Моделирование. Курсовой проект содержит 36 страниц, 11 графических материала, 2 таблицы, 9 использованных источников
 Скачать 1.73 Mb.
|
ВВЕДЕНИЕЛюбая система связи зависит от некоторых основных системных параметров, которые и определяют качество связи. Так, если для сотовой связи таким основным параметром является высота подъема антенны базовой станции, то для систем спутниковой связи — это тип орбиты ее космического сегмента и характеристики орбиты. В целом любая спутниковая система связи состоит из трех сегментов: космического (или космической группировки), наземного (наземные станции обслуживания, станции сопряжения) и пользовательского сегмента. Сеть спутниковой связи на базе VSAT включает в себя три основных элемента: центральная земная станция (при необходимости), спутник-ретранслятор и абонентские VSAT терминалы. Центральная земная станция в сети спутниковой связи выполняет функции центрального узла и обеспечивает управление работой всей сети, перераспределение ее ресурсов, выявление неисправностей, тарификацию услуг сети и сопряжение с наземными линиями связи. Обычно ЦЗС устанавливается в узле сети, на который приходится наибольший трафик. Это может быть, например, главный офис или вычислительный центр компании в корпоративных сетях, или же крупный город в региональной сети. Абонентский VSAT терминал обычно включает в себя антенно-фидерное устройство, наружный внешний радиочастотный блок и внутренний блок (модем). Внешний блок представляет собой небольшой приемопередатчик или приемник. Внутренний блок обеспечивает сопряжение спутникового канала с терминальным оборудованием пользователя (компьютер, сервер ЛВС, телефон, факс УАТС). Спутники ретрансляторы сети VSAT строятся на базе геостационарных спутников-ретрансляторов. Это позволяет максимально упрощать конструкцию абонентских терминалов и снабжать их простыми фиксированными антеннами без системы слежения за спутником. Спутник принимает сигнал от земной станции, усиливает его и направляет назад на Землю. Важнейшими характеристиками спутника являются мощность бортовых передатчиков и количество радиочастотных каналов (стволов или транспондеров) на нем. Объект разработки – спутниковая линия связи, осуществляющая обмен данными между городами, расположенными внутри одной страны на значительном удалении друг от друга. Предмет разработки – расчёт основных характеристик: азимута, угла места, наклонной дальности «ЗС Курск» и «ЗС Саратов», затухания сигнала в свободном пространстве, ЭИИМ передающей земной станции и энергетического запаса на участках спутниковой Методологической основой работы является математическая статистика и теория вероятностей, а также рекомендации ITU-R P.525-2 (расчет ослабления в свободном пространстве), ITU-R P.618-10 (данные о распространении радиоволн и методы прогнозирования, необходимые для проектирования систем электросвязи Земля-космос), ITU-R P.839-3 (модель высоты слоя дождя, используемая в методах прогнозирования.), ITU-R P.840-5 (ослабление из-за облачности и тумана). Целью же курсового проекта является расчёт основных характеристик спутниковой линии связи Курск – искусственный спутник Земли «Экспресс-АМ6» – Саратов на базе VSAT и оптимизация его параметров: диаметра отражателя зеркально-параболической прямофокусной однозеркальной антенны на приемной и передающей сторонах, мощности передатчика, коэффициента шума малошумящего преобразователя. Для достижения поставленной цели необходимо реализовать следующие задачи: – определить особенности технологии VSAT; – осуществить математический расчет энергетических параметров спутниковой линии; – выполнить оптимизацию параметров передающей и приемной земных станций ЗС1 и ЗС2. 1 Технология VSAT1.1 Особенности технологии VSATVSAT (Very Small Aperture Terminal) – самая передовая в мире технология высокоскоростной спутниковой связи, основой которой является абонентский терминал с антенной малого диаметра, находящийся под управлением центральной земной станции спутниковой связи (ЦЗССС). Взаимодействие между ЦЗССС и VSAT происходит в Ka- диапазоне частот 18,2-19,7ГГц/29,5-30ГГц ГГц через спутник связи, находящийся на геостационарной орбите (ГСО). Данные спутники, как правило, используют множество антенных систем с узкой диаграммой направленности, что позволяет получить на небольшом участке земли (диаметром около 200-300км для одного луча) большую энергетику спутниковой радиолинии на одном и том же диаметре антенн VSAT, чем в более низких частотах C, Ku-диапазона. Данная концепция использования узких лучей и более высокого частотного диапазона позволяет существенно расширить пропускную способность спутника связи до 70 Гбит/с и скорости передачи данных на самих VSAT до 20Мбит/с (на VSAT). Тем не менее, Ka диапазон не поддерживает полносвязные топологии передачи данных (mesh) и больше подвержен затуханиям во время осадков с более быстрой деградацией радиосигнала, чем в Ku и C-диапазоне частот. При этом сильное снижение уровня радиосигнала во время сезонного ухудшения погоды, когда весь или большая часть узкого луча попадает в зону осадков, или высокой облачности, ведет к снижению общей пропускной способности сети VSAT в 2-3-и раза. Узкий луч Ka-диапазона по сравнению c широкими лучами Ku-диапазона, также не позволяет распределить общую загрузку сети VSAT в часы «пик», так как все работающие абоненты находятся в одном часовом поясе (для Ku диапазона разница в часовых поясах может достигать 8-и часов). Эти и некоторые другие особенности усложняют поддержание гарантированных скоростей спутниковых каналов передачи данных для требовательных и критичных сервисов, используемых корпоративными клиентами и отчасти поэтому, широкое распространение во всем мире Ka-диапазон получил только на рынке домашних пользователей (B2C)[1]. |