в Москве 3-й Международной конференции ICSC.
Конференция ICSC'98 (International Conference on Satellite Communications) была организована РНТО РЭС им. А.С. Попова, Московским институтом радиотехники и электроники, концерном "Телеком", ИТЦ "Мобильные Коммуникации" и Международным центром научно-технической информации при участии IEEE. Официальными спонсорами стали ОАО "Газком", МТК "Сирена", АО "Телеком" и Iridium Eurasia. В конференции приняли участие известные отечественные и зарубежные фирмы, а также научно-исследовательские центры, занимающиеся разработкой спутниковых систем (НПО космического приборостроения, "Телеком Транспорт", Syrus Systems, ГП "Космическая связь", ЗАО "Уголь-Телеком", АО "Информкосмос" и др.).
Таблица 1. Российская орбитальная группировка: год за годом | ||||||
| Показатель | 1988 | 1990 | 1992 | 1994 | 1996 | 1998 |
| Число КА | 7 | 9 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Число полностью работоспособных КА | 4 | 6 | 7 | 6 | 2 | 1 |
| Число работоспособных стволов | 56 | 71 | 80 | 77 | 75 | 64 |
| Источник: РКА | ||||||
Проблемы спутниковой связи обсуждались на четырех секциях: Системы спутниковой связи и вещания, Аппаратура спутниковой связи, Системы связи на основе низкоорбитальных и высокоэллиптических спутников, сети VSAT и передачи данных, Системы спутникового мониторинга и навигации. Во время проведения конференции в помещении АО "Телеком" была организована выставка; ее участниками стали разработчики оборудования и компании — операторы спутниковой связи.
От настоящего к будущему
Пленарное заседание конференции открыл заместитель председателя Комитета РФ по связи и информатизации Госкомсвязи России Анатолий Батюшкин, который рассказал об отечественных перспективах развития спутниковой связи. В своем выступлении он отметил, что ныне действующая спутниковая система России экономически неэффективна в связи с малым сроком службы спутников и их ограниченной пропускной способностью. Более того, подчеркнул г-н Батюшкин, из-за отсутствия конкурентоспособных спутников и несвоевременной замены КА в орбитальной группировке национальная спутниковая система связи и телевидения находится в критическом состоянии.
По его мнению, возросшие потребности в услугах связи и формирование рыночной экономики обусловили необходимость в изменении государственной политики по отношению к спутниковой связи. Прежде всего, это касается оптимального сочетания госбюджетных вложений в космическую отрасль, привлечения частного и иностранного капитала, что позволит реализовать новые виды услуг. Серьезное значение имеют интеграция отечественных сетей связи с международными сетями и постепенная ликвидация диспропорций в развитии региональной инфраструктуры.
Свою оценку современного состояния и перспектив производства космических аппаратов, необходимых для обеспечения связи и телевещания, предложил и представитель Российского космического агентства (РКА) Юрий Милов. Он считает первоочередной задачей фиксированной связи запуск десяти дополнительных КА (трех "Экспресс-А", трех "Экспресс-К" и четырех "Ямал"). По мнению руководства РКА, столь же важно сохранить наземную инфраструктуру подвижной связи, работающую в диапазоне частот 1,5 ГГц, для чего необходима доработка спутников "Экспресс-К" и "Ямал". "К сожалению, — отметил г-н Милов, — еще не принято окончательное решение о такой доработке".
В области низкоорбитальной спутниковой связи будет поддерживаться и эксплуатироваться система пакетной передачи данных "Гонец". Что же касается новых проектов "Аркос", "Маяк" (система "Марафон"), "Полярная звезда", "Норд" и ряда других, то они, утверждает г-н Милов, "не обеспечены финансированием, поэтому их реализация весьма проблематична".
Таблица 2. Технические характеристики КА семейств "Экспресс" и "Ямал" | ||||
| Показатель | "Экспресс-К1" | "Экспресс-К2", "Экспресс-К3" | "Ямал-200" | "Ямал-300" |
| Масса КА, кг | 2500 | 2600 | 2556 | 2865 |
| Общее число стволов ретранслятора в разных диапазонах | 52 = 32 (С) + 20 (Ku) | 53 = 32 (С) + 20 (Ku)+ 1 (L) | 44 = 28 (С) + 16 (Ku) | 46 = 28 (С) + 18 (Ku) |
| Суммарная излучаемая мощность в разных диапазонах, Вт | 3240 = 840 (С) + 2440 (Ku) | 4080 =1360 (С) + 2700 (Ku) + 20 (L) | 2880 = 960 (С) + 920 (Ku) | 4020 = 960 (С) + 3060 (Ku) |
| Энергопотребление, Вт | 9000 | 10 700 | 8983 | 11 900 |
| Погрешность удержания КА по долготе и широте, 0 | +0,1 | +0,1 | +0,1 | +0,1 |
| Ресурс на орбите, лет | 15 | 15 | 12 | 12 |
| Срок запуска | 2000 г. | 2000 г. | 2000 г. | 2001 г. |
| Цена, млн дол. | 129,2 | 120,6 /100 | 128,5 | 126,2 |
| Стоимость ствола в год, тыс. дол. | 241 | 230/210 | 321 | 303 |
| Источники: РКА, РКК "Энергия" и АО "Газком" | ||||
Почти все участники конференции выражали беспокойство по поводу близкого к критическому состояния отечественной геостационарной орбитальной группировки. Сейчас на орбите находятся восемь КА "Горизонт" (из которых семь уже выработали свой ресурс), два КА "Экспресс" и один предназначенный для телевизионного вещания КА "Экран-М". В последние годы заметно уменьшилось количество работоспособных стволов и резко сократились бюджетные ассигнования на создание новых спутников связи. Фактически, на геостационарной орбите полностью работоспособен только один КА (табл. 1), что создает немалые трудности для эксплуатирующих спутниковые ресурсы организаций и, как следствие, потребителей.
В 1995-1997 гг. отечественной промышленностью были разработаны и выведены на орбиту два КА "Экспресс", два КА "Галс" и один КА "Купон". Однако из-за неправильно выбранного конструктивно-технологического решения треть стволов КА "Экспресс" и "Галс" достаточно быстро вышла из строя, а неисправности в оборудовании, поддерживающем бортовой эталон частоты КА "Купон", привели к прекращению его работы через четыре месяца после запуска.
Таблица 3. Характеристики наземных станций и пропускная способность КА "Ямал" | ||||
| Показатель | Сети VSAT (192 кбит/c) | Магистральные сети (2048 кбит/c) | ||
| C | Ku | C | Ku | |
| Диаметр антенны, м | 2,5; 5 | 1,5; 3,7 | 4,5 | 3,7 |
| Мощность передатчика, Вт | 5 | 7,5 | 50 | 22 |
| ЭИИМ, дБВт | 46,2 - 52,2 | 51,6 - 60,1 | 58,7 | 63 |
| Тип модуляции | QPSK | QPSK | 16QAM | 16QAM |
| Относительная скорость кодирования, кбит/с | Н/д | 7/8 | 3/4 | 7/8 |
| Отношение сигнал/шум при вероятности ошибки 10-7 | 5,9 | 7,4 | 8,6 | 10 |
| ЭИИМ ретранслятора, дБВт | 37 | 47,5 | 37 | 47,5 |
| G/T ретранслятора, дБ/K | -4 | -4 | +1,5 | +1,5 |
| Энергетический запас сети, дБ | -1 | 2,3 | 1,4 | 4,5 |
| Количество дуплексных линий связи (ширина ствола 36 МГц) | 88 | 100 | 18 | 22 |
| Источники: РКК "Энергия" и АО "Газком" | ||||
В апреле 1997 г. РКА и Госкомсвязи объявили об открытом конкурсе среди российских организаций на создание КА нового поколения. Его обязательным условием было обеспечение преемственности с существующими сетями наземных станций, работающими через геостационарные КА "Горизонт" или "Экспресс". Победителями стали два проекта — "Тройка" на базе КА "Экспресс-К" (НПО прикладной механики) и "Ямал" на базе одноименного КА (РКК "Энергия"), — спутники которых не уступают по основным техническим характеристикам даже перспективным зарубежным аналогам (табл. 2). В результате реализации этих проектов на геостационарную орбиту предполагается вывести семь спутников фиксированной спутниковой службы с 12—15-летним ресурсом и общей емкостью 338 стволов, что позволит более чем в пять раз повысить общую емкость ныне действующей группировки российских КА.
| "ИНТЕРСПУТНИК" - это международная организация со штаб-квартирой в Москве, занимающаяся эксплуатацией глобальной системы спутниковой связи. В настоящее время членами этой организации являются 23 страны, а в число пользователей входят свыше 100 государственных и частных компаний во всем мире |
"Энергия" + "Газком"= "Ямал"
Созданием спутников семейства "Ямал" занимаются Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С. П. Королева и ОАО "Газком". В данном проекте удачно сочетаются надежные российские средства выведения КА на орбиту, современные технические решения и передовые западные технологии изготовления комплектующих. К его реализации привлечены свыше 100 российских предприятий и такие зарубежные компании, как NEC (Япония) и DASA (Германия).
Представители "Газком" (oao.gascom@g23.relcom.ru) подробно изложили на ICSC'98 концепцию использования спутников нового поколения "Ямал". Проект предусматривает запуск четырех спутников — по два КА серий "Ямал-200" и "Ямал-300". Спутники обеих серий разработаны на общей платформе, однако КА серии 300 отличаются большей энерговооруженностью: в них применяется модифицированная система электропитания, позволяющая на 30% повысить мощность полезной нагрузки. В этих КА увеличены (по сравнению с КА серии 200) как общее число рабочих стволов, так и мощность стволов Ku-диапазона.
"Ямал-300" обеспечивает перекрестную связь между ретрансляторами разных диапазонов частот (С и Ku); сама полоса частот значительно расширена, что позволит передавать высокоскоростные потоки. Частотные планы ретрансляторов "Ямал-200" и "Ямал-300" в С-диапазоне одинаковы: ширина полосы составляет 36 МГц по уровню 1 дБ (42 МГц по уровню 3 дБ). Наведение антенн наземных станций осуществляется пилот-сигналом, который совпадает по частоте с сигналами "маяков" спутника "Экспресс-А", а в Ku-диапазоне — с сигналами "маяков" Intelsat.
Зоны обслуживания сети "Ямал" формируются следующим образом. В С-диапазоне каждый спутник создает два контурных луча — "северный" и "зональный". Первый из них обслуживает территорию России, а второй избирательно охватывает поверхность Земли.
В Ku-диапазоне формируются три типа лучей — два фиксированных ("северный" и "южный") и перенацеливаемый луч шириной 4х40. "Северный" луч охватывает всю видимую со спутника территорию России. Конфигурация "южных" лучей выбирается таким образом, чтобы обеспечить конкурентоспособные характеристики стволов в регионах, которым необходим российский спутниковый ресурс. Благодаря применению в КА "Ямал" антенн с контурными диаграммами направленности полезная мощность радиолиний связи перераспределяется более оптимально, чем при помощи традиционных антенн, формирующих эллиптические лучи.
Земные станции сети "Ямал" позволяют передавать информацию со скоростью до 2048 Мбит/с по магистральным каналам и до 192 кбит/с через VSAT-терминалы (табл. 3).
Iridium выходит на финишную прямую
"Гвоздем программы" ICSC'98 должна была стать пресс-конференция российской компании "ИРИДИУМ ЕВРАЗИЯ", связанная с началом опытной эксплуатации системы Iridium. Из-за неполадок в ее работе победные фанфары не прозвучали, однако развертывание глобальной спутниковой системы персональной связи Iridium заканчивается и полным ходом идет подготовка к коммерческой эксплуатации. Предоставление полного объема услуг телефонной и пейджинговой связи планируется начать с 1 ноября 1998 г.
Таблица 4. Стоимость оборудования и услуг оператора "ИРИДИУМ ЕВРАЗИЯ" | |
| Оборудование и услуги | Цена, дол. |
| Телефонный аппарат | 2875 |
| Сменный картридж стандарта GSM | 644 |
| Пейджер | 713 |
| Подключение | До 1150 |
| Абонентская плата за телефон | 103,5 |
| Абонентская плата за пейджер | 138 |
| Передача трафика (за 1 мин): | |
| Латвия | 1,74 |
| Беларусь | 3,2 |
| Россия | 3,42 |
| Европа | 4,26 |
| Япония | 5,24 |
| Северная Америка | 6,14 |
| Источник: "Иридиум Евразия" (по состоянию на 23.09.98) | |
За 16 месяцев консорциум Iridium LLC осуществил 17 успешных запусков и вывел на орбиту 79 спутников, реализовав один из наиболее смелых телекоммуникационных проектов века и завершив формирование самой большой в мире орбитальной группировки. Запуск на орбиту (в августе и сентябре 1998 г.) семи дополнительных спутников (они заменят КА, имеющие отклонения в работе) позволил преодолеть один из последних барьеров на пути к введению сети в эксплуатацию. К концу сентября был завершен первый этап проверки технического и программного обеспечения Iridium с использованием телефонных аппаратов, а также произведена загрузка ПО в бортовые комплексы КА.
Система Iridium имеет лицензии на работу в 100 странах мира; к концу года их количество должно возрасти до 150. Заметим: абонентские телефоны и пейджеры сети Iridium стали первыми коммерческими устройствами, получившими марку МСЭ, которая предоставляет право на свободный провоз оборудования через границы государств.
В настоящее время компания-оператор "ИРИДИУМ ЕВРАЗИЯ" уже заключила 295 соглашений с сервис-провайдерами и партнерами по роумингу, обслуживающими более 100 млн абонентов сотовых сетей в 122 странах. Планируется, что к 1 ноября 113 партнеров по роумингу завершат интеграцию с системой Iridium. Стоимость устройств персональной связи и тарифы для разных стран приведены в табл. 4.
Право на выпуск персональных телефонов Iridium сегодня имеют компании Мotorola (США) и Kyocera (Япония), чье абонентское оборудование сертифицировано в США и Европе. В России сертификаты на абонентские устройства и станцию сопряжения фирмы Motorola в г. Москве были получены в сентябре.
Новый партнер "Интерспутника"
Особый интерес на пленарном заседании вызвал доклад г-на Долецки (dir@intersputnik.com), в котором прогнозировалось развитие международной организации космической связи "Интерспутник" и обсуждались некоторые детали проекта будущей системы Intersputnik.
Стратегический альянс "Интерспутника" с корпорацией Lockheed Martin позволил этой организации быстро переориентироваться на создание системы связи нового поколения на базе спутников LMI (Lockheed Martin Intersputnik). Космический сегмент Intersputnik обеспечит глобальную зону обслуживания за счет 4—5 КА, размещенных на геостационарной орбите и связанных между собой межспутниковыми линиями. Спутник LMI создается на базе космической платформы A 2100 TM корпорации Lockheed Martin, уже опробованной в системе Аstrolink. Сроки запуска и основные технические характеристики спутников приведены в табл. 5.
Таблица 5. Основные технические характеристики КА серии LMI | ||||
| Показатель | LMI-1 | LMI-2 | LMI-3 | LMI-4 |
| Количество КА в орбитальной группировке | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Точки стояния на ГСО | 750 в. д. | 830 з. д. | 30 в. д. | 1300 в. д. |
| Диапазон частот, ГГц | 28,35-30 (передача); | 18,55-20,20 (прием) | ||
| Количество стволов на один КА | 64 | 64 | 64 | 64 |
| Межспутниковая линия связи: | ||||
| ширина полосы, МГц | 120 | 120 | 120 | 120 |
| диапазон, ГГц | 60 | 60 | 60 | 60 |
| Мощность бортового передатчика, Вт | 60 (ствол ретранслятора), 30 (ISL) | |||
| Погрешность удержания КА на орбите, 0 | +0,05 | |||
| Масса КА, кг | 4500 кг (стартовая), 2200 кг (на орбите) | |||
| Мощность солнечных батарей, кВт | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Ресурс на орбите, лет | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Сроки запуска | IV кв. 1998 г. | IV кв. 1999 г. | II кв. 2000 г. | IV кв. 2000 г. |
| Источник: "Интерспутник" | ||||
Новая система будет осуществлять связь в Ka-диапазоне (20/30 МГц); ширина полосы частот каждого ствола составит 1 ГГц. Верхний участок спектра 500 МГц разделен на четыре полосы по 125 МГц и отведен для организации связи с терминалами пользователей. Нижняя часть рабочего диапазона разбита на две полосы по 250 МГц, и будет служить для связи с земными базовыми станциями (БС).
Абонентская линия "Земля—космос" с пропускной способностью 16— 2048 кбит/с основана на стандартах многостанционного доступа FDMA и TDMA. Система рассчитана на использование простых земных станций типа USAT (ultra small antenna terminal) с диаметром антенн 60—120 см и мощностью передатчика 0,25—10 Вт. По линии "космос—Земля" информация будет предаваться со скоростью 99 Мбит/с. Метод модуляции — QPSK.
МТКС "Ростелесат"
Работы по созданию многофункциональной телекоммуникационной системы (МТКС) "Ростелесат" проводятся с 1996 г. В реализации проекта принимают участие корпорация "Компомаш", НПО "Энергомаш", ЦНИИС, АО "Телеком", НПО "Энергомаш", НПО "ЭЛАС", РТИ им. А. Л.Минца, МАК "Вымпел", НПО ПМ, НПО им. С. А. Лавочкина и др. Выпуск конструкторской документации намечен на 1999 г., развертывание космического сегмента — на 2001—2004 гг.
Таблица 6. Структура орбитальной группировки "Ростелесат" | ||
| Показатель | "Ростелесат-Н" | "Ростелесат-В" |
| Количество КА | 91 | 24 |
| Высота орбиты, км | 700 | 10 355 |
| Число орбитальных плоскостей | 7 (13 КА в каждой) | 4 (6 КА в каждой) |
| Наклонение орбиты, 0 | 820 | 730 |
| Источник: "Ростелесат" | ||
МКТС "Ростелесат" предназначена для организации спутниковой связи между подвижными и стационарными абонентами; она ориентирована как на "простых" пользователей, так и на государственные и коммерческие структуры. Систему "Ростелесат" предполагается строить в виде двух взаимоувязанных подсистем:
- "Ростелесат-Н" — это низкоорбитальная космическая система связи и мониторинга;
- "Ростелесат-В" — среднеорбитальная высокоскоростная телекоммуникационная система.
Применение двух типов орбитальных группировок (напоминающих об Iridium и ICO), по мнению авторов проекта, позволит расширить ассортимент предоставляемых услуг и увеличить пропускную способность. Кроме того, среднеорбитальные КА существенно увеличат минимальные рабочие углы радиовидимости для абонентских станций.
Таблица 7. Основные характеристики спутников НТВ серии "Галс" | |||
| Показатель | "Галс 11Л" | "Галс 12Л" | "Галс-Р16" |
| Количество лучей | 2 | 2 | 4 |
| Ширина лучей передающих антенн, 0 | 2,5х1,25;1,2х0,9 | 2,5х1,25 (оба луча) | 2,8х2,8 (три луча);6,5х3 |
| Ширина лучей приемных антенн, 0 | 2х2 (оба луча) | 2х2 (оба луча) | 2,8х2,8 (три луча);6,5х3 |
| Общее количество стволов | 3 | 3 | 16 |
| ЭИИМ, дБВт | 56 и 57 | 56 и 54 | 54 (три луча) и 50 |
| G/T ретранслятора, дБ/К | 2 | 2 | 4 (три луча) и 0 |
| Энергопотребление, Вт | 2500 | 2500 | 5000 |
| Точность удержания по долготе, 0 | Н/д | Н/д | +0,1 |
| Ресурс на орбите, лет | 5-7 | 5-7 | 10 |
| Масса КА, кг | 2570 | 2570 | 2570 |
| Цена, млн дол. | Н/д | Н/д | 66 |
| Источник: ЗАО "Информкосмос" | |||
Подсистема "Ростелесат-Н" должна обеспечить подвижную связь в S-диапазоне частот (2,1/1,9 и 2,6 ГГц). Основные виды услуг — телефонная и пейджинговая связь, передача данных, определение местоположения подвижных объектов, передача результатов дистанционного зондирования Земли (разведка природных ресурсов, наблюдение за динамическими процессами на поверхности Земли и в атмосфере и т. д.). На первом этапе создания системы низкоорбитальная группировка будет состоять из 70 КА, расположенных в семи орбитальных плоскостях, — по 10 КА в каждой (табл. 6). На втором этапе орбитальную группировку доведут до 91 КА (в указанных плоскостях дополнительно разместятся по 3 КА).
На поверхности Земли зона обслуживания каждого спутника будет иметь диаметр 3,5 тыс. км, а все КА обеспечат глобальное покрытие под углом видимости не менее 100. В КА намечено использовать многолучевую антенну S-диапазона, которая сформирует 37 парциальных лучей внутри зоны обслуживания подвижных абонентов. Для фидерной линии предусмотрена узконаправленная перенацеливаемая антенна (диапазон 15/19 ГГц). Обслуживание стационарных абонентов и передача мониторинговой информации будут реализованы с помощью бортовой многолучевой антенны, формирующей семь парциальных лучей (диапазон 11/13 ГГц).
Земной сегмент "Ростелесат-Н" включает в себя:
- сеть подвижных абонентских станций, работающих в S-диапазоне и имеющих максимальную скорость передачи информации 19,2 кбит/c (мобильные станции) и 64 кбит/с (портативные);
- сеть стационарных абонентских станций, функционирующих в диапазоне 11/13 ГГц со скоростью передачи 64—2048 кбит/с;
- сеть координирующих станций, которые работают в диапазонах 11/13 и 15/19 ГГц (пропускная способность каналов — соответственно 25 и 10 Мбит/с);
- сеть станций, работающих в диапазоне 11 ГГц, которые будут принимать первичную информацию мониторинга (пропускная способность — до 32 Мбит/с).
Система "Ростелесат-В" предназначена для передачи речевых сигналов и данных со скоростью от 1,2 до 64 кбит/с при связи с подвижными объектами, а также больших объемов данных (в том числе мультимедиа) по каналу с пропускной способностью до 2048 кбит/с. Она ориентирована на организацию связи со стационарными пользователями.
Космический сегмент "Ростелесат-В" состоит из орбитальной группировки, включающей в себя 24 средневысотных КА. Зоны обслуживания каждого из них (диаметром 7 тыс. км) поделены на соты: 625 сот протяженностью 160 — 200 км для диапазона 20/30 ГГц и 19 сот размером 1250 км для диапазона 7/8 ГГц. На борту каждого КА предполагается установить 91-лучевую антенну для связи с подвижными объектами и 19-лучевую — для связи со стационарными станциями и фидерными линиями (общая емкость КА — примерно 7 тыс. каналов). Зона обслуживания всех КА должна покрывать поверхность Земли и обеспечивать угол радиовидимости КА не менее 400 .
Сеть для телезрителей
В настоящее время через спутники телевещания программы "Останкино" смотрит 98,8% населения России, а программы ВГТРК — 95%. Не будет преувеличением сказать, что в замене морально устаревших спутников телевизионного вещания заинтересовано не менее 96% российских граждан.
Перспективный спутник "Галс-Р16" предназначен для работы с наземной сетью телевизионного вещания (НТВ) в Ku-диапазоне (18/12 ГГц), см. табл. 7. Ориентация на телезрителя предполагает использование простых и недорогих приемных устройств с антенной небольшого (60—90 см) диаметра. Спутник заказан и финансируется группой "Мост-Медиа".
Работы по созданию КА "Галс-Р16" выполняются рядом российских и зарубежных производителей спутникового оборудования, в том числе НПО прикладной механики (конструкция КА и служебные подсистемы), НИИ Радио (бортовой ретранслятор) и канадской фирмой SPAR Aerospace (узлы ретранслятора). Планируемый срок запуска — 1999 г. Однако в настоящее время из-за пресловутых проблем с финансированием дальнейшая судьба проекта весьма неопределенна.
Более подробно с материалами конференции можно ознакомится в МЦНТИ (enir@icsti.su).