В общем случае, под спутниковой связью понимают связь между
земными станциями (ЗС) через космические станции (КС), представляющие собой пассивные искусственные спутники Земли (ИСЗ), реализующие функции ретранслятора.
Организационно-техническая совокупность ЗС связи различного базирования, КС (спутники-ретрансляторы) и автоматизированной системы управления образуют спутниковую систему связи (ССС).
Спутники могут обеспечивать прямые каналы между двумя точками в сетях связи, разделяя пропускную способность канала посредством частотного или временного уплотнения. Однако более эффективным является способ организации, при котором каждому пользователю для передачи данных предоставляется вся полоса пропускания. При этом на одной частоте f1 формируется канал от земных станций к принимающей спутниковой станции, а на другой частоте - широковещательный
канал к земным станциям от спутника, который ретранслирует пакеты, используя также всю полосу пропускания. Эти пакеты принимаются всеми земными станциями, находящимися в радиусе действия антенны спутника. Анализируя адрес, содержащийся в заголовке пакета, земная станция принимает те пакеты, которые предназначены непосредственно ей, и игнорирует остальные.
На рис.2.52 показан принцип реализации спутниковой связи. Земная станция 3C1 передаёт пакет космической станции KС1 на частоте f1 , которая ретранслирует полученные данные на частоте Все станции (ЗС1, ЗС2, ЗС3), находящиеся в зоне видимости КС1 включая станцию отправитель ЗС1 получают передаваемый пакет, то есть передача от KС1 к земным станциям реализуется по схеме «точка-многоточка». Земная станция, адрес которой указан в передаваемом пакете как адрес назначения, заносит этот пакет в буфер. Остальные ЗС игнорируют этот пакет.
Для передачи данных станции ЗС4, находящейся вне зоны видимости КС1, может использоваться ещё один спутник КС2, который на частоте ретранслирует пакет, поступивший от KС1.
Описанный принцип
работы имеет много общего с наземными радиосистемами. Самое большое различие между спутниковымии наземными радиосистемами состоит во времени распространения
передаваемых сигналов. При нахождении геостационарного
спутника на высоте около 36 000 км общее время распространения сигнала (к спутнику и обратно) составляет от 240 мс до 270 мс в зависимости от того, находится ли спутник в зените или вблизи горизонта, а с учетом мультиплексирования, коммутации и задержек обработки сигнала общая задержка может составлять до 400 мс. Благодаря высокой скорости передачи пакетов земная станция может успеть передать большое число пакетов, прежде чем первый из пакетов возвратится на Землю. Поэтому в спутниковых системах неприемлемы методы предотвращения столкновений пакетов с помощью контроля несущей, которые используются в наземных радиосистемах.
В спутниковой системе не нужен механизм подтверждения правильности принятых данных с помощью квитанций, поскольку все земные станции принимают пакеты от КС (в том числе и станция-источник ЗС1 на рис.2.52). Если станция-источник принимает свой пакет в том же виде, в каком он был передан космической станции, то это с высокой степенью вероятности свидетельствует о том, что пакет правильно принят станцией назначения. В то же время, правильный прием пакета станцией- источником показывает, что столкновения пакетов в канале коллективного доступа не произошло. Конечно, ошибка может возникнуть в самой станции назначения. В этом случае она может запросить повторную передачу пакета.
Спутники-ретрансляторы могут быть пассивными и активными (рис.2.53). Все современные спутники-ретрансляторы являются активными,которые в отличие от пассивных,представляющих собой простой отражатель радиосигнала, оборудованы аппаратурой для приема, обработки, усиления и ретрансляции сигнала.
Активные спутники могут быть нерегенеративными и регенеративными (рис.2.53).
Нерегенеративныйспутник, приняв сигнал от одной земной станции, переносит его на другую частоту, усиливает и передает другой земной станции.
Регенеративныйспутник производит демодуляцию принятого сигнала и заново модулирует его. Благодаря этому исправление ошибок производится дважды: на спутнике и на принимающей земной станции.
Недостаток этого метода -сложность и, следовательно, более высокая стоимость, а также увеличенная задержка сигнала.
Один и тот же спутник связи может использоваться несколькими системами связи, имеющими свои комплексы ЗС.
Основные достоинства ССС:
• высокая пропускная способность;
• возможность перекрытия больших расстояний:
• возможность обеспечения связью труднодоступных районов;
• независимость стоимости и качества спутниковых каналов от их протяженности.
