В данной выпускной работе рассматриваются вопросы исследование
жүктеу/скачать 2,32 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 1 Жер серіктік байланыс жүйесі 1.1 Жер серіктік жүйелердің техникалық құрылым қағидалары
| 7
8
9
10
11
Андапта Берілген бітіру жұмысында VSAT ғарыштық байланыс арқылы Атырау каласында арқылы бейне, дыбыс және ақпаратты таратуын қамтамасыз ету мақсаты қарастырылды. Сондай ақ есептеу бөлімінде: байланыс жолының энергетикалық параметрлері: таратқыш құаты, ғарыш пен жер аралығындағы қашықтық, қабылдағыш құрылғысындағы шуыл температурасы Сонымен қатар қатысты құрылғылар таңдалды. Өміртіршілік қауыпсіздігі мен
мәселелері қарастырылды. Аннотация В данной выпускной работе рассматриваются вопросы исследование работы системы спутниковой связи VSAT в условиях города Атырау, с целью обеспечения передачи видео, голоса и данных с помощью спутниковой связи VSAT . Были проведены расчеты: энергетические параметры линии связи: мощность передатчика и коэффициент усиления передающих и принимающих антенн, и эквивалентная шумовая температура устройства приемника. расстояние от земной станции до спутника. Также было выбрано соответствующее оборудование. Рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности и составлен бизнес-план. Abstract In this final work deals with the study of the system of VSAT satellite communication in a city of Atyrau in order to ensure the transmission of video, voice and data services via satellite VSAT. Calculations have been made: the energy parameters of a line: the transmitter power and the gain of the transmitting and receiving antennas, and the equivalent noise temperature of the receiver device. the distance from the earth station to the satellite. It was chosen as the appropriate equipment. The problems of safety of life and a business plan.
12
Мазмұны
Кіріспе...................................................................................................... ......... 7 1 Жер серіктік байланыс жүйесі
…………………………………………… 8 1.1 Жер серіктік жүйелердің техникалық құрылым қағидалары ………. 8 1.2 Төмен орбиталық ЖЖС-ін пайдаланумен жүзеге асырылатын байланыс жүйесі
………………………………………………………
1 1 1.3
ЖЖС-мен геостационарлы жүйелер …………………………………. 1 2
Жер серіктік технологиялар…………………………………………… 1 4 1.4.1 Координаттарды анықтаудың ғаламдық жүйесі………………….. 1 4 1.4.2
Жер серіктік қорғаушы кешендері ……………………………….. 1 5
Жер серіктік телевизия…………………………………………….. 1 5 2 VSAT
жүйесі……………………………………………………………… 1 7 2.1 Кіші
жер серіктік станциялар ………………………………………… 1 5
Біржақты қолжетімділік ………………………………………………. 2 0 2.3 Екіжақты қолжетімділік ………………………………………………. 2 0
VSAT жүйесіндегі модуляция тәсілдері …………………………….. 2 2 2.5 VSAT
жүйесінде кодтау
әдістері …………………………………….. 2 2
VSAT dialaway технологиясының жұмысының негізі ……………… 2
2.6.1 ОБС
компоненттері 2
13
…………………………………………………. 4 2.6.2
Алыс станциялардың компоненттері ………………………………. 2 5
………. 2 7 3 Техникалық есеп ………………………………………………………….. 2 8 3.1 Жер серіктік желінің энергетика ерекшеліктері ……………………... 2 8
……………. 3 0 3.3 Жердегі
станция орнының
бұрышын есептеу
………………………. 3 2 3.4 Сигнал энергиясы басылуын төмен линияларға қатысты қосымша ………………………………………………………………….
3
3.4.1 Қалыпты атмосферада сигнал деңгейінің әлсіреуінің есептеулері 3 3
есептеулері …. 3 5 3.4.3 Бұлт пен тұман әсерінен сигнал деңгейінің әлсіреу есептеулері 3 8
сигнал деңгейінің әлсіреу есептеулері …………………………………….
3 9 3.5
Шу факторларын есептеу ……………………………………………... 3 9
ЖЖС қабылдағыштың қуатын есептеу
……………………………… 4 1 3.7 Екі жер серіктік жүйелердің электрмагниттік үйлесімділігін …………………………………………………………………
4 2 4 Тіршілік қауіпсіздігі ……………………………………………………… 4 7
14
4.1
Өндірістік орынның
анализі …………………………………………. 4.2. Өндірістік орындарға қойылатын талаптар ……………………….. 4.2.1 Жарықтандыру ……………………………………………………… 4.2.2. Микроклимат параметрлері ………………………………………. 4.2.3. Өртке қарсы
қорғау ………………………………………………… 4.3 Есеп
айырысу бөлімі
………………………………………………….. 4.3.1 Табиғи жарықтандыруды есептеу ………………………………….. 4.3.2 Бөлменің бастапқы деректері ………………………………………. 4.3.3 Кесте түріндегі деректер ……………………………………………. 4.3.4 Есептесу мәліметтері ……………………………………………….. 4.4 Жасанды
жарықтандыруды есептеу
…………………………………. 4.5
Автоматты өрт
сөндіруді есептеу
……………………………………. 5 Бизнес-жоспар ……………………………………………………………. 5.1
Жобаның мәні
…………………………………………………………. 5.2
Ұйымдастырушы-өндірістік жоспар…………………………………. 5.3 Қаржылық жоспар …………………………………………………….. 5.4. Экономикалық тиімділік …………………………………………….. 4 7
7 4 7 4 8 4 8 4 9 4 9 5 0 5 0 5 0 5 1 5 4 5 7 5 7 5 8 5 8 6 4 Қорытынды …………………………………………………………………. 6 6 15
Әдебиеттер тізімі……………………………………………………………. 6 7 А қосымша…………………………………………………………………… 6 8
қосымша…………………………………………………………………… 6 9
16
Кіріспе ЖСБЖ-нің қажетті өтеу мүмкіншілігі, жүйелердің салаластығы мен үнемділігі ұдайы өседі. Көп бағдарламалы телевизиямен, Қазақстанның шалғайдағы түкпірлерімен қоса, барлық жаңа аудандар бірте-бірте қамтылып жатыр. Халық шаруашылығының әр түрлі салаларын басқаруда, жаппай білім беру жүйесінде, стияхиялық құбылыстар жөнінде хабарлауда, медициналық көмек көрсетуде ЖСБЖ-нің маңызы арта түсті. ЖЖС арқылы тез және елдің кез-келген аймағында байланысты ұйымдастыруға мүмкіндік беретін жер серіктік байланыстың мобильдік құралдары жаппай таратылуда. Қуаты тапшы және тіпті аз габаритті қабылдау-жеткізу құралдардың көмегімен (мобильді телефондармен) әлемнің кез-келген абонентімен жекеленген байланыс үшін миллиондаған адамдардың ЖСБЖ-ні тікелей қолдану мүмкіншіліктері бар. ЖСБЖ-ні «электрондық пошта» (интернет) үшін қолдану шынайы. Жер шарының кез-келген нүктесінде өзінің жекеленген мекен-жайын анықтау үшін ЖЖС-ін пайдалануға болады. Сонымен бірге, пайдаланушылардың әмірінде шағын транзистор типтес аз габаритті және арзан жеке навигациялық құрылғылардың болуы болжанады. Жыл сайын спутниктік байланыс жүйелері бірыңғай байланыс жүйесінің елеулі бөлігі, ғаламдық байланыс жүйесінің маңызды элементі бола бастайды. Олар қазіргі таңда да елдер арасындағы өзара түсіністік пен байланысты жетілдіру жүйесінде айқын рөлді атқарады, ал уақыты келе осы рөл ұлғаяды.
17
1 Жер серіктік байланыс жүйесі 1.1 Жер серіктік жүйелердің техникалық құрылым қағидалары Барлық жер серіктік жүйелер ғарыштық және жер сегменттерінен тұрады. Серік-ретранслятор орбиталарының параметрлеріне байланысты қозғалмалы байланыстың жер серіктік жүйелері GEO (геостационарлық), LEO (төмен орбита – шамасында 1500-2000 км-ге дейін) және MEO (орта биіктікті орбита – 5000-20 000 км) болып бөлінеді. GEO геостационарлық серіктер негізіндегі жүйелер Жер бетіндегі белгілі нүктенің үстінде өз орналасу тұрақтылығы салдарынан ғаламдық байланысты ұйымдастыру кезінде бірқатар артықшылықтарды иемденеді: байланыс сеансы кезінде КА мен пайдаланушылық терминалдың өзара ауысуына байланысты үзілістердің жоқтығы, Жер бетінің 95 %-ын тек 3 геостационарлық серіктерінен құралатын жүйені байланыспен қамту, серіктер арасындағы байланысты ұйымдастыру қажеттілігінің жоқтығы (мысалы, төмен орбиталдық жүйеге қарағанда), орбитальдық топтың еңбекке қабілеттілігін сақтау үшін үш КА-дан бір КА қажет. Басқа жағынан, GEO жер серіктік байланыстың қозғалмалы жүйесі потенциалды түрде LEO жүйесімен салыстыруға келетін, егер Жер бетіндегі соттар шамамен бірдей болса, қызмет пен талаптарды қамтамасыз ете алады. Сонымен бірге, бағыттылықтың тар диаграммасын қалыптастыруға қажетті КА борттық антенналары қазіргі заман технологияларының мүмкіндігі бойынша үлкен болуы тиіс. Осындай күрделі антеннаның ғарышта жайылуы мен геостабилизациясы жетілдірілетін проекттердің экономикалық тиімділігі факторымен анықталатын үлкен техникалық тәуекелмен байланысты. Геостационарлық орбитаның биіктігі айтарлықтай үлкен, сондықтан осындай жер серіктік жүйелерде үлкен кемшілік бар – сигналды беру мен қабылдау арасындағы ұзақ кідіріс. Бұдан басқа, терминалдар мен серік-ретранслятордың қабылдау-жеткізу аппаратурасы мен атмосфера қосымша кідірістерді енгізеді. Тәжірибеде кідірістердің пайда болуы, абоненттердің ашуын келтіретін, телефон арқылы сөйлесетін екі адам арасындағы әңгіме кезінде үнемі үзілістердің болуына алып келеді. Үзілістердің болуы телефон байланыстарын пайдалануға кедергі бола алады, өйткені өзге деректерді жеткізу желілерімен әрекет ету мүмкін емес.
Расында, геостационарлық орбита Жер бетінен шамалы 36 мың км. арақашықтықта орналасқандықтан, егер сигнал бір рет спутник- ретрансляторға дейін жол өтсе (2 × 260 = 520 мс), кідірістер шамалы 260 мс болады. Қалған аталған кідірістердің көздері үлкен рөл атқармайды. Деректерді табыстау кезінде кідірістер мүлдем байқалмайды және алмасу жылдамдығының біршама төмендеуі кезінде ғана пайда бола алады. Осы кемшілікті жою үшін арнайы протоколдарды қолданады. Телефон байланысына тоқталсақ, сигналдың кідірісі қатты сезіліп, каналға жоғары талаптар қойылған кезде өрескел болуы мүмкін.
18
Ескерте кететін жәйт, қазіргі кезде геостационарлық орбитада үлкен көлемде КА орналастырылған және талап етілетін электромагниттік үйлесімділік сәйкес келетін жаңа белгіленген нүктелерде орналастырылуы үлкен қиындыққа әкеп соғады. Төмен орбиталық жер серіктік жүйелерге (LEO жүйелері) орбита биіктігі шамамен 700-1500 км орналасқан, КА массасы 500 кг дейін, орбиталық топ – бірден ондаған серіктерге дейінгі жүйелерден құралған. Жер территориясының үлкен бөлігін қамту үшін бірнеше орбита жазықтықтары пайдаланылады. Жер серіктік байланыстың «жоғары» және «төмен» қысқа желілері төмен орбиталар арқылы, геостационарлыққа қарағанда, сигнал мен сигналдың кешігу уақытының әлсіреуінің алдын алуын қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, олар поляр маңындағы аймақтарды (полярлық орбиталардан) қамтуға мүмкіндік береді. Серіктердің әрқайсысында шектелген қызмет ету зонасы болады және ғаламдық қамту үшін олардың арасындағы байланыс қажет. Ол түрлі жобаларда түрлі тәсілдермен қамтамасыз етіледі. Біреулерінде (Iridium) – ғарыштағы радиобайланыс желілері арқылы болса, келесілерінде (Global Star) – пайдаланушыға байқалмайтын жердегі станциялардың жеткілікті саны арқылы бір сәуледен екінші сәулеге және ЖЖС-нен ЖЖС-не абоненттің үздіксіз автоматтандырылған хабарлауы қамтамасыз етіледі. LEO жүйесінің дамуына ықпал ететін факторлардың қатарында биологиялық факторларды атап кетпеуге болмайды. Адам ағзасын тым жоғары жиіліктегі сәулеленуден биологиялық қорғау талаптарын жүзеге асыру үшін ұсынылатын радиотелефонның сәулелену күші 50 мВт-дан аспауы тиіс. Осындай күштегі сигналды геостационарлық спутникпен нәтижелі қабылдау соңғысының едәуір қиындатылуымен тоқайласады: үлкен өлшемді антенналар мен жер бетінің белгіленген аймақтарындағы диаграмманың енсіз сәулелерінің нақты шегеруінің жасалуы. Төмен орбиталық жер серіктік жүйе үшін радиожелінің ұзындығы едәуір қысқа және көпсәулелі антенналарды жасау мәселесі проблемалық емес. Төмен орбиталық жүйелерге деген қызығушылық, радиотелефонды алмасу және қозғалмалы объекттермен салыстырмалы түрде шағын абонеттік терминалдарды қолдану арқылы байланысты қоса, персоналды байланыс қызметін көрсету мүмкіндігімен түсіндіріледі. LEO жүйесінің көмегімен көрсетілетін жылжымалы байланыс қыметінің бағасы қымбат емес абонеттік станциялар мен ғарыштық сегментті қолдану арқасында геостационарлық жүйелермен көрсетілетін оған ұқсас қызметтерден едәуір арзан болып табылады. Төмен орбиталық жүйелер Жердің кез-келген нүктесінде орналасқан терминалдармен үздіксіз байланысты қамтамасыз етуге мүмкіндік береді және іс жүзінде байланыстың инфрастуктурасы төмен дамыған мен халық тығыздығы төмен өңірлерде альтернативасы жоқ. Орта орбиталды жүйелердің (МЕО) биіктігі 5000-20000 км шамасында, КА массасы 1000 кг-нан асады, ал орбиталдық топ бірден ондаған спутниктерден құралады. Орта биіктікті орбитаның төмен биіктікті орбитадан
19
салыстырғанда артықшылығы – біріншісі Жердің радиациялық белдеулерінің арасында, ал сол кезде екіншісі – біріншісінің ішінде орналасқан. Сондықтан МЕО жүйесінің қызмет ету мерзімі – 15 жыл, LEO жүйесінің қызмет ету мерзімі – 5-7 жыл, бұл айтарлықтай олардың бағасына әсер етеді. МЕО жүйесінде Жерді толықтай торлау үшін 10-12 ЖЖС қажет. Бастапқыда бірнеше аймақтарға қызмет ету үшін 6 ЖЖС жеткілікті. Бұл LEO жүйелеріне қарағанда, МЕО жүйесінің өрістетілуі мен байланыс серіктерін ұшыруға мүмкіндік береді.
1.1 кесте - Жер серіктік жүйелердің салыстырмалы сипаттамасы Сипаттамасы Inmarsat Iridium Globalstar New ICO Орбита
Геостационар лық
Төмен орбиталық Төмен орбиталық Орта орбиталық Орбита биіктігі 36,500 780
1,414 10,000
Серіктердің мөлшері
4f2+4fЗ
66
48
12-20
Орбита саны
6 8 2 Орбита типі мен еңісі Айналмалы Айналмалы квазиполярлы Айналмалы квазиполярлы Айналмалы Ғаламдық бүркеу + + + (жоспарлы) + (жоспарлы) Қолданысқа енді 1982 1998
2000 2003
Дауыс (кбит/с) 4,8
4,8 4,8
4,8 Факс (кбит/с) 2,4-64 -
2,4 Мәлімет (кбит/с) 0,6-64 2,4 9,6
9,6 ISDN
+ - - Н/9 Пакеттік хабар + -
Н/9 Қысқа
хабарламалар - + + + Пейджинг - + - Жоқ Портативті станцияның өлшемі
ноутбук
трубка
трубка
трубка
Серік кеңістікте ұдайы орын ауыстырады және әрдайым байланысты қажет ететін бірлескен пункттер зонасында бола алмайды. Егер белгіленген пункттер арасында ұзақ тәуліктік байланыс қажет болса ЖСЖҚ қалай жұмыс істейді? Осы мәселені шешу амалдарының бірі – ұшыруға лайық орбиталарға олардың біреуі байланысты қажет ететін пункттердің ортақ радио көрерлік зонасынан белгілі мөлшерде серіктерді ұшыру. Алайда, жеткілікті мөлшердегі серіктер болған жағдайда да, егер олардың орбиталарда
20
орналасуы кездейсоқ болса, пункттердің ортақ радио көрерлік зоналарында бірде-бір ЖЖС болмауы мүмкін. Олай болса үздіксіз баланысты қамтамасыз ететін ЖЖС-нің саны неге байланысты? Әлбетте, орбиталардың биіктігі неғұрлым үлкен болса, ЖЖС- нің жердегі пункттермен өзара көрінуі соғұрлым ұзағырақ болады. Иілу –Жердің белгіленген қызмет көрсету зонасының белгілі аймағын жер серіктік байланыс жүйесін қамтудың ең маңызды шарты. ЖЖС-нің орбиталарының жер серіктік байланыс жүйесіндегі негізгі рөлін айқындау үшін, қысқаша болса да, кейбір негізгі типтер мен ұғымдарға тоқталып кету жөн. Айналмалы орбита – бұл серіктен Жердің орталығына дейінгі арақашықтығы шамамен тұрақты орбита. Эллипстік орбита – серік Жердің айналасында эллипске жақын қисық бойынша қозғалған кездегі орбита. Оның Жерден (апогей) максималды және минималды (перигей) алыстауы бір- бірінен едәуір ерекшеленуі мүмкін. Эллипстің пішіні оның эксцентриситінің көлемімен анықталады. Үлкен эксцентрисисті бар орбиталарда эллипстік биік апогей болады. Орбитаның пішінің таңдау (айналмалы, эллипстік, биік эллипстік), иілуі (полярлық, экваторлық), Жерді айналу кезеңінің көлемі мен сипаты (синхронды, геостационарлық) белгілі жер серіктік байланыс жүйесін жобалау кезінде айқындаушы белгілер болып табылады және өз кезегінде жобаланатын жүйенің мақсаты ескеріледі. Бірінші ұшырудан бастап байланыс серіктері жүйені құрады. Дара ЖЖС кең пайдаланудағы байланысы сирек қолданылады. Жер серіктік байланыс жүйелерінде төмен орбиталық аппараттар, биік эллипстік ЖЖС мен геостационарлары пайдаланады.
Бірінші болып байланыс мақсаттары үшін төмен орбиталық ЖЖС пайдаланылды. Сондай-ақ, бұл ЖЖС төмен орбиталарға шығару жеңілдігі мен энергетикалық шығындардың аз мөлшерде жұмсалуымен түсіндіріледі. Төмен орбиталық байланыс серіктерін бірінші ұшырулар ЖЖС байланыс үшін қолданудың мүмкіндігі мен мақсаттылығын көрсетіп, белсенді ретрансляцияның техникалық қағидаларының дұрыстығын растады. Соынмен қатар, серіктерді төмен орбиталарда пайдаланудың бірінші тәжірибесінен олар жер серіктік байланыс мәселесін жеткілікті тиімді шешілуін қамтамасыз ете алмайтыны анық көрінді. Аймақтарды кеңейту мен ЖСБЖ әрекет ету уақытын ұзарту үшін жүйеде ЖЖС санын арттыру жолы қарастырылған. Көп ұзамай, төмен орбиталық ЖЖС көп серіктік жүйенің жаппай қолданудағы жүйе ретінде пайдалануында көптеген қолайсыздық пен тиімсіздіктері айқын болды. 21
Төмен орбиталық байланыс жүйелерінде серіктер кеңістікте өзара кездейсоқ немесе реттелген түрде орналаса алады. Кездейсоқ орналасу кезінде ЖЖС үлкен саны қажет, алайда олардың реттелген орналасуын жасау мен орнының сақталуын қамтамасыз ету оңай емес. Сонымен қатар, серіктердің орналасуын тұрақты бақылау мен ұшу кезіндегі эволюциясы нәтижесінде орбиталарды түзету қажет. Төмен орбиталардағы ЖЖБЖ жақсы жағының бірі, айтылғандай, салыстырмалы түрде оларды орбитаға шығару арзандығы және қарапайым борттық аппаратурасы. Ал кемшіліктеріне – үзіліссіз тәуліктік байланысты қолдап тұрудың қиындығы, бақылаушы антенналық құрылғыларды пайдаланудың есебінен жердегі аппаратураның күрделеленуі жатады. Төмен орбиталық ЖСБЖ екіжақты үзіліссіз байланыс қажет болмаған кезде нәтижелі болуы мүмкін (мысалы, егер периодтық деректерді табыстау керек болса).
жүктеу/скачать 2,32 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|