість самих телефонів, їх ціна починається від $3000, високу вартість вихідних дзвінків - від $2,8 за хвилину, а також термінали розміром з ноутбук і важливі близько 2 кг.

Для використання телефонів цієї системи на території певної країни потрібно отримати спеціальні дозволи. У Росії компанією ТЕССКОМ телефони Інмарсат продаються вже з дозволом користуватися системою Інмарсат на території нашої країни.

Супутниковий зв'язок Турайя

Спочатку система Турайя була розрахована на обслуговування регіону із 1,8 мільйонами потенційних абонентів.

Роботу системи забезпечують 2 супутники, здатні одночасно обслужити 13 750 телефонних каналів. Система здатна працювати як із супутниковими, так і зі стільниковими каналами зв'язку. Але часом дзвінки в роумінгу обходяться вп'ятеро дорожче, ніж через супутник. Користуватися системою Турай можна на 35% території Росії.

До переваг Турайя можна віднести невеликі розміри телефонів та їх невисоку вартість (починаючи з $866), використання єдиного номера для супутникового або стільникового зв'язку, прийнятну вартість вихідних дзвінків (від $0,25/хв.) та безкоштовні вхідні дзвінки через супутник.

Недоліки системи Турайя: доступність мережі лише з 35 % території РФ. Щоправда, становище значно покращиться із введенням у дію ще одного супутника. Тоді покриття території Росії сягатиме вже 80%. Але це поки що питання часу.

Супутниковий зв'язок Глобалстар

Глобалстар є системою, основу якої становить рухомий супутниковий зв'язок. Із самого початку мережа Глобалстар формувалася як система, що взаємодіє з існуючими мобільними мережами. Тобто поза дією стільникових мереж, з якими укладено договір, телефони Глобалстар переключаються на супутниковий зв'язок, а при хорошому сигналі наземного мобільного зв'язку вони працюють як звичайний стільниковий.

Система розраховувалася на широке коло споживачів. Зараз мережею Глобалстар користуються як приватні особи, так і організації.

Найактивніші користувачі цієї системи - нафтовики та газовики, геологи та геофізики, здобувачі та переробники дорогоцінних металів, будівельники, енергетики. Успішно використовується ця Глобалстар у транспорті, у військах, на флоті, у МНС.

Зв'язок у системі Глобалстар забезпечується 48 низькоорбітальними супутниками. Сигнал одночасно через кілька супутників приймається найближчими наземними станціями сполучення, потім найбільш стійкий маршрутизується наземними мережами до абонента.

Глобалстар є єдиною з подібних систем зв'язку, яка забезпечує майже повне покриття території Російської Федерації із Заходу на Схід та до 74 градуса на Півночі.

До переваг Глобалстара віднесемо роботу практично по всій території Землі, крім полярних областей; невеликі розміри та вага телефонів, порівняні за цими показниками із звичайними стільниковими телефонами; автоматичне перемикання між супутниковою та стільниковою системами зв'язку; простоту використання; інструкції російською мовою. Дуже прийнятна ціна телефонів – від $699.

Якщо використовується супутниковий канал зв'язку, ціна дзвінків у Глобалстарі починається з $1.39. Значно дешевшим стає при дзвінках через стільникові канали.

Пропонується багато додаткових аксесуарів. На відміну від систем, що працюють на середньоорбітальних та геостаціонарних супутниках, при роботі в Глобалстарі практично непомітні затримка голосу або "луна".

Недоліків у Глобалстару мало. Хоча загалом дозвіл на телефони системи Глобалстар не потрібний, є країни, де їх використання обмежується або повністю забороняється.

Супутниковий зв'язок Ірідіум

Зв'язок у системі Іридіум забезпечується 66 низькоорбітальними супутниками, що покривають 100% земної поверхні. Але в Північній Кореї, Угорщині, Польщі та Північній Шрі-Ланці система не працює. У РФ мережа Іридіум на сьогоднішній день не ліцензована, але доступна на всій її території. Так як відстань до супутників невелика, а швидкість у них висока, сигнали передаються майже без затримки. У районах з доступним стільниковим зв'язком телефон може працювати як звичайний стільниковий.

Головна перевага Ірідіум - стійкий зв'язок на всій території планети.

Іридіум може похвалитися і найменшими зі всіх супутниковими телефонами. Як і в інших системах, телефони автоматично перемикаються між супутниковими та мобільними мережами. Недорогі дзвінки, всього від $1 супутниковим каналом, а через стільниковий зв'язок - ще дешевше. Вхідні дзвінки повністю безкоштовні. Як і в системі Глобалстар, в Іридіумі практично непомітна затримка голосу та луна.

Єдиним значним недоліком Іридіума є ліцензії до роботи біля РФ. Щоправда, як стверджують представники компанії, дозвіл на роботу в Росії незабаром буде отримано.

Послуги для абонентів супутникових мереж

Фіксовані супутникові служби(ФСС) призначені організації зв'язку з нерухомими земними станціями і зазвичай будуються з урахуванням супутників-ретрансляторів, запускаемых на геостаціонарну орбіту. Через велику висоту орбіти і пов'язані з цим значні втрати сигналу на лінії космос-земля, для роботи з геостаціонарними супутниками зв'язку використовуються вузьконаправлені параболічні антени ("тарілки") з діаметром дзеркала від 60 см до 12 і більше метрів, залежно від характеристик бортових ретрансляторів.

Антени середніх розмірів (1,2 - 3,8 м) використовуються для організації двостороннього зв'язку в супутникових телекомунікаційних мережах (регіональні, місцеві та корпоративні мережі зв'язку, передача даних, розподіл телепрограм тощо) на базі супутників середньої потужності.

Антени розміром менше 1 м знайшли широке застосування в системах безпосереднього телевізійного супутникового мовлення (НТВ) на базі спеціалізованих потужних супутників, а також в мережах високошвидкісного доступу в Інтернет.

Супутники "Обрій" та "Експрес" є малопотужними магістральними системами, для роботи з ними необхідні антени розміром 4,5-12 м.

До систем середньої потужності можна також віднести супутники "Експрес-М", "Купон", "Ямал", що дозволяють використовувати для роботи з ними невеликі земні станції з антенами діаметром 1,2-2,4 м. Прикладом системи НТВ є вітчизняні супутники. Галс", "Бонум-1" та закордонні "Астра" та "ДірекТВ", що працюють з антенами діаметром 45-90 см.

Нині у світі експлуатується понад сотню геостаціонарних супутників зв'язку різного призначення. До 80% ресурсів геостаціонарних супутникових систем використовують для розподілу телевізійних програм. Інші ресурси завантажені передачею даних та телефонним зв'язком.

Мобільні супутникові служби(МСС) використовуються для зв'язку з рухомими об'єктами. В даний час найбільш популярною є система МСС "Інмарсат" (Inmarsat), побудована на геостаціонарних супутниках. Спочатку система створювалася задля забезпечення зв'язку з морськими суднами, але потім вона стала застосовуватись і на суші. Існує широкий спектр абонентських станцій "Інмарсат", що встановлюються на суднах, автомобілях, літаках, а також портативних, розміром з аташе-кейс, що використовуються у віддалених районах та зонах стихійних лих. Подальшим розвитком МСС є створення систем, здатних працювати з невеликими, розміром із стільниковий телефон, абонентськими станціями, що потребує використання спеціалізованих супутників, які зазвичай розміщуються на низьких орбітах (500-1500 км). Відносно мала висота їхньої орбіти дозволяє істотно скоротити розміри та потужність абонентських пристроїв. Супутники у разі переміщаються щодо поверхні землі, перебуваючи у зоні видимості абонента лише 10-15 хвилин, тому підтримки безперервності зв'язку на орбіті має бути багато супутників.

Вже розпочато експлуатацію першої такої системи - МСС "Іридіум" та ще кількох подібних систем. Через малий час знаходження одного супутника в зоні видимості абонента (для системи "Іридіум" воно становить лише 7 хвилин), для забезпечення безперервності зв'язку супутникове угруповання має складатися з кількох десятків супутників.

Наприклад, російський проект "Гонець" передбачає запуск 36 супутників, а міжнародні системи складаються з 48-ми ("Глобалстар"), 66-ти ("Іридіум") і, навіть, 288-ми ("Теледесик") супутників.

Недоліком низькоорбітальних систем є складність космічного угруповання та управління нею, а також необхідність постійної заміни супутників через короткий термін їхнього існування на низьких орбітах (5-7 років у порівнянні з 12-15 роками для геостаціонарних), що суттєво підвищує вартість послуг таких систем . Серйозну конкуренцію низькоорбітальними можуть скласти системи МСС на базі потужних геостаціонарних супутників, а також супутникових систем на високоеліптичних орбітах. Сучасні супутникові системи пропонують широкий спектр послуг зв'язку від розподілу телевізійних та радіопрограм, регіональних, корпоративних та глобальних мереж зв'язку та обміну даними до персонального зв'язку з будь-якою точкою планети за допомогою портативних супутникових терміналів. Залежно від потреб користувачів, використовуються різні комбінації наземних та супутникових систем зв'язку. У багатьох випадках, системи супутникового зв'язку виявляються найдешевшими і економічно вигідними в порівнянні з наземними системами.

Діапазони частот

Використання різних частот для систем радіозв'язку та мовлення, включаючи супутникові, суворо регламентується міжнародними організаціями. Це необхідно для досягнення сумісності різних систем, а також для запобігання взаємним перешкодам при роботі різних служб. У 1977 році відбулася Всесвітня адміністративна радіоконференція (WARC-77) з планування мовної супутникової служби, на якій було прийнято чинний Регламент радіозв'язку. Відповідно до нього вся територія Землі розділена на три райони, для мовлення в кожному з яких виділено свої смуги частот.

Район 1 включає Африку, Європу, Росію, Монголію та країни СНД.

Район 2 охоплює територію Північної та Південної Америки.

Район 3 це території Південної та Південно-Східної Азії, Австралія та острівні держави Тихо-Океанського регіону.

Відповідно до цього регламенту для систем супутникового зв'язку виділено кілька діапазонів частот, кожен із яких отримав умовне позначення буквою латинського алфавіту.

Більшість діючих систем супутникового зв'язку з урахуванням геостаціонарних супутників працюють у діапазонах З (6/4 Ггц) і Ku (14/11 Ггц). Ка - діапазон у нашій країні поки що широко не застосовується, але йде його бурхливе освоєння в Америці та Європі.

Ефективність приймальних дзеркальних антен ("тарелок") пропорційна числу довжин хвиль, що укладаються в її діаметрі. А довжина хвилі із збільшенням частоти зменшується. Отже, за однакової ефективності розміри антен зменшуються зі збільшенням частоти. Якщо прийому в діапазоні З потрібно антена 2,4 - 4,5 м, то діапазону Ku її розмір зменшиться до 0,6 - 1,5 м, для діапазону Ка може бути вже 30 - 90 див, а К - діапазону – всього 10 – 15 см.

При однакових розмірах антена в діапазоні Ku має коефіцієнт посилення приблизно на 9,5 дБ більше, ніж у діапазоні C. Зазвичай, ЕІІМ супутників у діапазоні C не перевищує 40-42 дБ, тоді як у діапазоні Ku нерідкі рівні ЕІІМ 50-54 дБ для систем фіксованого супутникового зв'язку, і навіть 60-62 дБ для супутників систем НТВ. З тих же причин коефіцієнт посилення приймальних антен на супутниках-ретрансляторах в діапазоні Ku вище, ніж в діапазоні C. В результаті, розміри антен і потужність передавальних пристроїв земних станцій в діапазоні Ku в більшості випадків менше, ніж в діапазоні C.

Наприклад, для роботи з супутником "Горизонт" у діапазоні C потрібні земні станції з антенами не менше 3,5 м та передавачем близько 20 Вт. У той же час, земні станції з такою самою пропускною здатністю для роботи з супутником "Інтелсат" (Intelsat) в діапазоні Ku можуть оснащуватися антенами діаметром 1,2 м та передавачем 1 Вт. Вартість першої станції приблизно вдвічі вище, ніж другий при однакових користувацьких характеристиках.

На користь діапазону Ku говорить також факт, що смуга частот, виділених МСЕ для систем супутникового зв'язку в цьому діапазоні, більш ніж двічі перевищує смугу діапазону C.

До недоліків діапазону Ku слід віднести підвищені, порівняно з діапазоном C, втрати під час дощу, що вимагає створення запасу посилення антени для їх компенсації. Це обмежує застосування діапазону Ku у регіонах із тропічним та субтропічним кліматом. Для більшості районів Росії необхідний запас не перевищує 3-4 дБ, для створення якого достатньо збільшити діаметр антени на 20-30% в порівнянні з регіонами з сухим кліматом.

У зв'язку з викладеним більшість мереж супутникового зв'язку на базі VSAT будуються в діапазоні Ku.

p align="justify"> Для роботи систем супутникового зв'язку виділяються певні смуги частот, в рамках яких можливе розміщення великої кількості каналів.

При методах модуляції, що використовуються, смуга частот одного симплексного (односпрямованого) каналу, виражена в кілогерцях (кГц), приблизно дорівнює швидкості передачі, вираженої в кілобітах в секунду (кбіт/с). Таким чином, передачі даних в одному напрямку зі швидкістю 64 кбіт/с потрібна смуга близько 65 кГц, а для каналу Е1 (2048 кбіт/с) необхідна смуга частот близько 2 МГц.

Для двостороннього (дуплексного) зв'язку необхідну смугу необхідно подвоїти. Отже, в організацію дуплексного каналу зі швидкістю передачі 2 Мбіт/с буде потрібно смуга частот близько 4 МГц. Це співвідношення виконується і більшості інших радіоканалів, а не тільки супутникових.

Для стандартного супутникового стовбура зі смугою 36 МГц максимальна швидкість передачі становить близько 36 Мбіт/с. Але більшості користувачів такі високі швидкості не потрібні і використовують лише частину цієї смуги. Тому в одному стволі супутника можуть працювати десятки користувачів і необхідно вживати заходів щодо поділу сигналів різних користувачів.

Ідея створення Землі глобальних систем супутникового зв'язку було висунуто 1945 р. Артуром Кларком, який згодом став знаменитим письменником-фантастом. Реалізація цієї ідеї стала можливою лише через 12 років після того, як з'явилися балістичні ракети, за допомогою яких 4 жовтня 1957 р.на орбіту було запущено перший штучний супутник Землі (ІСЗ). Для контролю за польотом ШСЗ на ньому був поміщений маленький радіопередавач - маяк, що працює в діапазоні 27 МГц. Через кілька років 12 квітня 1961 р. вперше у світі на радянському космічному кораблі "Схід" Ю.О. Гагарін здійснив історичний обліт Землі. При цьому космонавт мав регулярний зв'язок із Землею по радіо. Так розпочалася систематична робота з вивчення та використання космічного простору для вирішення різних мирних завдань.

Створення космічної техніки уможливило розвиток дуже ефективних систем дальнього радіозв'язку та мовлення. У США розпочалися інтенсивні роботи зі створення зв'язкових супутників. Такі роботи почали розгортатися і нашій країні. Її величезна територія та слабкий розвиток зв'язку, особливо в малонаселених східних районах, де створення мереж зв'язку за допомогою інших технічних засобів (РРЛ, кабельні лінії та ін) пов'язане з великими витратами, робило цей новий вид зв'язку досить перспективним.

Біля джерел створення вітчизняних супутникових радіосистем стояли видатні вітчизняні вчені та інженери, які очолювали великі наукові центри: М.Ф. Решетнєв, М.Р. Капланов, Н.І. Калашніков, Л.Я. Кантор

Основні завдання, що ставляться перед вченими, полягали в наступному:

Розробка супутникових ретрансляторів телевізійного мовлення та зв'язку ("Екран", "Райдуга", "Галс"), з 1969 р. супутникові ретранслятори розроблялися в окремій лабораторії, очолюваній М.В. Бродським;

Створення системних проектів побудови супутникового зв'язку та мовлення;

Розробка апаратури земних станцій (ЗС) супутникового зв'язку: модульаторів, порогознижувальних демодуляторів ЧС (частотної модуляції) сигналів, приймальних та передавальних пристроїв та ін;

Проведення комплексних робіт із оснащення обладнанням станцій супутникового зв'язку та мовлення;

Розробка теорії стежать ЧС демодуляторів зі зниженим шумовим порогом, методів багатостанційного доступу, методів модуляції та завадостійкого кодування;

Розробка нормативно-технічної документації на канали, тракти телевізійного та зв'язкового обладнання супутникових систем;

Розробка систем управління та контролю ЗС та мережами супутникового зв'язку та мовлення.

Фахівцями НДІР було створено багато національних супутникових систем зв'язку та мовлення, що перебувають в експлуатації і понині. Прийомно-передавальне наземне та бортове обладнання цих систем також було розроблено в НДІР. Крім обладнання фахівці інституту запропонували методики проектування як самих супутникових систем, так і окремих пристроїв, що входять до їх складу. Досвід проектування супутникових систем зв'язку фахівців НДІР відображено у численних наукових публікаціях та монографіях.

6.1. Перші супутникові лінії зв'язку та мовлення через ШСЗ "Блискавка-1"

Перші експерименти з супутникового зв'язку шляхом відображення радіохвиль від американського відбиваючого супутника "Эхо" і Місяця, що використовуються як пасивні ретранслятори, проводилися фахівцями НДІР 1964 р. Радіотелескопом в обсерваторії у селищі Зименки Горьківської області було прийнято телеграфні повідомлення та простий малюнок з англійської обсерваторії "Джодрелл Бенк".

Цей експеримент довів можливість успішного використання космічних об'єктів організації зв'язку Землі.

У лабораторії супутникового зв'язку було підготовлено кілька системних проектів, а потім вона взяла участь у розробці першої вітчизняної системи супутникового зв'язку "Блискавка-1" у діапазон частот нижче 1 ГГц.Головною організацією створення цієї системи був Московський науково-дослідний інститут радіозв'язку (МНДІРС). Головним конструктором системи "Блискавка-1" є М.Р. Капланов- заступник керівника МНДІРС.

У 60-ті роки в НДІР велася розробка приймально-передавального комплексу тропосферної радіорелейної системи "Обрій", що також працює в діапазоні частот нижче 1 ГГц. Цей комплекс був модифікований і створена апаратура, названа "Горизонт-К", використовувалася для оснащення першої супутникової лінії зв'язку "Блискавка-1", що зв'язала Москву та Владивосток. Ця лінія призначалася передачі ТВ-програми чи групового спектру 60 телефонних каналів. За участю фахівців НДІР у цих містах було обладнано дві земні станції (ЗС). У МНДІРС було розроблено бортовий ретранслятор першого штучного супутника зв'язку "Блискавка-1", успішний запуск якого відбувся 23 квітня 1965 р. Він був виведений на високоеліптичну орбіту з періодом звернення навколо Землі 12 год. Така орбіта була зручна обслуговування території СРСР, розташованої у північних широтах, оскільки протягом восьми годин кожному витку ШСЗ було видно з будь-якої точки країни. Крім того, запуск на таку орбіту з нашої території здійснюється з меншими витратами енергії, ніж геостаціонарну. Орбіта ШСЗ "Блискавка-1" зберегла своє значення і досі використовується, незважаючи на переважний розвиток геостаціонарних ШСЗ.

6.2.Перша у світі супутникова система "Орбіта" для розподілу ТВ-програм

Після завершення досліджень технічних можливостей ШСЗ "Блискавка-1" фахівцями НДІР Н.В. Тализіним та Л.Я. Канторомбуло запропоновано вирішити проблему подачі ТБ-програм центрального телебачення до східних районів країни шляхом створення першої у світі системи супутникового мовлення "Орбіта" діапазон 1 ГГц на базі апаратури "Горизонт-К".

У 1965-1967 pp.у рекордно короткі терміни у східних районах нашої країни було одночасно споруджено та введено в дію 20 земних станцій "Орбіта" та нова центральна передавальна станція "Резерв". Система "Орбіта" стала першою у світі циркулярною, телевізійною, розподільчою супутниковою системою, у якій найефективніше використані можливості супутникового зв'язку.

Слід зазначити, що діапазон, у якому працювала нова система "Орбіта" 800-1000 МГц, не відповідав тому, що був розподілений відповідно до Регламенту радіозв'язку для фіксованої супутникової служби. Робота з переведення системи "Орбіта" до С-діапазону 6/4 ГГц була виконана фахівцями НДІР у період 1970-1972 рр. Станція, що функціонує в новому діапазоні частот, одержала назву "Орбіта-2". Для неї було створено повний комплекс апаратури для роботи в міжнародному діапазоні частот – на ділянці Земля-Космос – у діапазоні 6 ГГц, на ділянці Космос-Земля – у діапазоні 4 ГГц. Під керуванням В.М. Цирлінабула розроблена система наведення та автосупроводу антен з програмним пристроєм. У цій системі використовувалися екстремальний автомат та метод конічного сканування.

Станції "Орбіта-2" почали впроваджуватись з 1972 р., а до кінця 1986 р. їх було збудовано близько 100. Багато з них і в даний час є діючими приймально-передавальними станціями.

Надалі для роботи мережі "Орбіта-2" було створено та виведено на орбіту перший радянський геостаціонарний ШСЗ "Райдуга", багатоствольний бортовий ретранслятор якого створювався в НДІР (керівник роботи А.Д. Фортушенко та її учасники М.В. Бродський, А.А. І. Островський, Ю. М. Фомін та ін.) При цьому були створені та освоєні технологія виготовлення та методи наземної обробки космічних виробів.

Для системи "Орбіта-2" були розроблені нові передавальні пристрої "Градієнт" (І.Е. Мач, М.З. Цейтлін та ін), а також параметричні підсилювачі (А.В. Соколов, Е.Л. Ратбіль, B.C. Санін, В. М. Крилов) та пристрої прийому сигналів (В. І. Дячков, В. М. Доро феєв, Ю. А. Афанасьєв, В. А. Полухін та ін).

6.3. Перша у світі система безпосереднього ТБ-мовлення "Екран"

Широкий розвиток системи "Орбіта" як засобу подачі ТВ-програм наприкінці 70-х років став економічно невиправданим через велику вартість ЗС, що робить недоцільною її встановлення в пункті з населенням менше 100-200 тис. осіб. Більш ефективною виявилася система "Екран", що працює в діапазоні частот нижче 1 ГГц і має велику потужність передавача бортового ретранслятора (до 300 Вт). Метою створення цієї системи було охоплення ТБ-мовленням малонаселених пунктів у районах Сибіру, ​​Крайньої Півночі та частини Далекого Сходу. Для її реалізації були виділені частоти 714 та 754 МГц, на яких було можливо створити досить прості та дешеві приймальні пристрої. Система "Екран" стала фактично першою у світі системою безпосереднього супутникового мовлення.

Прийомні установки цієї системи мали бути рентабельними як обслуговування невеликих населених пунктів, так індивідуального прийому ТВ-программ.

Перший супутник системи "Екран" було запущено 26 жовтня 1976 р. на геостаціонарну орбіту в точку 99 ° с.д. Дещо пізніше в Красноярську були випущені станції колективного прийому "Екран-КР-1" та "Екран-КР-10" з потужністю вихідного телевізійного передавача 1 і 10 Вт. Земна станція, що передає сигнали на ШСЗ "Екран", мала антену з діаметром дзеркала 12 м, вона була обладнана передавачем "Градієнт" потужністю 5 кВт, що працює в діапазоні 6 ГГц. Прийомні установки цієї системи, розроблені фахівцями НДІР, були найпростішими і найдешевшими приймальними станціями з усіх, реалізованих у ті роки. До кінця 1987 р. кількість встановлених станцій "Екран" досягла 4500 шт.

6.4.Системи розподілу ТВ-програм "Москва" та "Москва-Глобальна"

Подальший прогрес у розвитку систем супутникового ТВ-вещания нашій країні пов'язані з створенням системи " Москва " , у якій технічно застарілі ЗС системи " Орбіта, було замінено малі ЗС. Розробка малих ЗС почалася 1974 р.за ініціативою Н.В. Тализіна та Л.Я. Кантор.

Для системи "Москва" на ШСЗ "Обрій" був передбачений ствол підвищеної потужності, що працює в діапазоні 4 ГГц на вузькоспрямовану антену. Енергетичні співвідношення в системі були обрані таким чином, що забезпечували застосування на приймальні ЗС невеликої параболічної антени з діаметром дзеркала 2,5 м без автоматичного наведення. Принциповою особливістю системи "Москва" було суворе дотримання норм на спектральну щільність потоку потужності біля поверхні Землі, встановлених Регламентом для зв'язку для систем фіксованої служби. Це дозволяло використовувати цю систему для телебачення на всій території СРСР. Система забезпечувала прийом із високою якістю центральної ТВ-програми та програми радіомовлення. Згодом у системі було створено ще один канал, призначений передачі газетних шпальт.

Ці станції набули також широкого поширення у вітчизняних установах, розташованих за кордоном (у Європі, на півночі Африки та низці інших територій), що дало можливість нашим громадянам за кордоном приймати вітчизняні програми. При створенні системи "Москва" було використано низку винаходів та оригінальних рішень, що дозволили вдосконалити як побудову самої системи, так і її апаратурні комплекси. Ця система послужила прототипом для багатьох супутникових систем, створених пізніше у США та Західній Європі, в яких для подачі програм ТБ на ЗС малого розміру та помірної вартості використовувалися ШСЗ середньої потужності, що працюють у діапазоні фіксованої супутникової служби.

Протягом 1986-1988 років.була проведена розробка спеціальної системи "Москва-Глобальна" з малими ЗС, призначеною для подачі центральних ТВ-програм у вітчизняні представництва за кордоном, а також передачі невеликого обсягу дискретної інформації. Ця система також перебуває в експлуатації. У ній передбачено організацію одного ТВ-каналу, трьох каналів для передачі дискретної інформації зі швидкістю 4800 біт/с та двох каналів зі швидкістю 2400 біт/с. Канали передачі дискретної інформації використовувалися на користь Комітету з телебачення та радіомовлення, ТАРС та АПН (Агентство політичних новин). Для охоплення практично всієї території Земної кулі в ній використовуються два супутники, розташовані на геостаціонарній орбіті на 11° з.д. і 96 ° с.д. Приймальні станції мають дзеркало діаметром 4 м, апаратура може розташовуватись як у спеціальному контейнері, так і в приміщенні.