13.2.5 Многостанционный доступ
Учитывая, что спутник находится в зоне радиовидимости многих земных станций, имеется возможность их одновременной работы через один ретранслятор. Такая одновременная работа получила название многостанционного доступа (МД). При этом спутник-ретранслятор играет роль центральной станции, через которую проходят все абонентские линии данной сети.
Возможны три способа управления многостанционным доступом:
закрепленные каналы (определенные полосы частот в полосе группового сигнала постоянно выделены для определенных земных станций);
программное распределение каналов (частотные полосы предоставляются станциями по расписанию);
незакрепленные каналы (любая земная станция может получить любой частотный канал, не занятый другой станцией).
С точки зрения гибкости системы и с учетом экономических факторов предпочтительной является работа с незакрепленными каналами, несмотря на то, что при этом приходиться передавать корреспондентам сведения о наличие свободных каналов.
Как и в обычных системах передачи, при МД возможны три способа разделения сигналов: по частоте, времени и форме. Отличие состоит в том, что групповой сигнал образуется на ретрансляторе ИСЗ земными станциями, удаленными друг от друга на большие расстояния.
Наиболее распространенным является доступ с частотным разделением каналов (МД ЧРК). При МД ЧРК каждому сигналу (который сам, в свою очередь, может быть одно- или многоканальным) отводиться полоса частот. Внутри этой полосы частот сигнал может быть образован с помощью различных видов модуляции. В современных системах связи используется, например, метод частотной модуляции (ЧРК-ЧМ), а также метод импульсно-кодовой модуляции сигналов каждого канала с последующей двукратной фазовой модуляцией.
Достоинство метода частотного разделения подстволов состоит в простоте аппаратуры. Кроме того, аппаратура МД здесь совместима с большей частью существующей аппаратуры канального преобразования.
Недостатком метода частотного разделения является трудность обеспечения равномерного распределения мощности бортового передатчика между отдельными ЗС. Они удалены от спутника на различные расстояния и поэтому дают на входе ретранслятора сигналы с различными уровнями. Кроме того, для этого метода характерно возникновение переходных помех между станциями из-за несимметрии амплитудно- и фазо-частотных характеристик ретранслятора. наконец, из-за нелинейности характеристики ретранслятора 10–15% его мощности непроизводительно тратятся на нелинейные составляющие. Однако, несмотря на указанные недостатки, метод ЧРК нашел широкое применение в современных спутниковых системах передачи, находящихся в эксплуатации.
Многостанционный доступ с временным разделением каналов (МД ВРК) лишен ряда недостатков, присущих МД ЧРК: не требуется регулировать мощность земных передатчиков, так как отсутствует их взаимное подавление; выходная мощность ретранслятора максимальная независимо от числа передаваемых сигналов.
Основная трудность при МД ВРК заключается в требовании чрезвычайно жесткой общесистемной синхронизации. Неточность синхронизации вызывает переходные помехи.
В спутниковых системах связи с МД могут найти применение также шумоподобные сигналы, разделение которых производиться по форме. Преимущества таких систем определяются высокой помехозащищенностью и скрытностью передачи информации. Однако их широкое использование ограничивается существенно меньшей, чем при временном или частотном разделении, пропускной способностью.
Перспективным также представляется многостанционный доступ с коммутацией сигнала на борту спутника ретранслятора (МД КБ). Идея МД КБ состоит в том, что на борту ИСЗ устанавливается кроме ретрансляторов устройство, обеспечивающее передачу полученных с земных станций сигналов только на те станции, которым эти сигналы адресованы (в отличие от обычных ретрансляторов, которые передают на всю облучаемую поверхность Земли).
Сочетание этой системы с антеннами ИСЗ с узкой диаграммой направленности позволяет на только упростить и удешевить земные станции, но и многократно использовать для передачи на участке ИСЗ-Земля одни и те же частоты излучения для работы с различными районами земного шара.
