Satcom что это такое
Sukhoi Superjet 100
Реальность против домыслов
Разделы
Помощь
Случайные
Система спутниковой связи
Общее описание системы SATCOM
Серия SATCOM принадлежит семейству спутников связи на геостационарной орбите, первоначально она была разработана и управлялась Радиотехнической комиссией по аэронавтике США. Сегодня SATCOM с помощью сети спутниковой связи Inmarsat обеспечивает покрытие всего земного шара, за исключением полярных областей с широтой больше 70°.
Система TopFlight SATCOM является следующим поколением системы SATCOM, и предоставляет высокоскоростные услуги речевой связи и обмена данными между кабиной экипажа и наземными службами через спутниковую линию связи Inmarsat.
Система TopFlight SATCOM соответствует характеристикам ARINC 781 и может использоваться как существующими службами спутниковой связи Inmarsat (Classic Aero, Swift64), так и новой службой спутниковой связи Inmarsat, известной как SwiftBroadband (другое название BGAN, INMARSAT I-4).
Служба Inmarsat состоит из следующих частей:
1) Классическая служба Aero I: предназначена для обеспечения самолётов во время полёта речевой связью и каналом обмена данными в пределах зон покрытия спутников Inmarsat через антенны со средним коэффициентом усиления Aero I.
Служба Inmarsat Aero I обеспечивает:
Необходимо отметить, что для RRJ классическая служба Aero передачи данных имеет потенциал роста.
2) Семейство служб Swift:
Конфигурация спутниковой связи
1) Связь в кабине экипажа:
CPDLC/ADS, планирование времени посадки, информация и обслуживание во время полёта, графическое определение участков с неблагоприятными для полёта условиями/аварийная речевая связь
2) Рабочие средства связи и средства связи для пассажиров:
3) Средства связи для пассажиров:
Система TopFlight SATCOM может поддерживать работу только салона, только кабины экипажа или системы салона и кабины экипажа.
Бортовая система SATCOM является опционом самолёта RRJ, который обеспечиваетнадёжную речевую связь между землёй (УВД, авиакомпанией) и самолётом (лётным экипажем) через спутники в удаленных областях или в районах, где нет надёжной наземной сети. На борту RRJ её конфигурация ограничена радиосвязью в кабине экипажа. Передача данных через SATCOM имеет потенциал роста, так же как и службы Swift Broadband и конфигурация салона.
Бортовая система спутниковой связи состоит из приёмопередатчика системы спутниковой связи для обеспечения интерфейса с самолётом (SDU), усилителя мощности системы спутниковой связи (DLNA), модуля конфигурации системы спутниковой связи (SCM) и антенны системы спутниковой связи (HGA).
Для обеспечения интерфейса с пилотом предусмотрены органы управления:
Приёмопередатчик системы спутниковой связи (SDU)
SDU обеспечивает управление и обработку данных, которые принимаются и передаются через спутниковую линию связи, в том числе настройку необходимых типов каналов и модуляцию/демодуляцию сигналов, которые поступают со спутника или передаются на него. Он подсоединяется к аппаратуре салона и кабины экипажа с помощью обычных соединений и/или через соединение Ethernet. Данный блок обеспечивает работу средств встроенного контроля BITE и проведение технического обслуживания.
Блок спутниковых данных постоянно усовершенствуется из-за устаревания и постоянной разработки нового программного обеспечения для конфигурации SATCOM на RRJ.
Конфигурация блока SDU разработана таким образом, чтобы она соответствовала ARINC 781 и была гибкой для последующей модернизации. Поэтому данная архитектура состоит из следующих составных частей:
платы установлен вместе с эквалайзером, совместимым с техническими требованиями Inmarsat SwiftBroadband. Указанный эквалайзер необходим для эффективной демодуляции принимаемого сигнала в случае редкой многолучевой интерференции, которая может происходить во время полета на определенных высотах. Эквалайзер может повышать скорость передачи данных пользователю на 40%. Архитектура программно-определяемой радиосвязи позволяет легко модернизировать модуль канальной платы для поддержки новых SwiftBroadband с усовершенствованными характеристиками, которые постоянно выпускает Inmarsat. К таким возможностям относятся многоадресная передача и многоадресное
обслуживание.
Технические характеристики:
Вес : 9,98 кг или 22,01 фунтов
Габаритные размеры: ARINC 600, 6 MCU
Квалификация: DO 254 уровень C для работы кабины экипажа, DO 254 уровень D
для работы салона
Уровень ПО: DO 178 уровень D для работы кабины экипажа, DO 178 уровень E для работы салона
Средняя наработка на отказ: 15 000 летных часов
Охлаждение: для SDU требуется обязательное воздушное охлаждение по Arinc 600. Однако приемлемой может оказаться установка внешнего вентилятора из-за минимального потока воздуха (для мощности рассеяния 210 Вт) и соблюдения требований окружающей температуры. Воздух должен проходить снизу вверх.
Скорость потока воздуха должна быть равна 50 кг / час на уровне моря
Модуль конфигурации системы спутниковой связи (SCM)
В модуле конфигурации системы спутниковой связи (SCM) находятся карты универсального модуля определения абонента (USIM), необходимые для поддержки доступа к службе SwiftBroadband. Конфигурационный модуль является отдельным быстросъёмным блоком, поэтому, в случае замены блока спутниковых данных, карты универсального модуля определения абонента остаются на борту самолёта.
SCM соединён кабелем через разъем ARINC 600 на задней панели только с SDU. SCM обеспечивает считывание четырех карт USIM – по одной на каждый канал SwiftBroadband – для предоставления информации о вызовах и времени разговора абонента в Inmarsat. В SCM содержатся также некоторые данные о конфигурации (например, ORT-данные абонента).
Такое гибкое соединение SDU/SCM обеспечивает:
целостности системы и управлять интерфейсами авионики.
Технические характеристики:
Вес: 0,23 кг или 0,51 фунтов
Габаритные размеры: 114 мм x 90 мм x 25 мм
Средняя наработка на отказ: подлежит уточнению
Охлаждение: не требуется
Усилитель системы спутниковой связи (DLNA)
DLNA является готовым изделием, которое удовлетворяет характеристикам ARINC 781. Он соответствует требованиям DO-160D.
DLNA включает диплексор D-типа, и состоит из диплексного сочленения, соединённого со входом антенны, с приемным трактом, который выполняет согласование с радиочастотным входом SDU, и вход передачи, подключённый к мощному усилителю.
DLNA принимает сигналы в диапазоне частот от 1525 МГц до 1559 МГц и выполняет радиопередачу в диапазоне частот от 1626.5 МГц до 1660.5 МГц. Для функционирования системы спутниковой связи, вносимые радиочастотные потери должны быть:
Технические характеристики:
Вес: 3,17 кг или 6,99 фунтов
Габаритные размеры: 280 мм x 197 мм x 50 мм корпус
Средняя наработка на отказ: 140 000 летных часов
Антенна системы спутниковой связи
На самолёте RRJ используется антенна системы спутниковой связи с высоким коэффициентом усиления (HGA). Данная антенна обеспечивает канал связи между спутниками Inmarsat и аппаратурой на борту самолёта. Она поддерживает каналы SwiftBroadband, Swift64 и Aero-I.
Антенна соответствует ARINC 781. Так как RRJ является самолётом средней дальности, то указанная антенна спутниковой связи является ненаправленной.
Антенна со средним коэффициентом усиления (-6dBic) совместима с A761 и 781, и должна устанавливаться на верхней части фюзеляжа.
Антенна крепится к фюзеляжу самолета с помощью специального антенного крепления, которое соответствует стандарту, определенному в характеристике ARINC 781 через переходную пластину.
Технические характеристики:
Вес: 9 кг или 19,8 фунтов
Размеры: 14,4 см x 2,5 см x 43 см
Маркировка: идентификационные данные антенны расположены снизу.
Потребляемая мощность: 35 Вт
Средняя наработка на отказ: 80 000 летных часов
Разъем: SOURIAU, D38999/24FC35PN
Описание функционирования системы спутниковой связи
SDU выполняет следующие основные функции:
Базовые функции включают в себя способность управлять канальными блоками, внешним или внутренним мощным усилителем и всем процессом обмена информацией между экипажем самолёта и землёй, который включает в себя:
Блок спутниковых данных выполняет переключение между различными службами Inmarsat, которое зависит от наличия спутников (например, работают I2, I3 или I4 спутники) и наличия службы Inmarsat и ORT-установок. Обслуживание кабины экипажа и салона (потенциал развития): если для обслуживания системой кабины экипажа и салона необходим канал кабины экипажа, модем и т. д., но они уже выполняют функцию низшего приоритета, то тогда выполнение этой функции прерывается, и кабина экипажа устанавливает соединение в режиме реального времени в пределах «периодов установления соединений воздух-земля и земля-воздух», определённых в Inmarsat SDM.
Рабочие режимы/ обслуживание абонентов
Речевой режим в кабине экипажа: данная классическая функция включает способность инициировать из кабины экипажа речевой сигнал по радиочастотному каналу. Режим речевого сигнала включает способность инициировать запрос или
управлять головным телефоном непосредственно через один из блоков многофункционального управления и вывода, размещённых на приборной доске. Для осуществления взаимодействия между блоком многофункционального управления и вывода и блоком спутниковых данных с целью осуществления функции управления вызовами клиентов используется ARINC 739.
Режим обмена данными в кабине экипажа: блок спутниковых данных способен инициировать и управлять обменом пакетных данных ACARS/CMU через выделенный канал P/R/T воздух/земля. На RRJ обмен данными осуществляется только с помощью VDR3, и поэтому передача данных через спутниковую связь имеет потенциал развития.
2) Салон (потенциал развития)
Речевой режим в салоне: интерфейсы Ethernet и ISDN блока SDU будут соответствовать требованиям Inmarsat SDM, и будут использоваться для поддержки следующего речевого трафика в салоне:
Речевой режим в салоне: интерфейсы Ethernet и ISDN блока SDU будут соответствовать требованиям Inmarsat SDM, и будут использоваться для поддержки следующего трафика данных в салоне:
Можно предположить, что блок спутниковых данных будет взаимодействовать с маршрутизаторами через свой интерфейс Ethernet, но не будет выполнять функции маршрутизации.
Управление температурой
В состав SDU входят термочувствительные элементы, которые сообщают о потенциальном состоянии перегрева. Данный блок обеспечивает управление временными отключениями второстепенных приложений канала связи воздух/земля с целью недопущения выхода из строя данного блока из-за перегрева во время обеспечения связи.
В случае прекращения подачи охлаждающего воздуха температура SDU может резко подняться, и, в зависимости от рабочего режима на тот момент, блок начнёт снижать функциональную нагрузку с целью сохранения стандартной производительности.
Если внешний мощный усилитель не установлен (конфигурация RRJ), то сохранение службы Classic Aero достигается путем снижения радиочастотной мощности внутреннего усилителя до максимального уровня 9 Вт. Этого достаточно
для поддержания основных функций Classic Aero.
В этой ситуации SDU будет продолжать мониторинг температуры с помощью термодатчиков с целью разрешения возвращения в первоначальный режим в случае восстановления воздушного охлаждения.
Устранение сбоев и неисправностей, встроенный контроль (BITE) и техническое обслуживание
Все интерфейсы встроенного контроля управляются SDU. Все интерфейсы встроенного контроля внешнего конфигурационного модуля контролируются SDU. DLNA генерирует дискретный импульс «годен — не годен», который подаётся на
антенну для обозначения состояния. Антенна передаёт информацию о состоянии DLNA в SDU. В DLNA не выполняются другие функции встроенного контроля. Встроенный контроль поддерживает карточку отказов, в которую заносятся все
сообщения о неисправностях, полученных как от данного устройства встроенного контроля, так и от аналогичных устройств для других компонент (антенна, DLNA и т. д.). На передней панели SDU размещена визуальная индикация встроенного контроля. Она сообщает о повреждениях, зарегистрированных устройством внутреннего контроля внутри SDU и в других подсистемах, подсоединенных через терминал техобслуживания Ethernet на передней панели SDU и через заднюю панель (TBC). Состояние устройства встроенного контроля также поддерживается через дискретные выводы.
Устройство встроенного контроля
Устройство встроенного контроля SDU содержит запуск самотестирования, самотестирование по команде и второстепенное программное обеспечение тестирования. В дополнение, SDU обеспечивает работу механизма сообщений о статусе Ethernet, который использует простой протокол сетевого управления (SNMP).
Устройство встроенного контроля способно:
SDU оснащен следующими встроенными тестами:
необходимой для проведения такой остановки. Данный тест проводится на заднем плане во время надлежащей работы системы.
На передней панели размещены:
Светодиодные индикаторы на передней панели отображают состояние:
Если светодиодные индикаторы не горят, это значит, что не обеспечивается надлежащее обслуживание (например, если не горит Ext HPA, то внешний мощный усилитель не является частью системы).
Обнаруженный отказ системы заносится в память отказов и передаётся в систему СТО (CMS), даже если сбой исчез. Для устранения повреждений можно использовать терминал доступа к системе СТО (MAT). SDU также поддерживает интерфейс Ethernet с целью включения сетевого сервера кабины для определения общего состояния аппаратуры спутниковой связи, включая наличие обслуживания и гарантированное качество обслуживания (QoS).
Программное обеспечение/загрузка таблицы требований заказчика (ORT)
Всё программное обеспечение может загружаться через интерфейсы MAT, действующие как A615 (TBC). SDU постоянно усовершенствуется из-за устаревания и постоянной разработки нового программного обеспечения для конфигурации
SATCOM на борту RRJ в соответствии с DO 178B уровень D.
Файлы пересылки программного обеспечения SDU содержат системное программное обеспечение для всех процессоров/внешнего конфигурационного модуля, находящихся внутри блока спутниковых данных. Данный файл состоит из
паспортной записи блока спутниковых данных и паспортных записей для всех процессоров/внешнего конфигурационного модуля, а также из соответствующих выполняемых кодовых сегментов.
Информация обо всём загружаемом программном обеспечении подлежит регистрации через MAT и интерфейс FMS. Пользовательские настройки размещены в таблице требований заказчика внутри SDU и/или SCM. Данная таблица используется при регистрации, когда выбирается для доступа спутник и связанная с ним наземная служба. Выбор основывается на положении самолёта и предпочтении в выборе службы (Classic, SwiftBroadband или Swift64).
Основной изготовитель оборудования и авиационное предприятие могут посмотреть данную таблицу и внести в неё изменения с помощью соответствующего приложения для редактирования, которое размещается в стандартном ПК. Таблицу требований заказчика можно пересылать и загружать из SDU через интерфейсы MAT, действующие как интерфейс A615.
Управление каналами
Управление каналами голосовой связи осуществляется из FMS и через пульт АСР. FMS предоставляет экипажу во время полёта детали текущего состояния системы и средства для ввода команд. Например, спутниковая система речевого режима в кабине экипажа работает через FMS следующим образом:
или ручным набором. Вводимые данные включают указатель приоритета с целью обеспечения преимущественного права вызова заданного номера, если все каналы заняты;
Обратите внимание на то, что эти процессы обычно выполняются автоматически.
Дисплей, подобный показанному на рисунке 11, показывает пилоту текущее состояние системы и предоставляет средства для ввода необходимых команд.
Использование независимой передачи речевых сигналов в направлениях земля-воздух и воздух-земля обеспечивает оповещение о входящих вызовах с земли даже в том случае, если речевые каналы заняты, и обеспечивает преимущественное право такого вызова, если установлена приоритетность.
Например, регистрация в classic aero показывает наземной станции, что на самол`те обычно доступны два канала. Если необходим второй канал, то канальная карта, поддерживающая SwiftBroadband, перезагружается для запуска в режиме classic aero; сервис SwiftBroadband отсутствует. Процесс перезагрузки занимает приблизительно 20 секунд. Этот период времени должен прибавляться до обычного времени установления соединения (обычно от 5 до 10 секунд плюс задержка в наземной сети). При вызове воздух-земля по второму каналу, вызов из кабины экипажа инициируется как обычно, но для экипажа время вызова будет больше обычного из-за перезагрузки карты канала.
При получении вызова с земли самолёт отвечает сигналом «Telephony N(Negative)ACK» до тех пор, пока второй речевой канал не станет доступным после перезагрузки канальной карты, и для гарантии сохранения вызова после завершения перезагрузки.
Выбор и передача аудиосигналов
Для выбора и передачи звуковых сигналов представлены три независимых пульта управления звуком (АСР). Они позволяют трём членам лётного экипажа осуществлять управление радиосвязью, выполнять воздушную радионавигацию, выбирать линию вывода речевой информации, управлять обращениями к авиапассажирам и системой внутренней связи.
Органы управления АСР используются для выбора передающих каналов VHF1,2,3; HF1,2; INT и CAB. Дополнительные ручки используются для выбора спутниковой связи (ТВС). Они являются эксклюзивными. Три зеленых линии на квадратных кнопках высвечивают выбранный канал. Все кнопки используются для выбора канала прослушивания. Они не являются эксклюзивными. Для выбора канала прослушивания необходимо нажать соответствующую кнопку, а для установки уровня звука — повернуть её по часовой стрелке или против часовой стрелки. Все регулировки управляются с помощью аппаратуры RCAU.
Работа системы
Вызов воздух-земля
Обычно вызов принимается (то есть, цепь подключается к линии) первым нажатием (перемещением из разомкнутого состояния в замкнутое) переключателя «нажмите и говорите» (PTT) после выбора спутниковой связи на ACP. С другой стороны, о подключении к линии можно просигнализировать с помощью включения микрофонного переключателя SATCOM на ACP (соответственно зафиксирован в положении «on» (включено) на время звонка), или с помощью переключателя на FMS.
Хотя можно и вручную вводить состоящий из нескольких цифр телефонный номер вызываемого абонента, большинство звонков выполняется путём выбора предварительно запрограммированного идентификатора (похоже на функцию
памяти в обычных телефонах). Пилот просто нажимает кнопку Line Select Key рядом с именем вызываемого абонента и инициирует процесс вызова.
База данных должна быть обеспечена предварительно запрограммированными данными: этот процесс выполняется обслуживающим персоналом с помощью загрузчика базы данных.
Вызов земля-воздух.
Если поступающий вызов получен, зуммер и светодиодный индикатор просигнализируют об этом таким же образом, как и функция SELCAL. Приоритетность вызова может отображаться на дисплее в кабине (FMS, EICAS и т. д.). Вызов принимается (то есть, цепь подключается к линии) первым нажатием (перемещением из верхнего в нижнее положение) переключателя PTT (после выбора спутниковой связи на ACP) или фиксацией микрофонного переключателя SATCOM на ACP после вызова.
Интерфейс системы SATCOM
Ниже представлены характеристики внешних интерфейсов SDU.
Дискреты доступности сервиса: дискретные выходы, которые показывают статус системы SATCOM, например, SwiftBroadband доступен, Swift64 доступен. Они могут использоваться для приведения в действие дискреты состояния, например, для панели управления в кабине.
08 Mar 2017 21:50 (опубликовано: Monya Katz)
Если вам понравилась статья, не забудьте поставить «+»
Бразильские дальнобойщики и русские радиопираты: изучаем спутники SATCOM
2009 год. В журнале «Хакер» выходит статья «Хакерское радио: спутники армии США на службе пиратов», повествующая о спутниковом радиопиратстве в Бразилии. Сегодня мы вновь поднимем эту тему и посмотрим, изменилось ли что-то за 11 лет?
Когда речь заходит о спутниках SATCOM, мы сразу оговоримся, что речь пойдет о спутниковой группировке ВМС США — Navy Fleet Satellite Communication (FLTSATCOM). Началось все с корпорации Thompson Ramo Wooldridge Inc., ныне известной как TRW.Inc, руководившей разработкой первой межконтинентальной баллистической ракеты США. Планировалось, что группировка будет состоять из 8 спутников, обеспечивающих связью самолеты, корабли, подводные лодки и наземные станции с военным командованием.
Что представляли собой спутники
Каждый из первых 6 спутников весил почти 2 тонны, а если быть точным, то 1884 кг. 7-ой и 8-ой спутники несли на себе дополнительную нагрузку в виде экспериментальных EHF-транспондеров, поэтому их стартовый вес составлял 2310 кг. Основной полезной нагрузкой было 12 транспондеров, работающих в частотном диапазоне UHF/SHF uplink и UHF downlink.
В качестве приемной антенны использовалась параболическая антенна диаметром 4.9 метра из сетки, покрытой серебром. Передающая антенна была вынесена и располагалась на отдельной мачте. Питание радиооборудования осуществлялось с помощью солнечных панелей (13.2 метра в поперечнике), генерировавших более 1400 Вт электроэнергии.
Первый спутник этой группировки был запущен в 1978 году, а последний — в 1989 году. 25 марта 1993 года на замену стареющей FLTSATCOM пришла группировка UFO (UHF Follow-On). Она обеспечивала вдвое больше каналов связи при меньшем размере спутника и могла подключаться к системе Milsat, эксплуатирующейся ВВС США. Спустя 19 лет на смену UFO пришла еще более совершенная система MUOS (Mobile User Objective System).
Проблемы FLTSATCOM
Вывод двух из восьми спутников на орбиту сопровождали неудачи. Один спутник (FLTSATCOM-5), предназначенный для резервирования, был сильно поврежден при запуске, поэтому хоть и был доставлен на корректную орбиту, но не функционировал. Следующий за ним FLTSATCOM-6 вообще до своей орбиты не добрался — на 51-ой секунде полета в ракету-носитель Atlas-G Centaur-D1AR попала молния.
Возникший электромагнитный импульс повлиял на основную память компьютера наведения, в результате чего ракета отклонилась от курса, и ее разорвало в хлам на куски из-за аэродинамического напряжения. Это событие в дальнейшем привело к разработке новых правил, согласно которым погоде уделялось большее значение.
Источник изображения: capcomespace.net
Ключевой же проблемой FLTSATCOM стала безопасность. Которой по факту не было. Спутники работали в режиме обычного репитера с разнесенными частотами. Это значило, что любой человек, имея антенну и трансивер на соответствующий диапазон, а также зная частоты входа, может спокойно использовать репитер в собственных целях.
О том, что такой «трюк» срабатывает, стало известно еще в начале 90-х годов, после чего спутники FLTSATCOM стали опорной базой для радиопиратов многих стран мира. Но больше всего было радиопиратов из Южной Америки (чаще всего в эфир выходят из Бразилии). Обусловлено это тем, что телекоммуникации очень слабо развиты. Только в центральных районах работает 3G и ШПД по технологии ADSL2+.
В северных и северо-западных районах все настолько плачевно, что порой нет даже аналоговых телефонных линий. С 2010 года ситуация несколько улучшилась, но кардинально для отдаленных регионов ничего не изменилось. 6 процентов жителей Бразилии до сих пор живут в трущобах (фавелах), и мобильная связь им просто не по карману.
Оборудование и DIY
Обратите внимание: в России диапазон, используемый FLTSATCOM, не является любительским. Выход в эфир на этих частотах является правонарушением и наказывается согласно действующему законодательству.
Прослушивать же любые радиочастоты не является противозаконным, поэтому услышать в эфире бразильское «Olá amiga» можно абсолютно без каких-либо последствий. Частотный план транспондеров — не секрет, и его легко найти на просторах интернета.
Для приема можно использовать любой радиоприемник на диапазон 200-300 Mhz. Подойдет как дешевый китайский RTL-SDR, так и почти любой радиосканер. Антенну я собирал на скорую руку по инструкции на unicaster.ru из того, что было под рукой:
На Youtube тема SATCOM в последний год стала широко популярной, а предприимчивые китайские компании, такие как QYT и ZASTONE, стали выпускать трансиверы на этот диапазон, пользуясь тем, что в Китае он считается любительским. Поистине народную «шарманку» — Baofeng UV-5R, судя по обилию видеороликов, также можно перепрошить для поддержки требуемых частот. Для более качественной работы с SATCOM лучше взять что-то из ассортимента Motorola.
Практическое применение очевидно. В условиях, когда мобильная связь по тем или иным причинам ограничена или полностью недоступна, а до ближайших радиостанций далеко, использование спутниковых репитеров — наиболее дешевый и доступный способ связи с внешним миром. К тому же вполне можно использовать такие протоколы, как APRS, чтобы транслировать GPS-координаты и текстовые сообщения, HF-FAX или SSTV для передачи изображений.