home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Hacker Chronicles 1 / HACKER1.ISO / phrk2 / phrack21.5 < prev    next >
Text File  |  1992-09-26  |  9KB  |  154 lines

  1.  
  2.                                 ==Phrack Inc.==
  3.  
  4.                       Volume Two, Issue 21, File 5 of 11
  5.  
  6.            /\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\
  7.            \/                                                    \/
  8.            /\              Satellite Communications              /\
  9.            \/              ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~              \/
  10.            /\                  By Scott Holiday                  /\
  11.            \/                    July 11, 1988                   \/
  12.            /\                                                    /\
  13.            \/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/
  14.  
  15. Satellite communications systems employ microwave terminals on satellites and
  16. ground to earth stations for highly reliable and high-capacity communications
  17. circuits.  The communication satellites are positioned in geosynchronous orbits
  18. about 22,000 miles above the earth.  Thus the rotation of the satellite matches
  19. that of the earth, and the satellite appears motionless above earth stations.
  20. Three equally spaces satellites are required to cover the entire world.
  21.  
  22. The satellite's microwave terminals receive signals from an earth station and
  23. retransmit those signals on another frequency to another earth station.
  24. Because of the long distances involved, the round-trip communications path
  25. takes about a half second.  This is referred to as the propagation delay.  The
  26. propagation delay on a regular terrestrial phone line is about 1 millisecond
  27. (ms) per 100 miles.
  28.  
  29. Each microwave terminal on the satellite, designated as a repeater or
  30. transponder, includes a receiver for uplink transmissions and a transmitter for
  31. down-link transmissions.  Separate bands of frequencies for up-link and
  32. down-link transmissions are designated in the 1.5-30 GHz frequency range (1.5
  33. GHz is equal to 1,500,000,000 Hz, or 1.5 billion hertz).  Typical frequencies
  34. for communications satellites are 4-6 GHz for INTELSAT 5 and 12-14 GHz for
  35. Anik-B, a Canadian satellite.
  36.  
  37. Each satellite transponder typically has twelve 36-MHz channels which can be
  38. used for voice, data, or television signals.  Early communications satellites
  39. had some 12 to 20 transponders, and the later satellites have up to 27 or more
  40. transponders.  INTELSAT 5, for example, has a total of 27 or more transponders
  41. providing 24,500 data/voice channels, one transponder providing two 17.5-MHz TV
  42. channels, and one SPADE transponder with 800 channels.  SPADE (Single carrier
  43. per channel, Pulse code modulation, multiple Access, Demand assignment) is a
  44. digital telephone service which reserves a pool of channels in the satellite
  45. for use on a demand-assignment basis.  SPADE circuits can be activated on a
  46. demand basis between different countries and used for long or short periods of
  47. time as needed.
  48.  
  49. Propagation Delay:
  50.  
  51. The approximate quarter second one-way propagation delay in satellite
  52. communications affects both voice telephone and data communications.  Users of
  53. voice communications via satellite links face two objectionable
  54. characteristics; delayed speech and return echoes.  Echo suppressors are
  55. installed to reduce the return echoes to an acceptable level.  Data
  56. communications operations face more serious problems caused by propagation
  57. delay.  Line protocol and error detection/correction schemes are slowed down
  58. dramatically by the quarter second of delay.  User response time requirements
  59. can be difficult to meet because of these cumulative effects.
  60.  
  61. Satellite delay compensation units are available to ensure a connection and
  62. afford better operation for the terrestrial communications terminal that were
  63. never designed to deal with the propagation delay of communications satellites.
  64. One delay compensation unit is required at each final destination.  The units
  65. reformat the data into larger effective transmission blocks so that
  66. retransmision requests are sent back less frequently.  This reduces the number
  67. of line turnarounds, each of which requires about a quarter second to go from
  68. or return to the destination terminal or computer.  One error detection and
  69. correction method used, called GO-BACK-N, requires that all blocks of data held
  70. in the transmitting buffer, back to the one with the error in it, must be
  71. retransmitted.  A more efficient method is to retransmit only the block of data
  72. with the error, but this requires more logic in the equipment at each end.
  73.  
  74. Link to Earth Stations:
  75.  
  76. Most users cannot afford a satellite earth station, so a land line is needed
  77. for a connection to the nearest earth station (Which they tell me is 65,000 bps
  78. for a leased line).  Because of the great distance the signal must travel in
  79. space, the relatively short distance between the two users on earth becomes
  80. insignificant and actually does not affect the operating cost.  It is generally
  81. not economical.  This is particularly true of high-capacity or broadband
  82. applications.  Even though operating costs are insensitive to distance,
  83. satellite companies may still charge more for longer distances based on
  84. terrestrial line competition.
  85.  
  86. Nonterrestrial Problems:
  87.  
  88. The nonterrestrial portion of satellite communications bypasses the problems
  89. encountered with broken phone lines, etc., but it has its own unique set of
  90. problems.  Since satellite communications employ high-frequency microwave
  91. radio transmission, careful planning is required to avoid interference between
  92. the satellite and other microwave systems.  Eclipses of the sun, and even the
  93. moon, can cause trouble because they cut off the source of energy for the
  94. satellite's solar batteries.  Backup batteries are used to resolve most of
  95. these difficulties, but the problem that is the most severe is when the sun
  96. gets directly behind the satellite and becomes a source of unacceptable noise.
  97. This occurs 10 times a year for about 10 min each time.  In order to obtain
  98. uninterrupted service, an earth station must have a second dish antenna a short
  99. distance away or the single dish antenna must have access to another satellite.
  100.  
  101. Accessing the Satellite:
  102.  
  103. There are three methods by which multiple users (earth stations) can access the
  104. satellite.  The first is frequency-division multiple access (FDMA), whereby the
  105. total bandwidth is divided into separate frequency channels assigned to the
  106. users.  Each user has a channel, which could remain idle if that user had no
  107. traffic.  Time-division multiple access (TDMA) provides each user with a
  108. particular time slot or multiple time slots.  Here the channels are shared, but
  109. some time slots could be idle if a user has no traffic to offer.  With
  110. code-division multiple access (CDMA) each user can utilize the full bandwidth
  111. at any time by employing a unique code to identify the user's traffic.  There
  112. are, of course, trade-offs among the three methods; they involve error rate,
  113. block size, throughput, interference, and cost.
  114.  
  115. Advantages:
  116.  
  117. o     Satellite lines are exceptionally well suited for broadband applications
  118.       such as voice, television, and picture-phone, and the quality of
  119.       transmission is high.
  120. o     Satellite lines are generally less expensive for all voice and data
  121.       types of transmission, whether it be dial-up or a leased line that is not
  122.       short.  This is particularly true of overseas transmissions, and there is
  123.       no underwater cable to create maintenance problems.
  124.  
  125. Disadvantages:
  126.  
  127. o    The propagation delay of about a quarter second way requires the
  128.      participants of a voice conversation so slightly delay their responses to
  129.      make sure no more conversation is still on the way.  The propagation delay
  130.      has more of a severe effect on the transmission of data, and the effect
  131.      becomes more pronounced with high speeds, half duplex operation, smaller
  132.      blocks of data, and polling.  Satellite delay units, front end processors,
  133.      multiplexers, and other devices have been designed to get around these
  134.      problems, but there is no solution to the half second lost in total
  135.      response time for interactive applications.
  136. o    Some of the modems currently in use today have not been designed to handle
  137.      the long delay of the initial connection via satellite, and the result can
  138.      be a lost connection.  This can be frustrating when the common carrier
  139.      elects to use satellite lines for regular dial-up calls up to say, 55
  140.      percent of all calls out of a particular city during the busy traffic
  141.      periods.
  142.  
  143. Closing:
  144.  
  145. Satellite communications is a very interesting topic to study.  Perhaps even
  146. the present/and future satellite and Ham radio "Hackers" will one day be
  147. running a Bulletin Board off of a WESTSTAR satellite -- Who's to say there
  148. isn't one now? (Devious Snicker)
  149.  
  150.      --Scott Holiday
  151.  
  152.  
  153. Downloaded From P-80 International Information Systems 304-744-2253 12yrs+
  154.