20 ноября 2015

Как работает судовая VSAT станция

В статье представлен подробный обзор судовой VSAT станции, состоящей из спутниковой антенны VSAT, контроллера спутниковой антенны, спутникового VSAT модема.
судовая VSAT станция

Судовая VSAT система состоит из двух основных компонентов - надпалубного (ADE) и подпалубного (BDE) оборудования. Надпалубное оборудование состоит из одного самого важного и дорогостоящего компонента - спутниковой антенны.

Подпалубное оборудование, в большинстве случаев, состоит из контроллера антенны и спутникового модема.

Для начала рассмотрим спутниковую антенну, и попытаемся понять, чем же обусловлена высокая стоимость этого элемента VSAT системы.

Спутниковая антенна VSAT

"На борту" спутниковой VSAT антенны находятся подсистемы, отвечающие за ряд важнейших функций:

  1. подсистема электропитания, отвечает за подвод и распределение электропитания в антенне. Антенны от разных производителей могут запитываться как переменным напряжением 220В по отдельному кабелю, так и постоянным напряжением 24/48В по коаксиальному.
  2. судовая VSAT станция
  3. радиочастотное оборудование, состоит из малошумящего усилителя (LNB), передатчика (BUC), набора волноводных трактов, высокочастотных режекторных фильтров, облучателя. Оборудование подразделяется на приёмный (Rx) и передающий (Tx) тракт. В приёмном осуществляется прием высокочастотного сигнала в Ku диапазоне, перенос сигнала на промежуточную частоту (IF) в L диапазон, и доставка сигнала до демодулятора антенны и модема. В передающем тракте, осуществляется обратный процесс переноса сигнала с L диапазона в KU, усиление сигнала и излучение в атмосферу.
  4. подсистема стабилизации, осуществляет стабилизацию антенного зеркала в пространстве по трем осям. Реальное положение в пространстве считывается с помощью инерциально-измерительного устройства, а стабилизация выполняется благодаря скоростным электроприводам. Также сюда можно отнести виброгасители и амортизаторы, которые снижают дестабилизирующие внешние воздействия.
  5. блок управления антенной - это центральный компонент спутниковой антенны, осуществляющий управление подсистемами и контроль функциональности, сбор данных геопозиционирования и расчет параметров наведения, выполнение алгоритмов наведения и слежения за спутником.
судовая VSAT станция

Таким образом, объединив все эти системы, мы получаем высокотехнологичное, надежное оборудование, работающее в широком диапазоне температур, при любых погодных явлениях, в условиях сильных вибраций и качки.

Зачем же нужны такие сложные системы? Проблема в том, что зеркальная параболическая антенна, имеет определенную диаграмму направленности. Для максимального усиления сигнала, главный лепесток необходимо направлять максимумом на источник излучения сигнала, то есть антенны спутника. Чем больше антенна, тем уже центральный лепесток, и, следовательно, сложнее навести на максимум. В стационарной станции это осуществляется только при первоначальном наведении и не требуется в процессе эксплуатации. В подвижной станции, это осуществляется непрерывно, в независимости от положения в пространстве судна, чтобы не допустить деградации сигнала или прерывания.

Контроллер спутниковой антенны

Контроллер спутниковой VSAT антенны, установлен в специально отведенном помещении, и соединен с антенной, в большинстве случаев, радиочастотным кабелем. Основные функции устройства – индикация текущего состояния антенны, важных параметров, системных сообщений, а также осуществление конфигурирования рабочих параметров антенны.

судовая VSAT станция

Спутниковый VSAT модем

Спутниковый VSAT модем позволяет организовать доступность основных сетевых услуг – доступа к сети Интернет и телефонии. Т.е. он выступает шлюзом между локально-вычислительной сетью и радиоканалом. В состав спутникового VSAT модема входят модулятор и демодулятор, работающие по стандарту DVB-S/S2, к ним присоединены радиочастотные кабели приемного и передающего тракта. Современные системы адаптированного модулирования и помехозащищенного кодирования позволяют не разрывать канал связи при наличии значительных помех, ухудшении качества сигнала из-за неблагоприятных атмосферных явлений. А динамическая система управления мощностью передатчика и контроль времени прохождения сигнала до центральной станции, позволяет значительно снизить количество коллизии при передаче информации. Из сетевых особенностей можно выделить TCP-спуффинг и HTTP-акселерацию, ускоряющие процесс передачи данных и загрузку Интернет-страниц, с учетом длительной задержки прохождения пакетов, от спутникового VSAT модема до центральной станции.