В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Спутниковая связь, хоть и один из самых молодых видов электросвязи, но тем не менее ведет свою историю от проволочного телеграфа из XIX века…
Созданная прежде всего для межконтинентальной телефонной связи в дооптическую эпоху, спутниковая связь знала и взлеты, и падения. Удары "под дых" от конкурентов из-за появления оптоволоконных каналов и трансатлантических кабелей сменялись триумфальными взлетами при появлении малогабаритных интернет-терминалов (они же VSAT) в эпоху стремительного развития Интернета и его "тяжелых" приложений.
Сегодня спутниковая связь остается сугубо нишевым сегментом в телекоммуникациях, занимая 1–2% всего телеком-рынка. И тем не менее в ней есть свои направления прорыва, которых на сегодня в мире два вида: широкополосный интернет-доступ с использованием спутников высокой пропускной способности и спутниковая связь для мобильных объектов.
Необходимо отметить, что когда заходит речь об этом направлении, то чаще всего подразумевают использование Ка-диапазона. Раскроем связь между Ка-диапазоном и спутниками высокой пропускной способности.
Коммерческая спутниковая связь в середине 1960-х гг. использовала С-диапазон (соответствует частотному диапазону 4/6 ГГц). Размер антенного поста составлял тогда не менее 5 м, мощности передатчиков – 100–500 Вт, а все сооружение строилось до 2 лет и стоило многие сотни тысяч долларов. Затем, с начала 1980-х гг., началось освоение Ku-диапазона, работающего в диапазоне частот 11/14 ГГц. Ku-диапазон позволил использовать антенны значительно меньшего диаметра – 2,4 м, передатчики от 2 до 16 Вт, и дал зеленый свет появлению VSAT (very small aperture terminal – спутниковый терминал с малым диаметром антенны). С Ku-диапазоном связано и появление первых сетей спутниковой связи с разделением станций на центральную управляющую и абонентский пользовательский терминал. Одна из первых спутниковых платформ, появившихся с приходом Ku-диапазона, так и называлась Personal Earth Station, о чем до этого нельзя было и задуматься. VSAT в этот период решил проблему "последней мили", и во многом его развитие было связано с передачей небольшого объема данных с расположенного за городом объекта типа супермаркета или заправки.
Следующий этап освоения частотно-энергетического ресурса и движение вверх по полосе частот связаны прежде всего с нехваткой частот. Согласно таблице частот, рекомендованной МСЭ, за Ku закреплен диапазон шириной 500 МГц. Это было вполне достаточно в доинтернетовскую эпоху и до появления цифрового ТВ. Стремительное развитие этих услуг мгновенно поставило вопрос о дефиците частотного диапазона.
Даже максимально уплотнившись на геостационарной орбите (а ближе чем через 1,5 градуса друг от друга "воткнуть" спутники невозможно из-за проблем частотной интерференции и электромагнитной совместимости) и заняв все 360 градусов орбиты, сегмента для стремительно растущего объема данных не хватало. А в Ка-диапазоне МСЭ "нарезал" связистам не 500 МГц, а целых 3500 МГц. Это главная причина, почему началось использование Ка-диапазона. Но для реализации идеи ИСЗ повышенной пропускной способности – High Throughput Satellite (далее HTS) – понадобилась еще одна технологическая новинка: многолучевые системы, они же multibeam, когда вместо одного луча шириной 500 МГц на страну светит сразу несколько, при этом комбинируются частоты и поляризации, то есть 4 уникальные комбинации (2 поляризации и 2 частоты). Таким образом, можно использовать те же самые частоты в разных лучах, многократно увеличивая суммарную пропускную способность. Банальным уже стал пример спутника ViaSat 1, пропускная способность которого (10 Гбит) превысила пропускную способность всех остальных ИСЗ, работающих над США в момент его запуска. Технология multibeam дала и другое преимущество – размер луча сжимается в диаметре до нескольких сотен километров, чтобы втиснуть на территорию как можно больше лучей, например территория Европы охватывается 1 лучом ИСЗ "Экспресс-АМ1" или 82 лучами ИСЗ Ka-Sat. Из-за уменьшения площади луча увеличивается мощность в расчете на квадратный метр, что позволяет использовать антенны все меньшего диаметра. Сейчас стандартом для Ка считаются антенны 0,75–0,80 м, что естественно самым положительным образом сказывается на стоимости спутникового терминала, а главное – на стоимости и простоте его транспортировки и монтажа.
Наиболее продвинутым в части систем массового широкополосного доступа, и Ка в частности, можно считать рынок США, там уже сейчас более 800 тыс. абонентов, есть успешно работающий в Ка проект SpaceWay. Американский ViaSat запустил гигантский спутник ViaSat-1. Их конкуренты по рынку США из Hughes планируют запустить свой Jupiter в конце 2012 г. Но так как эти ИСЗ в любом случае не затронут российскую территорию, сконцентрируем внимание на европейских проектах, в зону охвата которых Россия попадает хотя бы частично.
Hylas-1 (33,5 град. з.д., 8 Ka-band транспондеров, объем ресурса 3 ГГц) был успешно выведен на орбиту 26 ноября 2010 г. Спутник принадлежит Avanti Communications Group plc (Великобритания). Хотя Hylas-1 формально и затрагивает Россию в части нашего Калининградского анклава, но из-за малых углов места (менее 15 град.) и пассивности оператора о работе там каких-либо VSAT в России через этот спутник ничего не слышно.
Ka-Sat (9 град. в.д., 83 Ka-band транспондера, объем ресурса – 20 ГГц) – второй европейский спутник для широкополосного Интернета. Управляет компания Eutelsat. Запущен на орбиту 27 декабря 2010 г. В отличие от Hylas-1, который способен предоставить услуги 300 тыс. домов, Ка-Sat обладает большей мощностью и может обеспечить Интернетом, по расчетам его владельцев, до 1 млн домов.
Ка-Sat станет первым европейским спутником со сверхвысокой пропускной способностью, который сможет передавать до 70 Гбит/с. Аппарат обеспечит прямой выход в Интернет и будет использоваться для корпоративных сетей и местного вещания. Диаметр антенн пользовательских терминалов не превышает 0,8 м при стоимости терминала менее 400 евро. В то же время для сельских жителей, имеющих только ADSL и, может быть, беспроводной 3G, сервис TооWаy через Ka-Sat может стать хорошей альтернативой.
"Экспресс-АМ5/АМ6", дата начала сервиса – 2012 г., 12 транспондеров (10 по 110 МГц и 2 по 610 МГц – итого 2300 МГц). Эти спутники призваны обеспечивать спутниковый ШПД в рамках первого этапа проекта РСС-ВСД, одобренного комиссией при Президенте РФ по модернизации и технологическому развитию экономики России еще в 2009 г. По замыслу новая система спутникового ШПД должна обслуживать 2 млн частных пользователей на скоростях до 15 Мбит/с, а стоимость абонентского оборудования не должна превышать 8 тыс. рублей. Система будет развертываться в 2 этапа, первый из них базируется на ИСЗ "Экспресс АМ5/АМ6", для второго будут созданы специальные ИСЗ, получившие рабочее название "Восток" и "Запад", которые существуют на данный момент в виде эскизного проекта, и, учитывая скорость развития технологий, могут поменять свой облик к моменту запуска на орбиту.
На "Экспресс-АМ5/АМ6" реализована технология multibeam, энергетика транспондеров полностью соответствует современным стандартам, что позволит использовать антенны 0,8 м и менее (естественно, не на краях зоны или высоких широтах). Модель предоставления услуг на этих ИСЗ пока на стадии обсуждения, самым вероятным сценарием является создание единого оператора РСС-ВСД, который будет предоставлять услуги на базе выбранной им платформы (о возможных вариантах см. ниже), единой для всех четырех спутников.
Растущие потребности в широкополосном интернет-доступе и в снижении стоимости спутниковых терминалов привели к появлению спутниковых платформ для массового обслуживания. При уходе в Ка-диапазон с оборудованием происходят революционные изменения – появляется ультрапростой и дешевый VSAT-терминал, получивший у ряда вендоров название consumer terminal, то есть ориентированный именно на физических лиц. Его типичные характеристики: антенна 0,6–0,8 м, приемопередатчик 1–3 Вт, спутниковый модем с портом Ethernet. Отпускная цена для операторов у вендоров стремится к $400, правда, речь идет о поставках объемом в десятки тысяч терминалов. Российским операторам и пользователям спутникового двухстороннего Интернета пока об этом мечтать и мечтать, ибо на сегодня объем российского рынка VSAT составляет всего 40–45 тыс. терминалов.
Под мобильными объектами понимаются, как правило, транспортные средства гражданского назначения – автомобили, поезда, речные и морские суда, вертолеты и пароходы. Основное назначение спутниковой связи – это дополнительный сервис для пассажиров, либо снижение стоимости телефонного разговора по сравнению с тарифами операторов подвижной спутниковой связи типа "Инмарсата", "Иридиума", "Турайи", "Глобалстара", либо, обеспечение истинно широкополосного доступа в Интернет. Отдельным сегментом этого небольшого рынка является обеспечение связью экипажей торговых судов в океане, в остальных случаях целевая аудитория услуги именно пассажиры.
Данный сегмент развивается весьма динамично: по оценкам зарубежных аналитиков, прирост составляет до 50% в год. Меккой и центром развития этого сегмента стали Карибское море и окружающий его регион – излюбленное место для круизных лайнеров. Это место привлекательно по очень многим причинам. Во-первых, связь там нужна круглогодично в отличие от российских круизных маршрутов, во-вторых, огромный пассажиропоток как из богатой Америки, так и из не менее обеспеченной Европы. В условиях конкурентной борьбы за клиентов с толстым кошельком владельцы круизных судов готовы идти на любые ухищрения. Крайне благоприятной для развития услуги оказалась близость к США и Канаде – одному из самых продвинутых рынков спутниковой связи, где вся операторская инфраструктура и опыт в мобильной спутниковой связи для военных нужд уже был под рукой. Операторы просто меняли дешевый наземный VSAT на более дорогой комплекс с гиростабилизированной платформой. И тут снова плюс этого региона – огромный выбор высокоэнергетичных ИСЗ и большие углы места позволяют работать с антеннами диаметром 0,6–0,9 м. Для сравнения – на торговых грузовых судах, которые бороздят океан от Исландии до Новой Зеландии, стандартом является антенный пост 2,4 м, чтобы использовать глобальное покрытие ИСЗ в С-диапазоне.
По мере развития морские VSAT шагали от огромных лайнеров на 2000 пассажиров на меньшие корабли, потом и на яхты большого и среднего размера, и пришли в Средиземноморье. Необходимо отметить, что первые попытки использования VSAT на судах есть и в России, ими оборудованы паромы, работающие на Балтике, несколько судов в Тихоокеанском бассейне, в этом году появился первый опыт работы VSAT на борту речного круизного лайнера, работающего на линии Москва – Санкт-Петербург.
Вторым сегментом по значению и денежному обороту для подвижных VSAT является, по-видимому, VSAT для воздушных судов. Правда, здесь у VSAT значительно больше трудностей по сравнению с морем. Прежде всего из-за габаритов, так как для минимизации размеров и вписывания антенны в корпус воздушного судна приходится использовать более дорогие антенны с фазированной решеткой. Еще одна проблема – это скорость передвижения самолета и соответственно значительно более сложная система наведения и сопровождения ИСЗ. Это приводит как к значительному росту стоимости оборудования, его монтажа и эксплуатации, так и к повышению требований к качеству и количеству космического сегмента, что тоже приводит к росту тарифов. В этом сегменте пока есть некоторое преимущество "Инмарсата", хотя тариф на передачу единицы информации и особенно скорость ее передачи выгодно отличают VSAT.
Менее распространенным является использование VSAT на пассажирских поездах. Помимо технических проблем (периодического нарушения видимости на ИСЗ из-за туннелей, мостов, контактной сети, ландшафта), внедрению VSAT на поезда мешают жесткая конкуренция с сотовыми сетями, которые в Европе имеют практически 100%-ное проникновение, и меньший интерес пассажиров к необходимости доступа в Интернет, так как в Европе большинство поездок на поезде занимает не более 3–5 часов.
Установка VSAT на транспортных пассажирских средствах – это скорее экзотика и прихоть VIP-пассажиров. Но использование транспорта, оборудованного VSAT для аварийно-ремонтных бригад и передвижных узлов связи, наоборот, достаточно распространено, особенно в России, где, по оценкам автора, ежегодно VSAT оборудуется 80–100 транспортных средств.
Таковы на данный момент основные тренды в развитии спутниковой связи как в мире, так и в России, которая, если и отстает во внедрении передовых технологий, но не более чем на 3–5 лет, и постепенно перенимает сервисы, опробованные в Европе и Новом Свете.
Антон Белошапкин
Успешное развитие спутниковой связи в России требует не только построения технической инфраструктуры, но и предложения рынку комплексной услуги как в B2C, так и в B2B-сегменте. Исчисляемый 3–5 годами технологический разрыв в области спутниковой связи позволяет России брать на вооружение наиболее передовые мировые достижения. Но в то же время государственное регулирование, бизнес-модели, дистрибуция, технические вопросы и т.д. не подлежат простой имитации, а должны изначально строиться и прорабатываться участниками рынка с учетом специфики российской среды.
Нужен комплексный подход к предоставлению услуг спутниковой связи, учитывающий и технологические, и рыночные факторы. Это даст импульс для более интенсивного развития данных услуг и позволит России преодолеть отставание от ведущих стран-инноваторов.
Несмотря на изначально казавшуюся технологическую сложность развития спутникового ТВ, участникам рынка удалось сделать данную услугу понятной и доступной для каждого жителя России. Популярностью пользуется и публичный просмотр спутникового ТВ.
Причина успеха спутникового ТВ в России кроется в комбинации ряда условий. Во-первых, в исторической потребности в ТВ как в главном источнике информации и развлечений. Во-вторых, в отсутствии технической возможности телесмотрения в отдаленных регионах, небольших городах и деревнях. В-третьих, в привлекательных условиях подключения к спутниковому ТВ. В-четвертых, в интересном контенте. И в-пятых, в доступности абонентского приемного оборудования.
Спрос на услуги спутниковой связи в России будет расти. Участникам рынка, в том числе профильным государственным органам, необходимо совместно выработать видение и стратегию развития с учетом передового опыта.
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #6, 2011
Посещений: 6641
Статьи по теме
Автор
| |||
В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
