Системы связи с использованием геостационарных спутников

Персональная связь может быть реализована с помощью спутников-ретрансляторов, находящихся на геостационарной орбите GEO (Geostationary Earth Orbit), которые «зависают» над заранее выбранными точками Земли. Такое «зависание» обеспечивается высотой орбиты (35 875 км), на которой скорость перемещения КА совпадает со скоростью вращения Земли. Системы на основе геостационарных спутников, из-за постоянства их расположения над определенной точкой поверхности Земли, обладают рядом преимуществ при организации глобальной связи. К ним можно отнести:

Ø Отсутствие перерывов связи из-за взаимного перемещения КА и пользовательского терминала во время сеанса связи

Ø Охват связью 95% поверхности Земли системой, состоящей всего из 3 геостационарных спутников

Ø Отсутствие необходимости в организации межспутниковой связи (в отличие, например, от низкоорбитальных систем)

Известно, что большинство абонентских спутниковых терминалов, использующих технологию VSAT, обслуживаются спутниками-ретрансляторами, находящимися на геостационарной орбите. Высота геостационарной орбиты достаточно большая, поэтому в таких спутниковых системах есть крупный недостаток: длительная задержка между передачей и приемом сигнала. Кроме того, дополнительную задержку вносят атмосфера и приемопередающая аппаратура VSAT-терминалов и спутника-ретранслятора. На практике появление задержки приводит к тому, что при телефонном разговоре двух собеседников постоянно возникают паузы, что очень раздражает абонентов. Наличие задержек может служить препятствием к использованию телефонной связи, т. к. вследствие этого невозможно взаимодействие с другими сетями передачи данных. Действительно, поскольку геостационарная орбита находится на расстоянии около 36 000 км от поверхности Земли, то задержка из-за конечности скорости распространения радиосигнала составляет около 260 мс, если сигнал один раз проходит путь до спутника-ретранслятора и обратно (2 х 260 = 520 мс). Остальные перечисленные источники задержки не играют большой роли. При передаче данных задержка совершенно незаметна и может проявляться только в некотором снижении скорости обмена. Для устранения этого недостатка применяют специальные протоколы. Что же касается телефонной связи, то задержка сигнала чувствуется очень сильно и при высоких требованиях к каналу связи может быть неприемлема.

В последние годы разработано несколько проектов применения спутниковых GEO-систем для обеспечения персональной связи. Это проекты АРМТ (Asia Pacifik Mobil Telecommunications), ASC (Afro-Asian Satellite Communications), ACS (Asia Cellula Satellite) и др. Их отличительная особенность — применение спутников-ретрансляторов с большими (диаметром 12 м и более) многолучевыми антеннами.

Системы персональной связи на основе геостационарных спутников потенциально могут предоставить услуги, сравнимые с услугами низкоорбитальных систем, если формируемые на поверхности Земли соты будут примерно одинаковы. При этом размеры бортовой антенны КА, необходимые для формирования узкой диаграммы направленности, должны быть большими, но в пределах возможностей современных технологий.

Разворачивание и геостабилизация такой сложной антенны в космосе связаны с большим техническим риском, что является определяющим фактором при оценке экономической эффективности разрабатываемых проектов. В данном разделе приведен ряд проектов систем спутниковой персональной связи с использованием геостационарных спутников.