Журнал фильтра правок

'[[Файл:Syncom-1.jpg|thumb|250px|Спутник связи ''Syncom-1'']] '''Спу́тниковая свя́зь''' — один из видов [[Космическая радиосвязь|космической радиосвязи]], основанный на использовании [[Искусственный спутник Земли|искусственных спутников земли]] в качестве [[ретранслятор]]ов. Спутниковая связь осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными. Спутниковая связь является развитием традиционной [[радиорелейная связь|радиорелейной связи]] путём вынесения ретранслятора на очень большую высоту. Так как зона его видимости в этом случае — почти половина Земного шара, то необходимость в цепочке ретрансляторов отпадает — в большинстве случаев достаточно и одного. == История == В [[1945 год]]у в статье «Внеземные ретрансляторы» («Extra-terrestrial Relays»), опубликованной в октябрьском номере журнала [[:en:Wireless World|«Wireless World»]]{{-1|<ref>{{cite web | url = http://www.clarkefoundation.org/docs/ClarkeWirelessWorldArticle.pdf | title = Extra-Terrestrial Relays — Can Rocket Stations Give World-wide Radio Coverage? | author = Артур Кларк. | authorlink = Кларк, Артур Чарльз | date = Октябрь 1945 г. | publisher = Wireless World | accessdate = 2011-01-11 | lang = en | archiveurl = http://www.webcitation.org/619X5xiCp | archivedate = 2011-08-23 }}</ref>}}, английский учёный, писатель и изобретатель [[Кларк, Артур Чарльз|Артур Кларк]] предложил идею создания системы спутников связи на [[Геостационарная орбита|геостационарных орбитах]], которые позволили бы организовать глобальную систему связи. Впоследствии Кларк на вопрос, почему он не запатентовал изобретение (что было вполне возможно), отвечал, что не верил в возможность реализации подобной системы при своей жизни, а также считал, что подобная идея должна приносить пользу всему человечеству. Первые исследования в области гражданской спутниковой связи в западных странах начали появляться во второй половине 50-х годов [[XX век]]а. В США толчком к ним послужили возросшие потребности в трансатлантической телефонной связи. В [[1957 год]]у в [[СССР]] был запущен [[Спутник-1|первый искусственный спутник Земли]] с [[Бортовая радиоэлектронная аппаратура|радиоаппаратурой на борту]]. [[Файл:Echo-1.jpg|thumb|left|250x|Спутник-баллон «[[Эхо-1]]»]] [[12 августа]] [[1960 год]]а специалистами США был выведен на орбиту высотой 1500 км надувной шар<ref>{{книга |автор = Вишневский В. И., Ляхов А. И., Портной С. Л., Шахнович И. В. |часть = Исторический очерк развития сетевых технологий |заглавие = Широкополосные сети передачи информации |издание = Монография (издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований) |место = М. |издательство = «Техносфера» |год = 2005 |страницы = 20 |страниц = 592 |isbn = 5-94836-049-0 }}</ref>. Этот космический аппарат назывался «[[Эхо-1]]». Его металлизированная оболочка диаметром 30 м выполняла функции [[Ретранслятор#Пассивные ретрансляторы|пассивного ретранслятора]]. [[Файл:INTELSAT I (Early Bird).jpg|thumb|250px|Инженеры работают над первым в мире коммерческим спутником связи Early Bird]] [[20 августа]] [[1964 год]]а 11 стран ([[СССР]] в их число не вошёл) подписали соглашение о создании международной организации спутниковой связи [[Intelsat]] (International Telecommunications Satellite organization)<ref>[http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/satcomhistory.html Communications Satellite Short History. The Billion Dollar Technology]</ref>. В СССР к тому времени была собственная развитая программа спутниковой связи, увенчавшаяся 23 апреля 1965 года успешным запуском связного советского спутника [[Молния-1]]. [[6 апреля]] [[1965 год]]а в рамках программы [[Intelsat]] был запущен первый коммерческий спутник связи [[Intelsat I|Early Bird]] ([[:en:Intelsat I|англ.]]) («ранняя пташка»)<ref>[http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/satcomhistory.html Communications Satellite Short History. The Global Village: International Communications]</ref>, произведённый корпорацией [[COMSAT]] . По сегодняшним меркам спутник «Intelsat I» («Early Bird»)обладал более чем скромными возможностями: обладая [[полоса пропускания|полосой пропускания]] 50 МГц, он мог обеспечивать до 240 телефонных каналов связи<ref name="autogenerated1">INTELSAT Satellite Earth Station Handbook, 1999, p. 18</ref>. В каждый конкретный момент времени связь могла осуществляться между земной станцией в [[США]] и только одной из трёх земных станций в Европе (в [[Великобритания|Великобритании]], [[Франция|Франции]] или [[Германия|Германии]]), которые были соединены между собой кабельными линиями связи<ref>Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2004</ref>. В СССР долгое время спутниковая связь развивались только в интересах [[Министерство обороны СССР|Министерства обороны СССР]]. В силу большей закрытости космической программы развитие спутниковой связи в социалистических странах шло иначе чем в западных странах. Развитие гражданской спутниковой связи началось соглашением между 9 странами социалистического блока о создании системы связи «[[Интерспутник]]» которое было подписано только в [[1971 год]]у<ref>[http://www.intersputnik.ru/history.htm Официальный сайт компании «Интерспутник»]</ref> == Спутниковые ретрансляторы == [[Файл:Echo II.jpg|thumb|Пассивный спутник связи [[Echo-2]]. Металлизированная надувная сфера выполняла функции пассивного ретранслятора]] В первые годы исследований использовались пассивные спутниковые ретрансляторы (примеры — спутники «Эхо» и «[[Эхо-2]]»), которые представляли собой простой отражатель радиосигнала (часто — металлическая или полимерная сфера с металлическим напылением), не несущий на борту какого-либо приёмопередающего оборудования. Такие спутники не получили распространения. Все современные спутники связи являются активными. Активные ретрансляторы оборудованы электронной аппаратурой для приема, обработки, усиления и ретрансляции сигнала. Спутниковые ретрансляторы могут быть ''нерегенеративными'' и ''регенеративными''<ref>[http://www.broadcasting.ru/articles2/Regandstan/koncep_prav_voprosi Концептуально-правовые вопросы широкополосных спутниковых мультисервисных сетей]</ref>. Нерегенеративный спутник, приняв сигнал от одной земной станции, переносит его на другую частоту, усиливает и передает другой земной станции. Спутник может использовать несколько независимых каналов, осуществляющих эти операции, каждый из которых работает с определённой частью спектра (эти каналы обработки называются [[транспондер]]ами<ref>Dennis Roddy. Satellite Communications. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, p. 167</ref>). Регенеративный спутник производит [[демодуляция|демодуляцию]] принятого сигнала и заново [[модуляция|модулирует]] его. Благодаря этому исправление ошибок производится дважды: на спутнике и на принимающей земной станции. Недостаток этого метода — сложность (а значит, гораздо более высокая цена спутника), а также увеличенная задержка передачи сигнала. == Орбиты спутниковых ретрансляторов == [[Файл:Communications satellite orbits.svg|thumb|250px|Орбиты: 1 — экваториальная, 2 — наклонная, 3 — полярная]] Орбиты, на которых размещаются спутниковые ретрансляторы, подразделяют на три класса<ref>INTELSAT Satellite Earth Station Handbook, 1999, p. 2</ref>: * экваториальные, * наклонные, * полярные. Важной разновидностью ''экваториальной орбиты'' является [[геостационарная орбита]], на которой спутник вращается с [[угловая скорость|угловой скоростью]], равной угловой скорости Земли, в направлении, совпадающем с направлением вращения Земли. Очевидным преимуществом геостационарной орбиты является то, что приёмник в зоне обслуживания «видит» спутник постоянно. Однако геостационарная орбита одна, ёмкость её, определяемая длиной окружности орбиты, поделённой на размеры спутников с учётом «интервалов безопасности» между ними, конечна. Поэтому все спутники, которые хотелось бы, вывести на неё невозможно{{нет АИ|18|02|2013}}. Другим её недостатком является большая высота (35 786 км), а значит, и большая цена вывода спутника на орбиту. Большая высота геостационарной орбиты приводит также к большим задержкам передачи информации (время прохождения сигнала от одной наземной станции до другой через геостационарный спутник даже теоретически не может быть менее 240 мс - две высоты орбиты деленные на скорость света). Кроме того, плотность потока мощности у земной поверхности в точке приема сигнала падает по направлению от экватора к полюсам из-за меньшего угла наклона вектора электромагнитной энергии к земной поверхности, а также из-за увеличивающегося пути прохождения сигнала через атмосферу и связанного с этим поглощением. Поэтому спутник на геостационарной орбите практически не способен обслуживать земные станции в приполярных областях. ''Наклонная орбита'' позволяет решить эти проблемы, однако, из-за перемещения спутника относительно наземного наблюдателя необходимо запускать не меньше трёх спутников на одну орбиту, чтобы обеспечить круглосуточный доступ к связи. ''[[Полярная орбита]]'' — предельный случай наклонной (с [[наклонение (астрономия)|наклонением]] 90º). При использовании наклонных орбит земные станции оборудуются системами слежения, осуществляющими наведение антенны на спутник и его сопровождение<ref>INTELSAT Satellite Earth Station Handbook, 1999, p. 73</ref>. Современные спутники, работающие на геостационарной орбите, имеют достаточно высокую точность удержания в заданной точке (как правило, не хуже 0.1 градуса по долготе и наклонению<ref>[http://www.rscc.ru/space/seriya-ekspress-am/ekspress-am6/ Технические характеристики спутников серии "Экспресс-АМ"]</ref>), сопровождение антенной геостационого спутника становится необходимым, только если ширина диаграммы направленности антенны сравнима с колебаниями спутника вокруг точки стояния. Например, для [[Ku-диапазон|Ku-диапазона]] - это антенны диаметром более 5 метров<ref>[http://gdsatcom.com/Antennas/Data_Sheets/655-0034G_4.8m.pdf Характеристики антенны 4.8 метра]</ref>. Для меньшего размера достаточно один раз навести антенну в точку стояния спутника. == Многократное использование частот. Зоны покрытия == [[Файл:Satellite beam coverage.svg|thumb|250px|Типичная карта покрытия спутника, находящегося на геостационарной орбите]] Поскольку радиочастотный диапазон является ограниченным ресурсом, необходимо обеспечить возможность использования одних и тех же частот разными земными станциями. Сделать это можно двумя способами<ref>Dennis Roddy. Satellite Communications. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, pp. 6, 108</ref>: * ''пространственное разделение'' — каждая антенна спутника принимает сигнал только с определённого района земной поверхности, при этом разные районы могут использовать одни и те же частоты, * ''поляризационное разделение'' — различные антенны принимают и передают сигнал с ортогональными поляризациями (для линейной [[Поляризация волн|поляризации]] во взаимно перпендикулярных плоскостях, для круговой соответственно с правосторонним и левосторонним вращением), при этом одни и те же частоты могут применяться два раза (для каждой из поляризаций). Типичная карта покрытия для спутника, находящегося на геостационарной орбите, включает следующие компоненты<ref>INTELSAT Satellite Earth Station Handbook, 1999, p. 28</ref>: * ''глобальный луч'' — производит связь с земными станциями по всей зоне покрытия, ему выделены частоты, не пересекающиеся с другими лучами этого спутника. * ''лучи западной и восточной полусфер'' — эти лучи поляризованы в плоскости A, причём в западной и восточной полусферах используется один и тот же диапазон частот. * ''зонные лучи'' — поляризованы в плоскости B (перпендикулярной A) и используют те же частоты, что и лучи полусфер. Таким образом, земная станция, расположенная в одной из зон, может использовать также лучи полусфер и глобальный луч. При этом все частоты (за исключением зарезервированных за глобальным лучом) используются многократно: в западной и восточной полусферах и в каждой из зон. == Частотные диапазоны == [[Файл:Satellite-dish cropped.jpg|thumb|250px|Антенна для приема спутникового телевидения (Ku-диапазон)]] [[Файл:Satellite dish 1 C-Band.jpg|thumb|250px|Спутниковая антенна для C-диапазона]] Выбор частоты для передачи данных от земной станции к спутнику и от спутника к земной станции не является произвольным. От частоты зависит, например, поглощение [[радиоволны|радиоволн]] в [[Атмосфера Земли|атмосфере]], а также необходимые размеры передающей и приёмной антенн. Частоты, на которых происходит передача от земной станции к спутнику, отличаются от частот, используемых для передачи от спутника к земной станции (как правило, первые выше). Частоты, используемые в спутниковой связи, разделяют на диапазоны, обозначаемые буквами. К сожалению, в различной литературе точные границы диапазонов могут не совпадать. Ориентировочные значения даны в рекомендации [[Международный союз электросвязи|ITU]]-R V.431-6<ref>Recommendation ITU-R V.431-6. Nomenclature of the frequency and wavelength bands used in telecommunications</ref>: {| class="wikitable" ! Название диапазона ! Частоты (согласно ITU-R V.431-6) ! Применение |- | [[L-диапазон|L]] | 1,5 ГГц | Подвижная спутниковая связь |- | [[S-диапазон|S]] | 2,5 ГГц | Подвижная спутниковая связь |- | [[C-диапазон|С]] | 4 ГГц, 6 ГГц | Фиксированная спутниковая связь |- | [[X-диапазон|X]] | <span style="font-size:smaller;">Для спутниковой связи рекомендациями ITU-R частоты не определены. Для приложений радиолокации указан диапазон 8-12 ГГц.</span> | Фиксированная спутниковая связь |- | [[Ku-диапазон|Ku]] | 11 ГГц, 12 ГГц, 14 ГГц | Фиксированная спутниковая связь, спутниковое вещание |- | [[K-диапазон|K]] | 20 ГГц | Фиксированная спутниковая связь, спутниковое вещание |- | [[Ka-диапазон|Ka]] | 30 ГГц | Фиксированная спутниковая связь, межспутниковая связь |} Используются и более высокие частоты, но повышение их затруднено высоким поглощением радиоволн этих частот атмосферой. [[Ku-диапазон]] позволяет производить прием сравнительно небольшими антеннами, и поэтому используется в [[спутниковое телевидение|спутниковом телевидении]] ([[DVB]]), несмотря на то, что в этом диапазоне погодные условия оказывают существенное влияние на качество передачи. Для передачи данных крупными пользователями (организациями) часто применяется C-диапазон. Это обеспечивает более высокое качество приема, но требует довольно больших размеров антенны. == Модуляция и помехоустойчивое кодирование == Особенностью спутниковых систем связи является необходимость работать в условиях сравнительно низкого [[Отношение сигнал/шум|отношения сигнал/шум]], вызванного несколькими факторами: * значительной удалённостью приёмника от передатчика, * ограниченной мощностью спутника (невозможностью вести передачу на большой мощности). В связи с этим спутниковая связь плохо подходит для передачи [[аналоговый сигнал|аналоговых сигналов]]. Поэтому для передачи речи её предварительно [[оцифровка|оцифровывают]], используя, например, [[импульсно-кодовая модуляция|импульсно-кодовую модуляцию]] (ИКМ)<ref>Dennis Roddy. Satellite Communications. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, pp. 6, 256</ref>. Для передачи цифровых данных по спутниковому каналу связи они должны быть сначала преобразованы в радиосигнал, занимающий определённый частотный диапазон. Для этого применяется [[модуляция]] (цифровая модуляция называется также ''манипуляцией''). Наиболее распространёнными видами цифровой модуляции для приложений спутниковой связи являются [[фазовая манипуляция]] и [[квадратурная модуляция|квадратурная амплитудная модуляция]]<ref>Dennis Roddy. Satellite Communications. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, p. 264</ref>. Например, в системах стандарта [[DVB|DVB-S2]] применяются QPSK, 8-PSK, 16-APSK и 32-APSK<ref>http://www.telesputnik.ru/archive/116/article/62.html Стандарт DVB-S2. Новые задачи — новые решения//Журнал по спутниковому и кабельному телевидению и телекоммуникациям «Телеспутник»</ref>. Модуляция производится на земной станции. Модулированный сигнал усиливается, переносится на нужную частоту и поступает на передающую [[антенна|антенну]]. Спутник принимает сигнал, усиливает, иногда [[регенерация сигнала|регенерирует]], переносит на другую частоту и с помощью определённой передающей антенны транслирует на землю. Из-за низкой мощности сигнала возникает необходимость в системах исправления ошибок. Для этого применяются различные схемы [[помехоустойчивое кодирование|помехоустойчивого кодирования]], чаще всего различные варианты [[свёрточные коды|свёрточных кодов]] (иногда в сочетании с [[коды Рида-Соломона|кодами Рида-Соломона]]), а также [[турбо-коды]]<ref>Dennis Roddy. Satellite Communications. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, p. 283</ref><ref>{{Книга:Морелос-Сарагоса Р.: Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, применение}}</ref> и [[LDPC|LDPC-коды]]<ref>{{статья | автор = Dr. Lin-Nan Lee | заглавие = LDPC Codes, Application to Next Generation Communication Systems | оригинал = | ссылка = http://www.ieeevtc.org/vtc2003fall/2003panelsessions/llee.pdf | автор издания = | издание = IEEE Semiannual Vehicular Technology Conference | тип = | место = | издательство = | год = October, 2003 | выпуск = | том = | номер = | страницы = | isbn = }}</ref>. == Множественный доступ == Для обеспечения возможности одновременного использования спутникового ретранслятора несколькими пользователями применяют системы множественного доступа<ref>{{книга |заглавие = Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение |оригинал = Digital Communications: Fundamentals and Applications |автор = Бернард Скляр. |ссылка = |isbn = 0-13-084788-7 |страницы = 1104 |год = 2007 |издание = 2 изд |место = М. |издательство = [[Вильямс (издательство)|«Вильямс»]] }}</ref>: * [[множественный доступ с частотным разделением]] — при этом каждому пользователю предоставляется отдельный диапазон частот. * [[Множественный доступ с временным разделением|множественный доступ с временны́м разделением]] — каждому пользователю предоставляется определённый временной интервал ([[Таймслот (TDMA)|таймслот]]), в течение которого он производит передачу и прием данных. * [[множественный доступ с кодовым разделением]] — при этом каждому пользователю выдаётся кодовая последовательность, [[ортогональность|ортогональная]] кодовым последовательностям других пользователей. Данные пользователя накладываются на кодовую последовательность таким образом, что передаваемые сигналы различных пользователей не мешают друг другу, хотя и передаются на одних и тех же частотах. Кроме того, многим пользователям не требуется постоянный доступ к спутниковой связи. Этим пользователям канал связи (таймслот) выделяется по требованию с помощью технологии [[DAMA]] (Demand Assigned Multiple Access — множественный доступ с предоставлением каналов по требованию). == Применение спутниковой связи == [[Файл:Parabolic-antenna-SHF-updown.jpg|thumb|250px|Антенна терминала [[VSAT]]]] === Магистральная спутниковая связь === Изначально возникновение спутниковой связи было продиктовано потребностями передачи больших объёмов информации. Первой системой спутниковой связи стала система [[Intelsat]], затем были созданы аналогичные региональные организации ([[Eutelsat]], [[Arabsat]] и другие). С течением времени доля передачи речи в общем объёме магистрального трафика постоянно снижалась, уступая место передаче данных. С развитием волоконно-оптических сетей последние начали вытеснять спутниковую связь с рынка магистральной связи<ref>[http://rtmv.kuban.ru/ua6ap/RADIO/1998/05-98/66.pdf Система спутниковой связи и вещания «Ямал»]</ref>. === Системы VSAT === Системы [[VSAT]] (Very Small Aperture Terminal — терминал с очень маленькой апертурой) предоставляют услуги спутниковой связи клиентам (как правило, небольшим организациям), которым не требуется высокая [[пропускная способность]] канала. Скорость передачи данных для VSAT-терминала обычно не превышает 2048 кбит/с<ref>[http://www.comsys.co.uk/vsatinfo.htm VSAT FAQ]</ref>. Слова «очень маленькая апертура» относятся к размерам антенн терминалов по сравнению с размерами более старых антенн магистральных систем связи. VSAT-терминалы, работающие в C-диапазоне, обычно используют антенны диаметром 1,8-2,4 м, в Ku-диапазоне — 0,75-1,8 м. В системах VSAT применяется технология предоставления каналов по требованию. ееееее бой!!!!!! === Системы подвижной спутниковой связи === Особенностью большинства систем подвижной спутниковой связи является маленький размер антенны терминала, что затрудняет прием сигнала. Для того, чтобы мощность сигнала, достигающего приёмника, была достаточной, применяют одно из двух решений: * Спутники располагаются на ''геостационарной'' орбите. Поскольку эта орбита удалена от [[Земля (планета)|Земли]] на расстояние 35786 км<ref>Dennis Roddy. Satellite Communications. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, p. 68</ref>, на спутник требуется установить мощный передатчик. Этот подход используется системой [[Inmarsat]] (основной задачей которой является предоставление услуг связи морским судам) и некоторыми региональными операторами персональной спутниковой связи (например, [[Thuraya]]). * Множество спутников располагается на ''наклонных'' или ''полярных'' орбитах. При этом требуемая мощность передатчика не так высока, и стоимость вывода спутника на орбиту ниже. Однако такой подход требует не только большого числа спутников, но и разветвленной сети наземных коммутаторов. Подобный метод используется операторами [[Iridium]] , [[Globalstar]] и [[Гонец (спутниковая система связи)|Гонец]]. С операторами персональной спутниковой связи конкурируют операторы [[сотовая связь|сотовой связи]]. Характерно, что как Globalstar, так и Iridium испытывали серьёзные финансовые затруднения, которые довели Iridium до ''реорганизационного'' [[банкротство|банкротства]] в 1999 г., но в настоящее время компания справилась с ситуацией и готовится вывести спутниковую группировку второго поколения. В декабре 2006 года был запущен экспериментальный геостационарный спутник [[Кику-8]] с рекордно большой площадью антенны, который предполагается использовать для отработки технологии работы спутниковой связи с мобильными устройствами, не превышающими по размерам сотовые телефоны. === Спутниковый Интернет === {{main|Спутниковый Интернет}} Спутниковая связь находит применение в организации «[[последняя миля|последней мили]]» (канала связи между [[интернет-провайдер]]ом и клиентом), особенно в местах со слабо развитой инфраструктурой<ref>[http://www.satellite-internet-vsat.com Satellite Internet and VSAT Information Centrum]</ref>. Особенностями такого вида доступа являются: * Разделение входящего и исходящего трафика и привлечение дополнительных технологий для их совмещения. Поэтому такие соединения называют ''асимметричными''. * Одновременное использование входящего спутникового канала несколькими (например 200-ми) пользователями: через спутник одновременно передаются данные для всех клиентов «вперемешку», фильтрацией ненужных данных занимается клиентский терминал (по этой причине возможна «[[Рыбалка со спутника]]»). По типу исходящего канала различают: * Терминалы, работающие только на прием сигнала (наиболее дешевый вариант подключения). В этом случае для исходящего трафика необходимо иметь другое подключение к Интернету, поставщика которого называют ''наземным провайдером''. Для работы в такой схеме привлекается туннелирующее программное обеспечение, обычно входящее в поставку терминала. Несмотря на сложность (в том числе сложность в настройке), такая технология привлекательна большой скоростью по сравнению с dial-up за сравнительно небольшую цену. * Приемо-передающие терминалы. Исходящий канал организуется узким (по сравнению со входящим). Оба направления обеспечивает одно и то же устройство, и поэтому такая система значительно проще в настройке (особенно если терминал внешний и подключается к компьютеру через интерфейс Ethernet). Такая схема требует установки на антенну более сложного (приемо-передающего) конвертера. И в том, и в другом случае данные от провайдера к клиенту передаются, как правило, в соответствии со стандартом цифрового вещания DVB, что позволяет использовать одно и то же оборудование как для доступа в сеть, так и для приема спутникового телевидения. == Недостатки спутниковой связи == === Слабая помехозащищённость === Огромные расстояния между земными станциями и спутником являются причиной того, что отношение сигнал/шум на приёмнике очень невелико (гораздо меньше, чем для большинства радиорелейных линий связи). Для того, чтобы в этих условиях обеспечить приемлемую вероятность ошибки, приходится использовать большие [[спутниковая антенна|антенны]], малошумящие элементы и сложные [[коды, исправляющие ошибки|помехоустойчивые коды]]. Особенно остро эта проблема стоит в системах подвижной связи, так как в них есть ограничение на размер антенны и, как правило, на мощность передатчика. === Влияние атмосферы === На качество спутниковой связи оказывают сильное влияние эффекты в [[тропосфера|тропосфере]] и [[ионосфера|ионосфере]]<ref>[http://www.ips.gov.au/Educational/1/3/2 Satellite Communications and Space Weather]</ref>. ==== Поглощение в тропосфере ==== Степень поглощения сигнала атмосферой находится в зависимости от его частоты. Максимумы поглощения приходятся на 22,3 ГГц ([[резонанс]] [[водяной пар|водяных паров]]) и 60 ГГц (резонанс [[кислород]]а)<ref>Dennis Roddy. Satellite Communications. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, p. 91</ref>. В целом, поглощение существенно сказывается на распространении сигналов с частотой выше 10 ГГц (то есть, начиная с Ku-диапазона). Кроме поглощения, при распространении радиоволн в атмосфере присутствует эффект [[замирание|замирания]], причиной которому является разница в [[коэффициент преломления|коэффициентах преломления]] различных слоёв атмосферы. ==== Ионосферные эффекты ==== Эффекты в ионосфере обусловлены [[флуктуация]]ми распределения свободных электронов. К ионосферным эффектам, влияющим на распространение радиоволн, относят ''мерцание'', ''поглощение'', ''задержку распространения'', ''[[дисперсия света|дисперсию]]'', ''изменение частоты'', ''вращение плоскости поляризации''<ref>Dennis Roddy. Satellite Communications. McGraw-Hill Telecommunications, 2001, p. 93</ref>. Все эти эффекты ослабляются с увеличением частоты. Для сигналов с частотами, большими 10 ГГц, их влияние невелико<ref>Bruce R. Elbert. The Satellite Communication Applications Handbook. — Artech House, Inc., 2004, p. 34.</ref>. <center> {|class="wikitable" ! Эффект ! 100 МГц ! 300 МГц ! 1 ГГц ! 3 ГГц ! 10 ГГц |- ! Вращение плоскости поляризации | 30 оборотов | 3,3 оборота | 108° | 12° | 1,1° |- ! Дополнительная задержка сигнала | 25 мс | 2,8 мс | 0,25 мс | 28 нс | 2,5 нс |- ! Поглощение в ионосфере (на полюсе) | 5 дБ | 1,1 дБ | 0,05 дБ | 0,006 дБ | 0,0005 дБ |- ! Поглощение в ионосфере (в средних широтах) | &lt;1 дБ | 0,1 дБ | &lt;0,01 дБ | &lt;0,001 дБ | &lt;0,0001 дБ |- |} </center> Сигналы с относительно низкой частотой (L-диапазон и частично C-диапазон) страдают от ''ионосферного мерцания'', возникающего из-за неоднородностей в ионосфере. Результатом этого мерцания является постоянно меняющаяся мощность сигнала. === Задержка распространения сигнала === 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 учётом мультиплексирования, коммутации и задержек обработки сигнала общая задержка может составлять до 400 мс<ref>[http://www.isoc.org/inet97/proceedings/F5/F5_1.HTM Satellite Communications in the Global Internet: Issues, Pitfalls, and Potential]</ref>. 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. === Влияние солнечной интерференции === {{основная|Солнечная интерференция}} При приближении [[Солнце|Солнца]] к оси спутника-наземная станция радиосигнал, принимаемый со [[Спутник связи|спутника]] наземной станцией, искажается в результате [[Интерференция (физика)|интерференции]]. == См. также == * [[Радиорелейная связь]] * [[Спутник связи]] * [[Связь с подводными лодками]] * [[FTA]] * [[НПО ПМ|ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва]] * [[Спутниковая служба (связи)]] == Примечания == {{примечания|2}} == Литература == * INTELSAT Satellite Earth Station Handbook * {{книга |автор = Dennis Roddy. |заглавие = Satellite Communications |издательство = McGraw-Hill Telecommunications |год = 2001 }} * {{книга |автор = Bruce R. Elbert. |заглавие = The Satellite Communication Applications Handbook |издательство = Artech House, Inc. |год = 2004 |isbn = 1-58053-490-2 }} * {{книга |заглавие = Ascent to Orbit, a Scientific Autobiography: The Technical Writings of Arthur C. Clarke |издательство = New York: John Wiley & Sons |год = 1984 }} * {{книга | автор = Быховский М. А. | заглавие = Развитие телекоммуникаций. на пути к информационному обществу. Развитие спутниковых телекоммуникационных систем | место = М. | издательство = Горячая линия − Телеком | год = 2014 | страниц = 436 | isbn = 9785991204057 | ref = Быховский }} * {{книга | автор = Кукк К. И. | заглавие = Спутниковая связь: прошлое, настоящее, будущее | место = М. | издательство = Горячая линия − Телеком | год = 2015 | страниц = 256 | isbn = 9785991205122 | ref = Кукк }} == Ссылки == * [http://www.wtec.org/loyola/satcom2/01_02.htm WTEC Panel Report on Global Satellite Communications Technology and Systems]{{ref-en}} * [http://www.boeing.com/defense-space/space/bss/factsheets/376/earlybird/ebird.html О спутнике Early Bird на сайте boeing.com]{{ref-en}} * [http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/satcomhistory.html Communications Satellites Short History]{{ref-en}} * [http://www.comsys.co.uk/vsatinfo.htm VSAT FAQ]{{ref-en}} * [http://www.durantelecom.ru/modules/forum/t10.html VSAT FAQ]{{ref-ru}} * [http://www.satellite-internet-vsat.com/ Satellite Internet and VSAT Information Centrum]{{ref-en}} * [http://www.ips.gov.au/Educational/1/3/2 Satellite Communications and Space Weather]{{ref-en}} * [http://www.isoc.org/inet97/proceedings/F5/F5_1.HTM Satellite Communications in the Global Internet: Issues, Pitfalls, and Potential]{{ref-en}} * [http://mediasat.net.ua/content/news_all/6878/ Спутниковые технологии телекоммуникаций на современном этапе]{{ref-ru}} * [http://satphone.com.ua Спутниковый телефон] {{Спутниковая связь}} {{^|12px}}{{Хорошая статья|Техника}} [[Категория:Спутниковая связь| ]]'