HRVATSKO VOJNO UČILIŠTE

ALEN SUŠA

DODATNI UREĐAJI I SUSTAVI ZA POMORSKE

KOMUNIKACIJE UNUTAR GMDSS – „IRIDIUM“

SEMINARSKI RAD

SPLIT, 2015.

SADRŽAJ

1. UVOD

2. OPĆENITO O SATELITU SUSTAVA IRIDIUM

3. NAČIN RADA SUSTAVA IRIDIUM

4. SATELITSKI SUSTAV IRIDIUM NA BRODU

5. ZAKLJUČAK

LITERATURA

POPIS SLIKA

1. UVOD

Konstelacija satelita Iridium velika je grupa satelita koji omogućuju pokrivenost, kako

glasovnu tako i podatkovnu prema satelitskim telefonima i primopredajnicima na cijeloj

Zemljinoj površini. „Iridium Communications Inc.“ posjeduje i rukovodi konstelacijom,

prodaje opremu i pristup svojim uslugama. Izvorno je smišljen od strane Bary Bertigera, Dr.

Ray Leopolda i Ken Petersona 1987. godine (1988. godine patentiran je od strane Motorole u

njihovo ime), potom ga je razvila Motorola od 29. srpnja, 1993. do 01. studenog, 1998.

godine kada sustav postaje operativan i komercijalno dostupan.

Konstelacija se sastoji od 66 aktivnih satelita u svojim orbitama, te dodatnim

zamjenskim satelitima u slučaju kvara. Sateliti se nalaze u niskoj zemljinoj orbiti na visini od

otprilike 781 km i inklinacijom (nagibom) od 86.4°. Orbitalna brzina satelita je oko 27,000

km/h. Sateliti uspostavljaju komunikaciju s susjednim satelitima preko međusatelitskih

linkova Ka band (opseg). Svaki satelit može imati četiri međusatelitska linka i to između dva

satelita po jednog sprijeda i jednog iza u istoj orbiti, i s dva satelita u susjednim orbitalnim

ravninama. Sateliti orbitiraju s pola na pol u otprilike 100 minuta. Na ovaj način omogućeno

je da postoji odlična satelitska vidljivost i pokrivenost na Sjevernom i Južnom polu. Ovakav

način kretanja satelita (preko polova) stvara „šavove“ gdje sateliti u suprotno rotirajućim

ravninama putuju u suprotnim smjerovima. Sustav Iridium podržava međusatelitske linkove

samo među satelitima koji se kreću u istom smjeru.

Konstelacija od 66 aktivnih satelita ima 6 orbitalnih ravnina odvojenih za 30

stupnjeva, sa 11 satelita u svakoj ravnini (ne računajući zamjenske satelite). Po prvobitnom

konceptu sustav je trebao imati 77 satelita odakle je i došlo ime „Iridium“, inače po

istoimenom kemijskom elementu s atomskim brojem 77 i satelitima kao elektronima koji

kruže oko Zemlje kao jezgre, po Bohrovom modelu atoma. No ova umanjena verzija od 6

orbitalnih ravnina dovoljna je da pokriva cijelu Zemljinu površinu u svakom trenutku. Zbog

oblika satelitske antene sustava Iridium, sateliti mogu fokusirati sunčevu svjetlost na malo

područje. Ovo rezultira efektom koji se zove „Iridiumske baklje“, gdje sateliti začas postaju

najsvjetliji objekti na noćnom nebu i čak se mogu vidjeti danju.

2. OPĆENITO O SATELITU SUSTAVA IRIDIUM

Svaki satelit, primjer kojeg možemo vidjeti na slici 1., sadrži sedam

Motorola/Freescale PowerPC 603E procesora koji rade na oko 200 MHz, a povezani su s

prilagođenom matičnom pločom. Jedan procesor posvećen je svakoj unakrsnoj anteni, dva

procesora posvećeni su upravljanju satelita, jedan služi kao rezerva. Kasnije u samom

projektu dodan je još jedan procesor da obavlja zadatke upravljanja resursima i procesiranja

telefoniranja.

Bliži pogled na antenu otkriva nam 48 točkastih snopova raspoređenih u 16 snopova

na 3 sektora. Četiri međusatelitska unakrsna linka na svakom satelitu rade brzinom od 10

Mbit/s. Iako su optički linkovi mogli podržavati mnogo veći opseg i mnogo brži prijenos

informacija, unakrsni mikrovalni linkovi su prevagnuli jer su bili dovoljni za željeni sustav.

Takvi unakrsni linkovi su jedinstveni u telefonsko satelitskoj industriji, kako drugi

opskrbljivači ne prenose podatke između satelita; Globalstar i Inmarsat oboje koriste

arhitekturu bez unakrsnih linkova.

Originalni dizajn satelita, zamišljen je kao kompletno statičan „glupi satelit“ sa

kompletom kontrolnih poruka i vremenskih okidača za cijelu orbitu kojima bi se slali podatci

kako sateliti prolaze preko polova. Otkriveno je da ovakav dizajn nije imao dovoljno velik

opseg za svemirski baziranu povratnu vezu, stoga ne bi mogao odašiljati podatke satelitima

brzo i efikasno preko polova. Povrh toga, fiksiran, statičan raspored ostavio bi više od 90%

satelitskih linkova neaktivnima cijelo vrijeme. Stoga, dizajn je odbačen u korist dizajna koji je

obavljao dinamičku kontrolu usmjeravanja i selekciju kanala.

Slika 1. Skica satelita Iridium

Izvor: http://www.slideshare.net/SambitShreeman/iridium-globalstar-ico-satellite-system

3. NAČIN RADA SUSTAVA IRIDIUM

Iridum mreža satelita se sastoji od tri glavna elementa koji uključuju svemirsku

mrežu, zemaljske postaje i satelitske telefone i podatkovne jedinice. Glasovne i podatkovne

poruke mogu biti usmjerene bilo gdje na svijetu od strane Iridium sustava. Pozivi se

preusmjeravaju od satelitskog telefona ili podatkovne jedinice na zemlji do jednog od Iridium

satelita. Zatim se odašilje s jednog na drugi satelit sve do odgovarajuće zemaljske postaje.

Poziv se zatim prebacuje do javne govorne mreže ili Internetakada dođe do primatelja.

Svaki Iridium satelit može podržati do 1100 telefonskih poziva. Komunikacija s

Iridium mrežom vrši se preko TDMA (Time division multiple access) i FDMA (Frequency

division multiple access) baziranih sustava koristeći L band spektar između 1616 i 1626.5

MHz. Iridium kontrolira 7.775 MHz.

Iridium mreža koristi tri različita tipa uručivanja. Kada satelit putuje preko horizonta

poziv se uručuje susjednom točkastom snopu. Na ekvatoru gdje su sateliti najudaljeniji ,

satelit stoji u vidokrugu sedam minuta. Ovo uručivanje može biti zamjećeno od strane

korisnika kao praznina u pozivu. Konstelacija je može prenijeti poziv do različitih kanala i

vremenskih odsječaka u istom točkastom snopu.

Iridium pristupi uključuju segment kontrole sustava i telefonske pristupe koji se

koriste za spajanje sa javnim govornim sustavom. Kako satelit napušta područje zemaljske

stanice i gubi je iz svoga vidokruga, tablice preusmjeravanja se mijenjaju i podatci se

prosljeđuju do sljedećeg satelita koji dolazi u vidokrug pristupa. Spomenute pristupne pozicije

se nalaze u Tempi, Arizoni i Wahiawi na Havajima.

Kao i ostale satelitske mreže, Iridium satelitski telefoni također moraju u svome

vidokrugu nebo da bi obavili poziv. Uređaji ne rade dosljedno unutar prostorija ili ispod

stabala. Postoje fiksirane jedinice koje uključuju vanjsku antenu koja nam omogućuje

komunikaciju i unutar zatvorenih prostora. Na slici 2. možemo vidjeti prikaz komponenti

sustava Iridium i povezanost njegovih elemenata.

Slika 2. Način rada sustava Iridium

Izvor: http://www.slideshare.net/SambitShreeman/iridium-globalstar-ico-satellite-

system

4. SATELITSKI SUSTAV IRIDIUM NA BRODU

Na brodovima koji sadrže Iridium sustav kao dio GMDSS sustava on čini sastavni dio

SSAS – Ship Security Alert System odnosno, sigurnosnog brodskog sustava, ali se zbog svoje

veoma prihvatljive cijene telefonskih razgovora koristi i za potrebe posade. Na slici 3.

predstavljen je shematski prikaz Iridium i SSAS sustava.

Slika 3. Shematski prikaz Iridium i SSAS sustava

Brodski dio Iridium sustava čine centralna jedinica sa slušalicom i omnidirekcionalna

antena promjera 12cm. Svemirski dio čini 66 satelita, a kopneni dio čini kontrolni centar

Iridium sustava, koji povezuje satelite sa zemaljskom telefonskom mrežom. Uz telefoniju

omogućava prijenos podataka i slanje SMS poruka.

SSAS sustav je sigurnosni sustav koji je od 01.07.2006. obvezan na svim brodovima

većim od 500BRT, a koristi se u slučaju terorističkog napada na brod ili napada pirata.

Sustav se sastoji od centralne jedinice koja je priključena na Iridium sustav i dvije

tipke za uzbunjivanje od kojih se jedna nalazi na zapovjedničkom mostu, a druga na skrivenoj

lokaciji na brodu koja je poznata posadi broda.

Kada se pritisne tipka za uzbunjivanje automatski se generira poruka koja se preko Iridium sustava šalje na unaprijed određene E-mail adrese ili mobilne telefone u obliku SMS poruke. Poruka se odašilje u određenim intervalima sve dok se sistem ne deaktivira.

Poruka sadrži:

1. Ime broda,2. MMSI broj,3. IMO broj,4. poziciju broda,5. kurs, brzinu broda i6. UTC vrijeme i datum.

Sustav se testira pritiskom na testnu tipku jednom mjesečno odašiljanjem testne poruke, te jednom godišnje odašiljanjem prave poruke za uzbunjivanje pritiskom na tipku za uzbunjivanje, ali uz prethodnu obavijest nadležnih službi.

5. ZAKLJUČAK

Satelitski sustav Iridium upravlja najpozdanijom satelitskom konstelacijom trenutačno

dostupnom. Jedan od razloga zašto sustav Iridium funkcionira tako dobro je zbog toga što

njegov sustav sadrži više satelita od bilo kojeg drugog poslužitelja ovakve vrste usluge, sustav

pokriva svaki djelić planeta. Korisnici sustava Iridium mogu uspostavljati i primati pozive s

gotovo svakog dijela planeta sve dok u svome vidokrugu imaju jedan od satelita. U usporedbi

sa ostalim GSM (Global System for Mobile Communications) sustavima koji pokrivaju oko

15% Zemljine površine, Iridium je jedini bežični pružatelj usluga koji je dostupan u većem

dijelu planeta.

LITERATURA

[1] www.globalsatellitecommunications.com, (27. veljača, 2015.)

[2] www.iridium.com, (27. veljača, 2015.)

[3] www.powershow.com, (27. veljača, 2015.)

[4] www.slideshare.net, (27. veljača, 2015.)

[5] www.wikipedia.org, (27. veljača, 2015.)

POPIS SLIKA

Slika 1. Skica satelita Iridium

Slika 2. Način rada sustava Iridium

Slika 3. Shematski prikaz Iridium i SSAS sustava