Реклама

  •  

    Подвижная спутниковая связь

     

    Введение

    Любая система связи в конечном счете зависит от некоторых основных системных параметров, которые и определяют качество связи.

    Так, если для сотовой связи таким основным параметром является высота подъема антенны базовой станции, то для систем спутниковой связи — это тип орбиты ее космического сегмента и характеристики орбиты. В целом любая спутниковая система связи состоит из трех сегментов, как уже говорилось выше: космического (или космической группировки), наземного (наземные станции обслуживания, станции сопряжения) и пользовательского сегмента (непосредственно терминалы, находящиеся у потребителя).

    Рисунок 1 Структура системы спутниковой связи на примере сети VSAT ГП «Космическая» связь»

    По типу используемых орбит спутниковые системы связи делятся на два класса: системы со спутниками на геостационарной орбите (GEO) (высота 36 000 км; количество спутников для GEO-группировки — 3, один спутник покрывает 34% земной поверхности, задержка при передаче речи для глобальной связи — 600 мс) и негеостационарные.

    Рисунок 2. Орбиты и зоны охвата земной поверхности на примере геостационарной космической группировки системы INMARSAT

    Негеостационарные спутниковые системы в свою очередь подразделяются на средневысотные МEO (высота — 5000-15000 км; количество космических аппаратов — 8-12; зона покрытия одним спутником — 25-28%; задержка при передаче речи для глобальной связи — 250-400 мс) и низкоорбитальные LEO (высота — 500-2000 км; количество космических аппаратов — 48-66; зона покрытия одним спутником — 3-7%; задержка при передаче речи для глобальной связи — 170-300 мс).

    Большинство существующих спутниковых систем связи имеют геостационарные спутниковые группировки, что легко объяснимо: небольшое количество спутников, охват всей поверхности земли. Однако большая задержка сигнала делает их применимыми, как правило, только для радио - и телевещания. Для систем радиотелефонной связи большая задержка сигнала крайне нежелательна, так как приводит к плохому качеству связи и повышению стоимости пользовательского сегмента. Поэтому первоначально большинство спутниковых систем связи обеспечивали в основном фиксированную спутниковую связь (связь между стационарными объектами), и лишь с внедрением цифровых методов связи и запуском негеостационарных космических аппаратов широкое развитие получила подвижная спутниковая связь. Отметим, что современные системы подвижной спутниковой связи, во-первых, совместимы с традиционными наземными системами подвижной связи (в первую очередь — с цифровыми сотовыми), и, во-вторых, взаимодействие сетей подвижной спутниковой радиосвязи с телефонной сетью общего пользования возможно на любом уровне (местном, внутризонном, междугороднем).

    Основные мировые операторы подвижной спутниковой связи, известные в России

    Система «Iridium» (международный консорциум «Iridium lls», Вашингтон). Система глобальной подвижной персональной спутниковой связи «Iridium» предназначалась для предоставления услуг связи с подвижными и фиксированными объектами, расположенными на всей территории земного шара. Космический сегмент системы состоял из 66 основных (высота орбиты 780 км над поверхностью Земли) и 6 резервных спутников (645 км). Система предоставляла абонентам следующие услуги: передача речи (2,4 Кбит/с), передача данных и телефакс с той же скоростью, персональный вызов и определение местоположения.

    Будучи очень дорогостоящим проектом (более 5 млрд. долларов), «Iridium» в начальной стадии развития установил сверхвысокие цены на терминалы и трафик, ошибочно ориентируясь только на очень богатых потребителей услуги. Кроме того, в процессе эксплуатации возникли непредусмотренные проектом технические и финансовые проблемы, что привело консорциум к банкротству.

    Система «Globalstar» (компания «Globalstar ltd.», Сан-Хосе, шт. Калифорния). Система глобальной подвижной персональной спутниковой связи «Globalstar» предназначена для предоставления услуг связи с подвижными и фиксированными объектами, расположенными на территории земного шара между 700* с. ш. и 700* ю. ш.

    Портативные терминалы системы «Globalstar» производятся в нескольких модификациях для обеспечения возможности их использования как для организации связи в системе «Глобалстар», так и в сетях наземной сотовой связи стандартов GSM, AMPS, CDMA.

    Космический сегмент системы представляет собой группировку из 48 основных и 8 резервных спутников, весом менее 450 кг, размещенных на круговых орбитах на высоте 1414 км над поверхностью Земли. Спутники первого поколения рассчитаны на работу в режиме полной нагрузки не менее 7,5 лет.

    Для охвата заселенной территории земного шара планируется построить порядка 50 станций сопряжения, обеспечивающих максимальное покрытие (до 85%) земной поверхности космическим сегментом системы. На первом этапе развития системы построено 38 станций сопряжения. В России находятся в эксплуатации 3 таких станции: в Московской области (Павлов Посад), в Новосибирске и в Хабаровске. Эти станции обеспечивают предоставление услуг подвижной связи с высоким качеством обслуживания практически на всей территории России южнее 700 с. ш. Каждая из этих станций связана с сетью общего пользования России. Система «Globalstar» эксплуатируется в России с мая 2000 года.

    Система «ICO» (международная компания «ICO Global Communications»). Система глобальной подвижной персональной спутниковой связи «ICO» предназначена для предоставления услуг связи с подвижными и фиксированными объектами на всей территории земного шара, включая приполярные районы. Компания «ICO Global Communications» была создана по инициативе международной организации «INMARSAT». Она является истинно международной организацией. Ни одна из стран не играет в ней доминирующей роли. Более 60 компаний по всему миру являются инвесторами «ICO».

    Планируется, что система «ICO» будет работать во взаимодействии с системами сотовой связи, обеспечивая обслуживание регионов и зон, не охваченных сотовыми системами радиосвязи. Согласно проекту большую часть абонентских терминалов системы «ICO» составят персональные карманными телефонные аппараты, способные работать в двух режимах (спутниковый/наземный сотовый). Ориентировочная стоимость абонентского терминала системы «ICO» — 1000 долларов, одной минуты трафика — 1 доллар.

    Космический сегмент системы будет представлен группировкой из 10 основных и 2 резервных спутников на МЕО-орбите на высоте примерно 10390 км над поверхностью Земли.

    Особенностью данной системы будет специально сформированная сеть «IcoNet», которая соединит между собой «интеллектуальными» линиями связи двенадцать узлов спутникового доступа (УСД), расположенных по всему миру, и обеспечит быстрое соединение сетей общего пользования с мобильными терминалами и мобильных терминалов между собой вне зависимости от их местонахождения. На территории России предполагается строительство одного УСД. В основе инфраструктуры земного сегмента системы «ICO» лежит апробированная архитектура сетей стандарта GSM, а также используемые в больших количествах стандартные компоненты обеспечения совместимости системы «ICO» с прочими стандартами наземной сотовой связи.

    Система «ICO» планирует предоставить пользователям следующие виды услуг: телеслужбы, услуги транспортной среды, услуги, предоставляемые в системе GSM, услуги по передаче сообщений и роумингу.

    Телеслужбы будут предоставлять такие услуги, как: цифровая телефония, экстренные вызовы, передача факса группы 3 на скоростях до 14,4 Кбит/с и услуги по передаче коротких сообщений. При этом цифровая телефония будет обеспечивать качество передачи речи, подобное тому, которое обеспечивается существующими стандартами наземной подвижной радиосвязи.

    Кроме того, система «ICO» планирует предоставить услуги по передаче низкоскоростных прозрачных и непрозрачных данных в асинхронном режиме на скоростях 300, 1200, 2400, 4800 и 9600 бит/с и прозрачных данных в синхронном режиме на скоростях 1200, 2400, 4800 и 9600 бит/с.

    В связи с финансовыми проблемами консорциума было принято решение о слиянии «ICO Global Communications» с корпорацией Teledesic что задержит начало предоставления услуг до 2003 года. Один УСД на территории России предполагается построить к тому же сроку. Ожидается, что на территории России системой «ICO» будут пользоваться 450 тыс. абонентов.

    Система «INMARSAT» (компания «INMARSAT ltd.», Лондон). «INMARSAT» владеет спутниками, установленными на геостационарной орбите в следующих позициях: 54* з. д. 15,5* з. д. 64,5* в. д. 178* в. д. При этом обеспечивается практически глобальная связь между 75* ю. ш. и 75* с. ш.

    В системе «INMARSAT» работает более 50 земных станций, обеспечивающих связь с подвижным оборудованием, установленным на морских и речных судах, буровых платформах, самолетах, автотранспорте (в России практически нет), в кейсах бизнесменов.

    Используются следующие типы подвижных станций: «INMARSAT-А», «INMARSAT-В», «INMARSAT-М», «INMARSAT-mini-М», «INMARSAT-С», «INMARSAT-D+» (пейджер с ответом), «INMARSAT-aero» (различных типов). Перечисленные типы станций имеют разные физические и электрические характеристики, что определяет большое различие в цене станций, тарифе за связь и ее качестве (скорости передачи информации, качестве передачи речи).

    В настоящее время в системе «INMARSAT» работают около 170 тыс. станций всех типов, из них около 10 тыс. имеют российские номера (являются российскими).

    Система «ORBCOM» (компания «ORBCOM Global», Далас, шт. Вирджиния). Система связи «ORBCOM» предназначена для двусторонней передачи данных и определения местоположения объектов с использованием низкоорбитальных искусственных спутников Земли (от 28 до 48 спутников). Передача данных на линии «спутник-Земля» осуществляется со скоростью 4,8 Кбит/с, а на линии «Земля-спутник» — 2,4 Кбит/с. Система разработана в США фирмой «ORBCOM Global» для удовлетворения потребностей в обмене информацией с районами, удаленными от существующей наземной телекоммуникационной инфраструктуры.

    Основной недостаток системы — отсутствие услуги по предоставлению телефонной связи.

    Новости от мировых операторов спутниковой связи

    Один из самых нашумевших и известных проектов глобальной спутниковой связи — это проект концерна «Iridium». В ноябре 2000 года суд по банкротствам США передал управление компанией «Iridium» одному венчурному фонду. В результате этой, казалось бы, давно разорившейся компании достался проект стоимостью 72 млн. долларов США на оборудование подвижной спутниковой связью Министерства обороны США. Это тем более интересно, что конкурс был выигран у другого крупного и наиболее динамично развивающегося в настоящий момент оператора — компании «Globalstar».

    Этот год вообще для «Globalstar» был неудачным ( несмотря на получение крупного заказа на оборудование телефонными трубками автобусов в Бразилии и начала эксплуатации системы в России). Начался он с отказа основных акционеров («Loral Space & Communications Ltd» и «QUALCOMM» ), от дальнейшего участия в проектах «Globalstar». Однако чуть позже столь необходимые $183 млн. были найдены, и компания продолжила свою деятельность. В ноябре «Globalstar» объявила свои результаты за третий квартал 2000 года. Доходы компании составили $1,4 млн. убытки — $97,5 млн. По сравнению с тем же периодом 1999 года убытки компании в пересчете на одну акцию увеличились почти в пять раз и составили 1$ на акцию (в 1999 году — 20 центов на акцию). На конец третьего квартала компания обслуживала 21 300 абонентов, что вдвое больше, чем в конце второго квартала 2000 года. Руководство компании считает, что это крайне мало для успешного функционирования системы глобальной спутниковой связи, но в целом оценивает проект как жизнеспособный и утверждает, что компания обладает необходимыми для своей деятельности денежными ресурсами вплоть до конца мая 2001 года.

    В то же время убытки «Globalstar» не повлекли за собой ухудшения финансового положения ее крупного акционера — компании «QUALCOMM» (поставщик систем спутниковой передачи данных, конкурентом которой в этом бизнесе является компания «ORBCOMGlobal» с такими службами, как «Trackmaile-», «Omni-track» и «Euteltrack»). В основном это было связано с другими проектами концерна. «QUALCOMM» принадлежат основные патенты на технологии беспроводной связи стандарта CDMA, на технологии 3G стандарта WCDMA (мобильная связь третьего поколения, стандарт разработан европейскими компаниями), на технологии 3G стандарта cdma2000 (стандарт разработан «QUALCOMM»).

    Компания «American Mobile Satellite Corp» продолжила курс на развитие служб связи по управлению флотом и систем передачи данных по своей наземной сети «ARDIS».

    Японская компания «NTT DoCoMo» поставляет службы связи для национального флота. Австралийская компания «Optus» обслуживает более 9000 абонентов. Европейская сеть «ЕМСАТ» предлагает полный набор подвижных служб, а бельгийская сеть подвижной спутниковой связи «IRIS» обеспечивает спутниковую передачу данных.

    Приостановлен проект компании «ICO Global Communications». Ввод системы в эксплуатацию планируется не ранее 2003 года.

    20 октября 2000 года компания «Boeing Satellite Systems» осуществила успешный запуск спутника Thuraya 1 в рамках собственного проекта развертывания системы подвижной спутниковой связи, которой предполагается охватить Ближний Восток, Северную и Центральную Африку, Европу, Среднюю Азию и Индию (количество проживающих — до 1,8 миллиарда человек).

    Операторы подвижной спутниковой связи в России. «INMARSAT»

    После прекращения деятельности компании «Iridium» на территории России осталось два оператора подвижной спутниковой связи: «INMARSAT» и «Globalstar».

    Система «INMARSAT» создана в 1979 году в СССР для налаживания спутниковой связи с морскими судами и обеспечения безопасности мореплавания. «INMARSAT» в настоящее время управляет глобальной спутниковой группировкой, которая используется для предоставления услуг голосовой, факсимильной телексной и мультимедийной связи для подвижных пользователей. Спутники системы «INMARSAT» располагаются на геостационарной орбите. Гарантированная связь обеспечивается в среднем от 70° ю. ш. до 70° с. ш. Каждый спутник покрывает приблизительно третью часть Земли.

    Однако, хотя система «INMARSAT» имеет довольно много абонентов в России, нельзя сказать, что ее использование носит массовый характер. Основная причина - высокая цена пользовательских терминалов и высокий тариф за связь. Например, тариф за 1 минуту телефонной связи при использовании различных типов абонентских станций составляет: для «INMARSAT-А» — около 6,0-6,5 долларов, для «INMARSAT-В» — около 4,0 долларов, для «INMARSAT-mini-М» — около 2,5 долларов, для «INMARSAT-aero» — около 6,0-6,5 долларов. Стоимость терминалов колеблется от $3000 до $15000. Так, наиболее распространенный стандарт «INMARSAT-mini-М» имеет размеры «ноутбука», вес около 2-х кг, цену — $3000.

    Модели спутниковых портативных терминалов типа «INMARSAT-mini-М», имеющиеся в продаже в РФ

    Рисунок 3.ТТ-3060А

    Мобильный телефон TT-3060A спутниковой системы INMARSAT предназначен для передачи телефонных и факсимильных сообщений, данных и электронной почты. Встроенный аккумулятор и преобразователь напряжения обеспечивают энергонезависимую эксплуатацию в течение 48-ми часов в режиме ожидания и 2,5 часов в режиме разговора. Телефонная трубка, 2-х проводной разъем RJ-11 для факса и Hayes-совместимый порт для передачи данных со скоростью 2,4 Кбит/сек имеют персональные телефонные номера (общее количество — 4). Возможность защиты от несанкционированного доступа обеспечивается благодаря встроенному считывателю SIM-карт. Существует возможность подключения криптографического оборудования STU-IIB/STU-III и использования программного обеспечения для передачи изображений. Корпус из магниевого сплава весом менее 2,2 кг.

    Рис. 4. WorldPhone Hybrid

    WorldPhone Hybrid обеспечивает доступ к международной телефонной сети с возможностью передачи факсов, данных и электронной почты. Основные характеристики: 4,8 Кбит/с — голос, 2,4 Кбит/с — факс, 3 часа работы в режиме разговора, жидкокристаллический дисплей с подсветкой, громкая связь, служба коротких сообщений (SMS), голосовая/факс почта, переадресация, записная книжка.

    Операторы подвижной спутниковой связи в России. «Globalstar»

    Дочерняя компания «ГлобалТел» (совместное предприятие «Globalstar» и «Ростелеком») начала оказывать свои услуги на территории РФ с мая 2000 года. В настоящий момент это телефония (передача голоса) и переадресация вызова. Также в системе предусмотрены, но пока не реализованы следующие услуги: передача данных, факсимильная связь, передача и прием коротких сообщений, глобальный роуминг, определение местоположения объекта, голосовая почта, вызов аварийных служб.

    Космический сегмент включает группировку из 48 низкоорбитальных (и 4 резервных) спутников, обеспечивающих покрытие от 70° с. ш. до 70° и размещенных по 6 спутников на 8 круговых орбитах на высоте 1414 км. Система низкоорбитальных спутников позволяет резко снизить стоимость абонентского терминала и минуты разговора.

    Пользовательский сегмент состоит из портативных мобильных и стационарных терминальных устройств. Устройства могут работать в нескольких режимах (до трех). Двух - и трехрежимные устройства, кроме доступа к системе «Globalstar», могут также использоваться для доступа к наземным сотовым сетям в стандартах GSM, AMPS, CDMA..

    Цены на абонентские терминалы: мобильные $1000-1900 (в зависимости от производителя), стационарные — от $3000. Тариф за 1 мин. исходящего трафика по России — $1,2-2,0 (включая тариф сети общего пользования).

    Имеющиеся на российском рынке модели спутниковых портативных мобильных терминалов, поддерживающих услуги «Глобалстар»

    Рис. 5. Портативный абонентский мобильный терминал Ericsson

    Двухрежимный терминал Ericsson. Контракт на производство трубок также включает поставку автомобильных и/или стационарных абонентских терминалов. Режимы работы — Globalstar | GSM. Размеры мм — 160×60×37. Вес — 350г. Время работы в режиме разговора Globalstar /GSM часов —. Время работы в режиме ожидания Globalstar /GSM часов — 5/36.

    Рис. 6. Портативный абонентский мобильный терминал Telit

    Терминал Telit обеспечивает связь в режимах Globalstar | GSM и отличается следующими характеристиками: размеры мм — 220×65×45; вес — 300г; время работы в режиме разговора Globalstar /GSM часов — ?; время работы в режиме ожидания Globalstar /GSM часов — 36/36.

    Трехрежимный терминал Qualcomm — Globalstar | AMPS | CDMA. Размеры мм — 178×57×44. Вес — 357г. Время работы в режиме разговора Globalstar /APMS/CDMA часов — 1/1/3. Время работы в режиме ожидания Globalstar /AMPS/CDMA часов — 5/7/25. Дисплей 4×16 символов, записная книжка на 99 номеров, ускоренный автодозвон, голосовая почта, прием сообщений, определитель номера.

    Заключение

    В настоящий момент, несмотря на определенные неудачи (банкротство концерна «Iridium», приостановка проекта компании «ICO», убытки «Globalstar»), мобильная спутниковая связь заняла свой (какой?) сегмент мирового коммуникационного рынка. Стабильно растут продажи пользовательских терминалов, увеличивается число операторов связи (запуски спутников компаниями Boeing, разработка нового поколения малых спутников компанией Интерспутник), не ослабевает интерес инвесторов. В то же время необходимо постоянно отслеживать события в этом сегменте рынка и держать «руку на пульсе», чтобы пользователи мобильных спутниковых телефонов в России не оказались в ситуации подобной той, которая сложилась в России с прекращением деятельности концерна «Iridium», когда владельцы не знали, что делать с трубками, в один миг превратившимися в кучу железа. Будем надеяться, что в обозримом будущем столь серьезные катаклизмы не повторятся, а стоимость пользовательских терминалов и трафика постепенно сравняется со стоимостью обычной сотовой связи.

     



  • На главную
     
    [© 2014 Все о связи