Особенности передачи сигналов

 

Запаздывание сигнала. Большая протяженность линии связи между земными станциями и ретранслятором, находящемся на борту ИСЗ, приводит к запаздыванию сигнала :

,

где – протяженность линии связи, – скорость света, – расстояние от спутника до поверхности Земли. Запаздывание сигнала при передаче дуплексных телефонных разговоров приводит к появлению вынужденных пауз в разговоре, потере контакта между абонентами, т.е. ограничивает естественность в беседе.

Эхо-сигналы. Запаздывание сигналов приводит к появлению заметных для абонентов эхо-сигналов, возникающих при переходе от четырехпроводных линий связи на двухпроводные из-за неидеальности дифференциальных систем. Эхо-сигналы проявляются в виде прослушивания абонентом своего разговора на время , равное удвоенному времени распространения сигнала между абонентами:

.

Эффект Доплера. Одной из особенностей систем связи через ИСЗ является возникновение эффекта Доплера. Изменение частоты колебания (частота Доплера) определяется по формуле

,

где – радиальная скорость движения источника (приемника) колебания. Эффект Доплера проявляется не только в изменении частоты несущей, но и в деформации передаваемого спектра. Для уменьшения влияния доплеровского сдвига частоты в приемниках устанавливают достаточно широкополосные входные фильтры и системы АПЧ. Компенсация эффекта Доплера может быть достигнута за счет введения в систему связи устройства с управляемой задержкой группового или ВЧ сигнала. Управление задержкой может осуществляться либо по программе, либо по пилот-сигналу.

Контроль сигнала, прошедшего через ретранслятор. Поскольку в системах связи все излучения бортовой антенны А могут быть приняты на станциях А и Б, в системах связи через ИСЗ можно осуществить контроль прохождения «своего» сигнала через ретранслятор. Так, для контроля прохождения через ретранслятор сигнала, излучаемого антенной АА1, на станции А достаточно установить разделительный фильтр РФ и второй приемник, настроенный на частоту . Аналогично на станции Б необходимо установить РФ и второй приемник на частоту . Сопоставление переданного и принятого сообщений позволит произвести проверку качественных показателей тракта связи.

Вспомогательные комплексы оборудования. К ним относятся:

система запуска спутников связи;

система контроля, прогнозирования и коррекции движения ИСЗ с соответствующим оборудованием;

системы телеуправления различными бортовыми приборами и оборудованием спутника;

системы телеметрии;

системы автоматического поиска и автосопровождения, обеспечивающие наведение антенн;

система единого времени.

 

7.3. Использование спутниковых каналов в сетях передачи
двусторонней информации

Простейшие телефонные сети строятся на основе некоммутируемых каналов. При использовании в таких сетях спутниковых систем передачи на этапе проектирования необходимо исключить двойные скачки в каналах связи между абонентами. В автоматических коммутируемых сетях предусмотреть трассы организуемых соединений невозможно, поскольку канал для каждого вызова организуется индивидуально и может включать в каждом частном случае разные участки сети. Если на каждом из участков применять спутниковые каналы, то избежать двойных скачков не удается. Рассмотрим решение данной проблемы на примере автоматической телефонной сети ВСС.

Спутниковые каналы связи, прежде всего, нецелесообразно использовать на путях последнего выбора, т.к. этот путь включает в себя от трех до пяти транзитных участков. Применение спутниковых каналов на этих участках обязательно приведет к появлению каналов с двумя и более скачками. При включении спутниковых каналов на прямых путях между АМТС двойные скачки невозможны и их применение будет эффективным. Спутниковые каналы могут использоваться на обходных путях от АМТС к УАК другой территории. В этом случае по спутниковому каналу связи вызов направляется с АТС на «чужой» УАК, который обслуживает вызываемую АМТС, а далее уже по ППВ, т.е. по наземным каналам, к вызываемой АМТС. Двойной скачок невозможен и здесь.

Поскольку доля прямых и обходных каналов велика (90%), спутниковые каналы могут использоваться в подавляющей части общей сети. Доля спутниковых каналов может быть увеличена за счет их использования на участках пути последнего выбора от АМТС к УАК1. В этом случае вызов, попав на «свой» УАК1 по спутниковому каналу связи (участок ППВ), далее пойдет по каналам ППВ, которые обязательно будут наземными к АМТС других территорий. Возможно, однако, появление двойных скачков при связи автоматических междугородних телефонных станций, находящихся на одной территории, через свой УАК1 т.е. по пути последнего выбора, если между ними нет прямых каналов из-за малой нагрузки. Во избежание этого, все АМТС указанной территории должны быть связаны прямыми пучками независимо от тяготения между ними. Качество обслуживания должно быть высоким (не более 1 % отказов). Увеличение высокого качества увеличивает стоимость канала, но в отдаленных районах такое решение может быть оправданным.

Двойные скачки можно исключить не только введением ограничений на способы включения спутниковых каналов, но и использования методов «отметки» того, спутниковый это канал или наземный. В этом случае при установлении соединения отмечается факт использования канала путем введения соответствующей отметки в сигналы системы сигнализации. На каждом узле, через который будет проходить вызов, отметка покажет, использовался ли уже спутниковый участок в соединении. Узел может решить, по какому каналу следует направить вызов дальше – спутниковому или наземному. Такой метод позволяет полностью снять ограничения на использование спутниковых каналов в сети.

Спутниковые системы связи могут применяться не только на участках междугородней сети, но и на внутризоновых сетях. Внутризоновые сети обычно строятся по радиальному принципу – все местные станции соединяются только с АМТС зоны и организуют каналы между собой через эту АМТС, которая также позволяет выходить им на междугороднюю сеть (рис.7.3,а). Применять спутниковые каналы на внутризоновых сетях наравне с наземными невозможно, т.к. при этом неизбежно будут возникать двойные скачки при связи местных станций. На внутризоновых сетях спутниковые станции следует устанавливать вблизи от АМТС, а так же у тех местных станций, которые не имеют возможности связаться с АМТС по наземным каналам и соединять их меду собой прямыми спутниковыми каналами, минуя АМТС, что исключает двойные скачки (рис.7.3,б). При этом на местных станциях, работающих со спутниковыми каналами, приходится устанавливать небольшие АМТС.

Рис. 7.3. Принципы построения зоновых сетей связи при использовании спутниковых каналов

 

Нежелателен выход местных станций на междугороднюю телефонную сеть через АМТС зоны, т.к. эта АМТС может работать по спутниковым междугородним каналам. Чтобы исключить такую возможность, необходимо иметь прямой выход с местной станции на АУК1 данной зоны. Вызов, попав с местной станции на этот УАК, далее пойдет по наземным каналам пути последнего выбора. Поскольку УАК1 может работать только с АМТС и не приспособлен для совместной работы с местными станциями, необходимо ввести в описанной части сети оконечную транзитную станцию, которая согласует работу местных станций с УАК.

На практике из-за ограниченности зоны, обслуживаемой одним спутником, приходится использовать каналы, образованные с помощью нескольких ИСЗ. При организации спутникового канала между земными станциями, находящимися в зонах обслуживания разных ИСЗ, если в системе не применяются межспутниковые линии передачи, избежать двойных скачков невозможно. Поэтому необходимо обеспечить условия, при которых спутниковый участок в канале связи будет включаться только в зоне обслуживания одного ИСЗ, а в зоне второго ИС этот канал будет организовываться в наземных системах передачи. Это возможно, если при организации соединения в зоне обслуживания одного ИСЗ будет использоваться спутниковый канал, по которому вызов обязательно попадет на узел коммутации первого класса. Тогда дальше по зонам других ИСЗ вызов пойдет по наземным каналам пути последнего выбора.