Терминал с очень малой апертурой ( VSAT ) [1] представляет собой наземную станцию двусторонней спутниковой связи с параболической антенной размером менее 3,8 метра. Большинство антенн VSAT имеют длину от 75 см до 1,2 м. Скорость передачи данных в большинстве случаев варьируется от 4 кбит/с до 16 Мбит/с. VSAT получают доступ к спутникам на геосинхронной или геостационарной орбите для передачи данных от небольших удаленных наземных станций (терминалов) к другим терминалам (в ячеистой топологии ) или «концентраторам» главной земной станции (в звездной топологии ).
VSAT используются для передачи узкополосных данных (например, транзакций в точках продаж с использованием кредитных карт, данных опроса или RFID или SCADA ) или широкополосных данных (для предоставления спутникового доступа в Интернет в удаленные места, VoIP или видео). VSAT также используются для портативной, мобильной (с использованием фазированных антенных решеток) или мобильной морской связи.
Идея геостационарной орбиты была предложена русским теоретиком Константином Циолковским , написавшим статьи о космических путешествиях примерно в начале 20 века. В 1920-х годах Герман Оберт и Герман Поточник , также известный как Герман Нордунг, описали орбиту на высоте 35 900 километров (22 300 миль), период которой точно соответствует периоду вращения Земли, создавая впечатление, что она зависает над фиксированной точкой на поверхности Земли. экватор . [2]
В статье Артура Кларка « Беспроводной мир» за октябрь 1945 года (под названием «Внеземные ретрансляторы: могут ли ракетные станции обеспечить всемирное радиопокрытие?») обсуждались необходимые орбитальные характеристики для геостационарной орбиты, а также частоты и мощность, необходимые для связи.
Живая спутниковая связь была разработана в 1960-х годах НАСА , запустившим спутники Syncom 1–3. [3] Syncom 3 транслировал прямую трансляцию Олимпийских игр 1964 года в Японии зрителям в США и Европе . 6 апреля 1965 года в космос был запущен первый коммерческий спутник Intelsat I , получивший прозвище «Ранняя пташка». [4]
Первыми коммерческими VSAT были системы только приема C-диапазона (6 ГГц) от Equatorial Communications, использующие технологию расширения спектра . В начале 1980-х годов было продано более 30 000 антенных систем диаметром 60 см. Позже компания Equatorial разработала двустороннюю систему диапазона C (4/6 ГГц) с использованием антенн размером 1 х 0,5 м и продала около 10 000 единиц в 1984–85 годах.
В начале 1980-х годов компания LINKABIT (предшественник Qualcomm и ViaSat) разработала первый в мире VSAT Ku-диапазона (12–14 ГГц) для Schlumberger, чтобы обеспечить сетевое соединение для подразделений по бурению и разведке нефтяных месторождений. LINKABIT, ставшая частью M/A-COM, продолжила разработку VSAT Ku - диапазона для корпоративных клиентов, таких как Walmart , Holiday Inn , Chrysler и General Motors . Эти корпоративные терминалы в течение следующих 20 лет составляли подавляющее большинство площадок для приложений двусторонней передачи данных или телефонии. Большая сеть VSAT, насчитывающая более 12 000 сайтов, была развернута компаниями Spacenet и MCI для Почтовой службы США в 1980-х годах. По состоянию на 2015 год [обновлять]крупнейшая сеть VSAT Ku-диапазона, содержащая более 100 000 VSAT, была развернута и управляется компанией Hughes Communications для лотерейных приложений. [5]
В 2005 году WildBlue (ныне ViaSat) начала развертывание сетей VSAT в Ka-диапазоне. В 2011 году компания ViaSat запустила спутник ViaSat-1 с самой высокой пропускной способностью в истории для расширения базы WildBlue под своим брендом Exede. В 2007 году компания Hughes Communications начала развертывать для потребителей сайты VSAT диапазона K a под своим брендом HughesNet на спутнике Spaceway 3, а затем, в 2012 году, на своем спутнике EchoStar XVII/Jupiter 1 . К сентябрю 2014 года Хьюз стал первым провайдером спутникового Интернета, число активных терминалов которого превысило один миллион. [6]
Большинство сетей VSAT настроены в одной из следующих топологий :
Достижения в области технологий значительно улучшили соотношение цены и качества фиксированной спутниковой службы (ФСС) за последние пять лет. Новые системы VSAT вводятся в эксплуатацию с использованием технологии диапазона K a , которая обещает более высокие скорости передачи данных при меньших затратах.
Системы ФСС, находящиеся в настоящее время на орбите, обладают огромной мощностью при относительно низкой цене. Системы ФСС предоставляют абонентам различные приложения, в том числе: телефонию , факс , телевидение , услуги высокоскоростной передачи данных , доступ в Интернет, спутниковый сбор новостей (SNG), цифровое аудиовещание (DAB) и другие. Эти системы обеспечивают высококачественное обслуживание, поскольку создают эффективные системы связи как для частных, так и для деловых пользователей.
Все наружные части тарелки вместе называются ODU (наружный блок), т. е. OMT для разделения сигнала между BUC и LNB. IDU фактически представляет собой модем, обычно с портом Ethernet и двумя F-разъемами для коаксиального кабеля к BUC (передача) и от LNB (прием). Astra2Connect имеет универсальный OMT/BUC/LNA, который по форме и размеру похож на Quad LNB и крепится на обычное крепление для спутникового телевидения. Как следствие, ее мощность составляет всего 500 мВт по сравнению с обычными 2 Вт, поэтому в дождь она хуже. В системе Tooway от Skylogic также используется интегрированная сборка OMT/BUC/LNB, называемая интегрированной сборкой передачи и приема (TRIA), мощность которой составляет 3 Вт. Для больших антенн также предусмотрены механические стойки, которые не позволяют им смещаться при сильном ветре, теряя наведение и вызывая прерывание обслуживания.
Морской VSAT имеет функции, позволяющие использовать его на корабле в море. Корабль, идущий на ходу, находится в непрерывном движении по всем осям. Антенная часть морской системы VSAT должна быть стабилизирована относительно горизонта и истинного севера , когда судно движется под ней. Двигатели и датчики используются для точного направления антенны на спутник. Это позволяет ему передавать и принимать сигналы со спутника, сводя к минимуму потери и помехи соседним спутникам. Появляется новая технология, которая позволит полупроводниковому устройству (плоской панели) управлять антенной электронным способом без движущихся частей.
Первоначально на кораблях для приема телевизионных сигналов использовались стабилизированные спутниковые антенны. Одной из первых компаний, производящих стабилизированные антенны VSAT, была компания SeaTel из Конкорда , штат Калифорния , которая выпустила свою первую стабилизированную антенну в 1978 году. SeaTel доминирует в поставках двусторонних стабилизированных антенных систем VSAT для морской отрасли, занимая почти 72% рынка в 2007 г. по сравнению с 17,6% у Orbit. [7] Первоначально морская VSAT использовала технологию «один канал на каждую несущую» , которая подходила крупным пользователям, таким как нефтяные буровые установки и нефтяные платформы , а также большие флоты судов одного судовладельца, плавающие в пределах одного или нескольких спутников . Ситуация изменилась, когда компания iDirect запустила свою технологию множественного доступа с временным разделением каналов на основе IP , которая динамически распределяла полосу пропускания каждому судну для общей полосы пропускания, снижая начальные затраты на установку морского VSAT, что, как оказалось, имеет ключевое значение для небольших компаний. среднего размера флотам и, таким образом, к принятию рынком VSAT.
Согласно отчету Maritime VSAT, опубликованному Comsys Group, рынок стабилизированных морских услуг VSAT (не включая нефтяные и газовые буровые установки) в 2007 году достиг более 400 миллионов долларов. [7] В 2010 году COMSYS опубликовала свой «Второй отчет о морских VSAT». , где рыночная оценка увеличилась до 590 миллионов долларов в 2009 году с прогнозами на 2010 год в 850 миллионов долларов. Предполагаемый размер рынка судов, имеющих право на VSAT, в этом отчете оценивается в более чем 42 000, из которых осталось чуть более 34 000. Согласно этим отчетам, в 2009 году (2007 год в скобках) доля крупнейших компаний на рынке по количеству судов в эксплуатации приходилась на: Vizada: 17,6% (26,0%), Ship Equip: 11,0% (10,7%), Cap Rock 2,8% ( 2,9%), MTN 7,5% (6,4%), Stratos - % (3,6%), KVH 5,4% (- %) Электриком 4,9% (3,2%), Intelsat 3,4% (- %), Eutelsat 3,1%, NSSL 3,1% , Radio Holland 3,0%, Telemar 3,0%, DTS 2,6% и другие составили 32,6% (27,7%). Многие крупные провайдеры маркируют свои предложения морского VSAT так, что Vizada предлагает свои услуги через подразделение Marlink и продукты SeaLink и WaveCall, OmniAccess через свои продукты BroadBEAM [8] , а Ship Equip называет свое предложение Sevsat . [9]
Доли рынка поставщиков услуг морской связи VSAT в мире – доходы (2018 и 2019 гг.) 1.Marlink 23,9%, 2.Speedcast 15,0%, 3.Inmarsat 11,3%, 4.KVH Industries 8,8%, 5.Global Eagle 7,6%, 6. ITC Global 6,6%, 7. RigNet 5,9%, 8. NSSLGlobal 5,2%, 9. Navarino 4,3% и 10. Satcom Global 2,7%. Доли рынка поставщиков услуг морской связи VSAT в мире - доходы S (2018 и 2019 гг.)