Naziemne systemy LMDS dostosowane do wymagań operatorów telekomunikacyjnych

Obecnie wielu producentów wprowadziło na rynek lokalne systemy umożliwiające transmisje szerokopasmowe. Stosuje się głównie mikrofalowe interaktywne platformy telekomunikacyjne, umożliwiające transmisję danych poprzez zestawianie łączy o przepustowości nawet do 34 Mb/s przy elastycznym i dynamicznym korzystaniu z dostępnego pasma częstotliwości.

W celu pokrycia sygnałem radiowym obszarów o dużej gęstości abonentów (np. dużych miast) buduje się sieci komórkowe. Tworzą je przylegające do siebie obszary o promieniu kilku kilometrów. Centralnym punktem każdej komórki jest stacja bazowa, zapewniająca łączność z zainstalowanymi w jej obszarze stacjami odbiorczymi. Anteny stacji abonenckich są umiejscowione na dachach lub fasadach budynków, w których znajdują się odbiorcy usług.

Wśród wielu dostawców tego typu systemów na rynku polskim są stosowane lub trwają zaawansowane testy najnowszych generacji systemów LMDS producentów, takich jak: Siemens, Lucent Technologies, Ericsson i Alcatel. Systemy te są dostosowane do przenoszenia ruchu służącego do obsługi różnego rodzaju usług szerokopasmowych, na które istnieje duże zapotrzebowanie już obecnie oraz planowana jest ich modyfikacja w celu dalszego zwiększenia przepustowości tych systemów w przyszłości i możliwości świadczenia jeszcze bardziej zaawansowanych usług multimedialnych.

Satelitarne systemy dostępu szerokopasmowego

Orbity sztucznych satelitów Ziemi

Globalny zasięg i ciągły dostęp do satelitarnego systemu komunikacyjnego można uzyskać jedynie tworząc tzw. konstelacje satelitów. Wybór odpowiednich orbit (rys. 21) i liczby aktywnych satelitów na każdej z nich umożliwia dodatkowo odpowiednie kształtowanie pojemności systemu w funkcji na przykład szerokości geograficznej oraz zapewnienia widoczność przez terminal kilku satelitów pod kątem elewacji większym niż minimalny. Do tworzenia multimedialnych systemów satelitarnych można zastosować konstelacje satelitów na niskich orbitach (LEO – Low Earth Orbit), na średnich (MEO – Medium Earth Orbit lub ICO – Intermediate Circular Orbit), na silnie eliptycznych (HEO – Highly Eliptical Orbit) lub stosować satelity geostacjonarne (GSO – Geostationary Orbit). Z wcześniej wymienionych typów konstelacji wyróżnia się oparta na orbitach typu LEO. Ma ona korzystne charakterystyki związane z opóźnieniem propagacyjnym sygnału oraz bilansem energetycznym łącza.

Orbity niskie (LEO) to orbity kołowe lub eliptyczne o wysokości nad powierzchnią Ziemi od 500 do 2000 km. Zakres wysokości jest ograniczony od dołu gęstością atmosfery, a od góry pierścieniami Van Allena, w których występuje silna radiacja. Satelity umieszczone na tego typu orbitach mają okres obiegu z przedziału 90–120 min, a czas widoczności satelity ponad horyzontem nie przekracza 20 min. Promień obszaru, który satelita może obsłużyć jest nie większy niż 3000–4000 km. System globalny wymaga budowy konstelacji złożonej z wielu orbit i wielu satelitów na każdej z nich. Ze względu na dużą prędkość ruchu satelity w stosunku do obserwatora na Ziemi interfejs radiowy musi uwzględniać występowanie dużych dopplerowskich przesunięć częstotliwości. System stabilizacji położenia satelity na orbicie musi dodatkowo kompensować wpływ szczątkowej atmosfery powodującej degradację orbity. Konstelację LEO zamierzają użyć między innymi systemy, takie jak: Teledesic i SkyBridge.

Orbity średnie (MEO, ICO) to orbity kołowe o wysokości w przedziale 8000–12 000 km. Okres obiegu satelity na takiej orbicie wynosi ok. 6 godz., a czas widoczności satelity ponad horyzontem – kilka godzin. System globalny wymaga budowy konstelacji złożonej z 10–20 satelitów rozmieszczonych na 2–3 orbitach.

Orbity silnie eliptyczne (HEO) mają perigeum na wysokości ok. 500 km nad powierzchnią Ziemi, a apogeum na wysokości dochodzącej do 50 000 km. Najczęściej wybieranym kątem inklinacji orbity jest kąt 63,4°, przy którym linia apsyd jest nieruchoma. Stosując orbitę typu HEO można opracować system satelitarny dla wydzielonego obszaru Ziemi o podobnych właściwościach jak systemy geostacjonarne, tzn. aktywny satelita jest prawie nieruchomy w stosunku do punktów na powierzchni Ziemi i widoczny z obsługiwanego obszaru pod bardzo dużym kątem elewacji.

Orbita geostacjonarna (GSO) jest stosowana przez większość działających obecnie satelitarnych systemów telekomunikacyjnych. Jest to orbita kołowa leżąca w płaszczyźnie równika, o okresie obiegu satelity równym okresowi obrotu Ziemi. Wysokość orbity wynosi 35 786 km. Istnieje tylko jedna taka orbita. Satelita umieszczony na niej pozostaje pozornie nieruchomy w stosunku do obserwatora na powierzchni Ziemi. Wykorzystanie tej orbity jest obecnie ogromne, pomimo niekorzystnego bilansu energetycznego łącza i opóźnienia nie mniejszego niż około 260 ms.