Komunikační satelit - Communications satellite

US Space Force Extrémně vysoké frekvence telekomunikační družice předává zabezpečené komunikace pro USA a dalších spojeneckých zemí.

Komunikační družice je umělá družice , že relé a zesiluje radiové telekomunikační signály pomocí transpondéru ; vytváří komunikační kanál mezi zdrojovým vysílačem a přijímačem na různých místech Země . Komunikační satelity se používají pro televizní , telefonní , rozhlasové , internetové a vojenské aplikace. K 1. lednu 2021 je na oběžné dráze Země 2224 komunikačních satelitů. Většina komunikačních satelitů je na geostacionární oběžné dráze 22 236 mil (35 785 km) nad rovníkem , takže se satelit jeví na stejném místě na obloze jako nehybný; proto satelitní parabolu antény pozemními stanicemi mohou být zaměřeny trvale na tomto místě a nemusí se pohybovat sledovat družice.

Vysokofrekvenční rádiové vlny používané pro telekomunikační spoje se pohybují podle zorného pole, a proto jsou překryty křivkou Země. Účelem komunikačních satelitů je přenášet signál kolem křivky Země, což umožňuje komunikaci mezi široce oddělenými geografickými body. Komunikační satelity využívají širokou škálu rádiových a mikrovlnných frekvencí . Aby se předešlo rušení signálu, mají mezinárodní organizace předpisy, pro které mohou určité organizace používat frekvenční rozsahy nebo „pásma“. Toto přidělení pásem minimalizuje riziko rušení signálu.

Dějiny

Počátky první umělé družice

Koncept geostacionárního komunikačního satelitu poprvé navrhl Arthur C. Clarke spolu s Michailem Tichonravovem a Sergejem Koroljovem na základě díla Konstantina Tsiolkovského . V říjnu 1945 publikoval Clarke v britském časopise Wireless World článek s názvem „Mimozemská relé“ . Článek popisuje základy rozmístění umělých satelitů na geostacionárních drahách za účelem přenosu rádiových signálů. Arthur C. Clarke je tedy často citován jako vynálezce konceptu komunikačního satelitu, stejně jako termín 'Clarke Belt' používaný jako popis oběžné dráhy.

Replika Sputniku 1

První umělou družicí Země byl Sputnik 1 . Vynesen na oběžnou dráhu Sovětským svazem 4. října 1957, byl vybaven palubním rádiem - vysílačem, který pracoval na dvou frekvencích 20,005 a 40,002 MHz, nebo 7 a 15 metrů vlnové délky. Družice nebyla umístěna na oběžnou dráhu za účelem odesílání dat z jednoho bodu na Zemi do druhého; rádiový vysílač měl studovat vlastnosti distribuce rádiových vln v ionosféře. Vypuštění Sputniku 1 bylo významným krokem v průzkumu vývoje vesmíru a raket a znamená začátek vesmírného věku .

Rané aktivní a pasivní satelitní experimenty

Existují dvě hlavní třídy komunikačních satelitů, pasivní a aktivní . Pasivní satelity odrážejí pouze signál přicházející ze zdroje směrem k přijímači. U pasivních satelitů není odražený signál na satelitu zesílen a do přijímače se ve skutečnosti dostane jen velmi malé množství přenesené energie. Protože je satelit tak vysoko nad Zemí, je rádiový signál zeslaben ztrátou dráhy volného prostoru , takže signál přijímaný na Zemi je velmi, velmi slabý. Aktivní satelity naopak zesilují přijatý signál a poté jej znovu vysílají do přijímače na zemi. Pasivní satelity byly prvními komunikačními satelity, ale nyní se používají málo.

Práce, které byly zahájeny v oblasti shromažďování elektrické inteligence v americké námořní výzkumné laboratoři v roce 1951, vedly k projektu s názvem Communication Moon Relay . Vojenští plánovači dlouhodobě projevovali značný zájem o bezpečné a spolehlivé komunikační linky jako o taktickou nutnost a konečným cílem tohoto projektu bylo vytvoření nejdelšího komunikačního okruhu v historii lidstva, přičemž Měsíc, přirozený satelit Země, funguje jako pasivní relé . Po dosažení první transeoceánské komunikace mezi Washingtonem, DC a Havajem dne 23. ledna 1956 byl tento systém veřejně uveden do provozu a v lednu 1960 uveden do formální produkce.

Atlas-B s SCORE na odpalovací rampě; raketa (bez pomocných motorů) představovala satelit.

Prvním satelitem účelově vytvořeným k aktivnímu přenosu komunikace byl Project SCORE , vedený agenturou Advanced Research Projects Agency (ARPA) a vypuštěný 18. prosince 1958, který pomocí magnetofonu přenášel uloženou hlasovou zprávu a také přijímal, ukládal, a znovu odesílat zprávy. Sloužilo k odeslání vánočního pozdravu světu od amerického prezidenta Dwighta D. Eisenhowera . Družice také provedla několik přenosů v reálném čase, než 30. prosince 1958 po 8 hodinách skutečného provozu selhaly nenabíjecí baterie.

Přímým nástupcem SCORE byl další projekt vedený ARPA s názvem Courier. Kurýr 1B byl spuštěn 4. října 1960, aby prozkoumal, zda by bylo možné vytvořit globální vojenskou komunikační síť pomocí satelitů „opožděných opakovačů“, které přijímají a ukládají informace, dokud jim není přiděleno jejich opětovné vysílání. Po 17 dnech komunikace ze satelitu ukončila porucha příkazového systému.

NASA družicových aplikací Program je zahájen první použita pro pasivní relé komunikací umělá družice Echo 1 dne 12. srpna 1960. Echo 1 byl aluminized balón satelit působí jako pasivní reflektor z mikrovlnných signálů. Komunikační signály byly od satelitu odrazeny z jednoho bodu na Zemi do druhého. Tento experiment se pokusil zjistit proveditelnost celosvětového vysílání telefonních, rozhlasových a televizních signálů.

Další prvenství a další experimenty

Telstar byl prvním aktivním komerčním satelitem pro přímou přenosovou komunikaci a označil první transatlantický přenos televizních signálů. Patřící do AT&T jako součást nadnárodní dohody mezi AT&T, Bell Telephone Laboratories , NASA, British General Post Office a French National PTT (Post Office) o rozvoji satelitní komunikace, byla spuštěna NASA z mysu Canaveral dne 10. Července 1962, v prvním soukromě sponzorovaném vesmírném startu.

Dalším pasivní relé experiment primárně určen pro účely vojenské komunikace byl Project West Ford , který vedl Massachusetts Institute of Technology ‚s Lincoln Laboratory . Po počátečním neúspěchu v roce 1961 rozpuštění 9. května 1963 rozptýlilo 350 milionů měděných jehlových dipólů a vytvořilo pasivní reflexní pás. Přestože se od sebe řádně oddělila jen asi polovina dipólů, projekt dokázal úspěšně experimentovat a komunikovat pomocí frekvencí v pásmu spektra SHF X.

Bezprostřední předchůdce z geostacionárních satelitů byl Hughes Aircraft Company ‚s Syncom 2 , která byla zahájena dne 26. července 1963. Syncom 2 byl první komunikační družice na geostacionární oběžné dráze . Jednou denně se točilo kolem Země konstantní rychlostí, ale protože stále mělo pohyb sever - jih, bylo k jeho sledování zapotřebí speciální vybavení. Jeho nástupce Syncom 3 , vypuštěný 19. července 1964, byl prvním geostacionárním komunikačním satelitem. Syncom 3 získal geosynchronní oběžnou dráhu bez pohybu sever -jih, takže vypadal ze země jako nehybný objekt na obloze.

Přímým rozšířením pasivních experimentů projektu West Ford byl program Lincoln Experimental Satellite , rovněž prováděný Lincolnskou laboratoří jménem amerického ministerstva obrany . LES-1 aktivní komunikační družice byla vypuštěna dne 11. února 1965, aby prozkoumala proveditelnost aktivní solid-state X pásmu dalekonosný vojenské komunikace. V rámci této série bylo v letech 1965 až 1976 vypuštěno celkem devět satelitů.

Mezinárodní komerční satelitní projekty

Ve Spojených státech došlo v roce 1962 k vytvoření soukromé korporace Communications Satellite Corporation (COMSAT), která podléhala instrukcím vlády USA o záležitostech národní politiky. Během příštích 2 let vedla mezinárodní jednání k dohodám Intelsat, což následně vedlo k vypuštění Intelsat 1, také známého jako Early Bird, dne 6. dubna 1965, a který byl prvním satelitem pro komerční komunikaci, který byl umístěn na geosynchronní oběžnou dráhu . Následné spuštění společnosti Intelsat v šedesátých letech minulého století poskytovalo služby na více destinacích a služby videa, zvuku a dat lodím na moři (Intelsat 2 v letech 1966–67) a dokončení plně globální sítě s Intelsatem 3 v letech 1969–70. V osmdesátých letech, s výrazným rozšířením komerční satelitní kapacity, byl Intelsat na cestě stát se součástí konkurenceschopného soukromého telekomunikačního průmyslu a začal získávat konkurenci jako PanAmSat ve Spojených státech, který byl paradoxně koupen jeho archivací v roce 2005.

Když byl Intelsat spuštěn, Spojené státy byly jediným startovacím zdrojem mimo Sovětský svaz , který se neúčastnil dohod Intelsat. Sovětský svaz vypustil svůj první komunikační satelit 23. dubna 1965 jako součást programu Molniya . Tento program byl v té době také jedinečný pro použití toho, co se poté stalo známým jako oběžná dráha Molniya , která popisuje vysoce eliptickou oběžnou dráhu , se dvěma vysokými apogey denně nad severní polokoulí. Tato oběžná dráha poskytuje dlouhou dobu setrvání nad ruským územím i nad Kanadou ve vyšších zeměpisných šířkách než geostacionární oběžné dráhy nad rovníkem.

Satelitní oběžné dráhy

Porovnání velikosti oběžné dráhy souhvězdí GPS , GLONASS , Galileo , BeiDou-2 a Iridium , Mezinárodní vesmírné stanice , Hubblova vesmírného teleskopu a geostacionární oběžné dráhy (a oběžné dráhy jejího hřbitova ) s Van Allenovými radiačními pásy a Zemí v měřítku.
The Moon ‚s orbita je kolem 9 krát větší než geostacionární oběžné dráze. (V souboru SVG najeďte myší na oběžnou dráhu nebo její štítek a zvýrazněte ji; kliknutím načtete její článek.)

Komunikační satelity mají obvykle jeden ze tří primárních typů oběžné dráhy , zatímco k dalšímu upřesnění orbitálních podrobností se používají jiné orbitální klasifikace . MEO a LEO jsou geostacionární oběžná dráha (NGSO).

  • Geostacionární satelity mají geostacionární oběžnou dráhu (GEO), která se nachází 22 236 mil (35 785 km) od zemského povrchu. Tato oběžná dráha má zvláštní charakteristiku, že zdánlivá poloha satelitu na obloze se při pohledu pozemským pozorovatelem nemění, zdá se, že satelit na obloze „stojí“. Důvodem je to, že oběžná doba satelitu je stejná jako rychlost rotace Země. Výhodou této oběžné dráhy je, že pozemní antény nemusí sledovat satelit po obloze, lze je zafixovat tak, aby směřovaly na místo na obloze, na kterém se satelit objeví.
  • Satelity střední oběžné dráhy Země (MEO) jsou blíže Zemi. Orbitální výšky se pohybují od 2 000 do 36 000 kilometrů (1 200 až 22 400 mi) nad Zemí.
  • Oblast pod středními oběžnými dráhami se označuje jako nízká oběžná dráha Země (LEO) a je asi 160 až 2 000 kilometrů (99 až 1 243 mi) nad Zemí.

Jak satelity v MEO a LEO obíhají Zemi rychleji, nezůstávají viditelné na obloze k pevnému bodu na Zemi nepřetržitě jako geostacionární satelit, ale objevují se pozemskému pozorovateli, aby překročil oblohu a „zapadl“, když jdou za Země za viditelným horizontem. Poskytování schopnosti nepřetržité komunikace s těmito nižšími oběžnými drahami proto vyžaduje větší počet satelitů, takže jeden z těchto satelitů bude vždy viditelný na obloze pro přenos komunikačních signálů. Vzhledem k jejich relativně malé vzdálenosti od Země jsou však jejich signály silnější.

Nízká oběžná dráha Země (LEO)

Nízké oběžné dráze (LEO), typicky je kruhová dráha o 160 až 2000 km (99 až 1243 mi) nad zemským povrchem, a odpovídajícím způsobem, období (čas se otáčet okolo země) asi 90 minut.

Vzhledem ke své nízké výšce jsou tyto satelity viditelné pouze v okruhu zhruba 1 000 kilometrů (620 mi) od bodu satelitu. Satelity na nízké oběžné dráze Země navíc rychle mění svoji polohu vzhledem k pozemské poloze. Takže i pro místní aplikace je zapotřebí mnoho satelitů, pokud mise vyžaduje nepřerušované připojení.

Satelity na nízké oběžné dráze jsou na oběžnou dráhu vypuštěny levněji než geostacionární satelity a vzhledem k blízkosti země nevyžadují tak vysokou sílu signálu (síla signálu klesá jako druhou mocninu vzdálenosti od zdroje, takže účinek je značný). Existuje tedy kompromis mezi počtem satelitů a jejich cenou.

Kromě toho existují důležité rozdíly v palubním a pozemním vybavení potřebném k podpoře těchto dvou typů misí.

Satelitní souhvězdí

Skupina družic pracujících ve shodě je známá jako satelitní souhvězdí . Dvě taková souhvězdí, určená k poskytování služeb satelitního telefonu , primárně do vzdálených oblastí, jsou systémy Iridium a Globalstar . Systém Iridium má 66 satelitů.

Je také možné nabídnout diskontinuální pokrytí pomocí satelitu s nízkou oběžnou dráhou Země schopného ukládat data přijatá při průchodu přes jednu část Země a přenášet je později při přechodu přes jinou část. To bude případ s kaskádovým systémem Canada ‚s CASSIOPE komunikační družice. Dalším systémem využívajícím tuto metodu ukládání a předávání je Orbcomm .

Střední oběžná dráha Země (MEO)

Střední oběžná dráha Země je satelit na oběžné dráze někde mezi 2 000 a 35 786 kilometry (1 243 a 22 236 mi) nad zemským povrchem. Satelity MEO jsou funkcemi podobné satelitům LEO. Satelity MEO jsou viditelné mnohem delší dobu než satelity LEO, obvykle mezi 2 a 8 hodinami. Satelity MEO mají větší oblast pokrytí než satelity LEO. Delší viditelnost satelitu MEO a širší stopa znamená, že v síti MEO je zapotřebí méně satelitů než v síti LEO. Jednou nevýhodou je, že vzdálenost satelitu MEO mu dává delší časové zpoždění a slabší signál než satelit LEO, ačkoli tato omezení nejsou tak závažná jako u satelitu GEO.

Stejně jako LEO tyto satelity neudržují stacionární vzdálenost od Země. To je v kontrastu s geostacionární oběžnou dráhou, kde jsou satelity vždy 35 786 kilometrů (22 236 mi) od Země.

Obvykle je oběžná dráha družice střední oběžné dráhy Země asi 16 000 kilometrů (10 000 mi) nad Zemí. V různých modelech tyto satelity provedou cestu kolem Země za 2 až 8 hodin.

Příklady MEO

  • V roce 1962 byl vypuštěn komunikační satelit Telstar . Šlo o satelit na oběžné dráze střední Země navržený tak, aby pomáhal zajišťovat vysokorychlostní telefonní signály. Ačkoli to byl první praktický způsob přenosu signálů přes horizont, jeho hlavní nevýhoda byla brzy realizována. Protože jeho oběžná doba asi 2,5 hodiny neodpovídala 24hodinovému rotačnímu cyklu Země, nebylo kontinuální pokrytí možné. Bylo zřejmé, že k zajištění nepřetržitého pokrytí je třeba použít více MEO.
  • V roce 2013 byly vypuštěny první čtyři ze souhvězdí 20 satelitů MEO. Tyto O3b družice poskytují širokopásmové internetové služby , a to zejména do vzdálených míst a námořní a za letu použití a na oběžné dráze ve výšce 8,063 km (5010 mi)).

Geostacionární oběžná dráha (GEO)

Pozorovateli na Zemi se satelit na geostacionární oběžné dráze jeví jako nehybný, v pevné poloze na obloze. Důvodem je to, že se otáčí kolem Země vlastní úhlovou rychlostí Země (jedna otáčka za hvězdný den , v rovníkové oběžné dráze ).

Geostacionární oběžná dráha je užitečná pro komunikaci, protože pozemní antény lze zaměřit na satelit, aniž by musely sledovat pohyb satelitu. To je relativně levné.

V aplikacích, které vyžadují mnoho pozemních antén, jako je distribuce DirecTV , mohou úspory pozemního vybavení více než převážit náklady a složitost umístění satelitu na oběžnou dráhu.

Příklady GEO

  • První geostacionární družice byla Syncom 3 , vypuštěná 19. srpna 1964 a sloužící ke komunikaci napříč Pacifikem počínaje televizním pokrytím letních olympijských her 1964 . Krátce po Syncom 3 byl 6. dubna 1965 vypuštěn Intelsat I , alias Early Bird , a umístěn na oběžnou dráhu na 28 ° západní délky. Jednalo se o první geostacionární satelit pro telekomunikace nad Atlantickým oceánem .
  • Dne 9. listopadu 1972, první geostacionární družice Kanady podávat kontinent, Anik A1 , byla zahájena Telesat Kanadě , se Spojenými státy po oblek s uvedením Westar 1 od Western Union 13. dubna 1974.
  • 30. května 1974 byla vypuštěna první geostacionární komunikační družice na světě, která byla stabilizována ve třech osách : experimentální družice ATS-6 postavená pro NASA .
  • Po vypuštění Telstar přes satelity Westar 1, RCA Americom (později GE Americom, nyní SES ) vypustil Satcom 1 v roce 1975. Byl to Satcom 1, který pomohl pomoci raným kanálům kabelové televize, jako jsou WTBS (nyní TBS ), HBO , CBN (nyní Freeform ) a The Weather Channel se staly úspěšnými, protože tyto kanály distribuovaly své programování všem místním koncovým stanicím kabelové televize pomocí satelitu. Navíc to byl první satelit používaný vysílacími televizními sítěmi ve Spojených státech, jako jsou ABC , NBC a CBS , k distribuci programů na své místní pobočky. Satcom 1 byl široce používán, protože měl dvakrát větší komunikační kapacitu než konkurenční Westar 1 v Americe (24 transpondérů oproti 12 z Westar 1), což mělo za následek nižší náklady na použití transpondéru. Satelity v pozdějších desetiletích mívaly ještě vyšší počty transpondérů.

Do roku 2000 postavilo Hughes Space and Communications (nyní Boeing Satellite Development Center ) téměř 40 procent z více než stovky satelitů v provozu po celém světě. Mezi další významné výrobce satelitů patří Space Systems/Loral , Orbital Sciences Corporation se sérií Star Bus , Indian Space Research Organisation , Lockheed Martin (vlastní dřívější obchod RCA Astro Electronics/GE Astro Space), Northrop Grumman , Alcatel Space, nyní Thales Alenia Space , se sérií Spacebus a Astrium .

Oběžná dráha Molniya

Geostacionární satelity musí operovat nad rovníkem, a proto se objeví níže na obzoru, když se přijímač dostane dále od rovníku. To způsobí problémy v extrémních severních šířkách, ovlivní konektivitu a způsobí vícecestné rušení (způsobené signály odrážejícími se od země a do pozemní antény).

V oblastech blízko severního (a jižního) pólu se tedy pod obzorem může objevit geostacionární satelit. Proto byly vypuštěny satelity na oběžné dráze Molniya, hlavně v Rusku, aby se tento problém zmírnil.

Oběžné dráhy Molniya mohou být v takových případech atraktivní alternativou. Dráha Molniya je velmi nakloněná, což zaručuje dobrou nadmořskou výšku nad vybranými polohami během severní části oběžné dráhy. (Nadmořská výška je rozsah polohy satelitu nad obzorem. Satelit na obzoru má tedy nulovou nadmořskou výšku a satelit přímo nad hlavou má nadmořskou výšku 90 stupňů.)

Dráha Molniya je navržena tak, aby satelit trávil velkou většinu času na dalekých severních zeměpisných šířkách, během nichž se jeho půdní stopa pohybuje jen nepatrně. Jeho období je jeden půlden, takže satelit je k dispozici pro provoz v cílové oblasti po dobu šesti až devíti hodin každou druhou revoluci. Tímto způsobem může souhvězdí tří satelitů Molniya (plus náhradní díly na oběžné dráze) poskytovat nepřerušované pokrytí.

První satelit řady Molniya byl vypuštěn 23. dubna 1965 a sloužil k experimentálnímu přenosu televizních signálů z moskevské uplinkové stanice do downlinkových stanic umístěných na Sibiři a ruském Dálném východě, v Norilsku , Chabarovsku , Magadanu a Vladivostoku . V listopadu 1967 sovětští inženýři vytvořili jedinečný systém národní televizní sítě ze satelitní televize , volal Orbita , to bylo založené na Molniya satelitech.

Polární oběžná dráha

Ve Spojených státech byl v roce 1994 založen National Polar-orbiting Operational Environmental Satellite System (NPOESS) za účelem konsolidace polárních satelitních operací NASA (National Aeronautics and Space Administration) NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). NPOESS spravuje řadu satelitů pro různé účely; například METSAT pro meteorologický satelit, EUMETSAT pro evropskou větev programu a METOP pro meteorologické operace.

Tyto oběžné dráhy jsou sluneční synchronní, což znamená, že každý den překračují rovník ve stejný místní čas. Například satelity na oběžné dráze NPOESS budou procházet přes rovník od jihu na sever v čase 13:30, 17:30 a 21:30

Struktura

Komunikační satelity se obvykle skládají z následujících subsystémů:

  • Komunikační užitečné zatížení, obvykle složené z transpondérů , antén a spínacích systémů
  • Motory používané k přivedení satelitu na požadovanou oběžnou dráhu
  • Sledování vedení stanice a stabilizace subsystém používá k udržení družici ve správném orbitu, s jeho antény ukázal správným směrem a jeho napájecí systém ukázal směrem ke slunci
  • Energetický subsystém používaný k napájení satelitních systémů, obvykle složených ze solárních článků a baterií, které udržují energii během zatmění Slunce
  • Subsystém velení a řízení, který udržuje komunikaci s pozemními řídicími stanicemi. Pozemní řídicí pozemské stanice monitorují výkon satelitu a kontrolují jeho funkčnost v různých fázích jeho životního cyklu.

Šířka pásma dostupná ze satelitu závisí na počtu transpondérů poskytovaných satelitem. Každá služba (televize, hlas, internet, rádio) vyžaduje pro přenos jinou šířku pásma. Obvykle se tomu říká rozpočtování odkazů a k dosažení přesné hodnoty lze použít síťový simulátor .

Přidělení frekvence pro satelitní systémy

Přidělení frekvencí satelitním službám je komplikovaný proces, který vyžaduje mezinárodní koordinaci a plánování. To se provádí pod záštitou Mezinárodní telekomunikační unie (ITU). Aby se usnadnilo plánování frekvence, je svět rozdělen do tří oblastí:

  • Region 1: Evropa, Afrika, Střední východ, dříve Sovětský svaz a Mongolsko
  • Region 2: Severní a Jižní Amerika a Grónsko
  • Region 3: Asie (kromě oblastí regionu 1), Austrálie a jihozápadní Pacifik

V těchto regionech jsou frekvenční pásma přidělena různým satelitním službám, ačkoli dané službě mohou být přidělena různá frekvenční pásma v různých regionech. Některé ze služeb poskytovaných satelity jsou:

Aplikace

Telefonie

Iridium satelit

První a historicky nejdůležitější aplikací pro komunikační satelity byla mezikontinentální dálková telefonie . Pevná veřejná komutovaná telefonní síť přenáší telefonní hovory z pozemních telefonů na pozemskou stanici , kde jsou pak přenášeny na geostacionární satelit. Downlink sleduje analogickou cestu. Vylepšení podmořských komunikačních kabelů díky použití optických vláken způsobilo na konci 20. století určitý pokles ve využívání satelitů pro pevné telefonování.

Satelitní komunikace se v mnoha aplikacích používá dodnes. Vzdálené ostrovy, jako je Ascension Island , Saint Helena , Diego Garcia a Velikonoční ostrov , kde nejsou v provozu žádné podmořské kabely, potřebují satelitní telefony. Existují také regiony některých světadílů a zemí, kde jsou pozemní telekomunikace vzácné až neexistující, například velké regiony Jižní Ameriky, Afriky, Kanady, Číny, Ruska a Austrálie. Satelitní komunikace také zajišťuje spojení s okraji Antarktidy a Grónska . Další využití půdy pro satelitní telefony jsou soupravy na moři, záloha pro nemocnice, armádu a rekreaci. Lodě na moři, stejně jako letadla, často používají satelitní telefony.

Satelitních telefonních systémů lze dosáhnout řadou prostředků. Ve velkém měřítku často bude v izolované oblasti místní telefonní systém s propojením na telefonní systém v hlavní pevninské oblasti. Existují také služby, které propojí rádiový signál s telefonním systémem. V tomto příkladu lze použít téměř jakýkoli typ satelitu. Satelitní telefony se připojují přímo k souhvězdí geostacionárních satelitů nebo satelitů s nízkou oběžnou dráhou. Hovory jsou poté přesměrovány na satelitní teleport připojený k veřejné přepínané telefonní síti.

Televize

Jak se televize stala hlavním trhem, její poptávka po simultánním dodávání relativně malého počtu signálů s velkou šířkou pásma mnoha přijímačům byla přesnější shoda možností geosynchronních comsatů. Pro severoamerickou televizi a rádio se používají dva typy satelitů: satelit přímého vysílání (DBS) a satelit pevné služby (FSS).

Definice satelitů FSS a DBS mimo Severní Ameriku, zejména v Evropě, jsou trochu nejednoznačné. Většina satelitů používaných pro přímou domácí televizi v Evropě má stejný vysoký výstupní výkon jako satelity třídy DBS v Severní Americe, ale používají stejnou lineární polarizaci jako satelity třídy FSS. Příkladem jsou kosmické lodě Astra , Eutelsat a Hotbird na oběžné dráze nad evropským kontinentem. Z tohoto důvodu jsou výrazy FSS a DBS na severoamerickém kontinentu více používány a v Evropě jsou neobvyklé.

Satelity pevných služeb používají pásmo C a spodní části pásma K u . Obvykle se používají pro přenosy do az televizních sítí a místních přidružených stanic (jako jsou kanály programů pro síťové a syndikované programování, živé záběry a zpětné vazby ), stejně jako pro dálkové studium škol a univerzit, obchodní televize ( BTV), videokonference a obecné komerční telekomunikace. Satelity FSS se také používají k distribuci národních kabelových kanálů do koncových stanic kabelové televize.

Volně vysílané satelitní televizní kanály jsou také obvykle distribuovány na satelitech FSS v pásmu K u . Tyto Intelsat Americas 5 , Galaxy 10R a AMC 3 satelity přes Severní Americe poskytuje docela velké množství FTA kanálů na jejich K u pásmu transpondérů .

Služba American Dish Network DBS také nedávno používala technologii FSS také pro jejich programové balíčky vyžadující jejich anténu SuperDish , protože síť Dish Network potřebuje větší kapacitu pro přenos místních televizních stanic podle předpisů FCC „must-carry“ a pro další šířka pásma pro přenos kanálů HDTV .

Přímý vysílací satelit je komunikační satelit, který vysílá do malých DBS satelitních antén (obvykle 18 až 24 palců nebo 45 až 60 cm v průměru). Družice přímého vysílání obecně fungují v horní části mikrovlnného pásma K u . Technologie DBS se používá pro služby satelitní televize orientované na DTH ( Direct-To-Home ), jako jsou DirecTV , DISH Network a Orby TV ve Spojených státech, Bell Satellite TV a Shaw Direct v Kanadě, Freesat a Sky ve Velké Británii, Irsko a Nový Zéland a DSTV v Jižní Africe.

Provoz při nižší frekvenci a nižším výkonem než DBS, FSS satelity vyžadují mnohem větší mísu pro příjem (3-8ft (1 až 2,5 m) v průměru pro K u pásmo a 12 stop (3,6 m) nebo větší pro C pásmu) . Používají lineární polarizaci pro každý RF vstup a výstup transpondérů (na rozdíl od kruhové polarizace používané satelity DBS), ale toto je menší technický rozdíl, kterého si uživatelé nevšimnou. Satelitní technologie FSS byla také původně používána pro satelitní televizi DTH od konce 70. let do začátku 90. let 20. století ve Spojených státech ve formě přijímačů a paraboly TVRO (TeleVision Receive Only). To bylo také používáno v jeho K u pásmu formě pro dnes již zaniklé PrimeStar službu TV se satelitním příjmem.

Byly vypuštěny některé satelity, které mají transpondéry v pásmu K a , například satelit SPACEWAY-1 DirecTV a Anik F2 . NASA a ISRO také zahájili experimentální družice nesoucí K kapely majáky v poslední době.

Někteří výrobci také představili speciální antény pro mobilní příjem DBS televize. Pomocí technologie GPS (Global Positioning System) jako reference tyto antény automaticky znovu míří na satelit bez ohledu na to, kde a jak je vozidlo (na kterém je anténa namontována). Tyto mobilní satelitní antény jsou oblíbené u některých majitelů rekreačních vozidel . Takové mobilní antény DBS používá také JetBlue Airways pro DirecTV (dodává LiveTV , dceřiná společnost JetBlue), které si cestující mohou prohlédnout na palubě na LCD obrazovkách namontovaných na sedadlech.

Rozhlasové vysílání

Satelitní rádio nabízí v některých zemích služby vysílání zvuku , zejména ve Spojených státech. Mobilní služby umožňují posluchačům toulat se po kontinentu a poslouchat stejné zvukové programování kdekoli.

Satelitní rádio nebo předplacené rádio (SR) je digitální rádiový signál vysílaný komunikačním satelitem, který pokrývá mnohem širší geografický rozsah než pozemní rádiové signály.

Satelitní rádio nabízí v některých zemích, zejména ve Spojených státech, smysluplnou alternativu k pozemním rádiovým službám. Mobilní služby, jako jsou SiriusXM a Worldspace, umožňují posluchačům toulat se po celém kontinentu a poslouchat stejné zvukové programy, ať jsou kdekoli. Jiné služby, jako je Music Choice nebo satelitní obsah dodávaný společností Muzak, vyžadují přijímač s pevným umístěním a parabolickou anténu. Ve všech případech musí mít anténa volný výhled na satelity. V oblastech, kde signál zakrývají vysoké budovy, mosty nebo dokonce parkovací domy, lze umístit opakovače, aby byl signál dostupný posluchačům.

Zpočátku byly k dispozici pro vysílání do stacionárních televizních přijímačů, do roku 2004 se objevily populární aplikace pro přímé mobilní vysílání s příchodem dvou satelitních rádiových systémů do USA: Sirius a XM Satellite Radio Holdings. Později se spojili a stali se konglomerátem SiriusXM.

Rádiové služby jsou obvykle poskytovány komerčními podniky a jsou založeny na předplatném. Různé služby jsou proprietárními signály, které vyžadují specializovaný hardware pro dekódování a přehrávání. Poskytovatelé obvykle disponují řadou zpravodajských, předpovědních, sportovních a hudebních kanálů, přičemž hudební kanály jsou obecně bez reklam.

V oblastech s relativně vysokou hustotou zalidnění je snazší a levnější dosáhnout větší části populace pomocí pozemního vysílání. Ve Velké Británii a některých dalších zemích se tedy současný vývoj rozhlasových služeb zaměřuje spíše na služby digitálního rozhlasového vysílání (DAB) nebo HD rádio než na satelitní rádio.

Amatérské rádio

Rádioamatéři mají přístup k amatérským satelitům, které byly navrženy speciálně pro přenos radioamatérského provozu. Většina takových satelitů funguje jako vesmírné opakovače a obecně k nim přistupují amatéři vybaveni rádiovým zařízením UHF nebo VHF a vysoce směrovými anténami, jako jsou Yagis nebo parabolické antény. Vzhledem k nákladům na vypuštění je většina současných amatérských satelitů vypuštěna na poměrně nízké oběžné dráhy Země a jsou navrženy tak, aby se v daném okamžiku vypořádaly pouze s omezeným počtem krátkých kontaktů. Některé satelity také poskytují služby pro předávání dat pomocí protokolů X.25 nebo podobných.

Přístup na internet

Po 90. letech 20. století byla technologie satelitní komunikace využívána jako prostředek k připojení k internetu prostřednictvím širokopásmových datových připojení. To může být velmi užitečné pro uživatele, kteří se nacházejí ve vzdálených oblastech a nemají přístup k širokopásmovému připojení nebo vyžadují vysokou dostupnost služeb.

Válečný

Komunikační satelity se používají pro vojenské komunikační aplikace, jako jsou Global Command and Control Systems . Příklady vojenských systémů, které používají komunikační satelity, jsou MILSTAR , DSCS a FLTSATCOM USA, satelity NATO, satelity Spojeného království (například Skynet ) a satelity bývalého Sovětského svazu . Indie zahájila svůj první vojenská telekomunikační družice GSAT-7 , jeho transpondéry pracovat v pásmu UHF , F , C a K u band pásma. Vojenské satelity obvykle operují ve frekvenčních pásmech UHF , SHF (také známé jako pásmo X ) nebo EHF (také známé jako pásmo K a ).

Sběr dat

Near-pozemní in situ monitorování životního prostředí zařízení (jako jsou meteorologických stanic , počasí bóje a radiosondami ), se mohou používat satelity pro jednosměrný přenos dat nebo obousměrný telemetrii a dálková ovládání . Může být založen na sekundárním užitečném zatížení meteorologického satelitu (jako v případě GOES a METEOSAT a dalších v systému Argos ) nebo ve vyhrazených satelitech (například SCD ). Rychlost přenosu dat je obvykle mnohem nižší než u satelitního přístupu k internetu .

Viz také

Reference

Poznámky

Citace

externí odkazy