Материал: 6282

Рис. 6.1. Структура радиоинтерфейсов для IMT-2000.

Согласно концепции IMT-2000, система нового поколения подразделяется на две составные части: сети радиодоступа и магистральную базовую сеть. Подходы к их проектированию принципиально различны.

Эффективность сетей радиодоступа в значительной степени зависит от новизны технологий, которые в них используются. Смена поколений, как правило, означает и смену идеологии построения этих сетей. Магистральные сети более «инерционны». В них инвестированы значительные средства, которые операторы желают сохранить при переходе к 3-му поколению. Кроме того, существующие базовые сети не являются сдерживающим фактором для внедрения современных ЗG-услуг. Поэтому их инфраструктура будет развиваться эволюционным путем, опираясь на существующие сети GSM, TDMA (IS-136), IP, IN и ISDN, что подтверждают и исследования, проведенные в рамках IMT-2000.

Сегодня в качестве магистральных предполагается использовать сеть, базирующуюся на IP-технологии, а также усовершенствованные опорные сети GSM MAP и ANSI-41, которые развернуты для наиболее развитых стандартов мобильной связи 2-го поколения — европейского GSM и североамериканских TDMA (IS-136) и CDMA (IS-95). Взаимодействие между тремя магистральными сетями — GSM MAP, ANSI-41 и базовой IP-сетью — будет осуществляться через межсетевой интерфейс NNI (Network-to-Network Interface).

Стандартный модуль идентификации пользователя UIM (User Identity Module) обеспечит глобальный роуминг независимо от метода радиодоступа или типа транспортной сети в том или ином географическом регионе.

В настоящее время важнее всего дать возможность всем операторам действующих сетей использовать существующую инфраструктуру при реализации набора новых услуг IMT-2000. В связи с этим МСЭ считает необходимым начать разработки единого протокола NNI, обеспечивающего глобальный роуминг в рамках 3G-систем.

Транспортная сеть должна обеспечить межсетевое взаимодействие и «прозрачность» доступа к услугам независимо от местонахождения абонентов. Чтобы реализовать это требование на практике, предусматривается создание специального конвертора, или шлюза, IWG (Interwoking Gateway), который и будет поддерживать глобальный роуминг при любом протоколе радиодоступа.

Многофункциональная космическая телекоммуникационная система «Ростелсат».

Разработку многофункциональной космической телекоммуникационной платформы осуществляет АО "Ростелесат". По грандиозности своих масштабов предлагаемая система превосходит большинство из известных зарубежных проектов систем. Орбитальную группировку планируется создать из двух взаимоувязанных комплексов:

низкоорбитального сегмента, состоящего из 91 КА на 7 круговых приполярных орбитах высотой 700 км и наклонением 82° (подсистема "Ростелесат - Н”); среднеорбитальной группировки, в состав которой входят 24 КА на 4 круговых

приполярных орбитах высотой 10355 км и наклонением 73° (подсистема "Ростелесат -

В”);

Низкоорбитальная подсистема "Ростелесат-Н" будет включать в свой состав три базовые сети:

сеть подвижных абонентских станций, работающих в S-диапазоне частот (2,1/1,9 и 2,6 ГГц) и обеспечивающих связь между подвижными объектами с максимальной скоростью до 19,2 кбит/c (между возимыми) и 64 кбит/с (между носимыми);

сеть стационарных абонентских станций, работающих в Ku диапазоне (11/13 ГГц) со скоростью от 64 кбит/с до 2048 кбит/с;

сеть мониторинговых станций, работающих в диапазоне 11 ГГц и предназначенных для сбора информации со скоростью до 32 Мбит/с (дистанционное зондирование Земли с получением и обработкой информации практически в реальном масштабе времени).

На первом этапе создания системы орбитальная группировка "Ростелесат - Н" будет состоять из 70 КА, расположенных в 7 орбитальных плоскостях высотой 700 км и наклонением 82° (по 10 КА в каждой плоскости).На втором этапе орбитальная группировка будет доведена до 91 КА путем размещения в указанных орбитальных плоскостях дополнительно по 3 КА.

Зона обслуживания каждого КА представляет собой пятно на поверхности Земли диаметром 3500 км. Зоны радиовидимости всех КА покрывают Землю и обеспечивают видимость КА в зоне обслуживания под углом места не менее 10° .

Всостав подсистемы "Ростелесат - В" будут входить:

сети абонентских терминалов, обеспечивающих речевой обмен и передачу данных в S-диапазоне со скоростью от 1,2 до 64 кбит/с при связи с подвижными объектами;

сети стационарных абонентских терминалов с любым набором стандартных скоростей до 2048 кбит/с, включая мультимедийные услуги;

сеть цифрового телевидения со скоростью до 8 Мбит/с.

Космический сегмент подсистемы "Ростелесат-В" содержит в своем составе орбитальную группировку из 24 средневысотных КА (высота орбита 10360 км, наклонение 82,5°), располагаемых в четырех орбитальных плоскостях. В каждой плоскости расположено по 6 КА. Зона обслуживания отдельного КА имеет диаметр 7000 км и разбита на 625 сот протяженностью 160...200 км (для диапазона 20/30 ГГц) и 19 сот размером 1250 км (для диапазона 7/8 ГГц).

Зона обслуживания всех КА непрерывно покрывает всю поверхность Земли и обеспечивает видимость КА в зоне обслуживания под углом места 40° и выше.

На борту КА предполагается установить 91-лучевую антенну для связи с подвижными объектами и 19-лучевую - для связи со стационарными станциями и фидерными линиями. Суммарная пропускная способность в пересчете на один КА составит около 7000 каналов. В 1995-1996 гг. многие российские предприятия, специализирующиеся в области ракетнокосмической и связной техники, столкнулись с резким сокращением государственных заказов. На основании имеющихся у них технологических и конструктивных заделов был предложен ряд проектов создания низкоорбитальных систем спутниковой связи, такие как "Гонец", "Сигнал", "Курьер", "Эликон-Стир", "СПС-Спутник" и др. Однако отсутствие устойчивого финансирования не позволило пока довести большинство из них до стадии практической реализации.

Успешная реализация российских проектов низкоорбитальных и среднеорбитальных систем спутниковой связи в сильной степени зависят от общего экономического состояния страны, от возможности привлечения необходимых инвестиций.

Спутниковая система связи Inmarsat

Созданная в 1979 году с целью удовлетворения потребностей в спутниковой связи на морских судах и безопасности мореплавания, Инмарсат в настоящее время управляет глобальной спутниковой группировкой, которая используется независимыми сервиспровайдерами для предоставления услуг голосовой, факсимильной телексной и мультимедийной связи для пользователей, находящихся в движении и в районах с отсутствием традиционных видов связи. Продолжая развивать и совершенствовать связь на море, Инмарсат расширил сферу своего влияния на наземный, автомобильный и авиационный рынки. Таким образом, на сегодня пользователями системы являются тысячи абонентов, которые живут или работают в удаленных районах, где отсутствует наземная связь, или путешествуют по всему миру. Пользователями системы являются журналисты и телеоператоры, спасательные организации и министерства по чрезвычайным ситуациям, транспортные компании, перевозящие грузы, авиалинии, авиапассажиры и органы управления воздушным движением, работники государственных учреждений, подразделения гражданской обороны, а также главы государств.

Зона покрытия

Спутники системы Инмарсат покрывают около 98% земной поверхности. Гарантированная связь обеспечивается в среднем от 75° ю. ш. до 75° с. ш.

Рис. 6.2. – Зона покрытия спутников системы.

Состав, виды услуг и особенности построения

Всостав системы Inmarsat входят:

•космический сегмент, состоящий из рабочих и запасных геостационарных КА с ретрансляторами и командно-измерительного комплекса (наземных станций слежения и др.);

•наземный сегмент, включающий в себя береговые земные станции (БЗС), координирующие сетевые станции (КСС), и эксплуатационный контрольный центр

(ЭКЦ);

•парк земных станций и терминалов: мобильные (морские суда, самолеты), носимые

истационарные; терминалы предназначены как для коллективного, так и индивидуального пользования.

Работа системы Inmarsat осуществляется в диапазонах частот, выделенных на первичной основе для подвижной спутниковой службы. Для связи с подвижными абонентами используется L-диапазон частот: 1626,5-1660,5 МГц (линия "Земля - спутник") и 1525,0-1559,0 МГц (линия "спутник - Земля"). Работа фидерных линий осуществляется в С-диапазоне: 6425-6450 МГц (линия "Земля - спутник") и 3600-3623

(3600-3630) МГц (линия "спутник - Земля"). Контроль за работой системы осуществляет эксплуатационный контрольный центр, который обеспечивает прием и обработку информации о состоянии работоспособности всех элементов системы, контролирует характеристики космического сегмента, реализует планы ввода в эксплуатацию новых технических средств. Береговые земные станции служат промежуточными звеньями между спутниками системы Inmarsat и береговыми абонентами, с которыми они могут соединяться по международным и национальным телефонным и телеграфным сетям. Связь объектов в системе Inmarsat осуществляется только через БЗС. Все береговые станции системы Inmarsat обеспечивают для судов, терпящих бедствие, возможность быстрого соединения по телефонному или телексному каналу со службами, участвующими в поисково-

одна из которых выполняет функции координирующей сетевой станции. КСС следит за работой спутниковой сети в данном регионе, распределяет пропускную способность

ретранслятора между береговыми станциями. В функции КСС входит передача сообщений абонентам сети на основной (1537,750 МГц) или резервной (1538,475 МГц) вызывных частотах, а также ретрансляция других категорий специальных сообщений.

На первых этапах создания системы Inmarsat связь организовывалась через арендуемые у других организаций спутники Marisat, Marecs и Intelsat-5MSC. В настоящее время орбитальная группировка системы Inmarsat состоит из 6 КА Inmarsat (4 КА типа Inmarsat-2 и 2 КА типа Inmarsat-З) и 7 КА старого поколения (типа Marisat и Intelsat5MCS)

Подспутниковая зона орбитальной группировки системы Inmarsat охватывает 4 океанических региона: Атлантический восточный (АОР-В), Атлантический западный АОР-3, Индийский (ИОР) и Тихоокеанский (ТОР). Над каждым из океанических регионов находятся по одному действующему и по два запасных спутника, что обеспечивает покрытие практически всей поверхности земного шара, за исключением приполярных районов.

Береговые земные станции

В системе Inmarsat функционируют 40 береговых станций, расположенных в различных странах мира, в том числе на территории СНГ (Одесса и Находка). Эти станции обслуживают абонентов в Атлантическом, Индийском и Тихоокеанском регионах. Береговые станции находятся во владении тех стран, на чьей территории они размещены. Их эксплуатация осуществляется уполномоченными на это организациями национальных администраций.

Алгоритмы работы БЗС и их основные тактико-технические параметры должны находиться в строгом соответствии с требованиями организации Inmarsat. Каждая БЗС имеет закрепленную за ней несущую, которая уплотняется 22 телеграфными каналами. Телефонные каналы не закреплены за конкретными станциями, а находятся в «общем пользовании». Береговые станции имеют выход в национальные и международные сети телефонной и телексной связи.

Работа абонента, имеющего аппаратуру определенного стандарта, через береговую станцию может осуществляться только в том случае, если БЗС имеет соответствующее оборудование. В частности, все БЗС оснащены оборудованием, поддерживающим связь со станциями стандарта Inmarsat-A. Что же касается высокоскоростного режима передачи данных, то он осуществляется только через некоторые из них. Аналогичная ситуация и с оснащением БЗС оборудованием других стандартов. Например, протоколы стандарта Inmarsat-C поддерживают около 20 БЗС, причем на территории РФ таких станций нет. Услуги стандартов Inmarsat-М и Inmarsat-B предлагаются еще меньшим числом БЗС, в основном вновь созданными береговыми станциями.

На береговых станциях используются параболические антенны, диаметром 12–15 м. Стоимость береговой станции в зависимости от комплектации составляет 1,0–2,5 млн долл.

Парк абонентских станций

В системе Inmarsat подвижные объекты оснащаются разными типами оконечного абонентского оборудования, которое должно удовлетворять специфическим требованиям oтдельных категорий пользователей, известным как «стандарты». Наиболее широкое распространение получили следующие виды стандартов:

Стандарт Inmarsat-A. Станции этого стандарта предназначены для работы в сетях телефонной, факсимильной, телексной и телеграфной связи. Они оснащены параболической антенной диаметром 0,8–1,2 м. Связь устанавливается после набора номера в автоматическом режиме.

К настоящему времени выпущена 71 модель станций, разработка новых станций этого