Vliv dešťových srážek na dostupnost satelitního spojení.

Vliv na satelitní spojení:

        V nejpoužívanějším satelitním pásmu - pásmu Ku - má na dostupnost satelitního spojení značný vliv počasí, resp. dešťové srážky. V závislosti na intenzitě srážek může útlum signálu dosáhnout takových hodnot, že výsledkem je buď zvýšená chybovost satelitní linky nebo dokonce ztráta spojení. Kromě samotných srážek má vliv i bouřková činnost, resp. elektřinou značně nabité mraky (ionizovaná oblast má odlišnou dielektrickou konstantu než volný prostor a dochází proto k odrazu el.magnetických vln).

        Satelitní spoj je proto obvykle navržen s určitou energetickou rezervou na špatné počasí tak, aby bylo dosaženo požadované dostupnosti spojení v souladu s doporučením mezinárodní telekomunikační unie ITU.

      Satelitní spoje INTV využívající satelity s vysokou výkonovou hustotou dosahují v závislosti na rozměru použitých antén dostupnost spojů v rozsahu 99,6  - 99,99 % roční doby.

Dostupnost příjmu signálu DVB-S z naší stanice HUB

Příjem na anténu 85 cm, profesionální přijímač SR2000Plus

Minimální hodnota BER (chybovost) má být podle specifikace ETS 300 421 2*10-4 po  Viterbi dekodéru.

   Jde o dostupnost jedním směrem. Pokud jsou srážky na obou stranách satelitního spoje, je výsledná dostupnost nižší. Při dostupnosti 99,99% je kombinovaná dostupnost "jen" 99,98%, při dostupnosti 99,95% je výsledkem 99,90%. To se uplatňuje v případě stanic umístěných na relativně malé rozloze. Typická bouřka nebo přívalový déšť se vyskytuje ve stejnou dobu na poměrně malém území (průměr cca 10 km). Při spojení mezi vzdálenějšími body je tedy málo pravděpodobné, že se vysoká intenzita srážek a tedy ovlivnění útlumu signálu bude vyskytovat v obou místech současně.

Příjem ze satelitu   Vysílací výkon satelitu  AB3 SuperBeam  - EIRP [dBW]
53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43
průměr antény

Energie signálu při příjmu ze satelitu pro TP 36 MHz a dané velikosti antény
0,75 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0
0,90 13,5 12,5 11,5 10,5 9,5 8,5 7,5 6,5 5,5 4,5 3,5 2,5
1,20 16,0 15,0 14,0 13,0 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0
1,50 18,0 17,0 16,0 15,0 14,0 13,0 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0
1,80 19,6 18,6 17,6 16,6 15,6 14,6 13,6 12,6 11,6 10,6 9,6 8,6
průměr antény  

Energie na 1 bit při modulaci QPSK, FEC Vit 7/8 a RS 188/204
0,75 9,9 8,9 7,9 6,9 5,9 4,9 3,9 2,9 1,9 0,9    
0,90 11,5 10,5 9,5 8,5 7,5 6,5 5,5 4,5 3,5 2,5 1,5 0,5
1,20 14,0 13,0 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0
1,50 15,9 14,9 13,9 12,9 11,9 10,9 9,9 8,9 7,9 6,9 5,9 4,9
1,80 17,5 16,5 15,5 14,5 13,5 12,5 11,5 10,5 9,5 8,5 7,5 6,5
průměr antény

Záloha energie signálu na špatné počasí při min. Eb/No=6,3 dB při Vit 7/8 pro BER 1x10-10
0,75 3,6 2,6 1,6 0,6                
0,90 5,2 4,2 3,2 2,2 1,2 0,2            
1,20 7,7 6,7 5,7 4,7 3,7 2,7 1,7 0,7        
1,50 9,6 8,6 7,6 6,6 5,6 4,6 3,6 2,6 1,6 0,6    
1,80 11,2 10,2 9,2 8,2 7,2 6,2 5,2 4,2 3,2 2,2 1,2 0,2

Pozn.: je vhodné počítat se zálohou na špatné počasí v hodnotě asi 2 dB. Vit 7/8 vyžaduje nejvyšší úroveň signálu, s jiným zabezpečením proto bude rezerva energie na špatné počasí vyšší.

Minimální hodnota Eb/No dle specifikace ETS 300 421

FEC Viterbi 1/2 2/3 3/4 5/6 7/8
Eb/No [dB] 4,5 5,0 5,5 6,0 6,4

 Níže můžete vidět graf závislosti útlumu signálu při frekvenci 14,25 GHz (UP) a 11 GHz (DOWN) na intenzitě srážek a doporučení ITU pro výkonovou rezervu signálu dle požadované dlouhodobé dostupnosti satelitního spojení. Doporučení je založeno na dlouhodobé statistice srážkové činnosti typu přívalových dešťů pro danou oblast. Existují i modely pro útlum vlivem oblačnosti a vodních par v ovzduší, z hlediska útlumu je ale nejvýznamnější právě přívalový déšť.

Graf je založen na dráze paprsku v dešti odpovídající elevaci 30 st. a výšce nulové izotermy 3 000 m, při nadmořské výšce stanice 300 m. To do jisté míry odpovídá letním bouřkám. V jiném období totiž bude horní hladina deště níže a dráha paprsku, resp. útlum signálu bude při stejné intenzitě deště nižší.

 

reference rain rate (ITU-R P.837)
  UPLINK DOWNLINK
  26 mm/hr 29 mm/hr 26 mm/hr 29 mm/hr
99,0000 0,5 dB 0,6 dB 0,3 dB 0,3 dB
99,5000 0,9 dB 1,0 dB 0,4 dB 0,5 dB
99,8000 1,6 dB 1,8 dB 0,8 dB 0,9 dB
99,9000 2,4 dB 2,7 dB 1,2 dB 1,4 dB
99,9500 3,5 dB 4,0 dB 1,7 dB 2,0 dB
99,9800 5,4 dB 6,2 dB 2,8 dB 3,2 dB
99,9900 7,3 dB 8,3 dB 3,8 dB 4,4 dB
99,9950 9,6 dB 10,8 dB 5,1 dB 5,9 dB
99,9980 13,1 dB 14,7 dB 7,1 dB 8,2 dB
99,9990 15,9 dB 17,8 dB 8,9 dB 10,1 dB

    

Na jak dlouho tedy může spojení  vypadnout vlivem počasí v  závislosti na stanovené dostupnosti je vidět v následující tabulce:

Roční Délka výpadku
dostupnost minut hodin dnů
99,000% 5256,00 87,60 3,65
99,500% 2628,00 43,80 1,83
99,800% 1051,20 17,52  
99,900% 525,60 8,76  
99,950% 262,80 4,38  
99,980% 105,12 1,75  
99,990% 52,56    
99,995% 26,28    
99,998% 10,51    
99,999% 5,26