太平洋島嶋田における小型静止通信衛星の検討* - nict...bgs-700, ge2000...

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Vol.44 Nos.1/2 通信総合研究所季報 March/ June 1998 pp.93-102 研究 太平洋島嶋田における小型静止通信衛星の検討* 1 飯田尚志叫 ジョセフ・ N・ベルトン・8 (1998 4 2 日受理) STUDYONSMALLGEOSTATIONARYCOMMUNICATIONS SATELLITESFORTHEPACIFICISLANDSCOUNTRIES By TakashiIIDA,andJosephN. PELTON Thispaperdiscussesthesmallsatellitesystemasaninexpensivesatellitecommuni- cationssystemforthe Pacific islands countries. First, it describes that the small geostationarycommunicationssatelliteiscost-effectivecomparingwiththelargescale satellite,referringontherecentstudiesforsmallgeostationarycommunicationssatel- lites.Second,itfocusesonthedomesticsatellitecommunicationssystemfor the Pa- cificislandscountries.Third,a 100 kgclasscommunicationssatellitefortheFederated States of Micronesia (FSM) is designed as a concrete example of the small geostationary communications satellite system. Finally it clarifies that the small geostationarycommunicationssatellitesystemiscost-effective, comparingwiththe opticalfibercablesystemfortheFSM. [キーワード] 人工衛星,小型衛星,通信衛星,太平洋島幌国 Artificialsatellite,Smallsatellite,Communications satellite, Pacificis- lands 1. はじめに 最近において小型静止通信衛星の長所が見直さ れており,多くの検討がなされているω 7). ここ では,低価格性と通信需要に適合した衛星容量を 設計できることを利用したシステムの例として, 太平洋島唄国用の圏内衛星通信システムを考え *1 本研究は,コロラド大学における NASA 委託研 究“Asia-PacificTelecommunicationsStudy (NASAGrantNAGW 1105 )の一環として行わ れたものである. 2 企画部 川コロラド大学 93 る(的ー(11). この場合,低価格とは,必ずしも 1 信チャネル当たりの低価格性を意味するものでは ないが,全体のプロジェクト経費の安さが特に途 上国にとって魅力的だと考えられる.また,太平 洋島唄国については,衛星通信システムが次の点 で有効である.①太平洋島唄国の首都または主た る大きな島には INTELSAT の地球局があり,国 際通信は比較的容易であるが,圏内の,特に,島々 を結ぶ通信は未だに短波帯の SSB に頼っている のが現状で,圏内通信網の整備が望まれている. ②衛星通信は島々を結ぶ通信システムを経済的に 構築できる最適な手段である. 以下では,まず‘小型静止通信衛星の現状を概観

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  • Vol.44 Nos.1/2 通信総合研究所季報 March/ June 1998 pp.93-102

    研究

    太平洋島嶋田における小型静止通信衛星の検討*1

    飯田尚志叫 ジョセフ・N・ベルトン・8

    (1998年4月2日受理)

    STUDY ON SMALL GEOSTATIONARY COMMUNICATIONS SATELLITES FOR THE PACIFIC ISLANDS COUNTRIES

    By

    Takashi IIDA, and Joseph N. PELTON

    This paper discusses the small satellite system as an inexpensive satellite communi-

    cations system for the Pacific islands countries. First, it describes that the small

    geostationary communications satellite is cost-effective comparing with the large scale

    satellite, referring on the recent studies for small geostationary communications satel-

    lites. Second, it focuses on the domestic satellite communications system for the Pa-

    cific islands countries. Third, a 100 kg class communications satellite for the Federated

    States of Micronesia (FSM) is designed as a concrete example of the small

    geostationary communications satellite system. Finally it clarifies that the small

    geostationary communications satellite system is cost-effective, comparing with the

    optical fiber cable system for the FSM.

    [キーワード] 人工衛星,小型衛星,通信衛星,太平洋島幌国

    Artificial satellite, Small satellite, Communications satellite, Pacific is-

    lands

    1. はじめに

    最近において小型静止通信衛星の長所が見直さ

    れており,多くの検討がなされているωベ7). ここ

    では,低価格性と通信需要に適合した衛星容量を

    設計できることを利用したシステムの例として,

    太平洋島唄国用の圏内衛星通信システムを考え

    *1 本研究は,コロラド大学における NASA委託研究“Asia-PacificTelecommunications Study” (NASA Grant NAGW・1105)の一環として行われたものである.

    車2 企画部川コロラド大学

    93

    る(的ー(11). この場合,低価格とは,必ずしも 1通

    信チャネル当たりの低価格性を意味するものでは

    ないが,全体のプロジェクト経費の安さが特に途

    上国にとって魅力的だと考えられる.また,太平

    洋島唄国については,衛星通信システムが次の点

    で有効である.①太平洋島唄国の首都または主た

    る大きな島には INTELSATの地球局があり,国

    際通信は比較的容易であるが,圏内の,特に,島々

    を結ぶ通信は未だに短波帯の SSBに頼っている

    のが現状で,圏内通信網の整備が望まれている.

    ②衛星通信は島々を結ぶ通信システムを経済的に

    構築できる最適な手段である.

    以下では,まず‘小型静止通信衛星の現状を概観

  • 94

    第l表大型衛星と小型衛星のイメージとトランスポンダ当たりの経費ω

    通信総合研究所季報

    項目 大型衛星 小型衛星衛星パス例 HS印 1, Eurostar2000, HS376L. Afristar,

    GE?000/5000 AMOS, UltraSat-1 2, BGS-700, GE2000

    製造期間(月) 36 28 衡是電力(BOL)(W) 4000W lOOOW トランスポンダ数 48 12 寿命(年) 15 10 重量(遷移軌道) (kg) 3000 900 打上げ機例 Atlas II A巾ne SOS

    A同ane4 Long March 2C

    Long March 2E Delta II Piggyback

    プロジェクト経費 $248M $89M トランスポンダ当たり経費 $5.1 ?M $7.42M トランスポンダ経費/年 $0.344M $0.742M

    第2表 ROIと初期投資ω

    %

    %

    のU

    G

    e

    nuJqU

    1J

    内。

    ス率一

    ン有一星

    ラ占一衛

    トダ一型

    期ン一大

    初ポ一

    66% 33%

    27.5%

    21.8% 小型衛星 26.2%

    した後,太平洋島幌国用の小型静止通信衛星を考

    察する.さらに,具体例としてミクロネシア連邦

    の小型静止通信衛星システムを設計し,海底ケー

    ブルとのコスト比較も行って,小型静止通信衛星

    システムが意義のあるシステムであることを示す.

    2.小型静止通信衛星の状況

    静止通信衛星は,その通信チャネル当たりのコ

    ストを下げるために大型化したことはよく知られ

    ているω.事実, 48本のトランスポンダを搭載

    する 1.5トン級の大型衛星と, トランスポンダ 12

    本搭載の重量約500kgの小型静止通信衛星を比

    べた場合, トランスポンダ当たりのコスト,衛星

    の設計寿命を考慮した 1年当たりのトランスポン

    ダ経費(トランスポンダ経費/年)は第1表のよ

    うになる(4). 第 1表では小型衛星は大型衛星に比

    べてトランスポンダ当たりの経費において不利な

    立場にあることは明らかである. しかし,小型衛

    星は次の点で見直されつつある.

    (a)衛星通信容量が最初から 100%になるわけで

    はないので,大型衛星の場合経費負担が大きく

    なる(これは大型衛星の限界を考えるときの議

    論〔ゆと同様である〉.

    (b)投資対資本回収比率(ROI:Return on in-

    vestment)は,(a)を考慮すると,小型衛星は

    大型衛星と比べて遜色ない.第2表は衛星打上

    げ当初のトランスポンダの占有率をパラメータ

    とした ROI対初期投資の割合を示すベ

    (c)大型衛星を打ち上げるより小型衛星を多数打

    ち上げてクラスタとした方が,故障に対して強

    いシステムとなる(クラスタ衛星)(12).

    このような観点から小型静止通信衛星が見直さ

    れているが,残念なことに,現在までのところ実

    現したのは, 1997年 11月に打ち上げられたイン

    ドネシアの放送衛星 INDOSTAR(重量約 800

    kg)のみであると思う (1ト(17). その理由は,通信

    需要のすさまじい伸びで,膨大な通信回線数が必

    要になったからではないかと考えられる.特に最

    近の GII (Global Information Infrastruc-

    ture)のための高速衛星通信システムにおいては

    従来の 2トン級の衛星より大きな 3~4トン級の

    衛星が実現しようとしている.

    しかし,それでもなお,小型静止通信衛星の適

    したところはあるはずである.それを以下に示す.

    3.太平洋島嶋田の圏内衛星通信システム

    太平洋島唄国は人口の希薄な離島を多く含んで

    おり,圏内の通信システムの整備が十分でない国

    が多いのが現状である(18).このような国々には,

    衛星通信システムは経済的に通信システムを一気

    に構築できる手段として有望である. しかも,必

    ずしも大規模な通信システムは必要ないので,小

    型衛星のミッションに適すると考えられる.

    第 l図に,太平洋島唄国の圏内衛星通信のため

    の衛星搭載アンテナビーム照射域を太平洋島唄国

    の地図仰の上に重ねて示す (10).ここでは独立国

    を対象にしたが,独立国のうち,パフ。ア・ニュー

  • Vol.44 Nos.1/2 March/Jun巴 199895

    第 l図 太平洋島唄国における衛星搭載アンテナビーム照射領域

    第3表 太平洋島唄国用衛星搭載アンテナのパラメ ータ

    国名 衛星箔鼓 lくuバンドアンァナ

    ビーム半値幅(.) 大きさ(m) 利得(dBi)Federated Sates of 5.1 x 2.1

    Micronesia

    Fiji 2.0 x 2.1

    |く1ribati 8.0 x 3.2

    Marshall Islands 0.3 x 2.1

    Nauru 1.0 x 1.9

    Northern Mariana 2.9 x 1.8

    Islands

    Palau 2.9xl.4 ~ol omon Islands 3.6 x 1.7

    Tuvalu 2.3 x 1.3 Vanuatu 2.7 x 1 .6

    川esternSamoa O.Sxl.1

    ギニアとトンガはそれぞれ PACSTAR計画 (20)

    とTONGASAT計画 (21)のような衛星通信システ

    ムを検討または具体化 しているため除外した.ま

    た,北マリアナ連邦は米国コモンウェルス

    (Commonwealth)であるが,ここでは参考のた

    めに示しである.

    第3表は各国に対する圏内衛星通信システムの

    ための衛星搭載アンテナの ビームの大きさおよび

    Kuバンドを用いたときのアンテナの大きさおよ

    0.29 x 0.71 27

    0.75 x 0.70 31

    0.19 x 0.47 22

    0.46 x 0.72 29

    1.47x0.79 35

    0.51 x 0.83 30

    0.52 x 1.08 31 0.41 x 0.88 30

    0.64xl.15 33

    0.55 x 0.97 31

    1 .80 x 1.41 38

    びビーム照射領域端におけるアンテナ利得を示す.

    Kuバンドを用いた理由は Cバンド以下では後述

    するように搭載アンテナが大きくなってしまい,

    小型静止通信衛星に適さないと思われたからであ

    る.

    第3表よりアンテナの大きさは概ね直径 0.5m

    から lmであり,利得は 30dBi前後である. た

    だし,キ リパスのような大きな領域を有する国に

    対しては,ある程度のアンテナ利得を確保するた

  • 96 通信総合研究所季報

    4 3500肘n

    第2図 FSM向け衛星アンテナビームの詳細

    めに 2ビームシステムが必要かもしれない.また,

    逆に,西サモアのように比較的小さな照射領域に

    おいては,アンテナが大きくなるため,展開機構

    を有するアンテナまたはKuバンドより高い周波

    数である Kaバンドなどを用いる必要がある.た

    だし,高い周波数は降雨減衰をより多く受けるよ

    うになることにも注意する必要がある.その他,

    複数の国でアンテナビームを分け合うことも考え

    られる.

    4.小型静止通信衛星の設計

    4.1 対象国の選定

    太平洋地域の衛星通信システムの例として以下

    では, ミクロネシア連邦(FederatedStates of

    Micronesia,以下, FSMと呼ぶ)の国内衛星通

    信システムを考える.FSMを選ぶ理由は以下の

    とおりである.

    (a)国内の需要を満たすとともに経費総額をで

    きるだけ適切な規模なものとするために,小型

    の静止通信衛星が想定できること.

    (b)必要な回線があまり多くなくても十分であ

    ること.

    (c)衛星でなければ通信回線が整備できない島唄

    国であること.

    (d)自前で回線の整備に意欲を有している国で

    あること【18).

    (e)このような検討に対して相手国の同意を得て

    いること(22).

    4.2 衛星システム設計

    以下に,衛星システム設計のための検討の大略

    を示す.

    (1)搭載アンテナ規模と周波数の選定

    FSMの領域である,緯度方向 12°,経度方向

    32° の範囲(3500kmx1500km)を照射するア

    ンテナビームの場合,第2図に示すように,粗く

    見積もって衛星アンテナビーム幅は, 50×2。,照

    射領域端でのアンテナ利得は27dBi程度である.

    このシステムでは, Cバンドの場合,アンテナの

    口径は 2.3m×0.9mとなるので小型衛星に適す

    る大きさとは考えられない.そこで, Kuバンド

    を想定すると,搭載アンテナの大きさは 0.7m×

    0.3mとなり,小型衛星に搭載可能と考えられる

    大きさとなる.

    (2) 回線当たりのデータ伝送速度

    地球局として市販の VSAT(Very Small Ap-

    erture Terminal)を利用することを考え,伝送

    速度: 64kbps,誤り率(BER): lxl0-7とする.

    1局の VSATは64kbpsの回線であれば,音声

    2~4回線を収容できる.(3)回線マージン

    Kuバンドの場合は,降雨減衰がCバンドに比

    べて大きいが,十分な回線稼働率を確保できる程

    度の回線マージンが得られると考えられる.ただ

    い回線マージンについては実験等を通じてさら

    に検討する必要がある.

    (4)必要な回線数

    FSMの資料(紛によれば, 2000年程度までに

    必要な基幹回線数は 117回線である.そこで,衛

    星回線数を 150回線とすれば,今後の需要に対応

    できるであろう.

    (5) 回線設計

    以上を考慮して行った回線設計(似

  • 第4表 FSM圏内衛星通信システムのパラメ ータ

    vSρTアンテナ|送信出力電力|伝送速度| 回線稼働率 I BER I 衛星送信電力

    Vol.44 Nos.1/2 March/ June 1998

    2.4 m cd-cd

    FL

    ・-FL!

    EFL

    ・-FL

    LKELK

    A『-

    A『

    FO士b

    0.700W

    i.s m I 1 .243 w * 1トランスポンダ当たり

    第 5表 FSM衛星の例

    衛星仕様項目 Case 1 Case 2 直径(m) 1.2 1.4 高さ(m) 1.2 1.4 太陽電池アレ-*(W) 226 208 GEOにおける重量(kg) 90 130 ミッション機器(kg) 20 30 パス(kg) 40 SS 燃料(1s年)(kg) 30 4S *EOL(Enf Of Life)

    録に示す.回線設計では, トランスポンダの出力

    としては後述のように 30Wの出力が得られるの

    で, 150回線を収容するための回線当たりの衛星

    送信電力を 0.2W以内とする必要がある.また,

    99.6%の回線稼働率を得ることを目標に,降雨マー

    ジンを CCIRレポー ト564仰 を用いて計算した.

    このとき, FSMはITU降雨気候区分 Pに該当

    することを利用する.付録第付 1表の回線設計

    によれば, 2.4m直径のアンテナ, 0.7W出力の

    VSATを用いることにより VSATからハブ局へ

    の回線が構成できる.付録第付- 2表はハブ局か

    らVSATへの回線設計を示す.付録第付-1表

    より,直径 2.4m アンテナの VSATの場合,衛

    星出力は l回線当たり 0.184w必要であるので,150回線を収容するためには衛星出力として 27.5

    W必要である.第 4表は FSM圏内衛星通信シ

    ステムのパラメータを示す.第 4表には直径 2.4

    mおよび 1.8mアンテナの VSATの例を示しで

    ある.1.8 m アンテナの VSATの場合は 1回線

    当たりのトランスポンダ電力を多く必要とするた

    め,30W出力のトランスポンダでは 100弱の回

    線しか収容できないことになる.

    (6) トランスポンダ設計

    回線設計aより 2.4m アンテナの VSATを用い

    る場合, 1回線当たりの衛星出力は 0.2Wあれ

    ば十分であるから, 150回線では最大 30Wの出

    力が必要となる. トラ ンスポンダに TWT増幅器

    (TWTA)を採用 し, ノイックオフを 4dB取るこ

    ととすれば, TWTAとしては飽和出力 75Wの

    ものが必要である.帯域幅については,チャネル

    97

    ’hu・’hu

    n喝,.nu,,

    Fb

    -Fb

    --

    Qd

    -QJ

    QJEqd

    チャネル数合

    163

    98

    線一線

    回一回

    ’/-,f

    w一w

    po-FO

    QU

    -’ー

    1-

    3J

    nu

    -nu

    7

    nu-nu i

    VA

    -VA ! 第 6表 FSM SATの経費見積もり

    項目 経費(億円)

    衛星( 2機) 100 打上げ( 2機) 40 管制局 20 ハブ局 3 VSAT小型(30局)VSAT中型( 3局) 8 その他施設整備 so 合計 222

    間隔を 200kHzとすれば, 150回線では 60MHz

    必要である. この トランスポンダの重量 は約 8

    kg,消費電力は約 123wと見積もられる.(7) 衛星規模

    衛星重量として 100~150kg程度を想定すると,

    ミッション重量は,衛星重量の 25%として,

    25~37 kg程度可能であろう.衛星の発生電力は

    200~300W程度となる.従って,衛星規模とし

    ては トランスポンダを 2本(ただし, 1本は予備)

    搭載可能である.衛星の仕様案を第 5表に示す.

    また,衛星の構成の 1案を第3図に示す.

    (8) 衛星通信システムの経費

    非常に粗L、経費見積を第 6表に示す.地球局を

    含めたシステムの全経費は約 222億円と見積もら

    れた.第 6表に示す経費の中で,施設整備費の中

    には局舎, オフィス設備, 電源設備,ケーブルー煩

    .1.2~1.4 m

    TTCアンテナ

    太陽電池アレー

    重量:叩~130kg

    第3図 FSM衛星の概観例

  • 98 通信総合研究所季報

    第7表海底ケーブルシステムの経費見積もり

    項目海底ケーブル敷設(陸上線路込み)

    局舎建設(陸揚げ局および電話局)

    合計

    等の経費を含んでいる(FSMの資料(23)も参考

    とした).

    5.海底ケーブルで構築する場合の経費概算

    と衛星システムとの比較

    5.1 経費見積もりの条件

    衛星システムに対する条件を考慮し,海底ケー

    ブルの条件を次のように仮定する.

    (a)局数: FSMの34島に陸揚げ局および電話

    局をそれぞれ1局ずっとする.

    (b)全電話局のうち, 1局に交換機能を持たせ,

    網構成はこの局を中心としたスター型とする.

    ただし,海底ケープルの敷設については,極力

    経費を軽減するため,最短距離で各局をタンデ

    ムに結ぶ構成とする.信頼性向上のためには,

    ループ型構成が効果的だが,その分経費が増加

    する.

    (c)チャネル数:各局当たり最低4チャネル必要

    として,最も回線容量を必要とする区間では

    150チャネルとする.これに必要な伝送速度は

    約 10Mbpsとなる.

    (d)ケーブル長: FSMを構成する島々の内,互

    いに隣接する島と島の間隔は地図上から見ると,

    最大で 300km,平均で 200km程度であるこ

    とから,島伝いに海底ケーブルを敷設するとし

    て, 200km×33区間=6,600kmとなるので,

    若干多めの 7,000kmとする.

    (e)海底ケープル敷設単価: lOMbps程度であ

    れば,無中継で 300km程度まで通信可能なこ

    とから,海底中継器なしの無中継システムとし,

    端局設置およびケーブJレ敷設工事費込みで,

    1,000 km当たり 50億円とする.この値は中継

    型長距離海底ケーブルシステムの実績に基づく

    ものであるが,本システムでは中継器が不要の

    かわり,陸揚げ局端局数の増加,浅海部のケー

    ブル保護工事等を考慮し,経費は同程度と考え

    られる.また,陸揚げ局から電話局までの距離

    仕様 |経費(億円)

    1oookm I 350 68局 I 34

    384

    は各島が小さいことから,数km以下と想定さ

    れ,搬送システムは不要で,銅ケーブルによる

    こととし,これに係わる経費は上記 50億円に

    含まれるものとする.

    (f)局舎単価:簡易な局舎として,陸揚げ局,電

    話局それぞれ 1局当たり 5,000万円とする.5.2 経費見積り(27)

    以上の条件の下での経費見積は,第7表のよう

    になり,およそ 384億円かかることがわかる.

    5.3 衛星システムとの比較

    (1)比較の前提条件

    (a)どの島を結ぶかによって,海底ケーブルの

    長さが大きく変わる可能性がある.よって,上

    記海底ケーブル敷設長は l例と考えるのが妥当

    である.

    (b)海底ケーブルと衛星システムとの経費比較

    を行う場合,衛星システムの費用としてその他

    の施設整備費を除く費用 172億円と海底ケーブ

    ノレの局舎建設を除く費用 350億円を比較の対象

    とする.

    (2)比較結果

    (a)海底ケーブルの場合,設計寿命は 25年であ

    るのに対し,衛星システムでは宇宙部分の寿命

    は従来7ないし 10年で,継続してシステムを

    維持するためには,その時点で衛星の再打上げ

    が必要になる.よって,長期的な経費比較を行

    う場合には,これを考慮する必要がある.単純

    に25年の期間に衛星のみを 3回打ち上げると

    すると,衛星経費は 140×3=420億円となる.

    この場合,衛星の方が総費用が高くなる.衛星

    の寿命を最近の大型衛星なみに 15年とすると

    衛星を 2回打ち上げればよいから衛星経費は

    140×2=280億円.衛星管制施設,地球局施設

    を含めた総経費は 312億円となり衛星の方が若

    干安くなる.

    (b)海底ケーブルは,極めて良好な通信システ

    ムを構築できるが,初期投資経費が高い.一方,

  • Vol.44 Nos.1/2 March/ June 1998

    衛星システムでは遅延時間の問題があるが,初

    期投資経費が海底ケーブルの半分以下である他

    に,施設設置の島を追加する等のシステム構成

    の柔軟性,技術力の向上,国としてのアイデン

    ティティーの向上等の施設経費に表れない効果

    があると考えられる.

    6.おわりに

    今後さらに具体的に検討を進めるためには,よ

    り詳細な通信システム構成の検討,衛星構成の検

    討,打上げロケットの選定とその衛星との適合性

    の検討,打上げ経費の見積等を行い,経費を下げ

    る等の検討を行う必要がある.また,本通信シス

    テムを海底ケーブルで構成した場合の経費もさら

    に詳しく検討しておく必要があろう.

    小型静止衛星を用いる通信システムは最近でも

    検討されているが側,放送衛星 INDOSTAR

    (現在, Cakrawarta1と呼ばれている(紛)を除

    いて実現した例は今までないと思われる.本シス

    テムが実現すれば小型静止通信衛星としては世界

    最初の例となろう.

    最後に,太平洋島唄国に対する知見を与えて下

    さった太平洋学会の方々,電気通信大学の小官敏

    夫先生および田中正智先生, トランスポンダおよ

    び衛星に関してご助言頂いた日本電気株式会社,

    三菱電機株式会社および海底ケーフ’ルについてご

    助言頂いた郵政省の関係各位に深謝します.

    参考 文献

    (1) J. R. Stuart and K. R. Susskind,

    “Emerging Small Geostationary Commu-

    nications Satellite Market, Capabilities

    and Opportunities", Low-Cost Access To

    Space Conf., May.22, 1990.

    (2) G. Barresi and G. Rondinelli ,

    “MINISTAR-A Small Spacecraft for GEO

    Missions", 4th Annual AIAA/USU Con-

    ference on Small Satellites, Aug. 1990.

    (3) J. R. Stuart, R. E. Coffey and J. G.

    Stuart,“Economics of Geostationary

    Communications Lightsats”, Space Com-

    munications, Vol.10, No.1, pp.9-16, 1992.

    (4) J. R. Stuart, R. E. Coffey and

    99

    J. G. Stuart,“Geostationary Lightsats:

    New Systems, New Capabilities and New

    Economic Trade-Offs”, Space Commerce

    ’92 International Conference and Exhibi-

    tion, Montreux, Switzerland, Mar.24, 1992.

    (5) J. R. Stuart ,“The Economics of

    Geostationary Lightsats”, ITP Telecom

    Seminar, Univ. of Colorado, Apr.1, 1992.

    (6) J. R. Stuart, R. E. Coffey and J. G.

    Stuart:“Economics of the New Smaller

    and Shorter Lifetime Geostationary Com岨

    munications Satellites", PTC’93, Jan.

    1993.

    (7) S. R. Schubert, J. R. Stuart and S. W.

    Dubyn,“Light Sats: The Coming Revolu-

    tion", Aerospace America, Vol.32, No.2,

    pp.26-29, Feb. 1994.

    (8)“Asia Pacific Telecommunications

    Study", University of Colorado at Boul-

    der, Professional Report Series, No. 93.2,

    1993.

    (9) J. N. Pelton and T. Iida,“21st Century

    Satellite Options for the Asia-Pacific: A

    Cooperative U.S. -Japanese Study", Proc.

    PTC’92, pp.801-814, 1992. (10) T. Iida,“21st Century Light Satellite

    System Concepts for Asia-Pacific Region

    --An Inexpensive System Option--", 1992

    Microwave Workshop and Exhibition

    (MWE ’92) Digest, Tokyo, pp.373・377,

    Sep.18, 1992.

    (11) 飯田, J.N.ベルトン,“太平洋島幌国にお

    ける小型通信衛星について”,第36回宇宙科学

    技術連合講演会講演集, No.1A5, pp.9-10,

    Dec.8, 1992.

    (12) 下世古,飯田,“これでわかる世界の衛星”,

    日本ITU協会, Apr.1991.

    (13) J. A. V andenkerckhove,“How Large is

    Large? -Reflections on Future Large

    Telecommunications Satellites", ESA J.,

    Vol.4, pp.129-145, 1980.

    凶 W.Ferster,“CTA’s Indostar to Hitch Ride on Ariane Rocket", Space News,

  • 100

    Vol.6, No.21, p.3, May 29-Jun.4, 1995.

    (15)“Indostar Satellite Undergoes Integra-

    tion for 1997 Launch", Space News, Vol.7,

    No.31, p.23, Aug.5-11, 1996.

    (1日

    1 Spacecraft", Space News, Vol.8, No.7,

    p.17, Feb.17-23, 1997.

    (17) “CTA Looks to Indostar DBS Venture

    to Boost Growth into Other Markets",

    Mobile Satellite News, Vol.9, No.4, p.5,

    Feb.20, 1997.

    (18)小菅,岡,田中,飯田,江戸,牧野, “北西

    太平洋情報通信調査報告E ミク ロネ シアの新

    たな可能性ーペ電気通信大学紀要, Vol.4,

    No.1, pp.45 65, Jun. 1991.

    (19)“The Pacific Islands", Hawa1’i Geo-

    graphic Society Publications, 1989.

    側 E. J. Wilkinson, "The South Pacific

    Telecomunications Development Program-

    me Progress Report" , PTC’86, 1986.

    制 M. C. Nilson and S. Kite ,“The

    TONGASAT Asia-Pacific Regional Com-

    munications Network", Proc. PTC’92,

    pp.431-443, 1992.

    ~~ Private Communications

    飯田尚志

    Takashi IIDA 企画部

    衛星通信システム

    E-mail: [email protected]・jp

    with

    通信総合研究所季報

    Mr. Akinaga, Telecom. Corp., FSM, 1991.

    倒“Financialand Statistical Information

    Related to the Proposed New Telecom-

    munications System for the FSM’', FSM

    Telecom. Corp.

    例郵政省監修,富永,森河代表,“衛星通信ガ

    イドブック’\オームネ土,Aug.1989.

    伺飯田尚志編著,“ウェ ーブサミット講座衛

    星通信

    ~~ CCIR Report 564-4,“Propagation Data

    and Prediction Methods Required for

    Earth-Space Telecommunication Sys-

    tems”, 1990.

    例 Private Communication from Mr. T.

    Kizuka, MPT, Nov.13, 1991.

    ~~ K. Hing, R. Bolenger and D. Starkey,

    “The Geo-Synchronous Lightsat, A Cost

    Efficient Communication System", AIAA

    17th International Communications Satel-

    lite Systems onference ・and Exhibit,

    AIAA-98-1358, Feb.23-27, 1998 (本発表は中

    止となった).

    ~9) http://www.tele-satellit.com/tse/on-

    line/index_ alpha.html

    ジョ セフ・N・ベルトンJoseph N. PELTON 米国コロラド大学教授,ジョ ージワシン トン大学教授

    衛星通信に関する政策 ・技術全般

    E-mail: [email protected]

    11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

  • Vol.44 Nos.1/2 March/ June 1998 101

    付録回線設計例

    第付一 l表 VSATからハブ局への回線設計

    κu Bar刈LinkBudロetfor F釧 DOMSATIVSAT≫Hゆ){ 2.40 mVSATl - Up-Link Down-Lilk ・Uo Freauenc:v I GHz) 14.25 Down FreQuencv 12.00 Transmit向werCdB削 -1 .5 5 0.7 Wl Transoonder Ga前 ldB¥ 120.00 Fe凶erL儲 s(d8) 0.20 Transmit 向werldBWl ・17.42 >.0181 N】

    Antenna Diameter Cml 2.40 Feeder Loss (dB) 4.00 Antenna l:illn (dBi} 49.53 70 %} Antenna臼in(dB1) 27.00 向intmaLoss c dB) 0.40 日FP (dB州 47.38 目苧 /dBWl 5.58 Path Loss (dB) 206.60 5842 km) Path Loss (dB) 205.11 5842 km) Absorotion Loss CdBl 0.20 Absorot ion Loss (dB¥ 0.20

    Antenna Diameter (ml 11.00 Antenna Gain (dBi) 27目。。 Antenna臼 inldBil 61.26 70 %}

    Poht Ing Loss (dB) 0.10 Fe剖erLoss CdB> 5.00 向調aderLoss {dB) 0.50 向調calve向wer(dBW) ・137.42 Re倒 ve向鴨川dBW) ・139.07T SYS (Kl 581.79 T svs CK¥ 189.29 T ant IKl 300.00 T ant (Kl 20.00 Tfeeder(町 198.29 Tfe凶erCK) 31.54 T receiver (附 288.63 T receiver (K) 139.93 CNA CdBl 3.00 /NFl ldBl 1.71 (GIT) (dB/K) -5 .65 ( G/T) (dB/K) 37.99

    No (dB/Hz) ・200.95 No(dBルiz) -205.83 C/Nol uc (dB-Hz) 63.53 C刷。ldn (dB-~剖 66.76

    C/Noltot al /dB・Hz) 61.84

    C/Nol rea CdB・Hzl 55.06 1.5 dB of lmolement ation Loss} 町tRate (kb/ sl 64.00

    白/Nolrea (dB・Hz) 11.30 B回=1E・7)Coding Gan 5.80 CR=1/ 2 K=7 Vit erb1 Decoding) Link Marainluc CdB¥ 5.98 しれKMarainldn /dB) 10.00

    Rain Marainl uo (dB) 5.98 R泊、 Maralnldn ( dBl 7.03 Rother svstem (dB) 0.80 I other svstem (dBl 0.40

    Link AvaDabilit v (%) 99.62 Satellite Location 150.00 ’deg 8 Rain Att) UP (dB) 5.98 14.25 GHz 向i「1At ti dn (dB) 7.03 12 3Hzl Step1) hR= 3.20 (km Step1) hR= 3.20 (km

    lat= 7.00 dea Lat= 7.00 deal (Steo2l Ls= 3.23 km (Step2) Ls= 3.23 km)

    Be= 自1.76 deg) Be= 81.76 deal

    Lon= 150.00 deal Lo『1= 150.00 deal Step3J LG= 0.46 ’k m CStep3) LG= 0.46 kml Steo4 > R0.01= 145.00 Imm/ h, Pl Steo4l R0.01 = 145.00 mm/h,内Step5) 『。.01= 0.90 Steo5l ro.01 = 0.90 Ste凶} 伊mmaR= 8.79 dB/ km) Step6) gammaH= 6.59 dB/ kmJ

    Frea= 14.25 Gt' Zl Frea= 12.00 GHz】

    kV= 0.03 kv= 0.02

    alpha V= 1.15 aloha V= 1.20

    Step7) A0.01= 25.44 dBi (Step7) A0.01 = 19.06 dB

    Step8) AD= 5.98 dBt StepB) AP= 7.03 dB

    D= 0.28 % D= 0.11 %

  • 102 通信総合研究所季報

    第付ー 2表 ハブ局からVSATへの回線設計

    Ku Band Link Bud1 et tor FSM以)MSAT{Hub≫VSAT)( 2.40 mVSATl

    -Uo・Link - Down-凶KUo Fr岡崎ncv(GHZ) 14.25 Down Frequencv lGHzl 12.00

    Transmit向鴨川dBW) -4 .09 0.39 W】 Transconder Gan (dB) 120.00

    Feeder Loss何回 1.50 Transmit 向,wer(dBW) -7 .74 0.168 Wl

    Antenna Diameter Cm) 11.00 F伺 derLoss (dB) 4.00 Antenna 臼 in{dBi) 62.76 70 %} Antenna鳩町(dBi) 27.00

    問 intinaLOSS l G町 0.10 目FP dBW) 57.07 日苧 (dBW) 15.26 Path Loss {dB) 206.60 135842 km) 向量hLoss ldBl 205.11 5842 km)

    Absorotion Loss (dB) 0.20 Absorct ion Loss (dB) 0.20 Antenna Diameter (m) 2.40

    Antema 臼 inCd悶} 27.00 Antenna Gain {dBi) 48.04 70 %)

    Pont ina Loss {dBO 0.30 IFeec抱『 Loss{dB) 5.00 F飽 derLoss I dBl 0.10

    Receive向wer(dBW> ・127.74 Receive向wer{dBW) ・142.41T svs CK) 581.79 T svs (Kl 166.08 T ant (Kl 300.00 T ant (K) 20.00 T feeder (K) 198.29 Tfe剖er(附 6.60 T receiver {K) 288.63 T receiver CKl 139.93 (N円(dB) 3.00 CNF) ldB) 1.71 (G'T) (dB/ K) ・5.65 (GIT) (dB/K) 25.74

    No (dB/Hz) -200. 95 No ldB/Hzl ・206.40C/Noluo ldE凶 z) 73.21 C/Noldn (dB・ト包} 63.99

    Cl陥 ]total (dB・Hz) 63.50 C/NoJ rea {dB弛} 55.06 1.5 dB of Implementation Loss)

    Bit両1te(kb/s) 64.00 島刷o]rea (dB・Hz) 11.30 8田=1E・7)ICodng Gain 5.80 (, =1/ 2, K=7 Vil erc1 Decoding) Link Marainluc ldBl 7.64 Li'lk Margin]dn ldBl 8.04

    両inMarainl up (dB) 7.64 胎量1Ma rain l dn (dB) 4.94 Oother svstem ldB) 0.80 I other svstem (dB) 0.40 Link AvaHabilitv 1%1 99.61 Satellite Location 150.00 dea.El Rain At t] up (dB) 7.64 14.25 Glzl Rail At tl UP (dB) 4.94 l I 12 GHz

    {Step1) nH= 3 .. 20 km 'Step1} hR= 3.20 km Lat= 7.00 ct ea Lat= 7.00 deg

    Step2) Ls= 3.23 km lStec2) Ls= 3.23 km 日e= 81.76 dell 目e= 81.76 dea Lon= 150.00 dea 凶n= 150.00 deal

    Steo3 LG= 0.46 km 1Stec3l LG= 0.46 km Step41 R0.01= 145.00 mm/h, F司 CStec4l R0.01 = 145.00 mm/h, Pl Step51 r0.01= 0.90 Stec5l r0.01 = 0.90 Step6 gamma A= 8.79 (dB/km) (Step6) gamma 惟 6.59 dB/ km)

    Fr関= 14.25 GHz】 Frea= 12.00 日iZ)kv= 0.03 kv= 0.02

    alpha V= 1.15 aloha V= 1.20 lStec7l A0.01= 25.44 dB Step7) A0.01 = 19.06 dB {Steps Ao= 7.64 ’dB SteoSl AP= 4.94 dB

    [):: 0.17 '%) P= 0.23 %