衛星通訊 - 簡介
一般來說,衛星是指圍繞太空中的較大天體執行的較小天體。例如,月球是地球的天然衛星。
我們知道,通訊是指透過任何媒介或渠道在兩個或多個實體之間交換(共享)資訊。換句話說,它就是傳送、接收和處理資訊。
如果通訊是透過衛星在任意兩個地球站之間進行的,則稱為衛星通訊。在這種通訊中,電磁波用作載波訊號。這些訊號承載語音、音訊、影片或任何其他資料在地面和空間之間以及反向傳輸。
蘇聯於1957年發射了世界上第一顆人造衛星,名為“斯普特尼克1號”。大約18年後,印度也於1975年發射了名為“阿麗亞巴塔”的人造衛星。
衛星通訊的必要性
以下兩種傳播方式以前用於一定距離內的通訊。
地波傳播 - 地波傳播適用於高達30MHz的頻率。這種通訊方法利用了地球的對流層條件。
天波傳播 - 這種通訊型別的合適頻寬大致在30-40MHz之間,它利用了地球的電離層特性。
在地波傳播和天波傳播中,最大跳躍距離或站間距離僅限於1500公里。衛星通訊克服了這一限制。在這種方法中,衛星提供遠距離通訊,遠超視線範圍。
由於衛星位於地球上方一定高度,因此透過衛星可以輕鬆地在任意兩個地球站之間進行通訊。因此,它克服了由於地球曲率而導致的兩個地球站之間通訊的限制。
衛星的工作原理
衛星是一個沿著特定路徑圍繞另一個天體執行的天體。通訊衛星只不過是太空中的微波中繼站。它有助於電信、無線電和電視以及網際網路應用。
中繼器是一個電路,它增強接收到的訊號的強度,然後將其傳輸。但是,此中繼器充當轉發器。這意味著它改變了從接收訊號到傳輸訊號的頻段。
將訊號傳送到太空的頻率稱為上行鏈路頻率。類似地,轉發器傳送訊號的頻率稱為下行鏈路頻率。下圖清楚地說明了這個概念。
從第一個地球站透過通道向衛星傳輸訊號稱為上行鏈路。類似地,從衛星透過通道向第二個地球站傳輸訊號稱為下行鏈路。
上行鏈路頻率是第一個地球站與衛星通訊的頻率。衛星轉發器將此訊號轉換為另一個頻率,然後將其傳送到第二個地球站。此頻率稱為下行鏈路頻率。同樣,第二個地球站也可以與第一個地球站通訊。
衛星通訊過程始於一個地球站。在這裡,安裝的設計目的是傳輸和接收來自繞地球軌道執行衛星的訊號。地球站以高功率、高頻(GHz範圍)訊號的形式將資訊傳送到衛星。
衛星接收並重新傳輸訊號回地球,然後衛星覆蓋區域內的其他地球站接收這些訊號。衛星的足跡是指從衛星接收有用強度訊號的區域。
衛星通訊的優缺點
在本節中,讓我們看看衛星通訊的優缺點。
以下是使用衛星通訊的優點
覆蓋面積大於地面系統
可以覆蓋地球的每一個角落
傳輸成本與覆蓋面積無關
更大的頻寬和廣播可能性
以下是使用衛星通訊的缺點:
將衛星發射到軌道是一個昂貴的過程。
衛星系統的傳播延遲大於傳統的陸地系統。
如果衛星系統出現任何問題,難以進行維修活動。
自由空間損耗更大
可能會出現頻率擁塞。
衛星通訊的應用
衛星通訊在我們的日常生活中扮演著至關重要的角色。以下是衛星通訊的應用:
廣播和語音通訊
電視廣播,如直接面向家庭 (DTH)
網際網路應用,例如提供用於資料傳輸的網際網路連線、GPS 應用、網際網路衝浪等。
軍事應用和導航
遙感應用
天氣狀況監測和預報