Эти системы предполагают, что у пользователя есть только один номер, по которому он доступен, не зависимо от места его нахождения. На сегодня в разных системах коммуникации один и тот же пользователь имеет, вообще говоря, разные номера. Так, например, у него может быть номер городского телефона и не один, номер мобильного телефона и не один, IP адреса в сети, пейджер. Для каждого номера у него, как правило, свой терминал, со своим комплектом аксессуаров, батарей, зарядных устройств и т.д. Представьте себе выезд такого пользователя в командировку. В недалеком будущем все эти номера заменит один персональный номер. Это шаг к Глобальному Информационному Пространству. Здесь сегодня сосредоточены усилия специалистов. 3G системы являются основными претендентами на роль таких систем.
Идея создания системы связи на основе отражающего объекта, расположенного высоко над землей, давно витала в головах исследователей. Ее привлекательность состояла в том, что чем выше объект расположен над Землей, тем большую часть поверхности Земли можно охватить при одинаковом угле обзора. Вначале пытались использовать в качестве такого объекта металлизированный воздушный шар, воздушные плотные массы и т.д. и т.п. Однако, сигнал возвращался на столько слабым, что практическое использование такой системы было исключено. Первый спутник связи был запущен в СССР в 1962 году. Основное его отличие от того, что предпринималось ранее – он усиливал сигнал, прежде чем отправить его назад на Землю.
Спутник связи имеет несколько приемопередатчиков - транспондеров. Каждый транспондер слушает свою часть спектра, усиливает полученный сигнал и передает его обратно на землю в нужном направлении, на нужной частоте, отличной от частоты приема, чтобы избежать интерференции с принимаемым сигналом. Возвращаемый луч может быть по желанию либо широким, покрывая большую территорию, либо наоборот узко направленным.
Согласно 3-му закону Кеплера период вращения спутника пропорционален радиусу орбиты в степени 3/2. На высоте примерно 36000 км над экватором период вращения спутника будет равен 24 часа. Такой спутник наблюдателю на экваторе будет казаться неподвижным. Благодаря этой неподвижности можно существенно упростить устройство наземной приемно-передающей антенной системы.
Из-за интерференции волн не разумно было бы размещать такие спутники ближе чем 2 градуса экваториальной плоскости, если они работают на одних частотах. Таким образом, в одно и тоже время на экваториальной орбите может находиться не более 180 спутников, работающих на одной и той же частоте. Так как часть из этих орбит зарезервирована не только для целей связи, то спутников связи на самом деле меньше.
На рис.2-66 показано распределение частот для спутников.
Обычно спутник связи имеет 12-20 транспондеров с полосой пропускания 36-50 Мгц каждый. 50 Мбит/сек транспондер может быть использован для передачи одного потока данных на скорости в 50 Мбит/сек либо 800 телефонных разговоров на скорости 64 Кбит/сек каждый, либо иначе комбинируя скорости и количество передаваемых потоков данных. Можно за счет поляризации сигнала сделать так, что два транспондера смогут использовать одну и ту же частоту.
Первые спутники связи имели один широкий луч. Современные имеют несколько более узких лучей, пятно которых охватывает несколько сот километров поверхности Земли.
Относительно новой технологией является технология малых антенн, называемых VSAT - Very Small Aperture Terminals - терминалы с очень маленькой апертурой. Такой терминал имеет антенну с диаметром от 1.8 до 2.5 метра, способную излучать сигнал мощностью в 1 ватт. Он может передавать данные со скоростью примерно 19.2 Кбит/сек и принимать - 512 Кбит/сек. Из-за малой мощности сигнала такие терминалы не могут взаимодействовать напрямую, но прекрасно могут это делать через специальный спутниковый хаб, как это показано на рис.2-67. Взаимодействие через хаб, это компромисс, цель которого задержка при передаче в обмен на низкую стоимость передачи.
· Спутниковые системы связи имеют существенные отличия от наземных систем точка-точка. Несмотря на то, что сигнал распространяется со скоростью света, из-за больших расстояний задержка при передаче велика - 250-300 мсек, против 3-5мксек/км на коаксиале, оптоволокне и т.д.
· Спутниковые системы принципиально вещательного типа. Для некоторых приложений это очень важно. Стоимость передачи не зависит скольким получателям сообщение предназначено. Однако, проблема безопасности передаваемой информации здесь требует особого внимания - все слышат все, что передается. Решение этой проблемы - только шифрование.
· Стоимость передачи не зависит от расстояния.
· Этот способ передачи имеет очень низкий коэффициент ошибок при передаче.
