Satelitarna sieć łączności Inmarsat.

Międzynarodowe konsorcjum International Maritime Satellite Organization powstało w celu stworzenia ogólnie dostępnego, satelitarnego systemu radiowej łączności o zasięgu ogólnoświatowym. W założeniu miała to być sieć łączności, spinająca w jedną całość elementy morskiego systemu łączności w niebezpieczeństwie (GMDSS - Global Maritime Distress and Safety System), takie jak sieć radiowa SafetyNET i transmisja komunikatów tekstowych dla żeglugi przybrzeżnej NAVTEX.
Takie postawienie sprawy dało projektowi mocne podstawy finansowe. Zastosowanie technik i technologii, wypróbowanych wcześniej w wojskowych systemach łączności oraz ciągła modernizacja satelitów i zestawów łączności pozwoliły na rozpowszechnienie systemu Inmarsat poza zakres zastosowań morskich.
Z drugiej strony, konieczność zachowania wzajemnej kompatybilności starych i nowych komponentów powoduje, że satelity i stacje naziemne są niezwykle skomplikowane i kosztowne, szczególnie w porównaniu do nowo powstających sieci satelitarnych, takich jak Iridium czy Teldesic. Pewnym rozwiązaniem jest wyodrębnienie z sieci Inmarsat podsystemów, przeznaczonych dla określonych zastosowań. Najnowszy z podsystemów, Inmarsat P, jest całkowicie niezależny od sieci macierzystej.

Satelity Inmarsat są umieszczone na orbicie geostacjonarnej (wysokość 35 700 km). Łączność utrzymują w paśmie częstotliwości D - 1,5 i 1,6 GHz. Umożliwiają dwustronną łączność telefoniczną i dalekopisową oraz transmisję danych (obie z prędkością 1200 bodów).
Zasadniczo system wykorzystuje 4 satelity, obsługujące główne obszary oceaniczne:
- POR (Pacific Ocean Region) - Pacyfik -178° E
- IOR (Indian Ocean Region) - Indyjski - 64,5° E
- AOR-E (Atlantic Ocean Region East) - Atlantycki wschodni - 15,5° W
- AOR-W (Atlantic Ocean Region West) - Atlantycki zachodni - 54° W
Zasięg satelitów pokrywa pas od 70o szerokości geograficznej południowej do 70o szerokości północnej.
Obecnie na orbicie pracyją satelity Hughes INMARSAT III. Ich "czas życia" ocenia się na około 12 lat.

Pracą systemu Inmarsat zarządza centrum kontroli (OCC - Operations Control Centre) w Wielkiej Brytanii. OCC jest połączone z siecią lokalnych stacji kontrolnych, utrzymujących łączność z poszczególnymi satelitami. Służą one do odbioru danych telemetrycznych, transmisji sygnałów sterujących, oraz pośredniczą w wymianie danych z naziemnymi sieciami łączności przewodowej i radiowej (tzw. roaming).

Najstarszym komercyjnym podsystemem jest Inmarsat A, wprowadzony do użytku w roku 1982. Umożliwia on łączność radiotelefoniczną, dalekopisową (Telex), faksową, oraz pakietową transmisję danych (sieci informacyjne i poczta elektroniczna). Przy zastosowaniu zewnętrznej kompresji danych można także utrzymywać połączenie wideotelefoniczne.
Inmarsat A jest systemem analogowym, przez co jest dość podatnym na zakłócenia elektromagnetyczne, pochodzenia atmosferycznego i technicznego (przemysłowego), dlatego też zaszła potrzeba modyfikacji.
Terminal składa się z trzech zasadniczych części: zespołów antenowgo i podpokładowgo, oraz interfejsu użytkownika.
Zespół antenowy obejmuje antenę wyposażoną w mechaniczny układ stabilizacji położenia, układ sterowania kierunkiem wiązki, jeden lub dwa wzmacniacze niskoszumowe odbiorcze oraz takąż ilość wzmacniaczy nadawczych. Cały zespół antenowy jest montowany w hermetycznej obudowie, na zewnątrz nadbudówek statku.
Część podpokładowa zawiera układy elektroniczne, w tym modulator, demodulator, bloki sterowania anteną i zasilacze. Interfejs użytkownika jest to po prostu telefon, telefaks i dalekopis. Oczywiście prawdziwego dalekopisu z wyjącymi silniczkami, czcionkami z maszyny do pisania i dziurkarką taśmy nikt już nie używa (no, może jeszcze jakieś pływające muzeum). Obecnie jest to teminal ekranowy z drukarką, a najczęściej zwykły PC.
Transmisja w kanale dalekopisowym odbywa się ze standardową prędkością 50 bodów i dwuwartościową modulacją fazy (BPSK). Satelity dysponują prędkością 1200 bodów, co pozwala to na równoległą transmisję 22 kanałów dalekopisowych i dwu kanałów sygnalizacyjnych.
Duże rozmiary terminali Inmarsatu A ograniczają jego zastosowanie w zasadzie do dużych statków morskich.
Następna generacja, Inmarsat B, pracuje już z transmisją cyfrową. Podobnie jak Inmarsat A, zapewnia on łączność telefoniczną, dalekopisową, faksową oraz transmisję danych. Zastosowanie transmisji cyfrowej pozwala na zmniejszenie kosztu sprzętu, ilości zużywanej energii na satelitach oraz zwiększenia ilości kanałów komunikacyjnych. Transmisja cyfrowa jest także bardziej odporna na zakłócenia. Ponadto jest znacznie dogodniejsza do łączenia z innymi sieciami łączności.

Wprowadzony w roku 1992, cyfrowy podsystem Inmarsat M wykorzystuje niedrogie i stosunkowo niewielkie terminale pokładowe, przeznaczone głównie dla potrzeb pasażerów samolotów komunikacyjnych, promów i statków pasażerskich. Pozwala na łączność głosową, faksową i transmisję danych (2400 bodów). W odróżnieniu od innych podsystemów nie umożliwia komunikacji dalekopisowej.
System nie pracuje zbyt stabilnie w ciężkich warunkach morskich, a zasięg działania jest dosyć ograniczony. Za to jednostkowy koszt łączności jest najniższy ze wszystkich podsystemów Inmarsat.
Odmiana Inmarsata M, nazwana Mini-M, jest przeznaczona do zastosowania w lądowych sieciach łączności ruchomej i stałej, głównie na obszarach pozbawionych infrastruktury telekomunikacyjnej. Terminale używane w komunikacji ruchomej, umożliwiają połączenia telefoniczne, faksowe oraz transmisje danych. Są one jednymi z mniejszych i lżejszych - podstawa wielkości formatu A4, waga 2-2,4 kg wraz z bateriami. Identyfikacja terminala, a raczej użytkownika, odbywa się poprzez odczyt z karty SIM. Karta pełni funkcję podobną jak w telefonie komórkowym, a oprócz tego pozwala kodować przesyłane informacje indywidualnym kodem użytkownika. Prędkość cyfrowej transmisji głosu wynosi 4,8 kbit/s (typowe Inmarsat B,M i C - 6,4 kbit/s) a faksu i danych 2,4 kbit/s. Dostępne są połączenia z telefonicznej sieci publicznej do terminali Mini-M:
- Rejon Oceanu Atlantyckiego - Wschód (AOR-E) - numer obszaru 871
- Rejon Oceanu Atlantyckiego - Zachód (AOR-W) - numer obszaru 874
- Rejon Oceanu Indyjskiego (IOR) - numer obszaru 873
- Rejon Oceanu Spokojnego (POR) - numer obszaru 872
Opłata za minutę połączenia wynosi około 2 dolarów (aktualnie 6.25 PLN+VAT).

Inmarsat C jest najpopularniejszym z podsystemów Inmarsatu. Terminale są małe, i mogą być budowane jako stacjonarne i przenośne. Prędkość transmisji 1200b/s w trybie simpleksowym. Terminal przenośny waży około 5kg a antena nie wymaga pozycjonowania. Ze względu na mobilność i niski koszt użytkowania podsystem ten rozwija się najszybciej.
W systemie C udostępniono wiele serwisów, miedzy innymi: dwustronna łączność typu store-and-forward (podobnie jak w lotniczych sieciach przewodowych AFTN i OLDI), łączność w sieciach SafetyNET i FleetNET, automatyczne przesyłanie raportów pozycyjnych wg GPS, oraz usługi "polling" (sprawdzenie, które terminale są aktualnie aktywne) i SCADA (Supervisory Control And Data Acqusition).
Niektóre terminale Inmarsat C wyposażone są w przystawkę do szybkiej transmisji danych, tzw. HSD (High Speed Data), umożliwiającą pracę przy przepływności 56 lub 64 kbit/s. HSD wykorzystuje stacje brzegowe CES (Coast Earth Stations). Stacje te odpowiedzialne są ponadto za łączność pomiędzy częścią satelitarną systemu, a sieciami telekomunikacji lądowej.
Tylko użytkownicy, posiadający kody identyfikacyjne, przyznane na podstawie abonamentu stacji Inmarsat-C, mają dostęp do wszystkich usług Inmarsat C za pośrednictwem sieci telefonicznej, dalekopisowej i publicznej pakietowej sieci X.25 (u nas POLPAK). Połączenia bezpośrednie, z wybraniem numeru kierunkowego rejonu (581 - AOR-E, 582 - POR, 583 - IOR, 584 - AOR-W) poprzedzającego bezpośrednio numer terminala, są dostępne tylko dla abonentów publicznej sieci dalekopisowej.
Od roku 1997 polska stacja Inmarsat C znajduje się w ośrodku łączności satelitarnej w Psarach (sic!). Właścicielem ośrodka jest Telekomunikacja Polska S.A., dzieki czemu nowo wprowadzne usługi wcale nie muszą być dostępne dla polskich abonentów naziemnych, a koszt połączenia jest, jak dotąd, nieźle zawyżony. Z powodu mafijnych metod walki o utrzymanie hegemonii w dziedzinie telekomunikacji, nadmierny optymizm jest raczej niewskazany.

Inmarsat P jest właściwie zupełnie nowym systemem. Pracuje on z własnym segmentem satelitarnym, składającym się z 10 do 12 niegeostacjonarnych satelitów, krążących po dwóch kołowych orbitach pośrednich o wysokości 10355 km i inklinacji 45o. Stąd też pochodzi druga nazwa systemu - ICO (Intermediate Circular Orbit). W fazie projektowania używano także nazw Project 21 i Inmarsat P-21.
Inne są także zakresy częstotliwości:
- z terminala do satelity (uplink): 1980 ÷ 2010 MHz,
- z satelity do terminala (downlink): 2170 ÷ 2200 MHz.
Tak rewolucyjne zmiany miały na celu przede wszystkim rozszerzenie zasięgu łączności poza "siedemdziesiątki". ICO ma zasięg globalny - przy dziesięciu aktywnych satelitach każdy terminal naziemny jest w zasięgu co najmniej dwóch. Kolejną korzyścią jest znaczne zmniejszenie mocy nadawczej na satelicie i w termninalu użytkownika. To ostatnie jest szczególnie istotne, ponieważ założono wykorzystanie terminali wielkości telefonu komórkowego, gdzie antena nadawcza terminalu znajduje przy głowie użytkownika.
Terminale systemu umożliwiają łączność telefoniczną, faksową, transmisję danych i paging. Niektóre modele terminali mają wbudowany odbiornik GPS. Zwykłe terminale systemu ICO będą miały dwa tryby pracy, podobnie jak dwusystemowe telefony komórkowe. Jeżeli abonent znajduje się w zasięgu działania systemu komórkowego (np. GSM) to telefon będzie się kontaktował z tym systemem (automatycznie lub na polecenie użytkownika). Jeśli abonent znajduje się na obszarze, gdzie system komórkowy jest niedostępny, wówczas terminal łączy się bezpośrednio z segmentem satelitarnym.
Przewidziano ściślejszą niż dotąd współpracę z sieciami telekomunikacyjnymi z integracją usług. W tym celu planuje się budowę dwunastu stacji dostępu SAN (Satellite Access Node), pośredniczących w wymianie danych między segmentem satelitarnym i zewnętrznymi sieciami łączności. Stacja SAN jest wyposażona w łącza do przynajmniej dwóch innych SAN, interfejsy z publiczną siecią telefoniczną oraz z sieciami radiokomunikacji ruchomej. SAN utrzymują łączność z satelitami z pasmach 5000 - 5250 MHz (uplink) i 6925 - 7075 MHz (downlink).


Jacek Tomczak - Janowski
22-04-2000