Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2013

ния систем адаптации сигнально-ко- довых конструкций к условиям рас- пространения сигнала (ACM – adap- tive modulation and coding). Также очевидно и то, что если “где- то прибыло, то где-то и убыло”. В данном случае для фиксированного размера бортовой антенны при пере- ходе из Ku- в Ka-диапазон частот площадь обслуживаемой зоны на земле будет меньше в 4 раза, то есть ширина диаграммы направленности луча уменьшится в два раза. В ряде случаев это может рассматриваться как достоинство, например, для си- стем, требующих локальность обслу- живания. Для систем, предусматри- вающих широкую рабочую зону, узость луча – это недостаток. Пре- одолевается этот недостаток исполь- зованием многолучевой технологии, основой которой является реализация бортовой многолучевой антенной си- стемы. Но все же потери эффектив- ности каналов накапливаются с уве- личением числа лучей за счет конеч- ной их развязки и точности прицели- вания лучей, поэтому 6 дБ = A a - A u следует рассматривать как некий ги- потетический предел выигрыша в энергетике при переходе из Ku- в Ka- диапазон частот. Таким образом, из представленных оценок следует, что при запасе по энергетике менее 8 дБ в радиолиниях спутниковой системы в Кa-диапазоне надежность работы каналов может быть не хуже, чем для аналогичных систем Ku-диапазона. Аналогичные рассуждения можно продолжить, например, и при пере- ходе в диапазон частот Q/V [1]. О зоне обслуживания системы Ka на севере РФ По сути, все северные территории России относятся к зоне I и частично (район Мурманска) к зоне II [ITU-R, SM.1448]. В [2, 3] приведены оценки затухания в диапазоне частот Ku и Ka. Анализируя эти данные с уче- том того, что применение Ku- и Ka- диапазона потенциально идентично при условии, что запасы в радиоли- ниях Ka-диапазона не превосходят 8 дБ (см. выше), получается непло- хая ситуация. А именно, спутниковая система в Ka-диапазоне вполне может быть применена для работы абонен- тов на северных территориях России при углах места примерно до 7 град. и коэффициенте готовности каналов не менее 0,99 и до 10 град. при коэф- фициенте готовности 0,995 (к году). Таким образом, вполне возможно об- служивание северных территорий России примерно до 73 град. север- ной широты без какого либо ущерба в пропускной способности по отноше- нию к системе, реализованной в Ku- диапазоне. Очевидно, что при на- значении коэффициента готовности более 0,995 к году системы Ka-диапа- зона начнут проигрывать в энерге- тике радиолиний. Однако и это не означает, что их нельзя использовать. Дело в том, что себестоимость частот- ного ресурса многолучевого спутника Ka более чем на порядок ниже, чем на спутнике Ku традиционного ис- полнения. Всегда можно разменять энергетику на полосу частот. Ф ункциональные задачи спутников с ретрансляционной аппаратурой Ka-диапазона В табл. 1 предпринята попытка клас- сифицировать полезную нагрузку Ka-диапазона по ее основной функ- циональной задаче. В итоге спут- ники, представленные в таблице, от- мечены цветом в зависимости от це- левого функционального назначения бортовой ретрансляционной аппара- туры Ka-диапазона. Для краткости и однозначности результаты такого анализа сведены в табл. 2. Наиболь- ший интерес сегодня связан с разви- тием многолучевых спутниковых сетей массового обслуживания, кото- рые часто называют системами спут- никового ШПД. Причем сервисы, доступные в таких сетях, начинают предоставляться как для фиксиро- ванных абонентов, так и для абонен- тов, находящихся на подвижных средствах. Более того, проекти- руются и целевые системы Ka-диапа- зона для обслуживания подвижных средств в глобальном масштабе (сеть Global Xpress на основе группировки спутников Inmarsat 5) и региональ- ном масштабе (сеть Telenor на основе спутника Thor 7 для обслуживания в том числе северных морей). При- спосабливаются для этой цели и дей- ствующие сети Ka-диапазона компа- нии Viasat. С другой стороны, в ряде подобных систем диапазон Ka ис- пользуется исключительно для орга- низации широкополосных радиоли- ний с центральной станцией сети, а абонентские устройства работают в лучах (или луче) Ku-диапазона (первая такая многолучевая система iPstar работает с 2003 г., сегодня проектируется многолучевая сеть In- telsat Epic для подвижных абонен- тов). Особый интерес такие решения представляют при реализации широ- кополосных многолучевых спутнико- вых систем, в которых требуется сверхширокополосность на линии ЦС-КА и/или КА-ЦС, и уже рас- сматривается целесообразность пере- хода в Q/V-диапазон частот [1]. Другим интересным приложением спутниковых многолучевых сетей Ka-диапазона является организация 17 2013 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ И ВЕЩАНИЕ Функциональная техническая Достигаемое преимущество Целевые задача ретрансляционной радиослужбы аппаратуры Ka-диапазона Организация многолучевых Себестоимость частотного ресурса космического сегмента более чем на порядок ФСС + МСС + РСС спутниковых сетей массового ниже, чем себестоимость при традиционных решениях в Ku-диапазоне, обслуживания типа VSAT а ресурс сети распределяется на основе законов массового обслуживания Организация фидерных линий Широкополосность фидерной линии и/или упрощение международной координации РСС + МСС “Земля – космос” и “космос – Земля” Организация многолучевых Обеспечение спутникового ресурса для региональных систем вещания, РСС спутниковых сетей вещания в том числе организация HDTV, формирование локальных зон регионального вещания Организация локальных Оперативность организации широкополосных каналов связи в любом регионе ФСС + РСС перенацеливаемых лучей при использовании относительно малогабаритных абонентских станций Организация специальных сетей Малогабаритность абонентских станций и оперативность развертывания сети ФСС + РСС + МСС государственного назначения в любой обстановке Р етрансляционная аппаратура Ka-диапазона: функции, преимущество, радиослужбы Таблица 2