В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
В результате успешного запуска 5 июля 2012 г. спутника Echostar" XVII с технологией JUPITER™, компания "Хьюз Нетворк Системе" (Hughes Network Systems) вывела на орбиту спутник с самой высокой пропускной способностью в мире. Обладая пропускной способностью гораздо выше 100 Гбит/с, разработанный на основе гибкой многолучевой архитектуры Ка-диапазона, этот спутник является краеугольным камнем для нового поколения высокоскоростного спутникового доступа в Интернет как для частных потребителей, так и для бизнеса. 1 октября на основе использования этого спутника было начато предоставление услуг широкополосного спутникового интернет-доступа четвертого поколения: HughesNet®Gen4. В данной статье прослеживаются ключевые достижения, позволившие преодолеть этот важный рубеж, а также перспективы на будущее.
Компания "Хьюз" выступила инициатором разработки технологии спутникового Интернета в конце 1990-х гг., используя системную архитектуру, явившуюся основой успехов компании в развитии непосредственного спутникового телевещания (DTH TV). Эти ранние системы использовали одностороннюю спутниковую связь на основе прямого канала от центральной станции к приемнику пользователя. В качестве обратного канала использовалась коммутируемая телефонная линия с модемом для передачи данных. Несмотря на ограниченный спрос, данный опыт продемонстрировал наличие значительного потенциального рынка, вовсе не охваченного или недостаточно охваченного наземными технологиями ШПД, и сделал оправданным развертывание в 2000 г. первой системы двустороннего спутникового доступа в Интернет, DirecWay. На протяжении последних 10 лет последовательные инвестиции в постоянно улучшающееся соотношение цены и качества данных технологий доступа позволили создать чрезвычайно успешный бизнес спутниковых интернет-услуг, который в настоящее время имеет более 1 млн клиентов только в Северной Америке, показывает рост более 15% в год и обладает огромным потенциалом по преодолению так называемого цифрового неравенства в мировом масштабе.
Сфокусируемся на наиболее затратной части спутникового интернет-доступа — технологии транспортного уровня. Оставим вне рамок данной статьи рассмотрение многочисленных других затратных аспектов, в том числе пользовательских станций, создания и поддержания инфраструктуры, маркетинга, биллинга и поддержки клиентов.
В отличие от наземных технологий, будь то кабель или DSL, стоимость которых зависит от расстояния, уникальным преимуществом связи через геостационарные спутники является относительное постоянство стоимости передачи трафика независимо от местоположения земных станций. Ранние системы Ku-диапазона обладали рядом недостатков, приводивших к высокой стоимости обслуживания и сравнительно низкой пропускной способности. Причина этого прежде всего заключалась в том, что операторы использовали спутники, разработанные для предоставления широковещательных услуг, таких как телевидение. Большинство спутников Ku-диапазона, находящихся сегодня на орбите, были созданы для телерадиовещания с зоной обслуживания, охватывающей очень широкую территорию, вплоть до целого континента. Данный тип зоны обслуживания отлично подходит для вещания — одновременного распределения сигнала по многочисленным географическим точкам, — но совершенно недостаточен для передачи одноадресных данных, предназначенных только для одного пользователя, что является основой доступа в Интернет.
Рассмотрим достаточно стандартный спутник Ku-диапазона, предназначенный для вещания и имеющий 40 стволов ретрансляции по 36 МГц. Если бы все эти стволы были использованы для интернет-доступа, а технология передачи позволяла достичь 1,5 бит/Гц, то суммарная пропускная способность спутника могла бы быть свыше 2 Гбит/с. В предположении затрат на спутник в более чем $300 млн (включая запуск) стоимость за 1 Мбит составит приблизительно $150 тыс. Распределив эту стоимость на типичный срок жизни спутника в 15 лет, получаем себестоимость мегабита около $833 в месяц — сумму, слишком большую для предоставления интернет-услуг потребителям, даже если пропускная способность статистически распределяется между рациональным числом пользователей. Более того, если владелец и оператор спутника не являются интернет-провайдером, то структура расходов увеличивается еще больше.
Спутник Echostar XVII, оснащенный технологией JUPITER, представляет собой подлинно новое поколение спутников с высокой пропускной способностью (спутников HTS), спроектированных и оптимизированных для предоставления услуг одноадресной передачи данных. В отличие от вещательных спутников, спутники HTS используют узкие лучи с небольшой зоной обслуживания — около 200—500 км. Благодаря фокусировке мощности на небольшой территории достигается высокая спектральная эффективность, или параметр бит/Гц. Еще важнее то, что спутники HTS работают с переиспользованием частот по множеству лучей — по принципу, напоминающему системы сотовой связи, что позволяет получить очень высокую пропускную способность для конечных пользователей и таким образом максимизировать прибыль в расчете на мегагерц полосы.
Ка-диапазон был выбран для спутников HTS по ряду причин. Первая — для спутников Ка-диапазона можно найти свободные орбитальные позиции, в то время как орбитальные позиции для других спутниковых диапазонов, таких как Ku и С, уже давно распределены. Вторая причина в том, что на высоких частотах Ка-диапазона от 18 до 30 ГГц для использования доступны более широкие полосы спектра, обычно около 500 МГц, что позволяет создавать спутники с большей пропускной способностью, чем в диапазонах Ku или С. Возвращаясь к вопросу определения стоимости передачи одного бита: ориентировочная стоимость производства и запуска спутника в более чем $300 млн, указанная выше, примерно одинакова, независимо от того, является ли этот спутник традиционным вещательным аппаратом или HTS-спутником Ка-диапазона нового поколения. Таким образом, предполагая, что пропускная способность Echostar XVII превышает 100 Мбит/с, получаем снижение стоимости 1 Мбит как минимум до $3000 и, распределив эту стоимость на 15 лет службы спутника, приходим к ежемесячной себестоимости 1 Мбит — $16, что соответствует снижению не менее чем в 50 раз по сравнению с типовым вещательным спутником Ku-диапазона.
Рентабельность спутников HTS означает, что услуги по высокоскоростной и высокообъемной передаче данных могут предоставляться по ценам, которые одновременно привлекательны для клиентов и выгодны для операторов. Более того, вполне возможно, что услуги спутниковой связи смогут приобрести конкурентное преимущество перед рядом наземных технологий, таких как DSL, не позволяющих передавать данные со скоростью больше 1 Мбит/с из-за ограничений по расстоянию.
Как было отмечено выше, именно в Северной Америке бизнес-модель широкополосного спутникового интернет-доступа доказала свою успешность, на сегодняшний день свыше 1 млн индивидуальных абонентов и пользователей сектора малого бизнеса обслуживаются двумя операторами. Более 640 тыс. абонентов пользуются услугами HughesNet®, причем свыше 500 тыс. из них — через спутник SPACEWAY®, находящийся в эксплуатации с апреля 2008 г. и поддерживающий самую большую в мире сеть широкополосного доступа в Ка-диапазоне. Услуги четвертого поколения HughesNetGen4 на базе спутника Echostar® XVII с технологией JUPITER™ поистине изменили "правила игры" в области широкополосного спутникового доступа. Новейший уровень услуг обеспечивает значительно более высокие скорости передачи данных в расчете на пользователя (вплоть до 15 Мбит/с в зависимости от сервисного плана), что дает возможность абонентам сети получить все преимущества современных онлайн-приложений и постоянно быть на связи с друзьями, семьей и коллегами по работе. Услуга HughesNet-Gen4 прежде всего предназначена для регионов, где отсутствуют высокоскоростные наземные каналы.
Второй оператор, компания Wild-blue, начала предоставление услуг в 2006 г., а теперь она принадлежит компании ViaSat и работает под ее управлением. Как Wildblue-1, так и Spaceway 3 имеют пропускную способность около 10 Гбит/с в Ка-диапазоне. Оба оператора запустили новые спутники HTS Ка-диапазона (ViaSat-1 и Echostar XVII) и планируют обслужить несколько миллионов из тех 10—15 млн домовладений (а это 10% всех домовладений Северной Америки), которые в настоящее время либо вообще не имеют ШПД наземными средствами, либо получают услугу низкого качества. Проблема "цифрового неравенства" является поистине глобальной, и использование Ка-диапазона для достижения высочайшей пропускной способности спутников HTS становится всемирным явлением и должно принести высокоскоростной интернет-доступ людям всех континентов. Первым в мире спутником типа HTS стал спутник IP Star компании Thaicom (2005 г.) с пропускной способностью около 45 Гбит/с для Азиатско-Тихоокеанского региона. Компания Eutelsat запустила спутник Ka-Sat с пропускной способностью 70 Гбит/с, тем самым предоставив жителям Европы высокоскоростной спутниковый доступ в Интернет. Аналогичный проект реализовала компания Avanti на базе спутника Hylas 1, а совсем недавно она запустила дополнительно спутник Hylas 2. В апреле 2012 г. компания спутниковой связи Al-Yah Satellite Communications Company запустила спутник Ка-диапазона Y1B, с целью предоставления услуг Yahclick в регионах Африки и Ближнего Востока. Австралия объявила о долговременном проекте по использованию спутника HTS для широкополосного доступа в малонаселенных областях. Несколько стран Южной Америки намерены в ближайшее время присоединиться к сообществу пользователей доступа в Ка-диапазоне.
Высокая пропускная способность и, как следствие, рентабельность спутников HTS означают, что люди, живущие в районах, не охваченных или слабо охваченных широкополосной наземной связью, больше не будут находиться в ущемленном положении. На нашей планете проживает более 6 млрд человек, но только около 1 млрд имеют доступ к широкополосным каналам связи, главным образом с использованием наземных технологий. Это означает, что спутники обладают огромными перспективами — перспективами принести преимущества ШПД в Интернет всем людям независимо от того, где они живут и работают.
Опубликовано: Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2013
Посещений: 6521
Статьи по теме
Автор
| |||
В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
