Архивы: по дате | по разделам | по авторам

Разбор полетов

Архив

автор : Евгений Шильников 19.10.1999

Первый спутник телефонной связи был запущен не так давно - всего-то 35 лет назад, но за эти годы специалисты более или менее разобрались, в чем спутниковая связь имеет преимущества перед наземной как с технической, так и с экономической точек зрения. Объективных и субъективных причин процветания спутниковой связи много, и действуют они равно и в США, вдоль и поперек пронизанных оптоволоконными магистралями, и в тех регионах Азии и Африки, где на тысячу жителей приходится одна десятая или даже сотая телефона, и в располагающейся где-то посредине России.

Сети связи общего пользования

Представим себе картину: телефоны, телефоны... от них ниточки уходят в некое "облако", обычно не слишком благозвучно именуемое ТфОП, из которого с другой стороны тянутся такие же ниточки к другим таким же телефонам (рис. 1). Так помимо телефонных сетей изображают и сети передачи данных, и Интернет, только вместо телефонов рисуют компьютеры или LAN и по-другому называют "облако". "Сдув" его, мы увидим (рис. 2), что скрывались за облаком три структурные области - магистрали местной, региональной (национальной, междугородней) и глобальной (международной) связи. Каждая из них имеет специфические технические, эксплуатационные и экономические характеристики, и в каждой из них спутниковая связь имеет разную эффективность. Об этом и поговорим.

Международные магистральные линии

Проще всего разобраться, начав с конца - с международных магистралей. До сих пор большая их часть обслуживается GEO-спутниками. Достоинством такой связи является ее мобильность, ведь дело связиста - лишь арендовать на подходящем для его района спутнике требуемый по полосе пропускания канал, поставить в пятне антенны спутника "тарелку" и наземную станцию, включить ее - и работай на здоровье! Взаимное расстояние между станциями не влияет ни на стоимость связи, ни на качество (если только не ставить станцию на самом краешке антенного пятна, где связь похуже).

Современную аппаратуру магистральной спутниковой связи нет нужды подгонять друг к другу, долго настраивать, поскольку станция, как конструктор, собирается из блоков. Мой опыт показывает, что при установленной антенне вся остальная аппаратная часть собирается, тестируется и вводится в строй в течение одного-двух рабочих дней. С антенной приходится возиться дольше, особенно если она больше 3-5 метров в диаметре.

Вроде бы все хорошо-отлично. Но полусекундные задержки распространения сигнала в космической линии и связанная с этим маета с эхоподавлением, проблемы с установкой большой антенны (нужно иметь не только прочный фундамент, выдерживающий ее вес и давление от ветровой нагрузки, но и открытое пространство в направлении на нужный спутник, а это в наших северных условиях чаще всего значит наклонение не более 20-30 градусов к горизонту). Чтобы не облучать людей, антенну надо поднимать на крышу здания и делать капитальную перестройку перекрытий, которые, естественно, не были заранее рассчитаны на такую нагрузку, или находить свободную на сотни метров территорию на земле, а потом платить за ее аренду и охрану. Да и тарифы на спутниковый сегмент кусаются. Аренда двухмегабитного канала для сети общего пользования практически у всех операторов связи находится на уровне 90-120 тысяч долларов в год, но при малых диаметрах антенны придется платить дороже, до миллиона в год, так как чем меньше антенна, тем меньше ее коэффициент усиления и тем большая мощность транспондера расходуется на спутнике. Кроме того, станции надо обслуживать, платить за электричество, помещения, земные линии связи с АТС и т. п.

В этом смысле спутниковая связь явно уступает по качеству и эксплуатационным характеристикам оптоволокну. Во-первых, оптоволоконные стволы (backbones) выходят сейчас на гига- и терабитные скорости передачи, с лихвой покрывающие все потребности в международных телефонных переговорах, Интернете и передаче данных. Вскоре эти магистрали опояшут весь шарик, и тогда, скорее всего, гегемонии международной спутниковой связи придет конец. Во-вторых, оптоволокно не требует ни круглосуточного дежурства операторов, ни электропитания, ни специализированного фундамента под антенную тарелку, а тарифы уже стали ниже тарифов спутниковых каналов. И, наконец, в оптоволоконных магистралях нет этих досадных проблем с эхом и задержкой распространения сигнала [1], что очень критично для голосового трафика. В отличие, кстати, от пакетной передачи, в том числе, в Интернете, где это не так существенно. Почему-то из-за высказанных некогда рекомендаций НАСА считается, что спутниковые GEO-каналы для Интернета использовать нельзя. Поэтому, а может быть, и по другим, чисто конъюнктурным причинам, американские провайдеры (типа MCI), держащие в своих руках "все ключи" от Сети, тоже не рекомендуют пользоваться спутниковыми линиями для магистралей Интернета [2].

Так что можно говорить об определенной неэффективности использования спутниковых каналов для магистрального международного трафика в сетях общего пользования. Подчеркну, именно магистрального и общего пользования, поскольку для коммерческих и частных международных линий связи мобильность спутниковой связи по-прежнему вне конкуренции. Да и потом, бывает много случаев, когда оптоволокно проводить нецелесообразно - и даже вовсе не из-за бедности (экономической или технической). Например, в районах с вечной мерзлотой, пустынях или в высокогорной местности. Преимущества спутникового магистрального канала полностью проявляются и при создании выделенных международных каналов доступа к Интернету там, где нет местного Интернет-провайдера. Причем стоимость аренды такого канала при хорошей антенне может быть не намного выше стоимости аренды наземной линии при существенно меньших инвестициях.

Iridium

Посетители компьютерных и коммуникационных выставок прежних лет наверняка помнят, с какой помпой компания Iridium представляла публике картины поголовной телефонизации. Вращались спутники, трезвонили телефоны, и казалось, что действительно каждый житель Земли, если не завтра, то послезавтра будет иметь карманный телефон и сможет легко связаться хоть с просвещенной Америкой, хоть с селом Задворки Забытого района Заштатной области. И в самом деле, намерения Iridium и стоящей за ней компании Motorola обернулись бы благим делом для человечества, если бы... если бы они могли стать реальностью.

Все началось одиннадцать лет назад, когда появился план компании Motorola запустить на LEO-орбиты 77 спутников для обеспечения глобальной и поголовной телефонной связи. Проект казался страшно передовым, настолько превосходя по масштабам и функциональности проектировавшиеся и существовавшие тогда системы спутниковой связи, что все сомнения отметались и альтернативы отбрасывались "не глядя". Ведь LEO-системы того времени представляли собой всего-навсего офлайновые "почтовые ящики" на нескольких спутниках. Motorola поставила цель - создать систему, работающую в режиме реального времени, для чего пришлось увеличивать число спутников группировки и налаживать передачу информации между ними. Последнее и есть ключевой момент плана.

Общение между спутниками может быть организовано двумя способами:

- непосредственно, когда соединенные друг с другом каналами связи в сферическую "сетку", окружающую Землю (с узелками-спутниками и ниточками-каналами), спутники самостоятельно решают все вопросы маршрутизации;

- при посредничестве наземных станций ретрансляции и коммутации каналов. Число станций должно быть не меньше числа спутников, и они должны быть распределены по поверхности Земли равномерно.

И в том, и другом случае образуется объемная многомерная информационная сеть, состоящая из взаимно перемещающихся спутников и абонентов. Для телефонных переговоров или интерактивного обмена данными сеть должна к тому же обеспечивать дуплексную связь. Маршрутизация сводится к решению непростой топологической задачки, причем на принятие решения отводятся доли секунды (спутники носятся вокруг Земли с первой космической скоростью, равной 8 км/с). Если в системах наземной сотовой связи могут двигаться только абоненты относительно сотов, то здесь взаимно перемещается все - и абоненты относительно "сотов", и сами "соты", и связи между ними. Еще больше усложняет ситуацию то, что антенная диаграмма состоит из многих фасетов.

Все это и много другое, здесь опущенное, было заложено в проект Iridium. Разработчики уверенно заявляли, что они все уже просчитали и выбрали первый - "продвинутый" - способ маршрутизации, что компьютерные системы, которые будут установлены на спутниках, все эти задачки решат запросто. И что проект будет реализован за два года (!) и закроет все (!) потребности в связи для регионов, телефонной связью не охваченных. Знакомясь с проектом, многие эксперты отнеслись к идее с очень большим скепсисом, но мир (в лице МККТТ и международного космического истэблишмента) выдохнул: "Ну, раз на компьютерах!" и согласился - тогда уже появились персоналки ("двушки"), но слово "компьютер" большинством людей, в том числе и теми, кто уже клал руки на keyboard, произносилось еще с придыханием...

А задачка-то, как и предполагалось, оказалась не по зубам: сначала пришлось все увеличивать и увеличивать компьютерные мощности на спутнике, наращивая его массу и задерживая разработку, так как маршрутизация давалась с трудом. А денежки все тратились, долги росли, запуск в космос все откладывался и откладывался. И вместо 91-го годом запуска стал 1998-й, а вместо маленьких и дешевых LEO получились, хотя и LEO, но сложные и дорогие...

Можно уверенно утверждать, что главной причиной столь длительной задержки было неверное техническое решение о переносе всех задач по коммутации каналов на спутник. Даже теперь, после грандиозного прогресса компьютерных технологий, это дело совсем не простое. Но понять разработчиков Iridium можно. Ими руководило не только заманчивое желание "переплюнуть всех" в новейших технологиях, они пытались уйти от земных проблем - при альтернативном способе маршрутизации пришлось бы не только выложить за наземные станции (их же надо много!) очень приличные суммы, но и вести долгие и трудные переговоры с властями разных стран об установке и подключении станций к национальным телефонным сетям.

Однако помимо неверной схемы маршрутизации автономной системы связи были и другие ошибки.

- Поскольку не были согласованы шлюзы и регламенты работы с национальными сетями возникли проблемы интеграции с наземной инфраструктурой во многих регионах, . Так, например, в Мексике Iridium не имеет выхода в телефонную сеть общего пользования, поэтому космической связью можно пользоваться лишь в том случае, если оба абонента имеют спутниковый терминал. Так же обстоит дело и в России, где имеется лишь шлюз с сотовой сетью GSM.

- Если бы Iridium был реализован вовремя, то запланированные тарифы были бы сравнимы с тогдашними инмарсатовскими расценками (около 10 долларов за минуту разговора), да и стоимость обычной международной связи была далеко не теперешней. Но мир шел вперед, тарифы снижались, а Iridium "застыл" на месте. Более того, на проект ушло много "дополнительных" миллиардов долларов, которые инвесторы хотели бы получить обратно. И с процентами! А ведь желательно еще и прибыль получать...

- В свою очередь, высокие тарифы, отсутствие прямого выхода в телефонную сеть и дороговизна терминалов отпугнули массового пользователя. Вдобавок ко всему энергетические характеристики радиосигналов зачастую не позволяют пользоваться связью в закрытом помещении или в автомашине. Вот и получился вместо бурного потока глобально собираемых доходов маленький ручеек...

Самое смешное, что еще осенью прошлого года крупные чиновники Iridium выражали уверенность в том, что даже при тарифе 7,5 доллара за минуту через полгода они будут иметь не менее 350 тыс. пользователей по всему миру. Вы можете сказать, что это их проблемы. Может быть. Но интересно проследить, как самонадеянность и вера во всемогущество техники могут ослепить даже весьма прагматичных и трезвомыслящих людей. И не только тех, кто задумывал Iridium.

ICO

Проект организации глобальной телефонной связи ICO, разрабатываемый под эгидой корпорации Inmarsat, относится к разряду МЕО-систем. К 2000 году предполагалось запустить двенадцать спутников (из которых два запасных) на две наклонные круговые орбиты высотой чуть больше 10 тыс. км. Орбиты и число спутников выбраны так, чтобы в пределах видимости наземных терминалов находилось не менее двух спутников под углом не менее 30. к горизонту. Кодовое разделение каналов (CDMA) позволяет работать одновременно с двумя спутниками (кодовый сигнал складывается по мощности, что в общем случае помогает избежать эффекта интерференции при приеме прямого и отраженных сигналов) и обеспечивает наивысшее по сравнению с другими методами число одновременно работающих каналов. Средняя мощность наземного терминала не должна превышать 0,25 Вт (сотовые телефоны обычно имеют среднюю мощность около 0,25-0,6 Вт).

В отличие от Iridium, проектировщики ICO выбрали второй способ маршрутизации. Предусмотрено двенадцать наземных станций, на которые спутники ICO ретранслируют поступающие сигналы. Станции, сопряженные с наземными телефонными сетями и сетями сотовой связи, могут работать не только в стандарте CDMA, но и в местных стандартах сотовой связи (GSM - в Европе, JDC - в Японии, DAMPS - в Северной Америке). Так же "многостандартно" могут работать и карманные терминалы. С ростом числа пользователей будут запускаться дополнительные спутники.

Все было бы хорошо, но стоимость разработки комплекса ICO (включая разработку спутников нового поколения, наземных станций и пользовательских терминалов) тоже потянула на миллиарды долларов. Спутники, несмотря на относительную (по сравнению с Iridium) простоту, оказались тяжелыми, и их запуск будет осуществляться американскими ракетами Delta поштучно. Эксплуатация будущей системы тоже получается не дешевой. Поэтому опустить плановую стоимость минуты разговора ниже 1,5 доллара не удалось. А тут еще компания Iridium "подгадила" своим банкротством и напугала инвесторов проекта ICO, которому для продолжения работ требовалось очередное вливание размером 0,6 млрд. долларов. В итоге через две недели после банкротства Iridium, несмотря на все преимущества, о своей несостоятельности объявила и корпорация ICO.

Globalstar

Цепная реакция банкротств может в какой-то мере поколебать планы другого большого проекта - Globalstar, выходящего на финишную прямую. Уже запущенные 40 (из 48) LEO-спутников вращаются по восьми наклонным орбитам, обеспечивая сплошное покрытие поверхности Земли в пределах .70. от экватора при углах связи более 30. над горизонтом. Причем в поясах между 25. и 50. северной и южной широты зона видимости будет перекрываться не менее чем двумя спутниками. Почему-то разработчики Globalstar решили, что людям, забравшимся выше 70-х параллелей, связь не нужна, поэтому спутники Globalstar в тех краях не летают, а по-моему, как раз там потребность в спутниковой связи особенно остра.

В Globalstar, подобно ICO, использовано кодовое разделение каналов и предусмотрено сложение сигналов со спутников, одновременно видимых из точки приема. Как в ICO и Iridium, антенные диаграммы имеют "фасеточное" строение, но в отличие от тех проектов они вытянуты в эллипсы для увеличения длительности пребывания пользователя в пределах одного фасета. Globalstar предполагает организацию пакетной передачи данных со скоростями 1,2; 2,4; 4,8 и 9,6 кбит/с. Уже развернута большая часть сети из 100-210 наземных станций-ретрансляторов, одновременно являющихся шлюзами в местные телефонные сети общего пользования. Причем здесь менеджеры Globalstar поступили хитрее всех. Организовав совместные предприятия с национальными операторами телефонной связи, менеджеры возложили на них все расходы по построению наземной структуры, соблазнив будущими прибылями от эксплуатации системы! У нас такое соглашение заключено с "Ростелекомом" (СП называется "Глобалтел"), а наземные станции разворачиваются в Павловском Посаде под Москвой, в Новосибирске и Хабаровске. Этим выстрелом Globalstar убил сразу несколько зайцев - все проблемы с бюрократической увязкой, лицензированием, выделением площадей под станции, набором персонала, расходами по эксплуатации ложатся на местных операторов. Они же, кровно заинтересованные теперь в успехе проекта, будут лезть из кожи вон, чтобы набрать как можно больше пользователей. Таким образом, Globalstar лучше конкурентов защищен от провала: во-первых, собственные расходы гораздо скромнее, во-вторых, слишком много сил заинтересовано в жизнеспособности системы, и, наконец, даже если не удастся заполучить большое число клиентов, бремя потерь ляжет не только на инициаторов проекта, но и на местных операторов связи.

Кстати, простейшая в сравнении с другими проектами "полезная нагрузка" в виде "прозрачных" ретрансляторов значительно повышает потенциальную надежность и долговечность спутников. Globalstar будет использовать универсальные спутниково-сотовые терминалы, совместимые с сотовыми сетями. Кроме того, хитрые глобалстаровцы даже предусмотрели специальную приставку для связи из автомобиля, разработали беспроводные таксофоны, которые могут автономно работать где угодно, лишь бы на крыше будки была солнечная батарея.

Но как бы ни были мудры и хитры деятели из Globalstar, потенциальный круг пользователей может оказаться узок - себестоимость минуты связи остается выше, нежели в наземных сетях, а охват пользователей в каждой зоне отстает даже от простенькой районной АТС.

Teledesic

Изложенные в других врезках "сомнения" в определенной степени относятся и к этому классу тяжелых LEO-спутников, на которых предполагается построить широкополосную мультимедийную систему связи, иногда называемую также "спутниковым оптоволокном". Изначально проект стоимостью 9 млрд. долларов предусматривал запуск 924 спутников (840 рабочих и 84 запасных), вращающихся по 21 орбите (по 44 на каждой). Такая сверхплотная загрузка космоса спутниками планировалась для повышения надежности связи. После дополнительных расчетов (и изучения опыта конкурентов? - М.Б.-З.) амбиций поубавилось, и сейчас в проекте осталось 12 полярных орбит с 24 активными спутниками на каждой. Планируется обеспечить вероятность ошибки передачи не хуже, чем в оптоволоконных каналах, - порядка 10-10, время выделения канала не более 50 мс и задержку при передаче между оконечными точками от 20 до 75 мс на расстояниях не более 5 тыс. км (сравните с тем, что гарантируют современные оптоволоконные сети: UUNET и Concentric - 150 мс, AT&T WorldNet - 100 мс, Sprint - 140 мс).

Чтобы вы смогли представить всю "крутизну" проекта, я подробно опишу антенную систему спутников. Задумано, что установленные на борту перестраиваемые антенны должны следить за территорией, над которой пролетает спутник, для чего в них закладываются подробные карты местности (как в управляемых крылатых ракетах). Земная поверхность разбивается приблизительно на 20 тыс. квадратных суперячеек (со стороной около 160 км), которые, в свою очередь, делятся еще на 9 ячеек. Антенное пятно спутника покрывает максимум 64 суперячейки. Канальные ресурсы (частоты и таймслоты) жестко привязаны к земной территории, поэтому наземные терминалы работают в пределах зоны 50х50 км на одних и тех же частотах и в фиксированных таймслотах, независимо от того, какой спутник пролетает над головой. Бортовая база данных спутников выдает параметры ячеек, контуры которых могут совпадать с границами стран или регионов (чтобы, например, выключать спутники над страной, не обслуживаемой системой Teledesic). Таким образом, система предусматривает частотное, временное и пространственное разделение каналов. Каждая суперячейка обслуживается выделенным для нее одним приемным и одним передающим антенным лучом, а каждый луч циклически сканирует 9 ячеек в пределах суперячейки с периодом, равным 23,11 мс. Каждый луч поддерживает 1440 базовых каналов на 16 кбит/с, а каждый спутник - 10 тыс. каналов.

Использование каналов миллиметрового диапазона волн Ка (18-30 ГГц) имеет существенный недостаток - зависимость прохождения волн от состояния атмосферы. А ведь планируется создать систему, не уступающую по надежности оптоволокну, включая реализацию высокоскоростных транспортных протоколов. Таким образом, требуется гарантированное прохождение сигнала в каналах связи Земля-спутник-Земля, то есть хорошая и устойчивая энергетика. Но дождь, густая облачность, не говоря уже о смоге и пылевых облаках, резко снижают энергетику радиолинии, поэтому система способна обеспечить уверенный прием только при очень высоких углах спутника над горизонтом, когда луч проходит через атмосферу кратчайшим путем.

По проекту, каждый из спутников группировки связан с восемью ближайшими соседями, работая как коммутатор в многосвязной сети с пакетной коммутацией сигналов, подобной АТМ-протоколу. Полоса пропускания каждой межспутниковой линии составляет 155 Мбит/с. Наземные станции Teledesic имеют шлюзы в наземные оптоволоконные сети связи. Скорость передачи в наземно-космической опорной сети лежит в диапазоне от 155 Мбит/с до 1,24 Гбит/с. Кроме стационарных шлюзов (конкретные параметры которых находятся в стадии эскизного проектирования), Teledesic предусматривает использование широкого спектра мобильных терминалов - от простейших, обеспечивающих работу в одном базовом канале на 16 кбит/с, до сложных многоканальных с полосой 2,048 Мбит/с и антеннами диаметром от 8 см до 1,8 м при средней выходной мощности наземного передатчика от 0,01 Вт до 4,7 Вт. Последнее число, хотя и не относится к мобильным терминалам, выглядит страшновато. (В 70-е годы, когда еще не было хорошей измерительной техники для гигагерцовых частот, мы проверяли выходную мощность одноваттного передатчика пальцем, поднося его к выходу волновода: если палец греется, значит, передатчик работает. Конечно, все зависит от мощности, но можно точно сказать, что излучения в миллиметровых диапазонах пока изучены довольно плохо.)

И помяните мои слова: или этот проект начнет загибаться вслед за Iridium и ICO, или описанная выше "крутизна" будет существенно урезана.

Региональные линии

Конечно, если бы было возможно "сплести" такую оптоволоконную сеть, которая соединила бы любой город, поселок и хутор друг с другом, спутниковая связь оказалась бы лишней. Но такой сети нет и, вероятно, никогда не будет даже в Штатах. И тут спутниковые системы оказываются вне конкуренции в прямом и переносном смысле. Для создания региональных сетей могут использоваться практически любые спутники. Например, на геостационарах строят:

А - Системы магистральной связи "точка-точка", особенно актуальные в странах с неразвитой наземной инфраструктурой. В таких системах применяются большие наземные станции с 16-32-метровыми антеннами приема и передачи больших потоков телефонной связи и данных, с относительно постоянным заполнением канала. Поскольку в природе этого не бывает - ночью люди, как правило, спят, - экономический КПД такого подключения редко превышает 20-30 процентов. Аналогичные системы, только меньших масштабов, применяются и для создания временных каналов (например, для организации репортажей "с места события").

Б - Корпоративные или/и региональные системы связи VSAT, включающие центральную наземную станцию, коммутирующую подобно обычной АТС телефонный трафик по запросам местных абонентов, использующих дешевые терминальные станции. Применяемая "коммутация каналов по запросу" (DAMA) позволяет рационально расходовать ресурс спутникового транспондера и, следовательно, экономить на аренде дорогого канала. Кроме того, VSAT-системы позволяют строить наземные станции с небольшими антеннами, на что, собственно, и указывает их название [3]. Арендуемый спутниковый канал по порядку величины равен каналу одной терминальной станции, которой обычно много не надо - 64 или 128 кбит/с, и уж никак не больше 2 Мбит/с. Такие системы в большом количестве работают и в США, и в Канаде, многие почтовые ведомства стран Африки, Азии и Океании используют VSAT-системы. У нас же они почему-то встречаются нечасто, несмотря на свою эффективность. Так, например, для охвата современными видами связи всех крупных населенных пунктов Омской области достаточно установить 11-12, а для огромного Красноярского края всего 16-18 VSAT-станций и создать инфраструктуру последней мили в виде проводных и/или радиосетей. Цены на VSAT-терминалы стремительно снижаются (если в 1993 году приходилось платить больше 300 тыс. долларов за станцию, то сегодня цена упала до 20 тыс. долларов), но для построения законченной системы заказчику придется оплатить еще на порядок более дорогую центральную станцию (HUB), да и сравнивать расходы надо с альтернативами, которые зачастую оказываются еще дороже.

В - Обслуживание низкоскоростных телефонных и цифровых каналов системы Inmarsat, изначально предназначенной для связи между судами. Поэтому, кстати, наземные станции коммутации до сих пор носят название береговых, хотя компания Inmarsat давно занимается телефонным обслуживанием и на суше [4]. Принцип, примененный в системе Inmarsat, прост: сигнал от мобильного терминала через спутник передается на береговую станцию, которая осуществляет коммутацию, либо отправляя его назад через спутник на другой такой же терминал, либо выводя в ТфОП.

Г - Широковещательные и заказные радио- и ТВ-трансляции. К этой же категории можно отнести и системы, предназначенные для проведения видеоконференций, дистанционного образования и т. п.

Д - Осуществляемые в последнее время проекты по широкополосному доступу (канал до 400 Мбит/с "вниз") к Интернету.

Спутниковые системы с высокоэллиптическими орбитами также используются для построения региональных сетей связи, при этом они могут закрывать полярные районы, недоступные для геостационаров. Так, система "Молния" используется не только для ретрансляции ТВ-сигнала из Москвы на Север и Дальний Восток, но и для организации связи с этими регионами. Но гораздо более перспективны системы связи на среднеорбитальных и низкоорбитальных спутниках, работающих с дешевыми и простыми наземными станциями. Правда, пока большинство проектов МЕО и LЕО ориентируются на персональную связь, но их разворот в сторону региональных сетей - вопрос исключительно времени.

Действительно, обычная диаграмма направленности бортовых антенн таких спутников имеет пятно диаметром порядка 3 тыс. км, что вполне достаточно практически для любых региональных сетей. То есть каждый спутник может в течение 1-2 часов для МЕО и 10-15 минут для LEO передавать внутрирегиональные потоки без ретрансляции сигналов через другие спутники или наземные станции, что позволяет значительно упростить начинку станций, антенн и самих спутников и избавиться от головной боли из-за задержек распространения сигналов. А применение широкополосных транспондеров в сверхвысоких диапазонах волн предоставит требуемые полосы для междугородних каналов связи, при этом становится технически простым не только предоставление канала по требованию (DAMA) и связь "каждый с каждым", но и динамическое распределение емкости спутникового транспондера.

Местная связь

В сетях общего пользования местная связь ограничивается пределами одного города или сельского района (зона ответственности одной АТС). Это самый "оживленный" сегмент, в 10-50 раз [5] превышающий по интенсивности междугородний и тем более международный. И тут спутникам делать нечего - не потянут они такой нагрузки, как не потянут и нагрузки даже небольшой сотовой сети связи. Широко рекламируемые низкоорбитальные группировки как системы, решающие проблему "последней мили" для сетей общего пользования (телефонных, Интернета, интерактивного телевидения и т. д.), к сожалению, с этой задачей справиться не смогут. Судите сами, даже при полосе в 155 МГц можно обеспечить максимум (при всех ухищрениях) от 1,2 до 3,5 тыс. телефонных каналов в зоне диаметром 100 километров, то есть меньше трети емкости обычной районной АТС. И стоит ли тогда говорить об этом? Так что проблема последней мили в сетях массового пользования пока, видимо, остается на Земле.

Персональная связь

Персональная спутниковая связь - это временно сформированная единоличная линия связи, заменяющая собой все сегменты ТфОП и идущая от пользовательского терминала прямо в "облако" сети связи.

Наверное, первой спутниковой системой персональной связи был Inmarsat. Позднее был запущен советский секретный, как и все, что касалось космоса в СССР, "Гонец". Не так давно был создан его "общегражданский" вариант, а сейчас планируется и его "заапгрейдить". Но, к сожалению, то ли по традиции, то ли по причине слабого маркетинга, информация о нем очень скудна, и лично я не знаю людей или организаций, которые бы пользовались услугами "Гонца". Среди "последователей" (см. таблицу) - и работающий Iridium, и почти полностью готовый Globalstar, и ICO, - все они предполагают предоставление персональных телефонных, пейджинговых и навигационных услуг в глобальном масштабе и рассчитывают на тот слой пользователей, что носит сегодня в карманах трубки сотового телефона. Особняком стоит не совсем персональный Teledesic со своими 288 спутниками, предполагающий дать мультимедийный сервис с каналами до 155 Мбит/с "вниз" и до 2 Мбит/с "вверх". Запланированная стоимость проекта приближается к 10 млрд. долларов, но, как правило, реальная стоимость бывает значительно выше (по закону Мэрфи, ее, как известно, нужно умножать на е"2,71). Teledesic - пока единственный проект, получивший лицензию на глобальное использование сверхвысокого частотного диапазона, и уже запущен первый спутник для проверки качества связи. Теперь участники проекта будут добиваться лицензирования в каждой стране, с которой собираются работать, а это очень длительный и весьма расходный бюрократический процесс. Но деньги у них есть - проект курируется Биллом Гейтсом, да и какой-то прогрессивный арабский принц подкинул 200 миллиончиков на первые расходы.

Система	Основной инвестор	Ввод в строй	Число и вид спутников	Сервис	Стоимость (млрд. долларов)	Пропускная способность
Odyssey	Orbcomm, TRW	Отменен	12 (+3) МЕО	телефон, факс, пейджинг, данные, навигация	1,8	3000-9500 каналов 4,8 кбит/с
ICO	Inmarsat	2001 г.	10 (+8) MEO	телефон, факс, пейджинг, данные, краткие сообщения	2,2	4500 каналов 4,8 кбит/с
Iridium	Motorola	1998 г.	66 (+6) LEO	телефон, данные, факс, навигация	3,7	1100 каналов 2,4-4,8 кбит/с
Globalstar	Loral, Qualcomm	2000 г.	48 (+8) LEO	телефон, факс, пейджинг, данные, краткие сообщения	2,6 без наземных станций	2000-3000 каналов 2,4-4,8 кбит/с
Teledesic	Gates, McCaw, Motorola	2003 г.	288 LEO	телефон, данные, Интернет, факс, пейджинг, видео	9	до 10000 каналов 16 кбит/с (вниз до 155 Мбит/с, вверх до 2 Мбит/с)
Astro Link	Lockheed Martin	2001 г.	9 GEO	телефон, данные, Интернет, факс, пейджинг	4	от 128 кбит/с до 10 Мбит/с
CyberStar	Loral	1999 г.	3 GEO в 2001 г.	телефон, данные, Интернет, факс, пейджинг	1,6	вниз 6 Мбит/с, вверх 2,5 Мбит/с
Halo	Angel Technologies	2000 г.	Самолеты	телефон, данные, Интернет, факс, пейджинг	Нет сведений	до 10 Мбит/с в обоих направлениях
Skybridge	Alcatel, Loral	2001 г.	Сначала 32, затем до 80 LEO	телефон, данные, Интернет, факс, пейджинг, навигация	4,2	вниз 20 Мбит/с, вверх 2 Мбит/с
Sky Station	Sky Station International	2002 г.	250 воздушных шаров на высоте 12 миль	телефон, данные, Интернет, факс, пейджинг	Нет сведений	вниз 10 Мбит/с, вверх 2 Мбит/с
Spaceway	Hughes Electronics	2002 г.	2 GEO и 1 MEO, позднее до 16 GEO и 20 MEO	телефон, данные, Интернет, факс, пейджинг	3,5	6 Мбит/с

А еще на подходе проекты персональной связи Skybridge (LEO) и Astrolink (GEO), проект корпорации Hughes и еще целого ряда других организаций. Их цель - создать системы, обеспечивающие трансляцию сигналов в полосе шириной до 400 Мбит/с и широкополосную связь в полосах до 64 Мбит/с. Преимущества таких систем очевидны: широкая полоса - значит, любой вид связи, включая интерактивное телевидение, а многоканальность - большее число пользователей. Там уже можно применять пакетную АТМ-коммутацию, вводить элементы интеллектуальных сетей связи и тому подобных современных телекоммуникационных и компьютерных технологий. Это системы уже не очень отдаленного будущего, - в сочетании с высокоскоростными наземными оптоволоконными магистралями они скоро обеспечат переход на персональное массовое информационное обслуживание, предоставив практически каждому человеку Земли возможность доступа к всемирным информационным ресурсам. И не за очень дорого. Общими (но не объединенными) усилиями планируется довести потенциальный ресурс таких систем до 20 тыс. одновременных пользователей в зоне диаметром 350 км и обеспечить интерактивный обмен данными. По прогнозам специалистов, в ближайшие пять лет рынок средств широкополосной мультимедийной связи станет преобладать над сегодняшним "узкополосным" рынком. Причем не менее четверти рынка будет обеспечиваться именно за счет систем спутниковой связи.

1 (обратно к тексту) - Те, кто раньше звонил по международным линиям, с этим сталкивались: скажешь слово, а оно через секунду возвращается к тебе обратно почти с такой же громкостью - без привычки столбенеешь.

2 (обратно к тексту) - Понять их, кстати, можно. Дело в том, что, к примеру, объем буфера в реализациях протокола TCP/IP в Win95/NT составляет по умолчанию 64 Кбит. Это означает, что независимо от теоретической пропускной способности канала на подтверждение передачи любых 64 Кбит уходит около полусекунды, то есть реальный канал окажется всего 128 кбит/с толщиной, а перенастраивать Windows всех пользователей не заставишь... Есть и другие "протокольные" проблемы, вроде согласования скорости передачи. В общем случае GEO-спутники всегда неэффективны при частой передаче с подтверждением, например - запросов к базам данных (пусть даже очень короткими пакетами). - М.Б.-З.

3 (обратно к тексту) - В переводе с английского VSAT означает "терминал с очень маленькой антенной".

4 (обратно к тексту) - Одним из "сухопутных" пользователей Inmarsat был Джохар Дудаев, как раз говоривший по своему спутниковому телефону, когда, согласно легенде, его и накрыла ракета.

5 (обратно к тексту) - По статистике в российских телефонных сетях 90 процентов вызовов - местные, 8-10 - междугородные и 1-3 процента - международные. Для сетей сотовой связи характерно соотношение 85-10-5% соответственно, а в Интернете роль междугородных и международних вызовов еще выше.