СПОСОБЫ ОРГАНИЗАЦИИ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ
Под космической связью понимается радиосвязь в интересах корреспондентов наземного, морского, воздушного или космического базирования, имеющую участки распространения радиоволнза пределами ионосферы.
Спутниковая связь – это частный случай космической связи, когда радиосвязь между двумя и более корреспондентами наземного, воздушного или морского базирования осуществляется с использованием ретранслятора, размещенного на искусственном спутнике Земли (ИСЗ).
В настоящее время имеет место устойчивая тенденция повышения роли спутниковой связи в системах связи любого, в том числе и военного, назначения.
Так же, как и в радиосвязи, используются два способа организации спутниковой связи – в радиосети и в радионаправлении. Способ организации связи в радиосети предполагает возможность одновременной работы трех и более станций. Связь по направлению ограничивается одновременной работой двух корреспондентов. В соответствии с известными достоинствами и недостатками этих способов связи планируется и их применение.
Связь в радионаправлении чаще используется в интересах тех направлений связи, где необходимо передавать значительные потоки информации, в особенности документального характера (Рис. 0.18).
Рис. 0.18. Направление спутниковой связи
Связь в радиосети используется в большей степени в интересах командной связи, когда необходимо передавать короткие распоряжения сразу нескольким корреспондентам. Кроме того, радиосеть позволяет обеспечивать взаимный обмен между корреспондентами в порядке, определяемом главной инстанцией. Под способом построения радиосети спутниковой связи будем понимать порядок применения ресурса спутниковой связи для создания сети с заданными свойствами. В соответствии с этим можно выделить следующие способы построения радиосетей спутниковой связи.
Циркулярная радиосеть спутниковой связи – это способ построения сети, при котором ресурсом ретрансляции наделяется только одна станция, а структура радиосети представляет собой совокупность симплексных направлений от главной станции сети (Рис. 0.18).
Рис. 0.19. Циркулярная сеть спутниковой связи
Узловая радиосеть спутниковой связи – это способ построения сети, при котором ресурсом ретрансляции наделяются все ее станции, а структура радиосети представляет собой совокупность дуплексных направлений. (Рис. 0.20).
Радиосеть спутниковой связис предоставлением ресурса по требованию – это способ построения сети спутниковой связи, при котором ресурс ретрансляции сети обобществляется и предоставляется станциям в соответствии с их приоритетом. Реализация способа может быть различной. Предоставление ресурса может осуществляться автоматически или организационным путем – по расписанию (Рис. 0.21).
Рис. 0.20. Узловая сеть спутниковой связи
Рис. 0.21. Сеть спутниковой связи с предоставлением ресурса
Линии спутниковой связи с использованием переприема на главной станции – это способ построения спутниковой связи, при котором все станции наделяются ресурсом ретрансляции, а структура сети представляется совокупностью направлений, использующих переприем на главной станции (Рис. 0.22).
Рис. 0.22. Сеть спутниковой связи с переприемом
Источник
Способы организации сетей спутниковой связи
Способы организации работы сетей спутниковой связи при всём их многообразии можно свести к рассмотрению линии связи между двумя земными станциями при различных вариантах использования ретранслятора. Наибольшее распространение получили следующие три варианта организации связи между двумя пунктами (рис.1.4).
Рис. 1.4. Схемы систем связи: а — непосредственная дуплексная связь; б — непосредственная дуплексная многоканальная связь; в — схема связи «каждый с, каждым»; г — асинхронная система дуплексной связи.
1. Дуплексная связь между двумя пунктами. При этом считается, что ретранслятор используется только парой станций (однократное использование ретранслятора или однократный доступ) — рис.1.4,а,б. Здесь обе станции эквивалентны.
2. Дуплексная связь между несколькими земными пунктами, при свободном доступе к ретранслятору — связь «каждый с каждым» (рис.1.4,в). Подобно первому случаю, связь между двумя станциями осуществляется непосредственно, но ретранслятор одновременно используют несколько пар (система связи с многократным или многостанционным доступом).
3. Дуплексная связь между одной центральной станцией и несколькими, периферийными — радиальная связь (рис.1.4,г). Ответы последних передаются независимо друг от друга. Система связи такого типа относится к классу циркулярных систем, так как станции с меньшим объемом информации (периферийные) устанавливают связь между собой лишь через центральную станцию – система связи с центральной станцией.
Рассмотрим эти способы организации связи и оценим их преимущества и недостатки.
Системы с однократным доступом.Возможны два случая в построении таких систем связи: 1) передача одноканальных сообщений с широким спектром — рис.1.4,а; 2) передача многоканальных сообщений с узким спектром — рис.1.4,б. На рисунке КАУ — комплекс аппаратуры уплотнения, осуществляющий уплотнение и разделение сообщений отдельных абонентов. Оба направления 1-2-3 и 3-2-1 в данном варианте являются равноинформативными. В обоих случаях могут передаваться как аналоговые, так и дискретные сообщения [1,2].
Частным случаем описанной системы дуплексной связи является сеть радио и телевидения, характеризующаяся отсутствием ответной радиолинии. Ввиду полной эквивалентности радиолиний в рассматриваемой системе дуплексной связи можно ограничиться анализом лишь одной из них, например, линии связи 1-2-3.
Обобщённую схему системы связи с однократным доступом к активному спутнику можно представить в виде, приведённом на рис.1.5.
В пункте А передаваемые абонентами 1, 2, …, N сигналы подводятся к аппаратуре уплотнения каналов АУ. Назначение последней – обеспечить передачу по одной линии связи нескольких сигналов. От АУ колебания передаются к модулятору М передающего устройства ПУ, в состав которого входит передатчик П. Затем по фидеру передатчика Фп модулированные колебания с несущей частотой f1 излучаются передающей антенной Ап в сторону ИСЗ. На борту спутника колебания с несущей частотой f1 принимаются антенной Апр б и по фидеру бортового приемника Фпр б подводятся к входу приемника Пр б . После усиления и необходимых преобразований во вспомогательной ступени ВС (например, перехода с несущей частоты f1 на несущую частоту f3) эти колебания поступают на вход бортового передатчика Пб и по фидеру Фп б на бортовую передающую антенну Ап б , излучающую колебания с частотой f3 в сторону Земли.
Колебания несущей частоты f3 принимаются в пунктеБ земной приемной антенной Апр и затем по фидеру Фпр подаются на вход приемника Пр, входящего в состав приемного устройства ПрУ. После прохождения детектора Д колебания подводятся к аппаратуре разделения каналов АР, а затем поступают к корреспондентам 1, 2, …, N.
Рис.1.5. Обобщённая схема системы связи через ИСЗ.
Связь от пункта Б к пункту А подобна рассмотренной, однако для предотвращения взаимных помех используются другие частоты f2 и f4. Таким образом, для дуплексной работы в системах связи между двумя станциями через ИСЗ требуется четыре частоты.
Системы с многостанционным доступом.Рассмотрим второй вариант построения системы спутниковой связи — многоканальную асинхронную систему связи со свободным доступом в систему связи всех корреспондирующих объектов (1,3,4,5). В этом случае через общий ретранслятор осуществляется независимая связь между любыми двумя точками (ретранслятор со свободным доступом) (рис. 1.4,в). В данном случае сигналы отдельных станций можно разделять по частоте, форме и времени (см. пункт 1.4). При частотном разделении на ретранслятор поступает многочастотный сигнал с большим пик-фактором, что существенно снижает эффективность использования мощности ретранслятора. Снизить потери можно применением ретранслятора с демодуляцией и последующим уплотнением (временным или частотным) сигналов отдельных направлений. При использовании дискретных сигналов для этих целей можно применять ретранслятор без демодуляции сигналов.
Системы с центральной станцией.Рассмотрим третий вариант построения системы спутниковой связи (рис.1.4,г). В этом случае в ответных радиолиниях чаще всего применяется частотное разделение отдельных направлений, хотя в принципе возможно использование и других способов многостанционного доступа. Функциональная схема системы связи этого типа представлена на рис. 1.4,г. Станция 1 на частоте f0излучает групповой сигнал, предназначенный для станций 3,4,5. Ответная информация станций 3,4,5 передается независимо друг от друга. В этой системе возможны два варианта построения ретранслятора: без демодуляции сигнала (ретрансляция на радиочастоте) и с демодуляцией сигнала (ретрансляция на низкой частоте). В ретрансляторе без демодуляции сигнала сигнал усиливается и переносится на другую несущую частоту (см. рис.1.5). На радиолиниях 2-3 и 2-1 в принципе можно использовать сигналы различной формы, возможна также реализация случая, когда в ретрансляторе демодулируются сигналы отдельных направлений с последующим уплотнением их в групповой сигнал.
В этом варианте, как и в предыдущем, возможны два типа сообщений: аналоговые и дискретные. При аналоговых сообщениях, например, многоканальная телефония, чаще всего используется частотное уплотнение с частотной модуляцией. При дискретных сообщениях может быть применено асинхронное временное уплотнение.
Характерной особенностью радиолинии 1-2-3 (1-2-4, 1-2-5) является то, что на линиях Земля-ретранслятор и ретранслятор-Земля сохраняется характер сигнала (дискретный или аналоговый). На обратной радиолинии 3-2-1 (или 4-2-1, 5-2-1) чаще всего применяется частотное разделение, когда аналоговые или дискретные сообщения различных станций передаются на разных частотах. В этом случае, если используется ретранслятор без демодуляции сигнала, на линии 2-1 существует многочастотный сигнал, имеющий большой пик-фактор, что, как известно, снижает эффективность использования мощности ретранслятора. Для борьбы с потерями принципиально возможен вариант установки на ретрансляторе индивидуальных радиопередатчиков для раздельной ретрансляции сигналов каждой ЗС (3,4,5). Но при этом возникают затруднения технического характера: трудно исключить взаимное влияние радиопередатчиков через общую антенну, так как использовать индивидуальные антенны практически невозможно из-за ограниченных габаритов ИСЗ.
Энергетически более выгодным вариантом организации таких линий связи является применение ретранслятора со сложной обработкой сигнала, включающей демодуляцию сигналов отдельных направлений и их последующее асинхронное временное уплотнение. В этом случае на радиолинии 2-1 передается дискретный сигнал, и использование мощности ретранслятора будет наилучшим. Промежуточным случаем применения частотного и временного уплотнения сигналов различных направлений является случай, когда вначале осуществляется демодуляция сигналов отдельных направлений, а затем их частотное уплотнение и передача группового сигнала по способу частотной модуляции.
Источник
2.3. Способы организации связи спутниковыми средствами
В настоящее время имеет место устойчивая тенденция повышения роли спутниковой связи в системах военной связи. В современных локальных войнах, вооруженных конфликтах, миротворческих и специальных операциях спутниковые средства связи могут применятся в звене от Пентагона до мотострелкового батальона включительно.
Так же, как и в радиосвязи, известно два способа организации спутниковой связи – по направлению и сети.
Направление спутниковой связи – это способ организации связи между двумя станциями спутниковой связи, одна из которых является главной (Рис.14).
Рис. 14. Направление спутниковой связи.
Данный способ организации спутниковой связи используется на практике для организации тех направлений связи, в которых необходимо передавать значительные потоки информации, в особенности документального характера.
Сеть спутниковой связи – это способ организации спутниковой связи между тремя и более спутниковыми станциями (Рис. 15.).
Данный способ организации спутниковой связи используется в интересах командной связи, когда необходимо передавать короткие распоряжения сразу нескольким корреспондентам.
Рис. 15. Сеть спутниковой связи.
Для каждой станции спутниковой связи, работающей в сети или направлении, определяется ресурс пропускной способности (скорость передачи и приема информации на направлении станция – ретранслятор) и режим работы в стволе ретранслятора.
В соответствии с этим для современного поколения спутниковых средств можно выделить следующие способы построения сетей спутниковой связи: радиальная сеть спутниковой связи; узловая сеть спутниковой связи; сеть радио АТС спутниковой связи.
Рассмотрим организацию этих сетей.
Радиальная сеть спутниковой связи – это сеть, в которой организуются закрепленные направления от одной главной (центральной) к нескольким подчиненным (оконечным) станциям.
Радиальное направление связи – это направление связи, организованное между двумя станциями спутниковой связи, одна из которых является главной. Как правило, радиальное направление организуется в многоканальном режиме.
Узловая сеть спутниковой связи – это сеть, в которой организуется связь главной (узловой) станции с подчиненными оконечными станциями и оконечных станций между собой как на закрепленных направлениях связи, так и на направлениях в режиме радио АТС .
Сеть радио АТС спутниковой связи – это сеть, в которой информационное направления организуются между абонентами на время передачи информации.
2.4. Способы организации связи проводными средствами
Проводная связь в зависимости от условий обстановки и наличия сил и средств может быть организована по направлениям или по оси.
Направление проводной связи – способ организации связи между двумя пунктами управления (командирами, штабами) (Рис.16.).
Рис. 16. Направление проводной связи.
Ось проводной связи – способ организации связи, при котором связь старшего пункта управления (командира, штаба) с несколькими подчиненными пунктами управления (командирами, штабами) осуществляется по одной проводной линии, проложенной в направлении перемещения своего пункта управления или одного из пунктов управления подчиненных соединений (частей) (Рис. 17.).
Рис. 17. Ось проводной связи.
На рисунке приведен вариант структуры оси проводной связи. Ось проводной связи развертывается в составе опорных узлов связи и многоканальных линий между ними. Многоканальные линии образуются путем уплотнения кабеля дальней связи П-296 аппаратурой каналообразования П-302.
Проводная связь, организованная по направлениям, по сравнению с осью проводной связи обладает рядом достоинств: большой устойчивостью и пропускной способностью кабельных линий связи.Однако имеются и недостатки: повышенный расход сил и средств; отсутствие маневра каналами связи между направлениями.
Достоинствами оси проводной связи являются:
— значительная экономия в силах и средствах связи;
— быстрое установление связи; маневр каналами.
К недостаткам этого способа можно отнести:
— зависимость связи на отдельных направлениях от исправного функционирования осевой линии;
— зависимость пропускной способности направлений связи от канальной емкости осевой линии.
При прокладке линии связи, для защиты их от повреждений на практике используются складки местности, траншеи, ходы сообщений, а на подходах к узлам связи и при пересечениях с маршрутами движения транспорта и танков линии зарываются в землю или укладываются в ровики. Все это обеспечивает их защиту от повреждений и преднамеренного воздействия противника.
Источник
