Часть1. Орбиты и параметры

Начало см. "Сети" б№ 1-2, с.94

Леонид НЕВДЯЕВ

НИИТП

Основные характеристики негеостационарной орбитальной группировки

Хотя большинство известных негеостационарных систем строятся по принципу «колец», каждая из них имеет собственные баллистические параметры и уникальную орбитальную структуру. Орбитальная плоскость («кольцо») включает в себя несколько спутников, движущихся на низких околоземных орбитах, которые образуют на поверхности Земли пояс связи. Спутники одной орбитальной плоскости обычно размещаются равномерно вдоль орбиты.

Структура характеристик орбитальной группировки (ОГ) – параметры орбиты, типы орбитальных плоскостей, характеристики зон обслуживания и вероятностно-временные показатели) – приведена на рис. 3.

Параметры орбитальной группировки – это тип орбиты (LEO, MEO, GEO, HEO), число орбитальных плоскостей КА, размещенных в каждой плоскости, а также высота и наклонение орбит. Взаимосвязь между этими и другими показателями ОГ определяется на основе геометрических соотношений, которые характеризуют положение КА относительно наземной станции, расположенной на границе зоны обслуживания.

Рис. 3. Параметры ОГ (i – угол наклонения)

Рис. 4. Основные геометрические характеристики КА:

H – высота орбиты, Rз – радиус Земли,

н? – угол видимости наземной станции на границе зоны обслуживания,

d – наклонная дальность, нЁ – угол (отсчитываемый от центра Земли)

между направлениями на КА и границу зоны обслуживания,

A – граница зоны обслуживания

Расстояние от наземной станции до КА в процессе его полета – величина переменная, поскольку спутник проходит через зону радиовидимости наземной станции под различными углами. Наклонная дальность d зависит от угла дальности нЁ, который отсчитывается от центра Земли между направлениями на КА и границу зоны обслуживания (рис. 4).

В общем случае наклонная дальность изменяется от максимального до минимального значений по достаточно сложному закону, который учитывает взаимное расположение наземной станции и КА на каждом витке. График зависимости наклонной дальности d от угла радиовидимости н? приведен на рис. 5.

Рис. 5. Зависимость наклонной дальности d от угла

радиовидимости (H – высота орбиты, км)

Важной характеристикой является и период обращения КА, с которым связана продолжительность сеансов связи и перерывов в обслуживании (табл. 8).

Таблица 8. Основные параметры круговых орбит
Показатель Значения параметра
Высота орбиты H, км 800 1500 2000 6500 10 400 20 00036 000
Период обращения T, мин100 114 127 240360 720 1400
Число витков в сутки N14 12,6 11,3 6 4 2 1

Основной критерий эффективности радиотелефонных систем на базе негеостационарных ОГ – обеспечение связности в глобальном масштабе. В данном случае «связность» означает возможность соединения абонентов, расположенных в одной или разных зонах обслуживания, и поддержки между ними непрерывного (либо квазинепрерывного) канала связи. Непрерывная связность обеспечивается, если в зоне радиовидимости обоих абонентов находится как минимум один спутник.

Очевидно: чем выше высота орбиты, тем меньше спутников требуется для глобального покрытия земной поверхности. Здесь следует определить понятие «кратность покрытия». Это величина, равная количеству спутников, одновременно находящихся в зоне радиовидимости. Чем выше кратность, тем надежнее связь.

Взаимосвязь между числом КА, высотой орбиты и углом радиовидимости наземной станции (без оптимизации структуры применительно к разным географическим регионам) показана на рис. 6. Так, для однократного покрытия поверхности Земли радиосигналом от КА на орбитах высотой 700–1500 км необходимы как минимум 40–70 спутников.

Рис. 6. Зависимость числа КА в составе ОГ от высоты орбиты

(n – кратность покрытия зоны обслуживания)

Многократная связность обеспечивается, если в зоне радиовидимости абонентов в течение заданного времени находятся одновременно несколько КА. Вероятность наличия в зоне радиовидимости одновременно n спутников определяется как (1 - н?T/T), где н?T/T – доля периода обращения, в течение которой КА в среднем находится в зоне радиовидимости наземной станции. Например, в течение 90–95% времени обслуживания покрытие поверхности считается двукратным, если в зоне наземной станции находятся по крайней мере два КА. Для систем со спутниками на средних высотах это условие выполняется уже при наличии 10–12 КА.

Площадь покрытия поверхности Земли одним КА тоже зависит от угла радиовидимости. Практический интерес представляет отношение площади зоны покрытия одного КА к общей площади поверхности Земли (рис. 7).

В системах с КА на негеостационарной орбите, в которых положение спутников не является неизменным, качество обслуживания определяется вероятностно-временными параметрами. Среди них основные – средняя продолжительность сеанса связи, среднее время ожидания (или продолжительность перерывов в обслуживании) и время доставки информации или задержка обслуживания.

Рис. 7. Площадь зоны покрытия поверхности Земли одним КА

в зависимости от высоты орбиты при различных

углах радиовидимости u

Время пребывания КА в зоне радиовидимости наземной станции зависит от угла радиовидимости и параметров орбит. Чем выше орбита, тем больше время пребывания КА в пределах прямой видимости станции. Расчет вероятностных показателей обычно проводится путем математического моделирования, что обусловлено сложностью получения соответствующих аналитических выражений. Они могут быть даны лишь для отдельных частных случаев.

Для одиночного КА на низких экваториальных орбитах период обращения T изменяется в пределах от 90 до 127 мин. Соответственно, максимальная продолжительность сеанса связи на экваторе составляет от 9 до 31 мин при высотах от 270 до 2 тыс. км. Что же касается полярных орбит, то максимальная продолжительность сеансов на широтах 50–600 составляет от 8 до 15 мин для высот от 800 до 1500 км.

В качестве примера рассмотрим параметры сеансов связи системы Orbcomm (табл. 9). Если до широты 500 средняя продолжительность сеанса связи составляет около 10 мин, а среднее время ожидания 3–4 мин, то с увеличением широты перерывы между сеансами связи тоже растут – наиболее длительное ожидание сеанса (81,9 мин) наблюдается на широте 650. Дело в том, что на данных широтах наземные станции не попадают в оптимальную зону радиовидимости. Чтобы снять это ограничение, разработчики системы Orbcomm пересмотрели первоначальную концепцию построения системы относительно числа спутников: намечено увеличить его с 28 до 48.

Таблица 9. Параметры сеансов связи системы Orbcomm (ОГ из 28 КА)
Показатель Значение параметра
Широта, 0 45 50 55 60 65
Число сеансов в сутки 1143 993 726 392 129
Средняя длина сеанса, мин 10,8 9,4 7,9 5,9 8,1
Суммарное время радиовидимости, % 79,4 69 50,4 27,2 9
Число перерывов в сутки 297 447 714 1048 1311
Продолжительность перерывов, мин 2,8 4,2 7,8 15,9 81,9
Суммарное время перерывов, % 20,6 31 49,6 72,8 91
Глобальная доступность, % 81 70 53 32 17

Что же касается задержек обслуживания, то в отличие от сетей радиотелефонной связи, где задержка обычно не превышает 250–300 мс, для сетей пакетной передачи данных характерны большие величины. Обычно их оценивают как время доставки, т.е. время, за которое обеспечивается доведение сообщения до конечного пользователя. Время доставки зависит от следующих составляющих:

  • времени ожидания сеанса связи;
  • времени передачи сообщения на спутник (т. е. затраченного на процедуру установления связи);
  • времени задержки в бортовом ретрансляторе (в случае обработки или переноса данных на борту спутника);
  • времени передачи сообщения со спутника на Землю;
  • времени задержки в наземных линиях связи.
Если оба пользователя находятся в общей зоне радиовидимости КА, задержка обычно невелика и определяется сетевыми протоколами и параметрами коммутационного оборудования. При переносе сообщений на борту КА (режим «почтового ящика») время доставки зависит от взаимного расположения абонентов и может составлять несколько часов.

Структура орбитальных плоскостей определяет баллистические параметры многоспутниковой системы, которые существенно зависят от взаимного расположения КА в орбитальной группировке. В настоящее время в ССС используются два типа ОГ – некорректируемая и корректируемая.

Для некорректируемой ОГ баллистические параметры орбит выбираются так, чтобы заданное время ожидания сеанса связи обеспечивалось без коррекции элементов орбиты. Увеличение числа КА в некорректируемой ОГ незначительно сокращает время ожидания. Для таких ОГ характерны малая масса КА, низкое энергопотребление, более низкие требования к точности ориентации. Все эти особенности некорректируемой ОГ играют решающую роль при создании легких и недорогих КА. Некорректируемая ОГ используется преимущественно в системах, рассчитанных на передачу коротких пакетов («Гонец-Д1», Orbcomm, Starsys и др.).

Корректируемая орбитальная группировка обычно применяется при необходимости глобального равномерного покрытия земной поверхности. Ее динамическая устойчивость поддерживается с помощью специальной установки для коррекции орбиты. Для обеспечения минимального времени ожидания сеанса связи плоскости орбит должны быть разнесены по долготе восходящего узла, а спутники равномерно распределены вдоль орбиты в каждой плоскости. Основное преимущество корректируемой ОГ – реализация заданных временных характеристик при минимальном числе спутников в системе, что особенно важно для глобальных сетей радиотелефонной связи. Точность поддержания взаимного размещения КА на орбите в течение всего срока эксплуатации должна быть очень высокой, поскольку смещения КА друг относительно друга приводят к появлению необслуживаемых участков в зонах покрытия.

Для определения параметров движения в начальный период полета и поддержания КА на орбите с заданной точностью необходим радиоконтроль орбиты. На первых этапах развертывания системы он осуществляется с помощью сети наземных контрольно-измерительных станций, обеспечивающих слежение за КА. Существующие баллистические модели движения (они основаны на учете возмущения от внешних воздействий, определяющих деградацию орбиты) позволяют достаточно точно спрогнозировать параметры движения КА.

Во всех системах, использующих корректируемую ОГ, на борту КА установлена навигационная аппаратура для определения параметров орбиты по сигналам спутников GPS/«Глонасс». Это позволяет контролировать параметры ОГ автономно, т. е. пользоваться услугами наземных станций слежения за КА лишь в нештатных ситуациях. Интенсивность коррекции зависит от точности, с которой требуется удерживать КА на орбите. Наиболее жесткие требования к точности контроля за параметрами орбит – в системах с межспутниковыми линиями связи (Iridium, Teledesic), где смещение спутников может привести к нарушению правильности функционирования всей системы.

В глобальных ССС необходимо также обеспечить равномерный охват всей поверхности Земли и отсутствие «мертвых зон», для чего требуется удерживать КА в расчетной точке с максимальной возможной точностью (б?0,20). Достоверных сведений о том, как часто необходимо производить коррекцию орбиты, пока нет, поскольку не накоплено достаточного количества опытных данных. Однако, как показывают расчеты, коррекция в таких системах, как Iridium, будет необходима не чаще 1 раза в 0,5–1,5 мес., что означает следующее: если срок активного существования КА составит 7 лет, то двигатели будут включаться примерно 100 раз.

Зоны обслуживания наземных станций, расположенных в произвольных точках Земли, зависят от угла радиовидимости КА, который существенно влияет на качество соединения с абонентом. При малом угле радиовидимости сигналы от спутника к Земле проходят через большее число слоев земной атмосферы, чем при больших углах, а следовательно, имеют большие потери энергии (затухание сигнала). Кроме того, при увеличении угла радиовидимости ухудшение качества сигнала, связанное с наличием препятствий на поверхности Земли (строений, гор, растительности), не столь велико, как при малых углах. На связь хорошего качества следует рассчитывать при минимальных углах видимости (от 15 до 200), а на очень хорошую – при углах от 400. При угле радиовидимости 50 и менее устойчивая связь почти невозможна.

Глобальное обслуживание можно обеспечить, если осуществить вывод КА на полярную орбиту с наклонением 900. Для передачи коротких пакетов данных достаточно одного спутника с электронным «почтовым ящиком» на борту: с каждым новым витком он будет появляться над новым районом Земного шара, поддерживая глобальное обслуживание. Между тем использование нескольких полярных орбитальных плоскостей сопряжено с опасностью столкновения спутников.

Чтобы предотвратить столкновение КА на полюсах, необходим угловой разнос между орбитальными плоскостями, образующий минимальную дистанцию «промаха». Это ведет к дополнительным сложностям формирования ОГ, поэтому сегодня реально используются околополярные орбиты с наклонением 80–860.

Что касается равномерности покрытия, то спутниковые системы, базирующиеся на КА с наклонными орбитами, наиболее эффективны. Однако следует помнить, что районы с высокими широтами могут обслуживаться только спутниками с относительно низкими углами радиовидимости.

Критерии оптимизации и сравнение орбитальных структур

Для оптимизации орбитальных структур используют разные критерии: максимальное время пребывания КА в зоне радиовидимости заданного географического региона, минимальное время ожидания одиночного КА, затраты на создание орбитальной группировки с учетом веса КА, высоты орбиты и средств вывода КА на орбиту, а также ряд других. Однако, как показывает практика, невозможно построить орбитальную структуру, которая удовлетворяла бы всем требованиям одновременно.

Задача сравнения систем является многокритериальной и достаточно сложной. В отечественной практике часто используется упрощенная методика, предложенная А. И. Аболицем. Пример определения суммарного времени пребывания КА в зоне видимости наземной станции в зависимости от высоты орбиты (рис. 8) показывает, что на средних широтах наиболее выгодны орбиты с малым углом наклонения. Такое наклонение орбит выбрано в системе ECCO (H=2000 км) и Ellipso (субгруппировка Concordia, H=8040 км).

Оптимизация по критерию максимального времени пребывания КА в зоне прямой видимости наземного абонента показывает, что средневысотные ОГ (Odyssey, ICO) обеспечивают высокие показатели обслуживания практически на всех широтах.

Вообще, с увеличением широты местоположения абонента суммарное время пребывания КА в зоне прямой видимости наземной станции падает. Например, если станция находится на широте 600, в ее зону уже не попадают спутники с наклонением орбиты 00. Однако на этой широте увеличивается эффективность систем, использующих КА на наклонных и полярных орбитах.

Рис. 8. Зависимость суммарного времени t радиовидимости КА

(усредненного по всем виткам за сутки)

при нулевом угле радиовидимости для различных

наклонений орбиты (i = 0–900).

Данные приведены для широты 600

Так, система Globalstar (высота 1400 км, наклонение 520) рассчитана на обслуживание территорий в средних широтах (от 720 ю.ш. до 720 с.ш.), где она обеспечивает практически постоянное двукратное покрытие земной поверхности. По этому показателю Globalstar существенно отличается от конкурирующей сети Iridium – там структура космического сегмента оптимизирована для однократного покрытия территорий. Что же касается высокоширотных регионов, они системой Globalstar вообще не обслуживаются. В России вне зоны действия Globalstar остаются труднодоступные северные районы и трасса Северного морского пути.

Моделирование, проведенное для сети Iridium с целью определения кратности покрытия земной поверхности, показало, что при углах радиовидимости более 100 в приэкваторной зоне обслуживания (от 300 с.ш. до 300 ю.ш.) вероятность однократного покрытия с нулевым временем ожидания T будет равна 0,973–0,974. Если время увеличивается до 2 мин, вероятность становится равной 1. Вся территория РФ обслуживается при однократном покрытии с вероятностью, равной 1, при T=0; двукратное покрытие обеспечивается на территориях севернее 700 с.ш. При углах радиовидимости более 200 (что ближе к реальным условиям эксплуатации) результаты существенно хуже: в приэкваторной зоне при T=0 вероятность двукратного покрытия составляет 0,5–0,6, а при T=2–3 мин 0,7–0,91.

Чтобы решить проблему обеспечения устойчивой связи в высокоширотных районах, в состав орбитальной группировки таких систем, как Orbcomm, Gemnet и Faisat, включены по 1–2 дополнительные плоскости с малым числом КА, но более высоким наклонением. Теоретически, эти орбитальные структуры должны перекрывать всю территорию Земного шара. Однако малое число КА в дополнительных плоскостях не позволяет обеспечить высокие вероятностно-временные характеристики обслуживания. Так, в Orbcomm (см. рис. 8) среднее время ожидания (3–4 мин) обеспечивается лишь для абонентов, расположенных на широтах до 500. На широтах от 600 могут возникнуть более длительные перерывы в обслуживании, а на широтах выше 650 связь в системе может быть организована только через четыре дополнительных КА.

Что же касается структуры систем на средневысотных орбитах (ICO, Spaceway, NGSO), то здесь разброс в характеристиках весьма незначителен. В этих системах космические аппараты выводятся практически на одну и ту же высоту, а различие в наклонении орбит весьма невелико. Системы со средневысотными КА обеспечивают лучшие характеристики обслуживания за счет увеличения углов радиовидимости и числа одновременно наблюдаемых КА. Так, радиовидимость двух спутников в системе ICO поддерживается в 95% суточного времени, при этом хотя бы один из них наблюдается под углом видимости более 300.

Продолжение следует

ОБ АВТОРЕ

Леонид Невдяев – ведущий научный сотрудник НИИТП, с ним можно связаться по адресу leonn@glasnet.ru.

СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ ОТ A ДО Z

Начало см. "Сети" б№ 1-2, с.94

C

Coordination station – координирующая станция. Осуществляет контроль за работой спутниковой сети и перераспределяет потоки между наземными станциями сопряжения. Так, в подспутниковой зоне системы Inmarsat работают несколько наземных станций (береговых), одна из которых выполняет функции координирующей.

Co-satellite interference – помеха от соседнего спутника, находящегося на близко расположенной орбите.

Cospas-Sarsat – международная спутниковая система «Коспас-Сарсат», предназначенная для обнаружения и определения местоположения судов и самолетов, потерпевших аварию. Была совместно создана четырьмя странами (СССР, США, Канадой и Францией) и находится в эксплуатации с 1985 г. В настоящее время в одноименную организацию входят более 26 стран. Интересы США представляет Национальное управление по исследованию океанов и атмосферы (NOAA), которое отвечает за запуск и эксплуатацию КА SARSAT. Правительство РФ, ставшее в 1992 г. правопреемником СССР, приняло на себя все права и обязательства, связанные с запуском и эксплуатацией космического сегмента «Коспас». Спутники типа «Коспас» («Надежда») запускаются и обслуживаются российской стороной, типа Sarsat (метеорологические спутники НОАА) – американской. См.: www.nesdis.noaa.gov.

Cost per channel – стоимость на канал. Отношение общей стоимости оборудования к числу передающих каналов.

Coverage area – зона покрытия. Географическая зона, в которой гарантируются необходимые энергетические соотношения, достаточные для обеспечения устойчивой связи с абонентами. В системах с КА на негеостационарной орбите зона покрытия изменяется со временем по мере движения спутника по орбите, ее размеры определяются характеристиками антенной системы КА.

Crankback – шлейф. Возврат (обратная посылка) исходящего потока информации с целью его контроля наземной станцией.

Cross-band repeater – ретранслятор с перекрестной коммутацией стволов. Осуществляет перенос сигналов одного диапазона в другой. Так, на борту КА с прямой ретрансляцией сигналов (См.: bent-pipe transponder) может находиться высокочастотный коммутатор, предназначенный, например, для трансформации спектра S-диапазона в Ku-диапазон и наоборот.

Cyberstar – система Cyberstar. Проект системы спутниковой связи с КА на геостационарной орбите, разрабатываемый компанией Loral Space & Communications. Система предназначена для высокоскоростной передачи информации (от 384 кбит/с в Ku-диапазоне до 30 Мбит/с в Ka-диапазоне) и предоставления мультимедийных услуг. См.: www.newspace.com.

D

DAMA (Demand Assigned Multiple Access) – метод многостанционного доступа с предоставлением канала по требованию. Технология многостанционного доступа с частотным разделением каналов, которая позволяет коллективно использовать выделенные участки спектра. Ср. PAMA.

Data collection platform – платформа для сбора данных. Обычно – космическая станция, используемая для сбора данных о состоянии окружающей среды, в том числе для удаленного экологического мониторинга.

DBS (Direct Broadcast Satellite) – спутник непосредственного телевизионного вещания (НТВ). Спутник на геостационарной орбите, предназначенный для трансляции телевизионных программ на простые недорогие пользовательские приемные станции. В отличие от связных КА, НТВ-спутник обычно оснащен относительно небольшим числом стволов. Они обеспечивают в наиболее освоенном Ku-диапазоне частот (12 ГГц) ЭИИМ около 50–60 дБВт, что позволяет применять простые приемные антенны (типа «тарелка») малого диаметра (0,4–1,2 м).

Dedicated access – доступ с жестким закреплением каналов. Многостанционный доступ, при котором за каждым индивидуальным или коллективным пользователем закрепляется частотно-временной ресурс на относительно длительный период.

Dedicated satellite – специализированный выделенный спутник. Спутник, обеспечивающий предоставление ограниченного набора услуг и предназначенный для эксклюзивного использования определенным контингентом пользователей.

Dehop-rehop transponder – ретранслятор сигналов со скачкообразной перестройкой частоты. Ретранслятор с обработкой сигналов на борту, которая включает в себя свертку сигнала при приеме для устранения скачков по частоте, восстановление исходного модулирующего сигнала и повторную модуляцию входного сигнала с использованием псевдослучайной перестройки частоты на новую несущую, которая изменяется по тому же или иному закону.

Delivery time – время доставки. Суммарное время доведения информации от одного конечного пользователя до другого, включающее в себя время ожидания сеанса связи, задержки предоставления канала и задержки сигнала в бортовом ретрансляторе, время ретрансляции сообщения через спутниковую сеть и его задержки в наземных соединительных линиях. В общем случае время доставки зависит от взаимного расположения абонентских станций и направления движения КА по орбите. В спутниковых системах передачи данных с бортовым электронным «почтовым ящиком» время доставки определяется временем переноса информации на борту КА и может составлять от нескольких минут до нескольких часов.

Deorbit – уход с орбиты. Переход спутника на орбиту, параметры которой не соответствуют расчетным.

Deployed satelite – запущенный спутник. Спутник, который выведен на орбиту, но еще не введен в эксплуатацию.

Despin – противовращение. Метод стабилизации положения спутника в пространстве.

Differential GPS (DGPS) – дифференциальная GPS-система. Система, использующая метод определения географических координат, который основан на применении контрольного GPS-приемника (опорной станции) с известными координатами. Контрольный приемник расположен в том же районе, что и пользователи, чтобы одновременно отслеживать те же GPS-спутники. В состав аппаратуры пользователя обычно вводится дополнительный приемник с антенной, позволяющий принимать дифференциальные поправки в режиме реального времени. DGPS дает возможность повысить точность определения местоположения до 5 м.

Diffusion interective service – широковещательная интерактивная служба. Осуществляет электронную рассылку документов, передачу заказных телевизионных программ и др. Ее отличительная особенность – наличие двух асимметричных каналов: высокоскоростного (используется для передачи широковещательной информации) и низкоскоростного (служит для запрашивания определенного вида услуг).

Digital speech interpolation (DSI) – цифровая интерполяция речи. Метод статистического уплотнения (сжатия) речевых каналов в бортовом ретрансляторе, основанный на показателе активности абонентов. Используется в системе Iridium (коэффициент сжатия – 2,2).

Dilution of precision – показатель снижения точности определения местоположения. В системе GPS существует ряд факторов, влияющих на степень неопределенности вычисления координат. Последние зависят от процедуры их определения. См.: GDOP, HDOP, PDOP, RDOP, TDOP, VDOP.

Direct TV. 1. Компания, эксплуатирующая спутники НТВ (США). В 1996 г. число пользователей НТВ-услуг достигло 1 млн. Стоимость приемного комплекта около 700 долл. Абонентская плата не превышает 25–30 долл./мес. 2. Служба цифрового телевизионного вещания, созданная компанией Hughes (США), которая обеспечивает возможность приема более 170 цифровых телепрограмм. 3. Спутник НТВ, имеющий на борту 16 ретрансляторов мощностью по 120 Вт. См.: www.satellit-edeals.com, www.hughesspace.com.

Dithering – добавление псевдослучайного шума. Искусственное введение ошибок в цифровой сигнал (путем добавления псевдошумовой последовательности) для загрубления результатов навигационных измерений. См.: selective availability.

Distance-independent cost – фиксированная стоимость услуг. В сетях спутниковой связи в глобальной зоне обслуживания стоимость услуг не зависит от расстояния между удаленными пунктами, в то время как в наземных сетях радиосвязи она чаще всего растет с увеличением расстояния.

Distress message – сообщение о бедствии. Экстренное сообщение, передаваемое с терпящего бедствие судна или самолета, которое обычно содержит данные о его местоположении. Domestic satellite system – национальная система спутниковой связи.

Doppler orbitography – доплеровская орбитография. Регистрация местоположения спутника на орбите по доплеровскому сдвигу частоты.

Double coverage – двукратное покрытие. Покрытие поверхности Земли, при котором из каждой точки видны в течение заданного времени по крайней мере два КА. См.: coverage area.

Double-hop circuit – канал с двойной ретрансляцией. Канал передачи информации, по которому происходит дополнительный сброс данных со спутника на Землю с целью их обработки и возвращения преобразованной информации на КА.

Downbeam – передающий луч спутникового ретранслятора. Луч, ориентированный на наземную станцию.

Downlink channelization – формирование группового сигнала для передачи по линии «спутник-Земля».

Downlink – линия «спутник-Земля». Линия связи, используемая для передачи информации от спутникового ретранслятора к наземным станциям, расположенным в зоне радиовидимости КА. Ср.: uplink.

Downlinking – организация связи на линии «спутник-Земля».

Drift orbit – орбита пассивного полета КА.

DRS (Data Relay Satellite) – проект европейской системы релейной связи. Цель проекта – организация межспутниковых линий и каналов, предназначенных для высокоскоростной передачи информации в режиме реального времени между низкоорбитальными КА и наземными центрами сбора данных. Система разрабатывается итальянской компанией Alenia Spazio. В настоящее время осуществляется отработка принципов построения системы с помощью демонстрационного КА Artemis. См.: www.alespazio.it.

DTH (direct-to-home television) – непосредственное телевизионное вещание (НТВ). Одно из наиболее развитых направлений использования спутниковых систем в телевидении, основанное на применении малогабаритных приемных спутниковых терминалов с малым диаметром антенн.

Dual-mode handset [dual-mode terminal] – двухрежимный терминал. Портативный терминал радиотелефонной связи, обеспечивающий работу в двух режимах – через спутниковую сеть или наземную сеть сотовой связи одного из стандартов (GSM, АМРS, СDМА).

DVB (Digital Vidio Broadcast) – европейский стандарт цифрового телевизионного вещания. В стандарте применяется помехоустойчивое кодирование: внешний код – Рида–Соломона (204,188), внутренний код – сверточный. Вид модуляции – QPSK.

Продолжение следует


Предстартовый отcчет Teledesic

Teledesic – один из самых значительных телекоммуникационных проектов. Он предполагает создание глобальных широкополосных служб передачи информации (в том числе доступа к Internet и телефонной связи) и обслуживания видеоконференций. Спутниковая система, которая будет развернута не раньше 2003 г. (в нее войдут 288 низкоорбитальных КА), обойдется в 9 млрд долл. К финансированию причастны крупнейшие бизнесмены, такие как председатель Совета директоров компании Teledesic и один из руководителей проекта Крейг Мак-Ко, глава Microsoft Билл Гейтс и саудовский принц Альвалид Бен Талал. Предлагаем вашему вниманию интервью, которое Стив Хупер, со-директор проекта Teledesic, дал Бобу Брауну, директору отдела новостей еженедельника Network World.

Б. Б.: Как сейчас обстоит дело с проектом Teledesic?

С. Х.: Мы находимся на этапе детального проектирования. Коллектив из 40 инженеров работает над созданием спутниковой системы в тесном сотрудничестве с компаниями Motorola, Boeing и Matra Marconi Space – крупнейшим изготовителем спутников в Европе. Teledesic – единственный в мире оператор связи, имеющий лицензию на предоставление услуг в Ка-диапазоне (по каналам «Земля-спутник» на частоте 28,6–29,1 ГГц и «спутник-Земля» на частоте 18,8–19,3 ГГц). Мы располагаем разрешением на глобальное использование диапазона данной области спектра и намерены получить лицензии во всех странах мира.

Б. Б.: Какова бизнес-модель проекта Teledesic?

С. Х.: Мы являемся поставщиками всех услуг системы Teledesic; в качестве системных интеграторов мы намерены привлечь к проекту IBM Global Systems и EDS, а в качестве дилеров – региональных операторов. Мы не собираемся создавать новую систему дистрибуции – фирма предпочитает использовать уже действующие каналы продаж.

Б. Б.: Чем будет Teledesic – преимущественно передающей средой типа магистральных каналов или службой, обеспечивающей доставку информации из пункта А в пункт Б?

С. Х.: Это будет служба, обеспечивающая постоянный широкополосный доступ с любой точкой планеты. Мы свяжем вас с адресатом и на другой стороне улицы, и на противоположной стороне Земного шара.

Б. Б.: Как справилась компания с задержками при передаче речевых сигналов по спутниковой сети?

С. Х.: Вся система разрабатывалась так, чтобы быть совместимой со стандартом в данной области; для нас это – волоконно-оптическая связь. По таким показателям, как вероятность ошибок в канале, емкость канала и время задержек, наша спутниковая система будет работать точно так же, как волоконно-оптическая сеть. Преимущество низкоорбитальных спутников состоит в том, что они обеспечивают меньшие задержки, чем геостационарные, и могут удовлетворить требованиям служб передачи речевого сигнала.

Б. Б.: В чем будет состоять отличие Teledesic от Iridium?

С. Х.: Одна из выгод, полученных нами при подписании соглашения с компанией Motorola, состоит в том, что мы приобщились к ее опыту создания системы Iridium – как положительному, так и отрицательному. Сходство ограничивается лишь тем, что обе системы базируются на низкоорбитальной спутниковой группировке. Но если сеть Iridium нацелена на предоставление услуг узкополосной телефонии, то наша сеть – на широкополосную связь. Скорость передачи данных в Iridium составляет не более 2,4 кбит/с, а нижняя граница пропускной способности канала Teledesic – 2 Мбит/с (максимальное значение – 155 Мбит/с, ОС-3). К тому же мы являемся стационарной службой и не специализируемся на обслуживании мобильных пользователей.

Б. Б.: Можете ли Вы рассказать, в качестве примера, с какими потенциальными клиентами уже велись переговоры?

С. Х.: Компания McDonald's была бы счастлива иметь связь со всеми своими многочисленными торговыми партнерами по всему миру. Сегодня это недоступно, так как далеко не с любым из них компания способна связаться. Фирмы типа McDonald's смогут организовывать собственные виртуальные сети через Teledesic. Мы не думаем, что Teledesic удовлетворит абсолютно все телекоммуникационные потребности. Но чтобы соединить подразделения в Европе, Азии, Африке и Австралии, необходима спутниковая система, а сегодня это – только Teledesic.

Б. Б.: Из-за неудачи с запуском спутника по проекту Globalstar и отсрочки начала коммерческой эксплуатации сети Iridium создается впечатление, что со спутниковыми системами не все гладко. Каковы в этом контексте перспективы отрасли и проекта Teledesic в частности?

С. Х.: Задержка с Iridium составила всего пару месяцев. Мне это вовсе не кажется существенным, ведь речь идет о долгосрочном проекте. Я работал в области радиосвязи, и начиная с 1989 г. производители ежегодно обещали реализовать стандарт CDMA, свершилось же обещанное только в 1996 г. Старт проекта – лишь один из факторов, который «обнажает» скрытые проблемы, присущие запуску спутников на орбиту.

Б. Б.: В рамках проекта Teledesic уже запущены какие-либо КА?

С. Х.: В начале 1998 года осуществлен запуск пробного спутника для тестирования работы оборудования в Ka-диапазоне. Реальные запуски начнутся в 2001 г.

Б. Б.: Что надо сделать типичному администратору информационной службы, чтобы подготовиться к наступлению эры Teledesic?

С. Х.: Мы полагаем, что сетевым администраторам следует осознать, какие возможности открываются для их будущих глобальных сетей. Ясно, что Teledesic облегчит их труд и позволит сэкономить массу средств, когда дело дойдет до организации связи со всеми подразделениями компании. Наша служба станет доступной уже через пять лет, а это не такой уж большой срок – примерно три цикла планирования для большинства корпораций.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями