PRZYSZŁOŚĆ TECHNIK SATELITARNYCH

download PRZYSZŁOŚĆ TECHNIK SATELITARNYCH

of 39

  • date post

    30-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    40
  • download

    0

Embed Size (px)

description

PRZYSZŁOŚĆ TECHNIK SATELITARNYCH. Przegląd perspektyw rozwoju technik satelitarnych i technologii kosmicznych w dwóch horyzontach czasowych: roku 2012 i 2020. Prof. dr hab. inż. Józef Modelski Instytut Radioelektroniki Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych PW. Plan prezentacji. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of PRZYSZŁOŚĆ TECHNIK SATELITARNYCH

  • PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCHProf. dr hab. in. Jzef ModelskiInstytut Radioelektroniki Wydzia Elektroniki i Technik Informacyjnych PWPrzegld perspektyw rozwoju technik satelitarnych i technologii kosmicznych w dwch horyzontach czasowych: roku 2012 i 2020

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Plan prezentacjiRodzaje orbit satelitarnychUsugi stacjonarneUsugi ruchomePerspektywy rozwoju rynku usug satelitarnychPrognoza zapotrzebowania na usugiPrzepustowo kanau transmisyjnegoStandard emisji satelitarnej drugiej generacji DVB-S2 Telewizja cyfrowaPerspektywy uruchomienia radia satelitarnego w EuropieKonkurencyjne systemy transmisji danych naziemne platformy stratosferycznePodsumowanie

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Rodzaje orbit satelitarnychNiskoorbitalne 700 - 1500 km (LEO -Low Earth Orbit ) rednioorbitalne 10000 15000 km (Medium Earth Orbit - MEO)Geostacjonarne 35 810 km(Geosynchronous Earth Orbit - GEO)rdo: http://http://www.zsi.pwr.wroc.pl/missi2000/Eliptyczne EEO, HEOHEO (ang. Highly Eliptical Orbit) Molnya ~12hrTundra ~24hr

    rdo: http://en.wikipedia.org/wiki/Molniya_orbit

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Rodzaje orbit satelitarnych

    Typ orbitLEOMEOGEOHEOWysoko (km)700 150010000 1500036000500- 50000Konieczna liczba satelitw>40(wiat)10 15(wiat)3 4(wiat)2-3 (region)Moliwo uruchamiania etapamiNieTakTakNieOpnienie [s]0,050,10,250,2-0,4Kt elewacjiNiskiredni wysokiniski redniwysokiPrzeczanie poczeCzstoRzadkoNigdyRzadkoPenetracja budynkwSabaSabaBrakBrakPenetracja centrw miastredniaredniaredniDuaMoliwo uywania terminali ruchomychTakTakTakTak

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Rodzaje orbit satelitarnych - WadyGEODue opnieniaNiski stosunek C/N (Carrier-to-Noise), bardzo dua bitowa stopa bdw (BER)Maa pojemno systemu, maa efektywno widmowaDue tumienie sygnauKonieczna dua moc stacji naziemnej przy transmisji do satelityNiska widoczno nad horyzontem na terytorium PolskiDrogie i skomplikowane satelity, dua moc nadawaniaLEO :konstelacja w cigym ruchupokrycie powierzchni Ziemi symetryczne wzgldem rwnikabrak wyrnionych dugoci geograficznychmae, ale zmienne opnieniaDua awaryjno satelitw

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Systemy satelitarneSatelitarne Centrum UsugGwnie Telewizja...

    ale take dane oraz gos Problemy: due opnieniadua wraliwo na warunki atmosferycznedue tumienie propagacyjneKana Zwrotny

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Usugi stacjonarne FSS (Fixed Satellite Systems)radiodyfuzja DBS (Direct Broadcast Satellite)transmisja programw telewizyjnych (standard DVB-S/DVB-S2) oraz radiowych

    poczenia telefoniczne

    sieci transmisji danych VSAT (Very Small Aperture Terminal)

    transmisje okazjonalne

    sie rezerwowa dla systemw naziemnychsieci specjalne: samoloty, pocigi, statki itp.

    szybki dostp do internetuszerokopasmowe systemy interaktywne

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Usugi ruchome MSS (Mobile Satellite Systems)

    czno z obiektami ruchomymi (statki, samoloty, pojazdy naziemne): Inmarsat

    satelitarne systemy telefonii komrkowej: Iridium, Globalstar (orbity LEO)Thuraya, AceS (orbita GEO)

    systemy transmisji krtkich wiadomoci: Orbcomm (orbity LEO, globalny)

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Systemy satelitarneTransmisje interaktywnedwukierunkowa szerokopasmowa transmisja danych przez satelit kana zwrotny - pasmo Ka (30 GHz)specyfikacja DVB - RCS

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Dochody rynku usug satelitarnychrdo: Clay Mowry, Nihar Shah, Arnold Friedman, Molly Freeland; Satellite Statistics:An Examination by the Numbers; Satellite 2006/

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Pojemno satelitw wyniesionych w 2005 r.rdo: Clay Mowry, Nihar Shah, Arnold Friedman, Molly Freeland; Satellite Statistics:An Examination by the Numbers; Satellite 2006/

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Prognoza zapotrzebowania na pojemno czy rdo: Clay Mowry, Nihar Shah, Arnold Friedman, Molly Freeland; Satellite Statistics:An Examination by the Numbers; Satellite 2006/

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Prognoza zapotrzebowania na usugirdo: Clay Mowry, Nihar Shah, Arnold Friedman, Molly Freeland; Satellite Statistics:An Examination by the Numbers; Satellite 2006/

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Zakresy czstotliwoci stosowane w systemach satelitarnychPasmo C anteny o rednicach 2 - 3 m Pasmo Ku anteny o rednicach ok. 1 mPasmo Ka anteny o rednicach ok. 0.5 m Czym wiksza czstotliwo tym wiksze tumienie trasy

    PasmoCzstotliwo [GHz]L1,5-2,7S2,7-3,5C (cze w d)3,7-4,2C (cze w gr)5,9-6,4X (cze w d)7,2-7,7X (cze w gr)7,9-8,3Ku (cze w d)10,7-12,75Ku (cze w gr)12,75-14,517,3-18,1Ka (cze w d)18,1-21,2Ka (cze w gr)27-31Q-V36-51

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Kana radiowyWaciwoci kanau radiowego:tumienie sygnauopnieniazaniki efekt Dopplerazakcenia

    Zasoby widmowe s dzielone pomidzy wielu uytkownikwPrzykad: podzia zakresu 300MHz 3000MHz

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Transmisja fal elektromagnetycznych przez atmosfer

    Usugi szerokopasmowe dla odbiorcw wymagaj zapewnienia szerokiego pasma transmisji. Szersze pasmo osign mona jedynie zwikszajc czstotliwo pracy systemu.Ograniczeniem s jednak zmienne warunki propagacji fali elektromagnetycznej na wyszych czstotliwociach.rdo: Marek Bromirski; Satelitarne systemy cznoci

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Transmisja fal elektromagnetycznych przez atmosfer

    Duy wpyw pogody w miejscu odbioru na tumienie trasy Zwikszenie czstotliwoci pracy zmniejsza pewno transmisjiRozwizaniem jest zastosowanie algorytmw adaptacyjnych DVB-S2W przypadku silnych opadw atmosferycznych konieczna jest zmiana czstotliwoci pracy systemu.rdo: Marek Bromirski; Satelitarne systemy cznocidB/km

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Przepustowo kanau transmisyjnegoMaksymalna przepywno binarn transmisji (szybko transmisji wyraon w [bit/s]), przy ktrej mona uzyska bezbdny odbir.

    C przepustowo kanau [bit/s]B pasmo [Hz]S,N rednie moce sygnau i szumu (w pasmie B)tak wyznaczona warto C - odpowiada maksymalnej (teoretycznej, nieosigalnej w praktyce) szybkoci transmisji w kanale(Shannon zaoy m.in. zastosowanie kodowania optymalnego oraz to, e jedynym czynnikiem degradacji odbieranego sygnau jest szum biay).

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Przepustowo kanau transmisyjnegoC przepustowo kanau [bit/s]B pasmo [Hz]S,N rednie moce sygnau i szumu (w pasmie B)Efektywna szybko transmisji w rzeczywistym kanalezaley nie tylko od S/N ale rwnie od: sposobu kodowania i modulacji waciwoci kanau radiowego

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Nowy system emisji DVB-S2DVB-S2 (Digital Video Broadcasting - Satellite - Second Generation) jest drug generacj standardu transmisji satelitarnejW zalenoci od sposobu modulacji optymalnie dziaa on przy wspczynniku C/N (carrier-to-noise) w granicach od 2.4 dB (modulacja QPSK 1/4) do 16 dB (uywajc modulacji 32APSK 9/10).Zastosowanie systemu DVB-S2 przy transmisji z kanaem zwrotnym, umoliwia zmian parametrw w zalenoci od warunkw propagacji.Tryby wstecznej kompatybilnoci ze standardem DVB-SPlatforma cyfrowa grupy ITI n DVB-S2 / MPEG-4/AVC.

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Wydajnoci Widmowa Systemu DVB-S2rdo: Alberto Morello, Vittoria Mignone; DVB-S2 ready for lift off; RAI, Radiotelevisione Italiana; EBU TECHNICAL REVIEW October 2004

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Standardy cyfrowej transmisji rozsiewczej (broadcast)DVB-S / DVB-S2DVB-CDVB-TTelewizja cyfrowa - DVBMPEG-2MPEG-4

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Telewizja wysokiej rozdzielczoci HDTVRozdzielczo 720 x 576 (405 000 pikseli)

    Tryb 4:3 (PAL) lub 16:9 (PALPlus)

    Wybieranie z przeplotem 50 pobrazw/sek

    Dwik analogowy lub cyfrowyWiksze rozdzielczoci ni w SD (dwa tryby 1080i oraz 720p)

    Ponad 2 000 000 pikseli (1080i)

    Tryb 16:9

    Dwik cyfrowy wielokanaowy Dolby Digital AC3

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Telewizja wysokiej rozdzielczoci HDTVObraz HD 5 razy wicej pikseli ni SD

    Dwa standardy DVD dla HDHD DVD (720p, 1080i)Blue Ray (720p, 1080i, 1080p)

    Cechy trybw HDTV720p lepsze odtwarzanie scen dynamicznych (sport)Tryb 1080i wicej detali dla obrazw nieruchomych

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Prognoza struktury satelitarnych programw TV rdo: Clay Mowry, Nihar Shah, Arnold Friedman, Molly Freeland; Satellite Statistics:An Examination by the Numbers; Satellite 2006/

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Prognoza struktury satelitarnych programw TV Na podstawie: Clay Mowry, Nihar Shah, Arnold Friedman, Molly Freeland; Satellite Statistics:An Examination by the Numbers; Satellite 2006/

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Trjwymiarowa telewizja w 2020 roku?Kolej rewolucj techniczn umoliwiajc operatorom pozyskanie nowych klientw moe by telewizja 3D. Telewizja satelitarna z uwagi na du pojemno bdzie moga jako pierwsza wprowadzi przekazy 3DMagnesem bdzie sport.

    23 listopada 2006 r w ramach Kongresu Technologicznego zapowiadany by publiczny pokaz moliwoci projekcji 3D.

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Rozwj standardw MPEG-2/MPEG-4Strumie video w 2006 r. zgodnie DVB ProjektW 2015 r. przewidywane jest wprowadzenie nowego standardu kodowania strumienia videoZalet kodowania MPEG-4/AVC jest bardzo dobra skalowalno w duym zakresie przepywnociObecnie wikszoci transmisji TV SAT MPEG-2 odbywa si z przepywnociami w okolicach 2-2,5 Mbit/s (kod. statystyczne) . Du role odgrywaj tu czynniki ekonomiczne i cena wynajmu transpondera. Klienci nie przywizuj jeszcze duej roli do jakoci. Popularyzacja telewizorw HDTV zmieni t sytuacj--------< 1Mbit/s < 4Mbit/s20062015

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Rozwj standardw MPEG-2/MPEG-4

    PRZYSZO TECHNIK SATELITARNYCH

    Kodowanie obiektoweKolejne metody kodowania treci wizyjnych bd analizoway obraz i wyodrbniay poszczeglne obiekty. Pos