Схема работы TES-системы

5. Система PES

      Система персональных земных станций (Personal Earth Station) PES™- спутниковая диалоговая пакетно-коммутируемая сеть, предназначенная для обмена телефонной и цифровой информацией в рамках ССС с топологией типа "звезда", с возможностью полного дуплекса. Система располагает крупной и дорогой центральной станцией (HUB station) и многими небольшими и недорогими периферийными станциями PES или remote. Большая эффективная излучаемая мощность и высокое качество приема центральной станции делает возможным применение на PES малых антенн диаметром 0,5-1,8 м и маломощных передатчиков мощностью 0,5-2 Вт. Это значительно снижает стоимость абонентской ЗС. В отличие от других вышеназванных систем, в этой передача информации всегда идет через HUB. С точки зрения энергетики системы и ее стоимости (соответственно и стоимости предлагаемых услуг) оптимально расположение центральной ЗС в центре зоны освещения спутника. Например, в сети, работающей через спутник INTELSAT-604, центральная ЗС расположена в Москве.

      

      Структура PES-системы

6. Описание VSAT-станции

      Стандартный вариант связи SCPC (связь по топологии “точка-точка”) - это две VSAT-станции, расположенные у в двух пунктах, и соединяются через спутник. Канал связи жестко закреплен за пользователем. 

      Радиочастоты и  другие параметры спутникового канала

      Станции спутниковой связи работают обычно в 2 диапазонах С (прием 4 ГГц, передача 6 ГГц) и Кu-диапазоне (прием 11 ГГц, передача 14 ГГц).

      Так как передача идет в цифровом виде то используется фазовая модуляция. Так как, чем уже занимаемая полоса, тем меньше используется ресурс спутника, то применяется модуляция QPSK¹, которая эффективнее в 1.5 раза модуляции BPSK², т.е. в один и тот же период времени при всех остальных равных условиях с помощью QPSK передается в 1.5 раза больше информации, чем с использованием BPSK.

      Для увеличения надежности приема передаваемого  сигнала, требуемая по стандарту SSOG-309 величина ошибок BER³1´10^-8, применяются различные методы помехозащитного кодирования. Одним из таких методов является метод прямого исправления ошибок (FEC⁴), при этом методе сообщение делится на некоторые кванты и отдельные кванты передаются повторно. 

      Конструкция и технические  характеристики

      Спутниковая станция типа VSAT по конструктивному признаку состоит из высокочастотного (ODU⁵) и низкочастотного (IDU⁶) модуля. ODU, состоящий из антенны и приемопередатчика, размещается вне здания, в котором устанавливается IDU, состоящий из модема и мультиплексора (каналообразующей аппаратуры).

      Стaндapный  вapиaнт комплектaции включaет параболическую aнтенну небольшого диаметpa и пpиемопеpедaтчик. В зaвисимости от местоpaсположения спутниковой стaнции по отношению к центpу зоны освещения спутникa и скоpости пеpедaчи в кaнaле используются более мощные передатчики или антенны большего диаметра. В помещении устанавливается модем и мультиплексор.

      ODU и IDU соединены между собой  радиочастотными (RF⁷) кабелями. По ним идет сигнал промежуточной частоты (IF⁸). IF используемая бывает 70 или 140 МГц.

      По  функциональному назначению VSAT-станция  делится на базовый комплект, который  обеспечивает передачу самого канала и дополнительное оборудование, которое обеспечивает мультиплексирование этого канала.

      Внешний блок

      Внешний, или как его иногда называют высокочастотный  блок, состоит из антенны и приемопередающего  блока, который устанавливается  на этой антенне.

      Приемопередающий  блок обеспечивает преобразование низкочастотного  сигнала, его усиление и передачу “вверх”, а также прием высокочастотного сигнала со спутника его преобразование в низкочастотный и передачу к  внутреннему блоку.

      Антенна

      Однозеркальная антенна обычно выполняется по схеме офсет (со смещенным центром). Схема офсет позволяет снизить уровень боковых лепестков идущих параллельно земли и дающих максимальные помехи. Также данная схема позволяет избежать накопления атмосферных осадков на поверхности рефлектора.

      Антенна состоит из:

      рефлектора (зеркала),

      системы облучения,

      опорно-поворотного  основания (ОПУ). 

      

      Внешний блок (антенна  и приемопередатчик) 

      Приемопередающий  блок

      Основной  терминал состоит из:

      СВЧ блока преобразования частот

      усилителя мощности (SSPA⁹ или TWT¹⁰),

      малошумящего  конвертора (LNC),

      блока электропитания (PS¹¹)

      соединительных  кабелей.

      Функция приемопередатчика заключается  в преобразовании, после модулятора, сигнала IF, на конверторе вверх, в RF сигнал для передачи через антенну и в преобразовании полученного RF сигнала в сигнал IF, на конверторе вниз, для блока, используемого как демодулятор.

      Внутренний блок

      Внутренний  блок представляет собой 19” стойку с установленными в ней спутниковым модемом и мультиплексором. Иногда в стойке устанавливается и дополнительное оборудование сумматоры, вентиляторы, UPS¹² и т.п. UPS может устанавливаться и вне стойки, отдельно.

      Спутниковый модем

      Спутниковый модем, в части модулятора предназначен для кодирования передаваемого цифрового потока, пришедшего из мультиплексора, модулирования сигнала по IF, необходимого усиления и передачи сигнала на внешний блок. И приема сигнала IF из внешнего блока, усиления его, демодулирование в цифровой сигнал, декодирование и передачу в мультиплексор, в части демодулятора.

      Мультиплексор

      Мультиплексор предназначен для мультиплексирования  голосовой, факсимильной информации и передаваемых данных. Мультиплексор позволяет скомбинировать ежедневные телефонные и факсимильные сообщения с синхронной и асинхронной передачей данных в один канал, предаваемый по локальным сетям, наземным или спутниковым линиям. Это позволяет снизить телекоммуникационные затраты путем увеличения возможностей передачи важной информации и одновременного уменьшения пропускной способности канала. 

      Спутниковый Шлюз

      Для выхода на сети наземных телекоммуникаций используются спутниковые шлюзы (большие станции к которым подключены через спутник VSAT-станции).  

      Шлюз  может обеспечивать обеспечивает:

      выход на телефонные сети;

      услуги  междугородной связи с выходом на сеть общего пользования;

      услуги  международной телефонной связи;

      выход на специальные телефонные сети, например "Искра-2";

      выход на сети передачи данных (РОСНЕТ, INTERNET, RELCOM и др.) 

      Проблема  задержки распространения  сигнала так или иначе затрагивает все спутниковые системы связи. Наибольшей задержкой обладают системы, использующие спутниковый ретранслятор на геостационарной орбите. В этом случае задержка, обусловленная конечностью скорости распространения радиоволн, составляет примерно 250 мс, а с учетом мультиплексирования, коммутации и задержек обработки сигнала общая задержка может составлять до 400 мс.

      Задержка  распространения наиболее нежелательна в приложениях реального времени, например, в телефонной связи. При этом, если время распространения сигнала по спутниковому каналу связи составляет 250 мс, разница во времени между репликами абонентов не может быть меньше 500 мс.

      В некоторых системах (например, в  системах VSAT, использующих топологию «звезда») сигнал дважды передается через спутниковый канал связи (от терминала к центральному узлу, и от центрального узла к другому терминалу). В этом случае общая задержка удваивается.

Список  литературы

      1. http://ru.wikipedia.org/wiki/спутниковая связь

      2. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2004.

      3. Вишневский В.И., Ляхов А.И., Портной С.Л., Шахнович И.В. Исторический очерк развития сетевых технологий // Широкополосные сети передачи информации. — Монография (издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований). — М.: «Техносфера», 2005. — С. 20.

      4. Dennis Roddy. Satellite Communications. — McGraw-Hill Telecommunications, 2001.

      5. Bruce R. Elbert. The Satellite Communication Applications Handbook. — Artech House, Inc., 2004.