Mccaw-spor

Mccaw-spor h1>

Satellittkommunikasjon Basics.

De grunnleggende elementene i et satellittkommunikasjonssystem er vist i figur 1 nedenfor. Prosessen starter pa en jordstasjon – en installasjon designet for a sende og motta signaler fra en satellitt i bane rundt jorden. Jordstasjoner sender informasjon i form av hoydrevne, hoyfrekvente (GHz-omrade) signaler til satellitter som mottar og sender om signaler tilbake til jorden der de mottas av andre jordstasjoner i satellittets dekningsomrade. Omradet som mottar et signal om nyttig styrke fra satellitten er kjent som satellittens fotavtrykk. Overforingssystemet fra jordstasjonen til satellitten kalles uplink, og systemet fra satellitten til jordstasjonen kalles nedlinken.

Figur 1: Grunnleggende om satellittkommunikasjon.

Satellittfrekvensband.

De tre mest brukte satellittfrekvensbandene er C-bandet, Ku-bandet og Ka-bandet. C-band og Ku-band er de to vanligste frekvensspektrumene som brukes av dagens satellitter. For a forsta forholdet mellom antenndiameter og overforingsfrekvens, er det viktig a merke seg at det er et invers forhold mellom frekvens og bolgelengde – nar frekvensen oker, bolgelengden minker. Etter hvert som bolgelengden oker, er storre antenner (satellittskaler) nodvendige for a samle signalet.

C-band satellittoverforinger okkuperer frekvensomradet 4 til 8 GHz. Disse relativt lave frekvensene oversetter til storre bolgelengder enn Ku-band eller Ka-band. Disse storre bolgelengder av C-bandet betyr at en storre satellittantenne er nodvendig for a samle den minste signalstyrken, og derfor er minimumsstorrelsen pa en gjennomsnittlig C-bandantenn ca. 2-3 meter i diameter som vist pa figur 2.

Figur 2: C-band satellittantenne.

Ku-band satellitt-sendinger okkuperer frekvensomradet 11-17 GHz. Disse relativt hoyfrekvente transmisjonene tilsvarer kortere bolgelengder, og derfor kan en mindre antenne brukes til a motta den minste signalstyrken. Ku-bandantenner kan v re sa sma som 18 inches i diameter, som vanlig sett i RCA DSS og Sony DSS-systemene. Figur 3 nedenfor viser Ku-bandantenne til Sony DSS-systemet.

Figur 3: Ku-band Satellite Antenna.

Ka-band satellittoverforinger okkuperer 20 til 30 GHz frekvensomradet. Disse sv rt hoyfrekvente transmisjonene betyr sv rt sma bolgelengder og mottakende antenner med sv rt liten diameter.

Geosynchronous Earth Orbit (GEO) Satellitter.

I dag er det overveldende flertallet av satellitter i bane rundt jorden plassert pa et punkt 22.238 miles over jordens ekvator i en spesiell type geosynkron jordbane (GSO) kjent som Geostationary Earth Bane (GEO), eller det kalles noen ganger Clarke-bane . Dette er til re for Arthur C. Clarke, mannen som forst foreslo i 1945 at satellitter i geosynkrone baner kunne brukes til kommunikasjonsformal. Som vist i figur 4 er det i den noyaktige avstanden pa 22 238 miles at en satellitt kan opprettholde en bane med en rotasjonsperiode rundt jorden noyaktig lik 24 timer. Siden satellittene dreier seg om samme rotasjonshastighet pa jorden, ser de ut stasjon re fra jordens overflate. Derfor trenger de fleste jordstasjonsantenner (satellittskaler) ikke a bevege seg nar de har blitt rettet mot en mal satellitt i himmelen. Den matematiske avledningen av Clarke-bane er et straight-forward kalkuleringsproblem. (1)

Figur 4: The Clarke Orbit.

Medium Earth Orbit (MEO) Satellitter.

I lopet av de siste arene har teknologiske innovasjoner i romkommunikasjon gitt anledning til nye baner og helt nye systemdesign. Mellom jordbane (MEO) satellitt nettverk har blitt foreslatt som vil bane pa avstander pa ca 8000 miles. Signaler overfort fra en MEO-satellitt reiser en kortere avstand som oversetter til forbedret signalstyrke ved mottaksen. Dette betyr at mindre, lettere mottaksterminaler kan brukes. Ogsa siden signalet kjorer en kortere avstand til og fra satellitten, er det mindre transmisjon forsinkelse. Overforingsforsinkelse er tiden det tar for et signal a reise opp til en satellitt og tilbake til en mottaksstasjon. For sanntids kommunikasjon, desto kortere overforer forsinkelsen jo bedre. For eksempel krever en GEO-satellitt .25 sekunder for en rundtur. En MEO-satellitt krever mindre enn .1 sekunder for a fullfore jobben. MEOs opererer i 2 GHz og over frekvensomradet.

Low Earth Orbit (LEO) Satellitter.

Foreslatte LEO-satellitter er delt inn i tre kategorier: sma LEOer, store LEOer og Mega-LEOer. LEOer vil bane i en avstand pa bare 500 til 1000 miles over jorden. Denne relativt korte avstanden reduserer overforingsforsinkelsen til bare 0,05 sekunder og reduserer behovet for sensitivt og omfangsrikt mottaksutstyr. Lite LEOs vil operere i 800 MHz (.8 GHz) rekkevidde, store LEOer vil operere i 2 GHz eller over, og Mega-LEOs vil operere i 20-30 GHz-omradet. De hoyere frekvensene som er forbundet med Mega-LEOs, oversetter til mer informasjon, b reevne og muligheten til sanntids, lavforsinket videooverforing. Microsoft Corporation og McCaw Cellular (na kjent som AT & T Wireless Services) har samarbeidet med a distribuere 840 satellitter til a danne Teledesic, et foreslatt Mega-LEO satellittnettverk.

High Endurance Long Endurance (HALE) plattformer.

Eksperimentelle HALE-plattformer er i hovedsak sv rt effektive og lette fly som b rer kommunikasjonsutstyr som vil fungere som geosynkron satellitter med sv rt lav jordbane. Disse handverkene vil bli drevet av hoyeffektiv turbinmotorer eller en kombinasjon av batteri og solenergi. Pa en hoyde pa bare 70.000 fot, vil HALE-plattformer tilby overforingsforsinkelser pa mindre enn .001 sekunder og enda bedre signalstyrke for sv rt lette handholdte mottaksenheter. (2)

Med mer enn 200 satellitter der oppe i geosynkron bane, hvordan holder vi dem fra a lope inn i hverandre eller fra a forsoke a bruke samme sted i rommet? For a takle dette problemet, utpeker internasjonale tilsynsorganer som International Telecommunications Union (ITU) og nasjonale regjeringsorganisasjoner som Federal Communications Commission (FCC) stedene pa geosynkron bane hvor kommunikasjonssatellitter kan lokaliseres. Disse stedene er spesifisert i lengdegrad og er kjent som orbitale spor. Som svar pa den store ettersporselen etter orbitalspor har FCC og ITU gradvis redusert nodvendig avstand til bare 2 grader for C-band og Ku-band satellitter.

Ga tilbake til hovedmenyen. Copyright William Cook, 1996.