Особенности функционирования ССС типа "Инмарсат D+" на транспорте

Введение

Все сферы деятельности человека сегодня немыслимы без информационных технологий. Каждая из этих сфер нуждается в переработке огромного количества информации и в информационном обслуживании.
Наиболее оптимальным и единственно универсальным средством обработки информации в настоящее время является компьютер, помогающий человеку в его интеллектуальной деятельности.
Информационные технологии с применением компьютеров позволяют управлять огромными потоками информации. Эти технологии способны обрабатывать информацию, хранить практически любые ее объемы, передавать сведения в краткие сроки на любые расстояния и отображать результаты обработки данных в виде, облегчающем принятие решений.
Для передачи различных сигналов на протяженные расстояния используются спутниковые системы связи (ССC). Спутниковая связь в настоящее время является основным видом международной и национальной связи на большие и средние расстояния. Использование искусственных спутников Земли для организации связи продолжает расширяться по мере развития существующих сетей связи.
К середине семидесятых годов спутниковая связь отсчитала первое десятилетие. К тому моменту уже многие страны проявили сильный интерес к обретению своих собственных систем. Различные структуры (военные и правительственные) тоже начали создавать свои системы связи. И сразу были привлечены всеми достоинствами космической связи те, для кого связь представляет в буквальном смысле слова жизненный интерес. В начале семидесятых заинтересованные организации — начали задумываться о создании спутниковой системы, работающей в их интересах.
В 1975 г. Правительство СССР приняло решение об участии в создании и работе Международной организации спутниковой связи "Инмарсат. Целью организации было обеспечение системы связью и повышение безопасности перевозок. 
1. Международная спутниковая система связи «Инмарсат»
Инмарсат (Inmarsat) – система мобильной спутниковой радиосвязи, предлагающая пользователям по всему миру широкий спектр современных телекоммуникационных услуг, таких как голосовая телефонная радиосвязь, передача факсимильных сообщений и данных (включая пакетную передачу данных) на море, на суше и в воздухе.
Система спутниковой связи Инмарсат представляет собой систему искусственных спутников земли (ИСЗ), служащих в качестве активных ретрансляторов сообщений между специальными береговыми земными станциями (БЗС), соединенными международными и национальными линиями радиосвязи с наземными абонентами, судовыми (мобильными) земными станциями (СЗС). Система Инмарсат обеспечивает  передачу сообщений о бедствии, срочности и безопасности. 
Сигнал со спутникового терминала (телефона) поступает на орбитальный спутник, находящийся на околоземной орбите, далее сигнал со спутника передается на береговую станцию спутниковой радиосвязи, которая обеспечивает соединение с фиксированными наземными сетями радиосвязи. Практически то же самое, но в обратной последовательности происходит в случае, когда звонят на спутниковый телефон. В основе передачи информации, будь то факсимильное сообщение или компьютерные данные, лежит аналогичная схема.
Система Инмарсат обеспечивает своим пользователям по всему миру возможность надежной высококачественной радиосвязи с любым абонентом в любое время суток, независимо от характера передаваемой информации (служебная или частная).
Космический сегмент состоит из спутников системы Инмарсат, находящихся над экватором на геостационарной орбите, высота которой составляет около 35600 км (рис. 1). Спутники  располагаются в определенных точках над экватором. Они формируют глобальную зону покрытия. Каждый глобальный луч ИСЗ накрывает приблизительно одну треть земной поверхности.
Рисунок 1  ̶  Космический сегмент системы Инмарсат

Зона обслуживания системы разделена на 4 океанских региона ( рис. 2): 
Рисунок 2  ̶  Зоны действия спутниковой связи Инмарсат
Область обслуживания обеспечивает гарантированную пространственную доступность не менее одного ИСЗ и устойчивую связь от 65° северной широты до 65° южной широты (по другим данным, Инмарсат, используя геостационарные спутники, обеспечивает связь в районах между 75⁰ северной широты и 75⁰ южной широты с любым пунктом на земном шаре, а также подвижных спутниковых станций между собой). 
На сегодняшний момент спутниковая группировка ”Инмарсат” представлена как спутниками 4-го поколения (IOR, AOR ̶ W), так и 3-го (POR, AOR ̶ E). 
Выведены на геостационарную орбиту и введены в эксплуатацию спутники 4F1 (IOR, 64E) и 4F2(AOR-W, 54W), предназначенные для обеспечения ранее существовавших стандартов радиосвязи, так и для предоставления новой услуги системы “Инмарсат” – широкополосного доступа (BGAN). В перспективе вывод на орбиту спутника 4F3 в зону Тихого океана (POR 178E). 
Кроме глобальных лучей, антенны спутников Инмарсат третьего поколения формируют зональные (локальные) лучи, в направлении которых концентрируется излучаемая мощность. 
Технология зональных лучей позволила значительно уменьшить массу, габариты и стоимость пользовательских спутниковых терминалов, не ухудшая качество их работы

. Зональными лучами покрывается вся суша и основные пути. Спутник может перераспределять энергию между своими зональными лучами, увеличивая пропускную способность одного из них за счет ее уменьшения в другом луче в соответствии с интенсивностью поступающих спутниковых телефонных звонков.
Спутники Инмарсат четвертого поколения имеют мощность в 100 раз выше, чем ранее запущенные спутники, что позволило резко повысить скорость передачи информации и снизить тарифы до 75% от использовавшихся ранее стандартов Инмарсат. Значительным преимуществом нового поколения ИСЗ является их способность концентрировать энергетические ресурсы на регионах с высоким трафиком в пределах зоны обслуживания. Каждый спутник 4-го поколения формирует до 19 региональных лучей, зона покрытия которых соответствует глобальному покрытию. Реальное количество точечных лучей выбирается в зависимости от трафика. Кроме того, имеется возможность повторного использования частот L ̶ диапазона в несоседних лучах, что значительно увеличивает пропускную способность ИСЗ. 
Расчетный срок активного существования действующих ИСЗ последнего поколения составляет 13 лет. 
Каждый спутник может обеспечить одновременную работу сотен телефонных каналов или ретранслировать несколько тысяч телексных сообщений, передаваемых станциями. 
Наземный сектор Инмарсат включает в себя: 
1. Спутниковый центр управления (Satellite Control Center) поддерживает спутники в заданных позициях над экватором и непрерывно наблюдает за исправностью всех бортовых систем. 
2. Сеть береговых земных станций (Land Earth Station) состоит из четырех станций слежения, телеметрии и контроля, расположенных в Италии, Китае, западной и восточной Канаде, и принимает сигналы от спутников об их состоянии и передает данные сетевой координирующей станции. 
3. Сетевые координирующие станции (Network co-ordination station); по всему миру насчитывается около 40 таких станций более чем в 30 странах мира. 
4. Сетевой операционный центр (Network Operation Center) контролирует информационные каналы и опирается в своей работе на сетевые координирующие станции. 
Основными функциями береговых земных станций системы являются: 
-прием и обработка сигналов вызова для подвижных абонентов при установлении связи; 
-коммутация каналов, подключаемых к базовым станциям; 
-ретрансляция сообщений для установления связи между подвижными абонентами; 
-обеспечение соединения с наземными телефонными сетями общего пользования; 
-учет времени занятости каналов и оформление счетов на оплату услуг. 
Пользовательский сектор Инмарсат ̶  это оборудование спутниковой связи, телефоны и терминалы, которыми непосредственно пользуется абонент. Современные спутниковые телефоны обладают достаточно широкими возможностями и вместе с тем просты в эксплуатации. К спутниковому телефону можно подключить компьютер, факсимильный аппарат, видеотерминал или какие-либо другие устройства. 
В своем большинстве  станции Инмарсат  предусматривают следующие виды обслуживания: 
-телефонную связь (в том числе с приоритетом бедствия и срочности); 
-телексную связь (в том числе с приоритетом бедствия и срочности); 
-передачу факсимильной информации (в телефонном канале); 
-передачу радиотелеграмм буквопечатанием; 
-среднескоростную передачу данных; 
- высокоскоростную передачу данных; 
-возможность группового вызова судовых земных станций. 
Разработан ряд стандартов абонентских станций, используемых для различных видов подвижной службы (морской, авиационной и сухопутной).
Как правило, все станции оборудованы приемниками навигационной системы GPS, позволяющими определить географические координаты положения объекта. 
Весь спектр услуг, предоставляемых Инмарсатом, в соответствии с назначением и использованием, подразделяется на ряд сервисов, или стандартов Инмарсат. Каждый стандарт, как правило, рассчитан на определенную группу пользователей.

2. Стандарты «Инмарсат»
Inmarsat - A ( Инмарсат - А ) Аналоговый стандарт Инмарсат-А является самым первым стандартом Инмарсата 1 поколения. Услуги: двусторонняя телефония, телекс, факс, E-Mail, передача данных (в том числе и высокоскоростную - до 64 кбит/с). Мобильные терминалы, работающие в стандарте Инмарсат-А, состоят из параболической антенны, электронного блока и различных интерфейсов для периферийных устройств.
Inmarsat - B ( Инмарсат - В ) Стандарт Инмарсат - B предоставляет те же услуги, что и Инмарсат-А, но является цифровым и способен более эффективно использовать частотный ресурс и излучаемую спутником мощность. Как и Инмарсат - А, Инмарсат - B уже морально устарел и спутниковые терминалы этих стандартов уже практически не продаются.
Inmarsat - C ( Инмарсат - С ) Инмарсат-С предназначен для организации диспетчерских систем для контроля за подвижными транспортными средствами, кораблями, автомобилями, самолетами, а также для передачи и приема небольших обьемов информации