51.8 Acknowledgements

The author wishes to thank the Commission of the European Communities for making this work possible and Mr D Withers for his assistance.

Exercise 1.

Look through the text and write down all terms referring to communication satellites and systems.

Exercise2.

Read the text and translate it. Consult a dictionary. Be ready to translate the text in class in written form. (Translation-test)

Exercise3.

Make an oral report on one of the following problems:

1. The INTELSAT global network.

2. The main advantages of satellite communication for mobile stations.

3. Future developments of satellite communication.

51Communication спутники и системы

ПЕРВАЯ ЧАСТЬ 51.1-51.3.2 (фон)

51.1 Фон

В 1883, Константин Е Циолковский, российский учитель ex¬plained принципы полета ракеты в космосе. Двенадцать лет спустя он упомянул возможности искусственных спутников, окружающих землю вне ее атмосферы. Половину столетия спустя Артур К Кларк написал орбитальных радио-ретрансляционных станций (Кларк, 1945) и идентифицировал многие преимущества, которые спутниковая связь будет иметь по земным системам для коммуникации большого расстояния и broad¬casting. Прежде всего, он указал на уникальную ценность геостационарных спутников.

Спутник 1, первый искусственный спутник, был помещен в низкую орбиту (227 км x 941 км x 65.1 °) в октябре 1957 и стимулировал много других тестов и демонстраций практического применения для искусственных спутников в следующих годах, прежде всего для телекоммуникаций. К 1962 Телстар 1 (Дикисон, 1963) и Реле 1 (NASA, 1968) спутники продемонстрировал связи телефона большого расстояния между неподвижными земными станциями. К 1964 экспериментальный спутник, Syncom III, был помещен в точную геостационарную орбиту. В том же самом году ИНТЕЛСАТ, международный консорциум, имеющий цель подготовки глобальной спутниковой сети для неподвижных телекоммуникаций, возник. К июлю 1965 'Ранний' спутник, принятый ИНТЕЛСАТОМ и позже быть переименованным в ИНТЕЛСАТ в I Fl, был в действии, передавая телефонные звонки между Европой и Северной Америкой.

Много произошло с 1965. Спутники обеспечивают главный me¬dium для того, чтобы он соединил земные телекоммуникационные сети, область областью и страной страной, используя земные станции в неподвижных местоположениях, как правило с высокими антеннами выгоды. ИНТЕЛСАТ развился очень экстенсивно (Зал и Мосс, 1978; Сачдев, 1990). INTERSPUTNIK стал второй глобальной системой. Несколько региональных систем, таких как EUTELSAT, СПУТНИК ПАЛАПА и ARABSAT и много национальных сетей находятся теперь в операции.

Эти системы также стали важной средой для распределения материала телевизионной программы к земным broad¬casting станциям и позже прямо к дому. В прямо к домашнему телевидению эти спутники конкурируют, не только с terre¬strial радио и кабельным телерадиовещанием, но также и с недавно появляющимися мощными вещательными спутниками. И существенный рынок развился в поставке спутниковых средств реле для того, чтобы соединить сети небольших, дешевых земных станций по помещению пользователей.

Были ранние эксперименты с мобильными земными станциями как часть Технологической программы Спутника Приложений NASA во второй половине 1960-ых. Система MARISAT была настроена Communications Satellite Corporation, начиная в 1976, обеспечивать телефон и информационные службы спутником к торговым судам. Всемирно находящийся в собственности консорциум ИНМАРСАТА принял это func¬tion в 1982. Позже был широко распространенный интерес к спутниковой связи для авиалайнеров

51.2 Международные инструкции

51.2.1 Диапазоны частот

Из групп, ассигнованных для линий спутниковой связи между неподвижными земными станциями (ITU, 1990a), неподвижная услуга спутниковой связи, данные в Таблице 51.1 являются теми, которые уже используются или, вероятно, будут скоро использоваться для коммерческих систем в существенном масштабе. Следующие примечания относятся к этому столу:

a. Эти группы должны использоваться в соответствии с частотой и орбитальным планом распределения места, согласованным в 1987.

b. Область ITU 2 только (Северная Америка и Южная Америка). В Канаде, Мексике и США, у неподвижной услуги спутниковой связи есть выше alloca¬tion статус, чем любая из других услуг, с которыми группа

общий. (ITU, 1990c. )

c. Не в регионе ITU 2. Эта группа ассигнована исключительно для неподвижной услуги спутниковой связи во многих странах в регионах ITU 1 и 3.

d. Эти группы ассигнованы исключительно для неподвижных спутниковых и мобильных услуг спутниковой связи в большинстве стран.

Отчисления Частоты таблицы 51.1 на неподвижную услугу спутниковой связи

Эти группы также ассигнованы для земных систем радиосвязи кроме где иначе обозначено, и некоторые группы также ассигнованы, частично или полностью, для других видов космической системы.

Есть определенные другие группы, относительно узкие в полосе пропускания, также ассигнованной для неподвижной услуги спутниковой связи, в особенности приблизительно 2.6 ГГц, 3.6 ГГц и 6.6 ГГц, и выше 30 ГГц есть широкие группы, но ни одна из этих групп не используется очень в настоящее время.

Диапазоны частот, ассигнованные для связей между спутниками (ITU, 1990a) и мобильные станции (мобильные услуги спутниковой связи) на земле, морским путем или в воздухе и уже используемый для коммерческих систем, показывают в Таблице 51.2. Следующие примечания относятся к этому столу:

a. Не в регионе ITU 1 (Европа, Африка, Азиатский запад Персидского залива и всего СССР). Использование для мобильных спутниковых систем подвергается защите земных систем для который

группа также ассигнована. (ITU, 1990d, e. )

b. Область ITU 3 только (Австралазия и Азия, исключая СССР и страны к западу от Персидского залива). Иначе как примечание a.

c. Наземные транспортные средства могут использовать эти группы для низких систем данных битрейта при условии, что они не вмешиваются в использование судами. (ITU, 1990f. )

Связями, названными связями едока, между этими спутниками и станциями в закрепленных местоположениях на земле, управляют в группах, ассигнованных неподвижной услуге спутниковой связи (Таблица 51.1). Уже очевидно, что полоса пропускания, ассигнованная для спутника мобильным станционным связям, не будет достаточна для того, чтобы быстро вырастить системы и предполагаемый новый sys¬tems, особенно для обслуживания к наземным транспортным средствам, и распределение дополнительного спектра рассмотрят на конференции ITU в 1992.

Отчисления Частоты таблицы 51.2 на мобильные услуги спутниковой связи

Диапазоны частот ассигновали для передач информации из космоса от вещательных спутников (обслуживание вещательного спутника) и в настоящее время взятый в использование, хотя медленно, для телевидения как в Таблице 51.3

Диапазоны частот таблицы 51.3 ассигнованы для передач информации из космоса от вещательных спутников

Частота и орбитальные планы назначения места были составлены для этих групп (ITU, 1990 г). Едок связывается, которые несут сигналы pro¬gramme до этих спутников, могут быть назначенные частоты в группах, ассигнованных неподвижной услуге спутниковой связи для-связей. How¬ever, другие диапазоны частот, чтобы не использоваться для неподвижных спутниковых систем, были обойдены специально для этих связей едока, и планы назначения были составлены. Планы находятся в группах, данных в Таблице 51.4 (ITU, 1990-ый).

Различные другие группы были ассигнованы для спутникового вещания (передачи информации из космоса), в особенности приблизительно 42 ГГц и 85 ГГц, но есть мало признака в настоящее время этих отчислений, взятых в использование.

Наконец, диапазоны частот были ассигнованы (ITU, 1990a) для назначений на межлинии спутниковой связи, используемые для любого вида спутниковой системы. Главные группы ниже lOOGHz are:22.55GHz-23.55GHz; 32.0GHz-33. OGHz; 54.25GHz-58.2GHz; 59GHz-64GHz.

Диапазоны частот таблицы 51.4, ассигнованные для связей едока, используются в услугах ретрансляционного спутника

51.2.2 Ограничения на назначения частоты

Спутниковые системы делят спектр частоты с другими спутниковыми системами и, в большинстве диапазонов частот, с земными системами радиосвязи также. Следовательно вмешательство возникает. Чтобы подавить вмешательство к допустимым уровням, ограничениям на особенности систем, которые определяют, их ответственность, чтобы вызвать и перенести inter¬ference были согласованы. Кроме того, назначения зарегистрированы на международном уровне; новый пользователь частоты подчиняется зарегистрированному установленному пользователю под юрисдикцией другой страны, где нет никакого международного соглашения наоборот. Предполагается, что inter¬ference проблемы между системами, находящимися в пределах юрисдикции той же самой страны, будут решены правительством той страны. Ограничения и соглашения изменяются от обслуживания до обслуживания и от группы группе; более важные условия следующие.

В диапазонах частот в 12 ГГц, в которых планы назначения частоты были согласованы для спутникового вещания (ITU, 1990 г) и в группах в 14.5 ГГц andl 8 ГГц, где есть соответствующие планы назначения связи едока (ITU, 1990-ый), пределы были согласованы для всего спутника и земных станционных особенностей и всей эмиссии и орбитальных параметров, которые значительно затрагивают уровень вмешательства, которое эти системы могут вызвать друг другу. С очень незначительными исключениями радиостанциям других услуг, у которых также есть отчисления в этих группах, не разрешают вызвать существенное вмешательство к спутниковому вещанию, и они должны принять любое вмешательство, которое они получают от санкционированного спутникового вещания.

В диапазонах частот в 4.5, 7.0, 10.8, 11.3 и 13 ГГц, которые использовались в составлении частоты и орбитального плана распределения места, который предусматривает тот, установил спутниковую систему за страну (ITU, 1990b), ограничения были помещены в особенности оборудования и эмиссию и орбитальные параметры более гибкими способами, чем использовалось для спутникового вещания в 12 ГГц. Есть также процедуры, которые будут использоваться, когда системы настроены, используя эти распределения, чтобы гарантировать, чтобы эти системы не вмешивались в однудругой. Однако, эти диапазоны частот также ассигнованы для земных радио-услуг и мер, обрисованных в общих чертах ниже, чтобы ограничить вмешательство между земным и спутниковыми системами в полосах, которые не были запланированы услугу спутниковой связи, применяются в группах плана распределения также.

Эти два набора планов частоты относительно спутниковых систем ограничены геостационарными спутниками. Большинство спутников связи, работающих в других группах, также геостационарное, но некоторые используют другие орбиты. Спутники в негеостационарных экваториальных орбитах представили бы постоянную опасность вмешательства для геостационарных спутников. Негеостационарные спутники в орбитах чувствовали склонность к экватору, которые проходят через экваториальный самолет дважды в каждой орбите, могли вызвать и перенести неустойчивое вмешательство. Так как согласовано, чтобы geosta¬tionary спутниковая орбита была самой важной, специально для неподвижной услуги спутниковой связи, есть регулирование (RR 2613), который требует, чтобы sys¬tems, используя негеостационарные спутники, используя установленные спутниковые отчисления прекратил операцию всякий раз, когда это необходимо предотвратить вмешательство к геостационарной спутниковой системе (ITU, 1990i).

Есть также согласованные процедуры, осуществленные под super¬vision ITU, чтобы гарантировать, что владельцы предложенных новых геостационарных спутниковых систем и национальные правительства, под юрисдикцией которых они падают, встретятся с соответствующими представителями установленных геостационарных систем, принадлежащих другим странам, чтобы удостовериться, что проблемы вмешательства не будут возникать; это называют координацией частоты (ITU, 1990j). Когда координация частоты была успешно закончена, и новая система была принесена в операцию, частоты, назначенные на спутник, могут быть зарегистрированы в Основном Международном Реестре Fre¬quency, ведомом ITU. Способы, предназначенные, чтобы систематически иметь дело с риском вмешательства между non-geos¬tationary спутниками, еще не были разработаны.

Оставаться в рамках приемлемых пределов вмешательство, какая спутниковая причина передатчиков в станциях назначения земных линий радиосвязи, верхние границы были установлены для спектральной плотности потока власти (PFD), которую спутники, независимо от орбиты, могут настроить в поверхности Земли в диапазонах частот, разделенных с земными услугами (ITU, 1990k). Эти пределы меняются в зависимости от частоты и с углом возвышения, в котором спутниковый сигнал достигает земли. Однако, предел - 145dB относительно 1 ватта за m2 в полосе пропускания осуществления выборки 4 кГц типичен для диапазонов частот ниже 15 ГГц. Пределы Correspond¬ing относятся к власти земных передатчиков, работающих в группах, в которых работают спутниковые приемники.

Наконец есть проблема вмешательства между земными станциями, работающими со спутниками и передачей и станциями назначения земных систем радиосвязи. Как обычно, национальные правительства должны решить проблемы, возникающие между станциями под их юрисдикцией. Однако, если n