HANDOVER
Segment satelitarny
Segment satelitarny systemu SkyBridge zawiera 64 satelity LEO, a ponadto satelity rezerwowe orbitujące na wysokości 1457 km.
Segment satelitarny systemu SkyBridge.
Segment satelitarny jest kontrolowany przez system kontroli naziemnej składający się z centrum kontroli satelitarnej SCC (Satellite Control Center) i pewnej liczby stacji TT&C (Tranckig Telemetry and Command), z których każda służy do śledzenia, telemetrii, sterowania satelitów znajdujących się na orbitach. Segment satelitarny umożliwia stałe pokrycie obszaru Ziemi w paśmie o 68°szerokości geograficznej. Łączy on każdego użytkownika systemu SkyBridge z najbliższą bazową stacją naziemną i do realizacji połączeń może także wykorzystywać infrastrukturę łączy szeroko pasmowych pomiędzy stacjami naziemnymi. W systemie SkyBridge wszystkie satelity są identyczne i pełnią ta samą funkcje. Dzięki temu mamy do czynienia z trzema okresami. Są to: okres obiegu satelity w płaszczyźnie orbitalnej, okres obiegu pojedynczego satelity względem wybranego punktu na powierzchni Ziemi (W systemie SkyBridge jest to 28 dni) i okres zmiany konstelacji, który wynosi 21 godzin. Po tym czasie, z punktu widzenia obserwatora znajdującego się na Ziemi, struktura konstelacji jest dokładnie taka sama, jak była 21godzin wcześniej, mimo że położenia poszczególnych satelitów są różne. Powrót do identycznej konstelacji (i do tego samego położenia satelitów następuje po28 dniach. Konstelacje o takich właściwościach są zwane konstelacjami Walkera.
Konstelacja SkyBridge jest oparta na kombinacji dwóch symetrycznych (takich samych, przesuniętych względem siebie o 55°) podkonstelacji Walkera. 32 satelity jednej podkonstelacji są umieszczone na 8 płaszczyznach orbitalnych, a więc cztery satelity są rozmieszczone w równych odległościach na każdej płaszczyźnie orbitalnej na wysokości 1457 km.
Przesunięci fazowe pomiędzy dwiema podkonstelecjami wynika z ustawienia satelitów w pary. Taka konfiguracja pozwala minimalizować liczbę satelitów potrzebnych do zagwarantowania pełnego pokrycia powierzchni Ziemi polem elekromagnetycznym na szerokościach geograficznych w paśmie o 68°. Przy tych obliczeniach wzięto również pod uwagę strefę nie operacyjną zdefiniowaną dla ochrony systemów geostacjonarnych przed zakłóceniami pochodzącymi od systemów LEO. Satelity SkyBridge należą do kategorii satelitów dużych LEO. Ich masa w momencie wyniesienia na orbitę wynosi prawie 800 kg z czego 300 kg to sprzęt telekomunikacyjny. Planowany czas życia satelity wynosi 8 lat. Urządzenia umieszczone na satelicie są zasilane ogniwami słonecznymi, a moc przez nich generowana wynosi 2,5 kW.
W skład wyposażenia telekomunikacyjnego satelity wchodzą urządzenia odbiorcze i nadawcze wraz ze stosowanymi antenami, oraz urządzenia komutujące strumienie sygnałów. W satelicie transmisja sygnałów jest przezroczysta, są one wyłącznie wzmacniane i przesuwane w dziedzinie częstotliwości. Do transmisji w "dół" (od satelity do terminali abonenckich i stacji bazowych) będzie wykorzystywane pasmo 14 GHz, zaś "w górę" 11 GHz.
Jeden z podstawowych elementów w architekturze satelity stanowią aktywne anteny nadawcze, które będą używane do przestrzennego sterowania wiązek fal radiowych oświetlających komórki o promieniu 350 km. Satelita SkyBridge może jednocześnie generować do 45 takich wiązek oświetlając nimi obszar o promieniu 3000 km.
Segment naziemny:
Segment ten zawiera naziemne stacje bazowe i terminale użytkowników. Stacje bazowe zapewniają - przez łącza ATM (Asynchronous transfer Mode) - interfejsy do lokalnych serwerów oraz szeroko i wąskopasmowych sieci naziemnych.
Architektura części naziemnej systemu.
System SkyBridge jest systemem opartym na sieci ATM, za pomocą której są realizowane połączenia z abonentem. W stacjach bazowych są realizowane funkcje komutacyjne i połączenia z innymi sieciami naziemnymi w tym siecią ATM. W drugim kierunku (od stacji bazowej do terminali) transmisja za pośrednictwem satelity jest również przezroczysta. System satelitarny SkyBridge może być wykorzystywany do realizacji różnego rodzaju połączeń:
· łączność pomiędzy "bliskimi" terminalami abonenckimi (odległość <3000 km); jeśli w określonym przedziale czasu każdy z terminali jest oświetlony przez innego satelitę, to droga sygnału jest następująca: terminal 1 - satelita 1 - stacja bazowa A - satelita 2 - terminal 2;
· łączność pomiędzy " odległymi" terminalami abonenckimi (odległości większe od 3000 km); wtedy droga sygnału jest następująca terminal 1 - satelita 1 - stacja bazowa A - naziemna siec telekomunikacyjna - stacja bazowa B - satelita 2 - terminal 2
· łączność pomiędzy terminalami abonenckimi a serwerem "bliskim" połączonym bezpośrednio ze stacją bazową; wtedy droga sygnału jest następująca: terminal - satelita - stacja - bazowa – serwer;
· łączność pomiędzy terminalem abonenckim a serwerem "odległym" (lub abonentem sieci stacjonarnej) wtedy droga sygnału jest następująca: terminal - satelita - stacja bazowa - naziemna sieć telekomunikacyjna - serwer (lub abonent) w sieci stacjonarnej.
Każda stacja naziemna odbiera przez segment satelitarny ruch z terminali znajdujących się w obrębie komórki o promieniu 350 km Komórki w systemie SkyBridge są nie przerwanie odświeżane przez co najmniej jedną wiązkę satelitarną. W większości przypadków na szerokościach umiarkowanych są stale widoczne z dowolnego punktu na powierzchni Ziemi co najmniej dwa satelity. Ze względu na to że, że satelity poruszają się, od czasu do czasu stacje naziemne muszą przełączyć ruch na nowego satelitę, używając przezroczystej dla użytkownika procedury przełączenia kanałów (handover). Stacje naziemne realizują następujące główne funkcje: transmisji radiowej zarządzania przełączania kanałów (handover), kierowania i komutowania ruchu realizacji interfejsów z sieciami naziemnymi, takimi jak PDH, SDH, ATM, współpracy z Internetem i szerokopasmowym ISDN (B-ISDN), dostępu do usług poprzez SAP (Service Access Point) - punkt dostępu do usług, dostępu do serwerów lokalnych. Szacuje się że pokrycie 90 % części potrzeb potencjalnego światowego rynku związanego z systemem SkyBridge wymaga około 200 bazowych stacji naziemnych.
Terminal abonencki:
Rozważane są różna rodzaje stacjonarnych terminali użytkownika, zależne od ich zastosowania.
Są to terminale:
· osobiste (możliwość dołączenia jednej przystawki abonenckiej - Set Top box)
· biurowe (możliwość dołączenie kilku przystawek abonenckich)
· międzywęzłowe umożliwiające dołączenie lokalnej sieci komputerowej LAN zewnętrznej umieszczonej na zewnątrz budynku i zawierającej antenę, wyposażenie radiowe oraz moduł kontrolny, odpowiedzialny między innymi za zarządzanie przełączaniem kanałów wewnętrznej, umieszczonej wewnątrz budynku i zawierający interfejsy z terminalami użytkownika (komputer osobisty, odbiornik telewizyjny, komputer sieciowy, centrala PABX itp.); w zależności od zastosowania można użyć kilka typów interfejsów. Skonstruowanie anten terminali użytkownika będzie stosunkowo proste, gdyż zmieniające się w czasie pozycje satelitów są z góry znane.
Satelity regularnie podążają wzdłuż ustalonego z góry szlaku kosmicznego. Podczas fazy instalacyjnej każdy terminal abonencki "uczy" swoje wyposażenie radiowe, kiedy ma nastąpić przełączenie kanału z jednej komórki do drugiej (handover). W zależności od zastosowania będą dostępne dwa rodzaje części zewnętrznej terminalu abonenckiego, o parametrach:
Charakterystyka modułów terminali abonenckich:
Osobisty terminal abonencki Biurowy lub międzywęzłowy terminal abonencki - maksymalna szybkość przepływu danych 2 Mbit/s n x 2 Mbit/s, - maksymalna szybkość transmisji sygnału odbieranego >20,5 Mbit/s n x 20,5 Mbit/s, - możliwe techniki sterowania anteny aktywna, sterowana elektronicznie sterowna mechanicznie.
Funkcjonowanie systemu SkyBridge
Oferowane usługi:
SkyBridge będzie obsługiwał użytkowników końcowych z całego świata. Zapewni on satelitarne, szerokopasmowe łącza asymetryczne do sieci stałej o przepływności do 60 Mbit/s do użytkownika i co najmniej 2 Mbit/s w kierunku użytkownika Przewiduje się że jednym z głównych zastosowań systemu będzie szybki dostęp do Internetu. Wydaje się to oczywiste, jeśli wziąć pod uwagę fakt, że rynek Internetu jest szacowany na 60 mln dolarów w roku 2000, a liczba jego użytkowników w tym samym roku ma wynieść 25 % liczby wszystkich abonentów stałej sieci.
Oprócz Internetu system SkyBridge będzie bardzo dobrym rozwiązaniem dla zapewnienia:
· usługi on-line w tym transferu plików
· dostępu do lokalnych sieci LAN i serwerów, usług poczty elektronicznej
· połączeń między sieciami LAN i WAN
· wysokiej jakości wideo konferencji i transmisji wideo telefonicznych
· usług telemedycznych
· usług rozrywkowych: wideo na życzenie (VOD), gry elektroniczne itp.
Dodatkowo SkyBridge umożliwi także realizacje połączeń pomiędzy stacjami bazowymi w radiowych sieciach komórkowych jak również bez przewodowych pętlach abonenckich. Jest kilka teletransmisyjnych technik naziemnych które zapewniają dostęp szerokopasmowy. System SkyBridge nie jest pomyślany jako konkurencyjny dla tych systemów, ale jako atrakcyjne rozwiązanie uzupełniające. Parametry transmisyjne tego systemu są porównywalne z parametrami cyfrowych linii abonenckich, takich jak ADSL i włókien optycznych będących podstawą technik dostępu, takich jak HFC. Z punkt widzenia kilku różnic dotyczących kosztów dołączenia poszczególnych abonentów i szybkości wdrażania ten system będzie rozwiązaniem efektywniejszym ekonomicznie na obszarach o niskiej gęstości zaludnienia. Oczekuje się że do końca naszej dekady system SkyBridge może osiągnąć liczbę użytkowników rzędu 15 do 20 milionów na całym świecie.
4
Borysek12