А.С. Попова, ИРЭ РАН, ГосНИИ Радио, концерном «ТЕЛЕКОМ», МЦНТИ и Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE). На секциях конференции обсуждались «теоретические» проблемы, а на стендах небольшой экспозиции около 10 компаний демонстрировали свои практические достижения в области спутниковой связи.

Наиболее простой способ оценить представительность мероприятия — определить число его участников. На конференции было зарегистрировано свыше 450 человек из 12 государств (включая страны СНГ). В ходе пленарного заседания и четырех секций («Системы спутниковой связи и вещания» , «Аппаратура спутниковой связи», «Системы связи на основе низкоорбитальных и высокоэллиптических спутников, сети VSAT и передачи данных» и «Спутниковый Internet») было сделано около 70 докладов (с подробной программой можно ознакомится по адресу www.icsti.su).

Не обошлось и без презентаций, которые (равно как и все демонстрации в рамках выставки) относились к одной области спутниковой связи — предоставлению доступа в Internet и Internet-услуг (как объединенных с НТВ, так и без оного). Популярность этих презентаций среди участников конференции превзошла все ожидания. Оживленные дискуссии и характер задаваемых вопросов не оставляли сомнений: сегодня технологии спутникового доступа вызывают огромный интерес у российских специалистов.

Поскольку в рамках журнальной статьи невозможно осветить все проблемы, обсуждавшиеся на конференции, авторы сконцентрировали свое внимание на материалах, наиболее близких к тематике «Сетей», а именно — на отдельных докладах пленарного заседания и некоторых сообщениях, прозвучавших на секциях «Системы связи на основе низкоорбитальных и высокоэллиптических спутников, сети VSAT и передачи данных» и «Спутниковый Internet».

Пленарное заседание

Предпосылки роста

Текущее состояние всех составляющих спутниковой связи (СС) было проанализировано в докладе заместителя министра Минсвязи России г-на Тимофеева. По его мнению, нынешняя ситуация в первую очередь характеризуется конкурентной борьбой за освоение уже скоординированных точек на геостационарной орбите (ГСО) и за клиентов. Результатами этих процессов стали не только рост технологического уровня российских систем спутниковой связи (ССС), но и снижение тарифов, расширение спектра услуг. Качество последних все больше становится определяющим фактором: российскому потребителю уже недостаточно «какой-нибудь» связи, ему нужны каналы с определенной пропускной способностью, обеспечивающие передачу телефонных сигналов, видеоконференц-связь, транспортировку данных, доступ к Internet и многое другое.

Похоже, что череда неудач с выводом космических аппаратов (КА) на орбиту, поставившая на грань развала национальную систему фиксированной спутниковой связи, миновала. В текущем году введены в строй три новых спутника: два серии «Экспресс-А» и один серии «Горизонт». Они заменили на орбите три «старых» КА, которые сейчас заняли другие орбитальные точки. Кроме того, развертывается региональная сеть спутниковой связи ОАО «Ростелеком» на базе КА LMI-1, корпоративная сеть ОАО «Газком» (ее первый спутник —«Ямал-100»), а также сеть непосредственного телевизионного вещания (НТВ) на основе КА «Бонум-1» и W4.

По данным г-на Тимофеева, доля принадлежащих России спутников в используемом нашей страной частотном ресурсе составляет около 70%. Оставшиеся 30% арендуются у международных операторов Intelsat, Eutelsat и др.

Приятно отметить, что на сегодняшний день практически все позиции, скоординированные для ФСС (фиксированной службы связи) уже задействованы, а следовательно, нет угрозы их утраты. На ВКР-2000 (Стамбул) за Россией на плановой основе закреплены 74 частотные позиции в пяти точках стояния на ГСО. Правда, считает г-н Тимофеев, у нас в стране все еще не решен один из главных вопросов: как наиболее эффективно использовать выделенный частотно-орбитальный ресурс.

Предпринятые Министерством связи РФ совместно с Росавиакосмосом экстренные меры по преодолению критической ситуации, сложившейся в области СС за последние годы, утверждает г-н Тимофеев, уже принесли первые положительные результаты. Два постановления Правительства РФ (№87 и №88) «по государственной поддержке сохранения, восполнения и развития систем связи и вещания» получили свое развитие в программе «Концепция развития национальной системы спутниковой связи и вещания на период до 2010 года». В ней предусматривается, что за 2000—2005 гг. орбитальная группировка должна восполниться «легкими» (17—22 ствола) и «средними» (28—34 ствола) КА. При создании новых малых спутников необходимо учитывать принцип «преемственности» основных технических характеристик предыдущих КА. Сейчас ряд организаций проводит оценку эффективности технических решений, обеспечивающих создание и запуск таких спутников.

Оптимистическим было и выступление начальника ГП «Космическая связь»(ГПКС) г-на Антонюка. Планы ГПКС по восполнению ОГ не ограничиваются запуском третьего спутника серии «Экспресс-А». Предусмотрен вывод на орбиту КА нового поколения серий «Экспресс-АМ» и «Экспресс-АЯ» российского производства; ретрансляторы для них заказываются у зарубежных фирм (уже подписан контракт с японскими компаниями Simimoto и NEC на поставку полезной нагрузки для трех КА «Экспресс-АМ»).

В ближайшее время планируется значительно расширить сеть VSAT (ныне она работает через КА «Экспресс-6А», находящийся в точке стояния 80? в.д.). Для этих целей намечено выделить по два транспондера Ku-диапазона на спутниках, расположенных в орбитальных позициях 53 и 103? в.д.

Российским Internet-провайдерам ГПКС предлагает высокоскоростные выделенные каналы, организованные с помощью КА и наземных телепортов компании в Москве, Санкт-Петербурге, а также Европе и США.

Выступление заместителя генерального директора ОАО «Ростелеком» г-на Вышлова было посвящено новым аспектам инвестиционной программы этого монополиста в области электросвязи. Построив к 2000 г. мощную всероссийскую транспортную сеть, «Ростелеком» теперь намерен связать с ней «медвежьи углы» с помощью КА, поэтому выделил значительные ресурсы на развитие собственной системы спутниковой связи.

Первым ее сегментом стала региональная сеть СВР (Северо-Восточный регион). Проект СВР предусматривал создание принципиально новых каналов связи с удаленными населенными пунктами Крайнего Севера и Дальнего Востока, прежде «выходившими в мир» только через тропосферную радиорелейную линию. Проект был реализован совместно с НПО «Кросна». Сегодня 27 земных станций (ЗС) сети СВР используют емкости КА «Горизонт» (140? в.д.) и «Ямал-100» (90? в.д.), а ее клиенты могут не только работать с закрепленными каналами, но и получать ресурсы по требованию. Через СВР указанные регионы обеспечиваются цифровым радиовещанием. Проект предусматривает наращивание емкости этой региональной сети до 300 ЗС.

Другая ССС — РТК — тоже создается как дополнение к существующей наземной инфраструктуре цифровой первичной сети, но это сеть всероссийского масштаба. Реализация проекта тесно связана с использованием 25 транспондеров С-диапазона спутника LMI-1. Сегодня уже строятся пять узловых и 12 периферийных ЗС, а также ЗС контроля и управления и Центр управления системой. Намечено разместить ЗС в 67 субъектах федерации. КА LMI-1 обеспечивают предоставление широкого спектра услуг связи, в том числе широкополосного асимметричного доступа в Internet, а также Internet-вещания на сеть приемных станций с последующим распределением потоков информации потребителям.

Большая волна от малых КА

В выступлении Йозефа Долецки, главы российского представительства «Интерспутник», был представлен анализ экономической эффективности использования тяжелых и средних спутников с большим (свыше 50) числом транспондеров. По мнению специалистов «Интерспутника», применение таких КА для сетей со средней или малой пропускной способностью (которые чаще всего строятся в РФ) не всегда оправданно. Компания считает наиболее перспективной для России новую концепцию развития спутниковой связи на базе малых КА, которой отчасти коснулся г-н Тимофеев.

«Интерспутник» развивает в России три основных направления бизнеса. Два из них являются традиционными и связаны со сдачей в аренду емкостей на средних и тяжелых КА. Заключен стратегический альянс компании с ГП «Космическая связь», предусматривающий использование ресурсов КА серий «Экспресс» и «Горизонт»; в рамках сотрудничества с американской фирмой Locheed Martin изготовлен и запущен спутник LMI-1, который в настоящее время успешно эксплуатируется. Что же касается создания еще двух спутников, LMI-2 и LMI-3, то эти работы отложены на неопределенный срок. Возможно, причиной тому стало «увлечение» Locheed Martin проектом Astrolink (9 КА на ГСО, соединенных межспутниковыми линиями).

Третье направление деятельности компании тесно связано с проектом «Интерспутник-100М», который, по мнению г-на Долецки, не имеет аналогов в мировой практике. Малые спутники, на которых он базируется, позволят предоставлять разнообразные современные услуги, такие как телевидение и радиовещание, видеоконференц-связь, мобильная связь, высокоскоростной доступ в Internet и др.

Универсальная модульная платформа, которую планируется взять за основу при производстве малых спутников, обеспечит любое «наполнение» полезной нагрузки и выбор рабочих диапазонов частот (S, С, Ku, Ka). Пользователь сможет подобрать нужный ему тип КА с любым набором служб (из принятых в мировой классификации — FCC, MSS, BSS). Спутники серии «Интерспутник-100М» будут ориентированы как на глобальное (17х17?) и полуглобальное (9х18?), так и на зональное (6х12, 5х5 и 3х3?) покрытие земной поверхности.

Изменение стоимости малых КА в зависимости от их числа

Привлекательность проекта «Интерспутник-100М» для потенциальных инвесторов обусловлена прежде всего низкой стоимостью (рис. 1) малых КА, что связано с возможностью их серийного производства и применением принципиально отличающегося от традиционного способа выведения на орбиту (с помощью недорогой конверсионной баллистической ракеты). Ожидается, что цена одного спутника не превысит 35 млн долл., а его запуск обойдется в 10—15 млн долл.

Создание орбитальной группировки начнется с изготовления 10 КА, причем вывод на орбиту четырех из них намечен на III квартал 2001 г. Остальные 90 спутников предполагается ввести в эксплуатацию до 2008 г. Создавая столь масштабную ОГ из 100 малых КА, «Интерспутник» не скрывает своих планов. Они выходят за рамки традиционной операторской деятельности, ибо в них входят не только сдача в аренду емкостей на спутниках, но и продажа самих КА непосредственно «со склада» на ГСО. И место для этого «склада» уже подготовлено: зарезервированы четыре паркинговые позиции (32,5 и 23? з.д., 64,5 и 67,5? в.д), на которые будут выводится резервные спутники для последующей продажи и перегона в эксплуатационные точки стояния. По мнению г-на Долецки, 15 орбитальных позиций на ГСО, которые имеет в своем активе «Интерспутник», — это залог успеха проекта (статью о проекте «Интерспутник-100М» читайте в следующем номере «Сетей»).

Другой проект системы спутниковой связи («Диалог»), тоже рассчитанный на малые геостационарные КА, разрабатывается в ГКНПЦ им. М.В. Хруничева. При создании системы будут использоваться стартовые и технические комплексы космодрома «Плисецк», позволяющие выводить малые КА на орбиту с помощью ракет-носителей «Рокот» и «Ангара» (табл. 1). Система будет базироваться на действующих средствах управления и существующих моделях абонентских станций и использовать часть орбитально-частотного ресурса, скоординированного для России в МСЭ.

В качестве базовой платформы малых КА ГКНПЦ намечено задействовать универсальную платформу «Яхта», спроектированную для связи и вещания. Для малых КА, ориентированных на передачу данных, тоже разработан базовый девятиствольный ретрансляционный комплекс (два рабочих диапазона — С и Ku) и несколько альтернативных вариантов, которые не только реализуют разные наборы диапазонов частот (С, Ku и L), но и способны обеспечить как стационарную (ФСС), так и подвижную связь (о ССС «Диалог« мы намереваемся рассказать более подробно в последующих номерах журнала).

Известно, что идея применения малых спутников популярна не только в нашей стране, однако, похоже, лишь у российских специалистов имеются наилучшие предпосылки для ее реализации. Главная из них — возможность выбора из широкого спектра недорогих средств запуска.

Проблемы подвижной связи

С мобильной связью ситуация обстоит не столь благополучно, как с фиксированной. В настоящее время Государственным комитетом РФ по телекоммуникациям прорабатываются конкретные условия применения зарубежных (увы, российских пока нет) систем персональной (Globalstar) и подвижной (Orbcomm) связи на территории нашей страны и принципы их сопряжения с ВСС России.

Крах Iridium, а также задержки при вводе в эксплуатацию глобальных систем Globalstar и Orbcomm привели к тому, что оценки перспектив развития персональных ССС стали более осторожными, если не сказать скептическими. По мнению ряда аналитиков, в ближайшие 10—15 лет только 2—3% от общего числа абонентов мобильной связи выберут для себя персональную спутниковую связь как один из основных видов услуг.

Все это осознают специалисты «ГлобалТел», национального оператора Globalstar. По мнению генерального директора «ГлобалТел» г-на Гичкина, после неудачи Iridium система Globalstar привлекает к себе особо пристальное, если не сказать «пристрастное», внимание. Считается, что от успеха эксплуатации этой системы зависят перспективы персональной спутниковой связи как технологического направления. Однако г-н Гичкин расценивает такую постановку вопроса как неправомерную. Учитывая опыт Iridium, «ГлобалТел» разработала достаточно гибкую тарифную политику, основанную на сочетании разных видов оплаты (абонентской платы и поминутной за трафик). Предлагаемые тарифные схемы дифференцированы в зависимости от зон обслуживания станций сопряжения, типов терминалов (портативный, стационарный) и «объектов» связи (мобильный—мобильный, мобильный—стационарный). Особые надежды «Глобалтел» возлагает на стационарные устройства Globalstar, которые можно применять как спутниковые таксофоны в тех уголках страны, где сегодня связи нет вообще. Для них у компании существуют специальные тарифы.

На территории Европы (во всех странах, кроме Украины, России и Беларуси) эксклюзивным поставщиком услуг Orbcomm является компания MCS Europe. Украинские абоненты будут обслуживаться оператором Orbcomm Ukraine, а российские и белорусские — ЗАО «Радиотехническая корпорация». Наиболее успешно продвигаются работы по развертыванию украинского наземного сегмента системы Orbcomm для европейского региона.

Представители операторской компании Orbcomm Ukraine напомнили присутствовавшим, что система подвижной спутниковой связи Orbcomm относится к классу little LEO и ориентирована на передачу коротких сообщений объемом 6—250 байт. Формирование ОГ Orbcomm началось практически одновременно с запуском спутников Iridium: в 1997 г. на орбиту выведены восемь малых спутников (масса 43 кг), в 1998 г. — 18 и, наконец, в 1999 г. — еще 7. К середине 2000 г. запущены уже 36 КА, из которых успешно функционируют 32.

Основное покрытие земной поверхности «создают» 29 КА, находящихся на орбитах с наклонением 45?. Остальные три (один из них — с наклонением орбиты 70?, два — 108?) предназначены для обеспечения связи в высокоширотных районах. Таким образом, нынешняя конфигурация космического сегмента Orbcomm способна поддерживать глобальную связь, но наилучшие условия работы (рис. 2) обеспечиваются на средних широтах (от 20 до 50?). В 2001 г. предполагается дополнить спутниковую группировку еще восьмью КА на экваториальной орбите (наклонение 0?), что значительно улучшит условия связи на экваториальных широтах (0—20?).

Доля времени пребывания терминалов Orbcomm в зоне радиовидимости КА Orbcomm для различных широт

Связь в Orbcomm осуществляется только через наземную станцию сопряжения GES (Gateway Earth Station), а следовательно, ее расположение играет огромную роль в реализации «глобальных» возможностей орбитальной группировки при организации подвижной связи. В настоящее время в сети Orbcomm задействованы 12 GES, из которых только одна находится на территории Европы (г. Матера, Италия). В течение 2000—2001 гг. планируется развернуть еще шесть станций сопряжения (табл. 2). Наиболее близко к российским пользователям будут расположены киевская GES и та, которую собирались построить недалеко от Москвы (по некоторым данным, эта GES будет установлена в Саратовской области).

В европейском регионе услуги спутниковой связи интегрируются с услугами наземных сетей сотовой связи стандарта GSM (используется служба коротких сообщений). В странах, обслуживаемых оператором Orbcomm — MCS Europe, такая интеграция осуществляется в рамках систем GEOCOMM и TK SAT. На Украине намерены применить собственные разработки — системы мониторинга стационарных (SiNet) и подвижных (CTNet) объектов, которые обеспечат сопряжение с ТфОП, сотовыми сетями и сетями передачи данных (Internet, X.25).

Напомним, что ССС Orbcomm была введена в эксплуатацию еще в 1998 г. А год назад, на бизнес-форуме «Мобильные системы-99», представители «Гипросвязи» живо обсуждали преимущества, которые российские пользователи получат благодаря Orbcomm, причем в самые кратчайшие сроки (ввод в эксплуатацию узлов доступа для обслуживания не менее 12 тыс. абонентов планировался на 1999 г., а к настоящему времени число последних должно было возрасти до 72 тыс.).

Не только ТВ

О том, что «НТВ-Плюс» транслирует свои программы через первую и пока единственную в России цифровую сеть непосредственного спутникового вещания, которая сегодня охватывает большую часть страны (на востоке — до Читы) и некоторые страны СНГ, знают все, или почти все. Эта сеть использует спутники «Бонум-1» (56? в.д.) и шестнадцать транспондеров W4 (36? в.д.). Цифровое вещание осуществляется в стандарте MPEG-2/DVB-S, а отсюда — и все преимущества (по сравнению с аналоговым ТВ): увеличение числа программ, передаваемых через один ствол ретранслятора, высокие качество и устойчивость звука и изображения, более широкая зона обслуживания.

Г-н Кантор, генеральный директор компании «Бонум-1» — оператора одноименной сети, считает, что только внедрение цифрового спутникового телевидения даст возможность повысить качество телевизионного и радиовещания на территории РФ. Он не преминул заметить также, что в этом случае отдельные спутниковые стволы «телевизионных» КА могут служить для организации программного звукового вещания, асимметричного доступа в Internet, Internet-вещания, сбора информации от абонентов Internet и т.д. И некоторые из перечисленных услуг уже предоставляются системой широкополосного доступа «НТВ-Интернет», работающей со спутниками «Бонум-1» (см. Сети, 2000, № 9, с.102).

Выступление апологета спутникового доступа в Internet г-на Брусиловского, генерального директора фирмы «Сеть-Сервис», которая работает на телекоммуникационном рынке России около 10 лет, было посвящено анализу различных способов спутникового широкополосного доступа к Сети и роли этих технологий в преодолении перегрузок наземных каналов Internet. Он считает, что системы канального доступа позволяют «обойти» многоуровневую структуру «большой» Internet и связать местного провайдера непосредственно с магистралью транснационального Internet-провайдера. Системы информационного доступа легко решают проблему «последней мили».

В нашей стране существуют две отечественные системы широкополосного асимметричного доступа: канального —Helios Net (см. «Сети», 2000, № 8, с. 92) и информационного — «НТВ-Интернет». Но российским пользователям доступны и другие системы канального и информационного доступа, предлагаемые зарубежными поставщиками спутниковых Internet-услуг. И самое главное, что многие из них способны обеспечивать сервисы практически на всей территории России (кроме, пожалуй, Чукотки). Именно системы спутникового доступа, по мнению г-на Брусиловского, должны стать тем «средством», которое не позволит лавине мультимедийной информации быстро исчерпать и без того небогатые наземные канальные ресурсы Рунет.

LEO, HEO, VSAT и передача данных

Сообщений, посвященных российским достижениям в области VSAT-технологии, на конференции было немало. Свои концепции построения таких сетей представили ЦБ России и НПЦ «Элсов» (сеть «Банкир», о которой подробно рассказывалось в «Сетях» — 2000, № 5,с. 88), ЗАО «Московский Телепорт» (оператор коммерческих сетей спутниковой связи), ГПКС, ОАО «Лукойл» и «Газком», «Классика» и ряд других фирм.

В информационной системе нефтяной компании «Лукойл» основными магистралями корпоративной системы связи являются спутниковые каналы. Полнодоступная сеть «Лукнет» строится на базе системы связи Global MACS, и в настоящее время установлено уже 30 земных станций с антеннами диаметром 3,5, 5 и 9 м. Используемый спутник-ретранслятор — «Горизонт-43», зона покрытия которого охватывает большую часть территории России, других стран СНГ и часть Западной Европы. Развернутая часть сети успешно эксплуатируется, и ее наращивание продолжается.

В составе единой информационной системы действуют различные приложения, в том числе требующие особого внимания к обработке транзакций и оперативного принятия решений (так, система управления товарными и финансовыми ресурсами использует SAP R/3, а система оперативной отчетности — СУБД Oracle). Поэтому было решено объединить локальные сети корпорации в общую интрасеть, базирующуюся на каналах «Лукнет».

Сеть Ненецкого автономного округа, построенная совместными усилиями компаний «Коминком» и «Телеком», по-своему уникальна. Низкая плотность населения, большая территория (почти 180 тыс. кв. км) с почти полным отсутствием связи на значительной ее части (за исключением крупных населенных пунктов, где качество связи, к слову, оставляет желать лучшего), а также достаточно суровые климатические условия и невозможность прокладки наземных каналов — таковы предпосылки выбора решений, заложенных в проект. В данном случае архитектура системы связи, объединяющая спутниковые каналы и радиорелейные линии, представляется оптимальной.

Спутниковый сегмент сети должен состоять из 33 станций спутниковой связи (в настоящее время введены в строй уже 12), работающих под управлением центральной станции (ЦССС), которая расположена в Медвежьих Озерах (Московская область). Полносвязная архитектура сегмента построена на базе технологии DAMA (предоставление каналов по требованию), что обеспечивает устойчивую телефонную связь и передачу данных по телефонным каналам, а также доступ (через ЦССС) в международную и междугороднюю телефонную сеть. В состав оборудования земной станции входят:

  • антенный комплекс производства Andrew (узловая ЗС, диаметр антенны 3,7 м) или Channel Master (региональная ЗС, антенна 2,4 м);
  • трансиверы от Gilat;
  • оборудование спутникового доступа FaraWay производства Gilat.

В настоящее время проводятся дополнительные работы по расширению пропускной способности каналов ЗС. Это позволит организовывать сеансы видеоконференц-связи и обеспечит доступ в Internet.

Анализ рынка услуг спутниковой связи на базе VSAT-технологий и влияния на последние рыночной коньюктуры был представлен специалистом фирмы «Классика» г-ном Гордиевским. Сравнение технико-экономических показателей различных технологий каналообразования (PAMA, DAMA, SkyPerformer) проводилось по нескольким критериям, главный из которых — стоимость аренды спутникового ресурса. И это не случайно, так как спутниковый ресурс VSAT-сетей имеет два важнейших для связи компонента — частотный и энергетический, а при начислении арендной платы определяющим фактором обычно является размер полосы частот, которую нужно выделить для нормального функционирования сети в часы пик. Соответствующие этой полосе энергетические затраты учитываются с помощью повышающих коэффициентов к базовому тарифу для каждой несущей в отдельности.

Анализ характеристик упрощенных моделей сетей на базе технологий PAMA, DAMA и SkyPerformer (табл. 3) позволяет сделать вывод, что наиболее эффективно работает сеть, использующая технологию SkyPerformer. И второй, не менее важный, вывод: в коммерческих сетях спутниковой связи не стоит следовать традиции прошлых лет, применяя малоканальные VSAT. Нужно ориентироваться на передачу трафика, объем которого соответствует каналам Е1.

Несколько сообщений, в которых рассматривались особенности связи с помощью низкоорбитальных ССС, основывались на опыте эксплуатации Iridium. Однако сегодня сложно предсказать, какое практическое применение могут найти результаты исследований, о которых рассказывали докладчики.

Намного более «жизненными» оказались выступления, посвященные спутниковой навигации. В одном их них специалисты КБ «Навис» представили новый GPS/«Глонасс»-приемник (табл. 4), ориентированный на профессиональное применение. Он позволяет измерять псевдодальность с точностью 0,2—0,3 м и способен устойчиво работать в сложной помеховой обстановке. Конструкция и ПО приемника созданы по модульному принципу, что обеспечивает не только простоту масштабирования (число каналов можно наращивать от 7 до 28), но и возможность максимально учитывать требования различных категорий пользователей.

Главный модуль устройства (так называемый приемовычислитель) объединяет в себе функции приемника навигационных сигналов и навигационного процессора. Специалисты «Навис» разработали взаимозаменяемые базовые модули приемовычислителя, различающиеся числом каналов приема и возможностями навигационного процессора.

В схеме приемника, реализованной на базе супергетеродина, предусмотрены перенос спектра навигационного сигнала в диапазон промежуточных частот 9 — 23 МГц (используются в системе «Глонасс») и позиционирование его на частоту 20,42 МГц (применяется в GPS). Инструментальная погрешность измерения навигационных параметров не превышает 0,05 м. По своим характеристикам такой приемник не уступает зарубежным, вот только о его цене представители «Навис» не сообщили.

Окончание следует


Широкополосный доступ от Inmarsat

В конце 1999 г. было объявлено о вводе в эксплуатацию системы связи Inmarsat-М4, получившей название Inmarsat Global Area Network (GAN). Это очередной этап внедрения новых поколений малогабаритных станций спутниковой связи — терминалов Inmarsat ( о предыдущем этапе мы уже писали — см. «Сети», 1999, № 7, с. 84).

Настоящее...

Основная идея разработчиков Inmarsat — минимизировать размеры абонентского оборудования подвижной связи, сохранив и приумножив набор услуг. Ее реализация базируется на использовании зональных лучей (диаметр каждого из них составляет порядка 5 тыс. км) спутников, размещенных на геостационарной орбите. Большой набор услуг, поддерживаемых терминалами Inmarsat-М4, обеспечивает как доступ в международные телефонные сети общего пользования (скорость кодирования речи 4,8 кбит/с, режим аналогичен телефонии «Мини-М») и в сети ISDN (64 кбит/с), так и передачу данных со скоростью 56 кбит/с. При высокоскоростной передаче каналы работают в режиме «одна несущая на канал» (SCPC). Для кодирования сигналов применяется турбокодирование, а для модуляции — 16-позиционная фазово-амплитудная манипуляция (16 QAM).

Вес станции (их производят компании NERA SatCom и Thrane&Thrane) не превышает 4—6 кг (в зависимости от комплектации и модели), а по размерам она не больше школьного портфеля. Например, модель норвежской фирмы NERA под названием WorldCommunicator имеет габариты (со сложенной антенной) 6,8х26х35,5 см и вместе с аккумуляторной батареей весит 4,2 кг. Размеры развернутой антенны — 34х77 см. Съемная малогабаритная аккумуляторная батарея обеспечивает автономную работу в режиме ожидания в течение 50—70 ч, в режиме высокоскоростной передачи — до 3 ч, а в режиме «Мини-М» — до 6 ч. Для подключения к оконечному оборудованию в режиме высокоскоростной передачи используются разъем RJ-45 (стандарт EURO-ISDN) и шина USB.

В комплект оборудования, поставляемого с терминалом WorldCommunicator, может входить станция беспроводной связи стандарта DECT (до 12 абонентов). Однако следует заметить, что обладатель трубки DECT получает доступ к спутниковому каналу лишь в том случае, если он не занят другим пользователем данного спутникового терминала, так как World Communicator — одноканальная станция (двухканальные появятся в ближайшее время).

Наиболее привлекательная возможность технологии M4 — поддержка автономного удаленного доступа к сетям ISDN с помощью малогабаритных терминалов. Пользователь Inmarsat-М4 может получить практически те же услуги, что и абонент сети ISDN. Так, в рамках технологии Inmarsat-М4 определены режимы DATA64 (передача данных со скоростью 64 кбит/с и доступ в сеть ISDN), SPEECH (режим голосовой телефонии с доступом в ISDN), AUDIO31 (соединение с аналоговым оборудованием ТфОП) и др.

Особенности технологии Inmarsat-М4 позволяют все больше расширять область ее применения. Системы связи Inmarsat изначально создавались в том числе и для обеспечения доступа к ТфОП, поэтому сама станция спутниковой связи оснащалась таким же стандартным оконечным оборудованием, какое используется в этих сетях. Процедуры установки соединения (сделать телефонный звонок или передать факс) также стандартны. При передаче данных ситуация иная: станция выступает в роли «розетки», позволяющей подключиться к сети ISDN (причем даже в тех местах, где нет электропитания).

Следует отметить, что при реализации прикладных информационных технологий с помощью средств Inmarsat необходимо учитывать особенности подвижной спутниковой связи. Это задержка при распространении сигналов, которая составляет примерно 250 мс (при использовании геостационарных спутников), а также различные ограничения по ресурсам (доступная полоса частот, энергетические характеристики КА и спутниковых каналов связи, допустимые скорости передачи и др.).

И хотя в предыдущих системах Inmarsat (-А и -В) функция высокоскоростной передачи тоже поддерживалась, применялась она относительно редко , а в качестве основных рассматривались режимы телефонии, передачи факсов и среднескоростной транспортировки данных (т.е. поддерживаемые ТфОП). Это было связано с рядом факторов, в частности со значительной ценой дополнительного и интерфейсного оборудования, относительно высокой стоимостью услуг высокоскоростной передачи данных, ограниченным применением информационных технологий в управлении, а также недостаточной «зрелостью» технологии ISDN к моменту ввода указанных систем в действие.

Оснащение станции Inmarsat-М4 стандартным интерфейсом ISDN S0 дало возможность повсеместно применять прикладные технологии, используемые в сетях ISDN, и стандартное интерфейсное оборудование (ISDN-адаптеры) массового производства. Это техническое решение не только упростило задачу обеспечения совместимости дополнительного оборудования и станций спутниковой связи, но и позволило снизить стоимость внедрения указанных технологий. Терминал Inmarsat-М4 уже можно считать оборудованием plug-and-play: аппаратура передачи данных подключается к соответствующим разъемам и начинает работать в штатных режимах, причем в любой точке зоны покрытия Inmarsat при связи через спутник доступны те же прикладные технологии и устройства, что и в обычной «земной» сети ISDN.

Одной из основных информационных технологий (наряду с видеоконференц-связью и передачей подвижных изображений), которые уже «освоены» станциями Inmarsat-М4, является удаленный доступ к вычислительным сетям и Internet. Ряд операторов Inmarsat обеспечивает своим пользователям доступ в Сеть в составе единого пакета услуг (как правило, по сокращенному коду доступа 28) через земную станцию Inmarsat (шлюз в земные сети связи); такие операторы становятся для абонентов и Internet-провайдерами.

Следует также упомянуть, что в настоящее время существует оборудование (например, LAN ISDN Modem производства EICON), позволяющее подключать через станцию Inmatsat-M4 несколько компьютеров и формировать на ее основе локальную сеть с доступом в Internet. Доступ к корпоративной локальной сети можно реализовать, в частности, с помощью маршрутизатора DIVA ISDN Router или платы DIVA T/A.

Именно эти устройства применялись при тестировании системы Inmarsat-М4 в режиме высокоскоростной передачи с целью проверки «в деле» различных прикладных технологий и подготовки рекомендаций по их внедрению. Это тестирование было проведено специалистами ГУП «Морсвязспутник» — российского оператора Inmarsat.

В программе испытаний особое внимание уделялось технологиям доступа в Internet. Так, в ней предусматривались сеансы передачи и получения сообщений электронной почты, имеющих присоединенные файлы размером 100 Кбайт и 1 Мбайт, работа по протоколам FTP (доступ как через сервер оператора земной станции, так через московского Internet-провайдера по каналам ISDN). При тестировании использовалось стандартное программное обеспечение Windows 98, Internet Explorer v.5, Outlook Express v.5 без каких-либо специальных настроек.

Полученные результаты впечатляют:

  • передача сообщения электронной почты (включая время авторизации доступа) с присоединенным файлом размером 100 Кбайт потребовала 46—48 с;
  • то же с файлом размером 1 Мбайт — 3 мин 48 с;
  • загрузка с сервера FTP файла размером 509 Кбайт со всеми процедурами доступа и поиска — 2 мин 44 с.

Был также проверен режим доступа к Web-узлам: получение полной первой страницы сервера www.marsat.ru заняло 1 мин 17 с.

... и будущее

Сегодня близка к завершению разработка принципиально новой технологии пакетной передачи Inmarsat Mobile Packet Data (IMPD), которая базируется на применении действующих спутников Inmarsat третьего поколения, существующих терминалов Inmarsat-М4 (использующих зональные лучи) и коллективного режима работы со спутниковыми каналами. Основным сервисом системы пакетной передачи Inmarsat на первом этапе ее внедрения станет доступ в Сеть. Впоследствии на базе терминалов M4 можно будет реализовать VPN-услуги.

Как и в остальных системах Inmarsat, доступ пользователей к услугам будет обеспечиваться через операторов земных станций, хотя физический доступ к космическому сегменту решено осуществлять через другой, новый для наземного сегмента Inmarsat, объект — базовые станции SBS (Satellite Base Station). «Концентрация» ресурсов на SBS позволит добиться более высокой эффективности их использования, а также динамически перераспределять общие ресурсы Inmarsat в зависимости от активности абонентов.

Первый этап внедрения новой технологии — организация доступа в Сеть при коллективном использовании спутниковых каналов (64 кбит/с) несколькими терминалами Inmarsat-М4 (последние будут оснащены новой версией ПО). Доступ к общим каналам в прямом направлении (спутник—терминалы) реализован на базе технологии TDM, а для обратного канала (терминалы—спутник) задействован метод TDMA. Обработка сигнала осуществляется с помощью методов турбокодирования и модуляции 16QAM.

В процедуре установления соединения используется лишь информация о рабочих частотах IMPD. Для IMPD эта процедура, по сути, сводится к регистрации, в результате которой подвижный терминал «прописывается» в системе. При этом он заносится в список терминалов, находящихся в режиме сеанса связи, независимо от того, передается через него информация или нет. В IMPD применяются другие, отличные от М4, протоколы, которые «привязаны» к протоколам IP. Так, для работы с терминалом Inmarsat и доступа к Internet задействуется один и тот же протокол — PPP.

На первом этапе опытной эксплуатации абонентам Inmarsat будет предложена услуга доступа в Internet с негарантированной скоростью (CIR=0). Оплата за этот сервис будет рассчитываться на основе объема реально переданной и полученной информации — вне зависимости от продолжительности сеанса связи (конкретные цифры еще не обнародованы).

Виктор Родионов, Сергей Старик

«Морсвязьспутник»


Таблица 1. Характеристики ракет-носителей, которые планируется использовать для ССС «Диалог»
Показатель"Рокот""Ангара-1.1""Ангара-1.2"
Стартовая масса, кг107145170
Масса КА
На низкой орбите (200 км), т1,72,03,7
На ГСО, кг485580700
Масса полезной нагрузки, кг110125165
Длина, м293241
Макс. поперечный диаметр, м2,52,92,9
Год ввода в эксплуатацию200020022002

Вернуться


Таблица 2. Некоторые характеристики станций сопряжения (GES) сети Orbcomm
ПоказательGES в г. Матера GES в КиевеGES в Москве
Среднее время пребывания КА в зоне радиовидимости, мин28,321,417,1
Среднее/макс. время перерывов связи, мин4,6/17,85,9/19,87,4/27,4

Вернуться


Пираты в космосе

Общеизвестно, что большинство существующих ретрансляторов являются прозрачными и не обладают «интеллектуальными» возможностями, которые позволяют выявить нелегально работающих пользователей. Все радиосигналы, поступающие на борт КА, автоматически переизлучаются на Землю. Очевидно, что такой способ ретрансляции создает условия для бесконтрольного использования частотного ресурса «нелегальным» передатчиком, который может быть расположен в любой точке земного шара (если ретранслятор входит в состав системы, обеспечивающей глобальное покрытие). При этом «нелегальные» передатчики не только «воруют» частотно-временной ресурс у его законного владельца, но и создают значительные помехи для остальных пользователей.

Конечно, «пирату» достаточно сложно пройти аутентификацию на земных станциях сопряжения. Однако можно без проблем организовать собственную сеть на базе конкретного ретранслятора; проконтролировать работу этой сети с Земли, особенно если «нелегальные» ЗС размещены в политически нестабильных регионах мира, практически нереально. Сегодня нет каких-либо радикальных мер борьбы с «радиопиратами» в космосе. Хотя сам факт работы незарегистрированного передатчика обнаруживается даже в том случае, когда несанкционированный пользователь применяет шумоподобные сигналы, определить его местоположение весьма непросто.

Специалисты ОАО «Радиофизика», исследовавшие эту проблему, предложили два метода определения координат нелегально работающих передатчиков: корреляционный и фазовый.

Первый из них наиболее эффективен, если «пират» работает с одним из двух близко расположенных спутников, которые обслуживают одну и ту же часть поверхности Земли и функционируют в общем диапазоне частот. Экспериментальная проверка эффективности корреляционного способа обнаружения проводилась на спутниках Eutelsat II F4 (7? в.д.) и Eutelsat II F2 (10? в.д.). И хотя принципиальная возможность приема вторым спутником сигналов, излучаемых мешающим передатчиком по боковым лепесткам (с уровнем на 30—40 дБ ниже несущей) полностью подтвердилась, точность таких измерений оказалась достаточно низкой, а разброс погрешности определения местоположения «пирата» очень велик (от 20 до 600 км). Но главный недостаток состоит в том, что применять этот метод можно только по отношению к КА, на базе которых проводился эксперимент (другие спутниковые группировки подобных кластеров пока не имеют).

Технология фазовых измерений основана на том, что орбиты геостационарных КА имеют наклонение от 0,1 до 5?, а изменение положения спутника относительно земного наблюдателя приводит к изменению фазы несущей частоты переизлучаемого им сигнала. Теоретические расчеты показывают, что, например, при наклонении орбиты 3? область предположительного местонахождения объекта составит 24х3 км. Такой точности вполне достаточно, чтобы завершить «локализацию» объекта с помощью наземных средств пеленгации. И хотя данный способ еще требует экспериментальной проверки, главный вывод очевиден: выявить незаконно использующий спутниковые ресурсы передатчик возможно.

Схема определения координат «пиратского» передатчика с помощью фазовых измерений


Таблица 3. Сравнительные характеристики сетей на базе разных технологий каналообразования
ПоказательБазовая технология
PAMADAMASkyPerformer
Число ЗС10-4010-4010-40
Число телефонных каналов ЗС4-304-304-30
Скорость компрессии речи, кбит/с8 88
Вероятность отказа при установлении соединения0,020,020,02
Внутрисистемные потери, %-1012
Использование речевых пауз для передачи информации--+
Динамическое перераспределение ресурсов КА по линиям связи:
для линии "вверх"-++
для линии "вниз"-+-
Использование асимметричности трафика Internet-++

Вернуться


Таблица 4. Основные характеристики приемника GPS/«Глонасс»
Рабочие частоты приема1602 МГц + n 562,5 кГц ("Глонасс"); 1575,42 МГц (GPS)
Чувствительностьне хуже -165 дБВт
Относит. уровень восприимчивости к синусоидальной помехене менее 21 дБ ("Глонасс"), не менее 24 дБ (GPS)
Уровень восприимчивости
по побочным каналам приемане менее 70 дБ
по зеркальному каналу приемане менее 50 дБ
к блокированиюне менее -10 дБ
Примечание. n — число каналов приема (от 7 до 24).

Вернуться

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями