DXing.cz

Přijímáme Inmarsat

30.05.2016 23:07 I Jirka

Přijímáme Inmarsat

Inmarsat (International MaritimeSatelliteOrganization) je britská společnost založená v roce 1979 původně jako mezinárodní nezisková organizace poskytující telefonní a datové služby uživatelům po celém světě pomocí přenosných terminálů. Díky tomuto celosvětovému komunikačnímu systému lze přes geostacionární družice uskutečnit spojení z jakéhokoli místa na zemi (vyjma polárních oblastí). Systém je nasazen například na lodích, letadlech, vrtných plošinách a jiných těžko přístupných oblastech na zemi se špatnou komunikační infrastrukturou. Satelitní systém Inmarsat tvoří 12 geostacionárních družic.

Ilustrační obrázek

Satelitní uplink (slouží pro vysílání ze země na satelit) se nachází v L pásmu na frekvenci kolem 1600 MHz (mobilní terminály) a v C pásmu na frekvenci kolem 5200 MHz (pozemní stanice). Hlavní downlink se rozprostírá v L pásmu v rozsahu 1525 – 1550 MHz. Je to výhodné pásmo, neboť s vlnovou délkou 20 cm proniká signál atmosférou a mraky zcela bez problémů, ale stále jsou zde ještě vlastnosti delších vln. Také v C-pásmu kolem 3600 MHz vysílají satelity. V současné době jsou tam k zachycení jen digitální data. Dříve zda byl zpětný kanál pro telefonní hovory přes Inmarsat-A.

Přehled komunikačních systémů Inmarsat

Až do počátku roku 2008 byl nejdéle provozovaný systém,Inmarsat A, ještě v provozu. Veškerá komunikace zde přitom byla vysílána nekódovaně v analogu. Mimo to byly terminály ještě dost velké a nepohodlné, neboť nejprve musela být postavena a zaměřena rozměrná anténa. Nyní se používají modernější digitální systémy, které skýtají menší rozměry zařízení a lepší kvalitu spojení, jako například Inmarsat-B.

Inmarsat-B je prakticky následníkem Inmarsatu-A, který se používá především k přenosu telefonátů, faxu a internetu. Nový systém již nepracuje v analogu, nýbrž poskytuje digitální přenos řeči a je kompatibilní se systémem GMDSS (Global Maritime Distress and Safety Systém)

Inmarsat-C pracuje také na digitální bázi a slouží k posílání dat a e-mailů. Také zde jsou přenášeny zvláštní meteozprávy, varování nebo tísňová volání (v rámci systému GMDSS), kterou mohou využívat lodě kdekoli v oceánu. Vybavení je relativně malé a většinou se vejde do malého kufříku. Zprávy lze pomocí odpovídajícího software jednoduše dekódovat. Každá větší námořní loď je povinna být tímto systémem vybavena.

Inmarsat-D nabízí v digitálním systému podobné služby jako Inmarsat-C. Kromě jiného umožňuje sledovat polohu objektů, jednotlivých lodí nebo celých flotil na moři.

Inmarsat-E byl odpovědný za příjem tísňového volání vysílaného z tísňových majáků (EPIRB - EmergencyPositionIndicatingRadiobeacon).Tyto signály pak byly dále přes Inmarsat zasílány na příslušné pobřežní stanice. Tato služba byla však 1. prosince 2006 zastavena. Nyní tuto funkci přebírá SARSAT na geostacionárních družicích jako MSG-1/2 nebo Goes, případně satelity na nízkém orbitu.

Existuje ještě Inmarsat-M a Mini-M, oba slouží především k přenosu hlasové komunikace. Zatímco Inmarsat-M obsluhuje globální svazek, kde musí být vysílací i přijímací anténa dostatečně velká, Inmarsat Mini-M pracuje s celou řadou úzkých svazků obsluhujících menší oblasti, méně náročných na komunikační sestavu. Inmarsat M používá digitální hlasový kodek IMBE podobný systému D-Star známému z radioamatérského provozu. K použitému kodeku jsou informace jinak velmi omezené, ale teoretická možnost dekodování existuje.

Nabídka a rozsah dalších nových služeb Inmarsatu je tak široká, že zcela překračuje rozsah a potřeby tohoto článku, který se zaměřuje především na možnosti amatérského příjmu

Oblasti pokrytí

Ve službách NASA

Služeb Inmarsatu využívala také NASA. V průběhu startu raketoplánu umožňoval přenos důležitých telefonních hovorů. Do léta 2007 k tomu sloužil analogový přenos přes Inmarsat-A. Nyní se využívá IP telefonie uskutečňovaná díky širokopásmovému internetovému připojení rovněž přes Inmarsat.

Existují dva rozdílné systémy FleetNET a SafetyNET. FleetNET se využívá ke komerčním účelům pro přenosy různých dat a e-mailů mezi uživateli. SafetyNET naopak pro šíření námořních bezpečnostních informací obsahující meteo a navigační varování, tísňová volání a jiná důležitá sdělení.

Zařízení pro příjem Inmarsatu-C

Přijímač

Nutností je samozřejmě přijímač s rozsahem pokrývajícím L-pásmo v rozmezí 1530-1545 MHz s možností příjmu SSB a ladící po velmi malých krocích.Ideální je nasazení SDR přijímačů. Nejvhodnější se zdá Airspy, příjem je možný i na SDR Play nebo obyčejné RTL-SDR klíčence. (pozn. překladatele)

Antény

• Helical – spirálová anténa

Dále se neobejdete bez odpovídající antény a předzesilovače. Nejvhodnější a nejčastěji používané jsou spirálové antény (Helical), ty existují ve velkém množství verzí podle počtu závitů šroubovice. Šroubovicovou anténa stačí nasměrovat přímo na satelit – potřeba je ale relativně dlouhé provedení, abychom dosáhli kýžených výsledků (ovšem z pokusů vyplývá, že i s anténou s pouhými 5 závity, která je vybavena solidním zesilovačem, lze signály zachytit a úspěšně dekódovat).Anténa s 25 závity má zisk kolem 15 dBi.

• Parabola a spirálka místo satelitního LNB

Většinou je ale jednodušší si obstarat parabolickou anténu s minimálním průměrem 60cm. Místo satelitního konvertoru umístíme do ohniska maximálně 3 závitová vinutí. Signály jsou vysílány s pravotočivou cirkulární polarizací. Proto musí být i spirály dlouhých antén bez reflektoru vinuty s pravotočivou polarizací. Když se ale použije k příjmu reflektor, signál se zrcadlí a spirálka umístěná do ohniska proto musí mít polarizaci opačnou, tedy levotočivou. Na spirálku by měl být ještě zapojen nízkošumový zesilovač (např. známý LNA2000) a celý anténní svod by měl být proveden pokud možno z kvalitního nízkoútlumovéhokoaxu. Společně se spirálovou anténou mají nejlepší SNR.

• Plošná anténa Worldspace

Tyto antény se před lety používaly ve spojení s přijímači satelitního rádia Worldspace. Ty přinášely signál do zemí třetího světa v Asii a Africe přes družice AsiaStar a AfriStar. Bohužel tento zajímavý projekt neměl dlouhého trvání. Použité antény mají kruhovou polarizaci a jsou optimalizovány na frekvenci kolem 1473 MHz. Zisk této antény se udává  6,5dBd. Anténa má vestavěný předzesilovač, napájený po anténním kabelu. Podle úrovně napětí lze měnit pravotočivou a levotočivou polarizaci. Antény ale mají bohužel vestavěnu úzkopásmovou propust, úprava a její vyřazení je však možná.

• Upravená GPS anténa

V podstatě náhražková aktivní anténa s nejnižším SNR. Má instalovánu frekvenční propust na 1575 MHz, odstraněním této propusti lze přijímat další kmitočty.

Flotila Inmarsat

Používaný software

Bez ohledu na typ přijímače (klasický nebo SDR) potřebujete odpovídající dekódovací software, který pracuje na bázi analýzy audio signálu (tedy použití zvuk přes Line-In z klasického přijímače, nebo zvuk přímo z SDR programu – např. z SDR#). Špičkou je například placený a drahý Hoka Code. Existuje ale i freeware alternativa Inmarsat STD-C EGC decoder.

Které satelity lze přijímat

Inmarsat C je k dispozici v následujících regionech: AOR-W (Atlantický oceán - západ), AOR-E (Atlantický oceán - východ), IOR (Indický oceán) a POR (Tichý oceán). V Evropě je nejdosažitelnější region AOR-E se satelitem Inmarsat 3-F2. Tento satelit se nachází na orbitální pozici 15,5° západně.

Kdy a na jaké frekvenci Inmarsat-C přijímat

Inmarsat-C vysílá nepřetržitě v pásmu 1530-1545 MHz. Jsou zde různé úzkopásmové TDMA kanály, které pracují s 1200bps BPSK. Aktuální seznam najdete na stránce Paula Marshe uhf-satcom.com. NCS kanály (Network Control Station) vysílají v regionu AOR-E (15,5°W) na 1541,45 MHz a v regionu IOR (64,5°E) na 1537,1 MHz. Na NCS kanálech probíhá každou chvíli přenos meteo a navigačních varování pro letadla a lodě, které lze dekódovat.(známe například ze služby NAVTEX, který byl prezentován na výročním setkání 2015 – pozn. překladatele).

Pro příjem je tedy nutné nasměrovat anténu na některý z Inmarsat satelitů. Ke správnému nastavení antény lze s výhodou využít nepřetržitě vysílající TDMA signály. Za využití notebooku a SDR přijímače, by nemělo být nasměrování problém. Až nastavíme TDMA signály na dostatečnou sílu, lze spustit dekodovací software a vyčkat na NCS signál a pokusit se jej zdekodovat. Dobrou pomůckou pro nasměrování na 15°W je využít DVB-S signálů v Ku pásmu družice Telstar na motoricky ovládané parabole.

Jdeme na to!

Teorii máme za sebou, do praxe se vrhneme až v dalším článku. Sám jsem si pro překlad zvolil právě tento článek, abych pronikl do tajů příjmu v L-pásmu. Tam je z orbitu možno zachytit nikoli jen Inmarsat, ale celou řadu dalších družic, praktická zkušenost mi zatím však chybí. Satelitní anténu s malou spirálkou mám téměř připravenu a brzy se vrhnu do testů, se kterými se s vámi opět zde rád podělím. Možná bude někdo rychlejší a napíše místo mne?