Systemy Telekomunikacji Satelitarnej część 1: Podstawy transmisji satelitarnej mgr inż. Krzysztof Włostowski Instytut Telekomunikacji PW chrisk@tele.pw.edu.pl
Systemy telekomunikacji satelitarnej literatura G.Maral and M.Bousquet, Satellite Communications Systems John Wiley & Sons, New York, 5 th Edition, 2004 B.G.Evans: Satellite Communications, John Wiley & Sons, New York, 2004 M.J.Miller, B. Vucetic and L. Berry, (Eds.), Satellite communications: Mobile and Fixed Services, Kluver Academic Publishers, Boston, 1998
Systemy telekomunikacji satelitarnej 1957 first satellite SPUTNIK: 85 kg in Earth orbit 1963 first geostationary satellite SYNCOM 1965 first commercial geostationary satellite Satellit Early Bird (INTELSAT I): 240 duplex telephone channels l 1976 three MARISAT satellites for maritime communication 1982 first mobile satellite telephone system INMARSAT-A (starts fully operational GEO global systems, for mobile maritime service) 1988 First Land Mobile Satellite System OMNITRACS starts to provide in North America land mobile satellite messaging and localization services 1991 ITALSAT (Italy) The first satellite with on board processing and multibeam coverage 1993 first digital satellite telephone system 1999 global satellite systems for small mobile phones
Systemy telekomunikacji satelitarnej Rozwój komunikacji satelitarnej 2000 OBP systemy radiokomunikacji osobistej (On-Board Processing) systemy wielowiązkowe ISL (Intersatellite Links) cyfrowa TV (DVB ) SS-TDMA 30/20GHz sieci VSAT systemy wielowiązkowe (multibeam) TDMA/PSK 1980 transponder hopping 14/12 GHz CDMA/PSK systemy radiokomunikacji ruchomej Inmarsat 1965 FDMA/FM telefonia globalna wiązka 6/4 GHZ SCPC/FM TV System Technologia Techniki Transmisyjne Usługi
Transmisja satelitarna DUŻA POJEMNOŚĆ SYSTEMU Satelita = 10 transponderów = 10x120 Mbit/s Całowita pojemność > 1 Gbit/s KOSZT NIEZALEŻNY OD ODLEGŁOŚCI USŁUGI SZEROKOPASMOWE - TV - szybka transmisja danych TRANSMISJA ROZSIEWCZA transmisja point-multipoint
Transmisja satelitarna satelita uplink downlink Naziemna stacja nadawcza Naziemna stacja odbiorcza
Transmisja satelitarna Funkcje realizowane przez satelitę telekomunikacyjnego: odbiór sygnałów z określonego obszaru na Ziemi wzmocnienie odebranych sygnałów konwersja częstotliwości uplink do downlink transmisja sygnałów do określonego obszaru na Ziemi
Orbity satelitarne kołowe eliptyczne (np. Tundra, Mołnia) orbity kołowe LEO (Low Earth Orbit) - odl. od Ziemi 300-1600km MEO (Medium Earth Orbit) 10000-15000km GEO (Geostationary Orbit) 35786 km
Orbity satelitarne
Orbity satelitarne GEO zalety: - satelita nieruchomy z punktu widzenia obserwatora na Ziemi - pokrywa ok. 42% powierzchni Ziemi wady: -duże tłumienie sygnału na drodze Ziemia-satelita (ok. 200dB) -duże opóźnienie sygnału (238-284ms) - nie pokrywa obszarów podbiegunowych LEO zalety: -dużo mniejsze tłumienie sygnału w porównaniu z orbitą GEO -małe opóźnienie sygnału wady: - satelita znajduje się w polu widzenia stacji naziemnej przez krótki czas wielokrotnie w ciągu doby - efekt Dopplera - potrzeba wiele satelitów do utrzymania nieprzerwanej łączności
Orbity satelitarne Orbita geostacjonarna 35786 km Opóźnienie Broadcast
Systemy satelitarne
Zakresy częstotliwości Pasmo Uplink Downlink C 5,925-6,425 3,700-4,200 6/4 X 7,900-8,400 7,250-7,750 8/7 Ku 14,000-14,500 10,950-11,200 14/11 11,450-11,700 Ku 14,000-14,500 17,300-18,100 11,700-12,200 12,200-12,700 14/12 DBS Ka 27,500-30,000 17,700-20,200 30/20 L 1,6265-1,6605 1,6605 1,530-1,559 1,559 mobile transponder: typowe wartości O PASMO: 36 to 72 MHz O EIRP 30 to 52 dbw
System Architecture Satellite Control Station (TT&C) Uplinks Space Segment Downlinks Earth Station Ground Segment
Transponder satelitarny C - band transponder 14 GHz 12 GHz Amp Mixer Amp Receiving Antenna Local Oscillator Transmitting Antenna Uplink Downlink
Segment satelitarny Parametry transpondera Częstotliwość pracy oraz szerokość pasma transpondera G/T (db/k) EIRP(dBW) efektywna moc wypromieniowana izotropowo OBO (Output Back-Off) parametr określajacy punkt pracy wzmacnica mocy HPA (High Power Amplifier)
Systemy satelitarne FSS Fixed Satellite Services (np. sieci VSAT) MSS Mobile Satellite Services (systemy Inmarsat) BSS Broadcasting Satellite Services ( TV, DVB..) RDSS Radiodetermination Satellite Services (GPS)