Opis
Publikacja Wydawnictwa WNT, dodruk Wydawnictwo Naukowe PWN Książka skierowana przede wszystkim do studentów elektroniki i telekomunikacji w wyższych szkołach technicznych, a także do wszystkich zainteresowanych łącznością satelitarną, zarówno profesjonalistów jak i amatorów. Książka jest poświęcona analizie rozwiązań technicznych umożliwiających świadczenie takich usług masowemu odbiorcy w dowolnym miejscu na kuli ziemskiej i z właściwą dla danej usługi jakością. Opisano zagadnienia związane z orbitami i z zapewnieniem łączności na powierzchni całej Ziemi, co jest możliwe dzięki stosowaniu konstelacji satelitów. Przedstawiono zagadnienia dotyczące bilansu energetycznego łącza satelitarnego, a także modulacji i demodulacji sygnału. Podano sposoby realizacji usług multimedialnych, która wymaga właściwego sterowania przepływem danych i stosowania odpowiednich protokołów transmisyjnych. Omówiono kwestie związane ze skuteczną obsługą wielu milionów abonentów, możliwe dzięki stosowaniu odpowiednich mechanizmów zwielokrotnienia łącza i dostępu. Przedstawiono także techniczne aspekty działania sieci VSAT oraz zaprezentowano systemy do wolnej transmisji danych, do przenoszenia ruchu IP, do świadczenia usług telefonicznych, szerokopasmowych usług multimedialnych. Opisano również systemy udostępniane przez jedną z najstarszych firm łączności satelitarnej, jaką jest Inmarsat, a w szczególności systemy zwiększające bezpieczeństwo żeglugi morskiej i powietrznej. Zaprezentowano także możliwości zastosowania do łączności tzw. platform stratosferycznych. Wielką zaletą książki jest to, iż oprócz podstaw teoretycznych Czytelnik znajdzie bogato zilustrowany opis wielu rozwiązań technicznych oraz omówienie właściwości różnych współczesnych systemów satelitarnych. Spis treściWYKAZ SKRÓTÓW 13 1. WSTĘP 25 2. ORBITY SZTUCZNYCH SATELITÓW ZIEMI 31 2.1. Prawa Keplera 34 2.2. Elementy orbity 40 2.3. Kształt orbity 42 2.4. Położenie satelity na orbicie 43 2.5. Ewolucja elementów orbit 47 2.6. Podsumowanie 49 3. ZAPEWNIENIE ŁĄCZNOŚCI SATELITARNEJ 51 3.1. Pokrycie 54 3.2. Widoczność 60 3.3. Anteny wielowiązkowe 65 3.4. Opóźnienie propagacyjne 69 3.5. Zjawisko Dopplera 74 3.6. Częstotliwości stosowane w łączności satelitarnej 78 3.7. Podsumowanie 79 4. KONSTELACJE SATELITÓW 81 4.1. Typy konstelacji 83 4.1.1. Styk obszarów satelitów przemieszczających się w tym samym kierunku (co-rotating) 86 4.1.2. Styk obszarów satelitów przemieszczających się w przeciwnych kierunkach (counter-rotating) 88 4.1.3. Konstelacje z fazowanymi położeniami satelitów 89 4.2. Orbita synchroniczna ze Słońcem 94 4.3. Konstelacja rozety 95 4.4. Przykłady konstelacji rozety 100 4.4.1. Konstelacja złożona z pięciu satelitów 100 4.4.2. Konstelacja złożona z sześciu satelitów 104 4.4.3. Sieci satelitarne, w których zastosowano konstelacje satelitów 111 4.5. Podsumowanie 112 5. BILANS ENERGETYCZNY 115 5.1. Wprowadzenie 117 5.2. Szumy i zakłócenia w łączu satelitarnym 120 5.3. Wypadkowy stosunek mocy sygnału do mocy szumu 122 5.3.1. Bilans łącza Ziemia–satelita (wyznaczenie (C/N0)Z–s) 124 5.3.2. Bilans łącza satelita–Ziemia (wyznaczenie (C/N0)s–Z) 151 5.3.3. Zakłócenia w łączach satelitarnych 160 5.4. Podsumowanie 175 6. MODULACJA I DEMODULACJA CYFROWA SYGNAŁU 177 6.1. Modulacja cyfrowa 179 6.1.1. Modulacja dwustanowa BPSK i DE-BPSK 180 6.1.2. Modulacja czterostanowa QPSK i DE-QPSK 182 6.2. Demodulacja sygnału cyfrowego 186 6.2.1. Demodulacja sygnału BPSK 187 6.2.2. Demodulacja sygnału QPSK 188 6.2.3. Jakość transmisji cyfrowej 189 6.3. Skuteczność wykorzystania widma 191 6.4. Synchronizacja 192 6.5. Kodowanie protekcyjne 193 6.6. Zaawansowane metody modulacji i kodowania w łączach satelitarnych 198 6.7. Podsumowanie 203 7. PROTOKOŁY WEWNĘTRZNE SYSTEMU SATELITARNEGO 205 7.1. Kontrola błędów 207 7.1.1. Efektywność wykorzystania kanału przy potwierdzeniu typu SW 208 7.1.2. Efektywność wykorzystania kanału przy potwierdzeniu typu GBN 210 7.1.3. Efektywność wykorzystania kanału przy potwierdzeniu typu SR 212 7.2. Kontrola przepływu danych metodą przesuwającego się okna 214 7.3. Przepytywanie 215 7.4. Sieci VSAT a sieć SNA 218 7.5. Interfejsy wielopunktowych protokołów synchronicznych 218 7.6. Protokół SDLC 220 7.7. Protokół BISYNC 223 7.8. Podsumowanie 224 8. ZWIELOKROTNIENIE DOSTĘPU 225 8.1. Metody zwielokrotnienia dostępu 227 8.1.1. Częstotliwościowe zwielokrotnienie dostępu 227 8.1.2. Czasowe zwielokrotnienie dostępu 228 8.1.3. Kodowe zwielokrotnienie dostępu 229 8.2. Systemy dostępu wielokrotnego 231 8.2.1. Częstotliwościowe zwielokrotnienie dostępu w systemach VSAT o architekturze kraty 231 8.2.2. Częstotliwościowe zwielokrotnienie dostępu w systemach VSAT o architekturze gwiazdy 233 8.2.3. Czasowe zwielokrotnienie dostępu 237 8.3. Protokoły dostępu wielokrotnego stosowane w sieciach VSAT 240 8.4. Protokoły ze stałym przydziałem dostępu 241 8.4.1. FDMA-SCPC 241 8.4.2. Dostęp na żądanie typu DA-FDMA 242 8.4.3. CDMA 243 8.4.4. TDMA 244 8.5. Protokoły z dostępem rywalizacyjn