8. TELEDESIC - ФАНТАСТИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ СИСТЕМЫ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ XXI ВЕКА

В качестве определяющей тенденции развития систем связи на рубеже XXI века является создание Всемирной сети связи . Предполагается, что это будет глобальная цифровая сеть с мощной сетевой и транспортной структурой, обеспечивающая пользователям широкий набор телекоммуникационных услуг, включая мультимедиа.

Глобальное цифровое кольцо будет построено на базе национальных сетей связи, объединенных в единую с точки зрения информационного пространства сеть связи на основе рекомендаций и стандартов МСЭ. Основой ее несомненно станут волоконно-оптические линии связи и системы спутниковой связи, существенно дополняющие и расширяющие возможности наземных сетей связи. Это предполагается реализовать в перспективных проектах ФСС.

Как показывает анализ перспективных проектов, основными тенденциями развития ФСС являются:

- наращивание пропускной способности за счет увеличения количества ретрансляционных стволов на спутнике и развертывания новых сетей в Ка диапазоне (20/30 ГГц);

- увеличение энергетических показателей ретрансляторов: ЭИИМ и ОД стволов;

- повышение эффективности использования частотно-орбитального ресурса за счет применения многолучевых антенн, повторного использования частот и др.;

- расширение парка ЗС с одновременным снижением габаритов и стоимости абонентских терминалов, а также переход на ЗС с меньшими диаметрами антенн.

Среди зарубежных проектов систем ФСС наиболее бурные споры вызывает проект суперсистемы TELEDESIC. Когда появились первые сведения о системе, содержащей около 1000 спутников, то многие восприняли это сообщение как чистую фантастику. Наиболее рьяные критики считают проект нереальным, прежде всего - из-за огромного количества спутников. Только на изготовление и запуск КА, по их мнению, может уйти 5-10 лет. Вполне возможно, что к тому времени появятся другие высокоэффективные способы передачи информации.

Идея создания больших систем, по словам Рассела Даггата, президента компании TELEDESIC, аналогична развитию компьютерной техники, когда от больших ЭВМ перешли к сетям передачи данных с использованием персональных компьютеров. Аналогичное явление происходит и со спутниковой связью: переход от тяжелых геостационарных КА к сетям спутниковой связи, построенным на базе большого числа легких низкоорбитальных КА.

В связи с тем, что система TELEDESIC недостаточно изучена, то ниже дается ее описание.

8.1. Возможности и принципы построения системы TELEDESIC

Система TELEDESIC (TELEDESIC Corporation, США) - это проект сверхбольшой спутниковой сети связи с распределенной архитектурой. Основное назначение системы - модернизация существующей телекоммуникационной инфраструктуры. Она обеспечит возможность доступа к перспективным службам связи, включая передачу широкополосных видов информации.

В настоящее время трудно предугадать какие стандарты и протоколы по сетям связи будут в XXI веке. Ясно одно, что спутниковые каналы должны иметь такие же характеристики, что и в наземных сетях связи. К их числу относятся малое время ожидания и высокие скорости передачи, свойственные волоконно-оптическим линиям связи. Очевидно, что традиционные геостационарные спутники не смогут обеспечить такие характеристики. В то же время система TELEDESIC имеет широкополосные каналы, что обеспечит в перспективе ее сопряжение с наземными волоконно-оптическими каналами связи.

Система TELEDESIC обеспечивает передачу информации в режиме "предоставления полосы частот по запросу" (bandwidth on demand) со скоростью передачи данных от 16 до 2048 Кбит/с (стандарт Е-1). Кроме того, для отдельных станций предусмотрена и более высокая скорость вплоть до 1,24416 Гбит/с (стандарт ОС-24). Широкий набор скоростей позволяет гибко и эффективно приспособить ресурсы системы к требованиям абонентов.

Качество обслуживания в системе TELEDESIC сравнимо с современными линиями ВОЛС. Надежность связи в средних широтах составит 99,9 при вероятности ошибки на бит 10^-9.

После ввода в эксплуатацию спутниковая система будет иметь емкость, эквивалентную пиковой нагрузке более чем 2 млн. одновременно устанавливаемых дуплексных соединений с базовой скоростью 16 Кбит/с. Это соответствует 20 млн. абонентов со стандартным уровнем загрузки, типичным для проводных линий связи. Реальная же емкость системы будет зависеть от средней скорости передачи в канале и его загруженности. Особенности построения системы TELEDESIC позволяют произвести наращивание ее пропускной способности без изменения архитектуры и распределения частот. Приведенные выше оценки сделаны с учетом реального (неравномерного) распределения абонентов по поверхности Земли.

В результате система обеспечит круглосуточный сплошной охват более 95% поверхности Земли и почти 100% ее населения.

Космический сегмент

Архитектура системы TELEDESIC уникальна и достаточна сложна. На низкие околоземные орбиты предполагается запустить 840 спутников (с учетом резерва 924). Спутники будут располагаться в 21 орбитальных плоскостях с высотой орбиты от 695 до 705 км. В каждой плоскости будет находиться до 40 рабочих КА и 4 резервных, равномерно размещенных в плоскости орбиты. Связь между соседними КА будет обеспечиваться с помощью межспутниковых линий (МСЛ). Такое построение системы создает возможность глобального охвата поверхности Земли.

Орбитальные плоскости имеют наклонение, характерное для солнечно-синхронных орбит (приблизительно 98,2° ). Восходящие узлы орбиты прилегающих плоскостей распределены через 9,5° по экватору, а спутники в них двигаются в одном и том же направлении. Между спутниками прилегающих плоскостей нет фиксированной фазовой зависимости, т.е. положение КА на одной из орбит не связано с положением спутников на других орбитах.

Спутник TELEDESIC внешне похож на цветок с восемью лепестками и большой, закрепленной на мачте, панелью солнечных элементов. Каждый лепесток состоит из 3 антенн с фазированной антенной решеткой, встроенными управляющим и приемопередающим устройствами. В транспортном положении спутник будет представлять цилиндр со следующими размерами: диаметр - 4,2 м, высота - 1,3 м.

Вес спутника TELEDESIC составляет 795 кг. На нем будет установлена двенадцатиметровая панель с солнечными элементами и выходной мощностью 11595 Вт.

Срок активного функционирования КА на орбите составляет 10 лет. Его стареющие или расходуемые компоненты, от которых в наибольшей степени зависит продолжительность работы КА (солнечные панели, батареи, топливо), подобраны таким образом, чтобы превысить 10-летний рабочий ресурс.

Первоначально в состав системы будут входить несколько резервных спутников, которые предполагается использовать для немедленного резервирования вышедших из строя КА. Спутники, которые отработали свой ресурс или сняты с эксплуатации, будут уводиться с орбиты. В ходе спуска в атмосферу они будут разрушаться и не превращаться в "космический мусор".

В системе TELEDESIC используется Ка диапазон частот (20-30 ГГц), который выделен, согласно международному распределению частот, для связи со стационарными объектами. Чтобы избежать больших потерь при распространении сигналов связь обеспечивается только при больших углах радиовидимости КА ( более 40°). Низкие орбиты , как известно, обеспечивают высокую надежность работы и задержки, характерные для ВОЛС, а абоненты могут работать с маломощными терминалами, используя малогабаритные антенны. Сочетание же низких орбит и высоких углов приводит к малой зоне охвата территории одним спутником и вследствие этого требует большого числа КА для глобального перекрытия.

Предыдущая страница............ Стартовая страница.............. Следующая страница