6.1 Спутниковые системы связи

История спутниковых систем связи (ССС) начинается с самых первых шагов освоения космоса. 4 октября 1957 года был успешно выведен на орбиту первый искусственный спутник Земли „Спутник-1“ (СССР, вес 83,6 кг), а уже 12 августа 1960 года Соединенные Штаты Америки осуществили успешный запуск первого спутника связи Есhо-1. Он представлял собой надувной шар диаметром около 30 м (100 футов) с металлизированной оболочкой и был выведен на орбиту высотой около 1,5 тыс. км. Есhо-1 – первый и последний пассивный ретранслятор, работавший за счет отражения от поверхности оболочки направленного радиосигнала. Спутник служил для экспериментальных целей, в дальнейшем направление пассивных ретрансляторов в силу своей неэффективности развития не получило.

Первый активный ретранслятор – спутник Telstar I (США) – был выведен в космос 10 июля 1962 года. Его орбита оказалась в районе так называемого первого радиационного пояса Ван-Аллена и в результате бортовое электронное оборудование вышло из строя за несколько недель. В 1963 году США запускают спутник Telstar II, в котором была усилена радиационная защита. Telstar II и стал первым стабильно работающим спутником связи. Он позволял передавать один телевизионный канал или 60 дуплексных телефонных каналов, через него впервые была организована успешная трансатлантическая телепередача. Недостатками Telstar II были низкая орбита и малая мощность бортового передатчика (около 2 Вт), что требовало применения больших наземных антенн со сложной системой сопровождения. К тому же слабая энерговооруженность спутника делала невозможными продолжительные сеансы связи.

В 1963 году начались запуски спутников серии Syncom на геостационарные орбиты. Первые две попытки (14 февраля и 26 июля 1963 года) оказались неудачными, с третьей попытки (19 августа 1964 года) на геостационарную орбиту был выведен спутник Syncom-3. Связь через него обеспечивали две наземные станции с 9-метровыми антеннами, этот спутник использовался для трансляции Олимпийских игр 1964 года, проходивших в Токио.

На следующий день после запуска Syncom-3, 20 августа 1964 года, представители 11 государств под эгидой США подписали соглашение о создании международного консорциума спутниковой связи „Интелсат“. 6 апреля 1965 года консорциум запустил свой первый спутник Early Bird („Ранняя пташка“). Это был первый коммерческий спутник связи, он был оснащен двумя транспондерами (комплектами приемопередающего оборудования, обслуживающими один канал) для работы в канале шириной 25 MHz и поддерживал одновременную работу одного телевизионного

Рис. 7 Глобальные спутниковые системы

140

канала и 480 голосовых каналов. Сегодня в консорциум „Интелсат“ входят 134 государства, он обеспечивает передачу 2/3 всех международных голосовых каналов и целый ряд других телекоммуникационных приложений. Современный спутник Intelsat VI обладает пропускной способностью 80 тысяч голосовых каналов.

Первый советский спутник связи „Молния-1“ был выведен (также с третьей попытки) на высокоэллиптическую орбиту 23 апреля 1965 года. Этим запуском было положено начало развития региональных спутниковых систем связи [59].

Различные свойства спутниковых систем связи напрямую зависят от высоты и типа орбит их космических аппаратов (спутников), а также от их числа в составе орбитальной группировки. По современной классификации выделяют четыре основных типа орбит в зависимости от их высоты:

• низкоорбитальные группировки (LEO – low earth orbit) с высотами порядка 500 – 2000 км;

• средневысотные группировки (MEO – medium earth orbit) с высотами порядка 5 – 15 тыс. км (расположены между первым и вторым радиационными поясами Ван-Аллена);

• геостационарные орбитальные группировки (GEO) на фиксированной высоте 36 тыс. км (точнее – 35875 км [31]);

• орбитальные группировки на высокоэллиптических орбитах (HEO) [59].

Некоторые источники, например [1], выделяют пять основных групп спутниковых систем связи: little LEO, big LEO, МEO, НEO и GEO. Классификация спутниковых систем связи по группам, а не по типу орбит, безусловно, тоже имеет право на существование, так как она помимо высоты орбиты учитывает такие параметры, как масса космических аппаратов и вид работы системы.

Другими параметрами орбит спутников связи являются угол наклонения плоскости орбиты к плоскости экватора (экваториальные, полярные и наклонные орбиты) и форма орбиты (круговые и эллиптические орбиты), а также скорость движения. Спутник, имеющий круговую орбиту, движется по ней с равномерной скоростью и высота его полета над поверхностью Земли почти неизменна. Высота полета спутника, движущегося по эллиптической орбите, меняется от наименьшего значения – перигея до наибольшего – апогея, при этом его скорость будет максимальной в перигее и минимальной в апогее. Иными словами, область апогея спутник проходит сравнительно медленно, а область перигея – быстро. Спутник на круговой экваториальной орбите, имеющий период обращения Т = 24 ч и синхронный с Землей, фактически будет неподвижно

141

висеть над определенной точкой земной поверхности. Такая орбита называется геостационарной [31].

Как уже упоминалось ранее, структурно спутниковая система связи представляет собой систему связи с одним ретрансляционным пунктом, находящимся на борту искусственного спутника Земли и покрывающим определенную территорию. Если предполагается построение глобальной системы связи, количество спутников может быть увеличено (от 3-х до нескольких десятков в зависимости от типа орбиты), в этом случае принято говорить о спутниковой группировке [31].

Спутниковые системы связи используют для работы сантиметровый радиодиапазон, причем названия конкретных диапазонов распределяются у них следующим образом [61]:

Источник [59] приводит несколько иное распределение диапазонов:

Для создания глобальной спутниковой группировки на геостационарной орбите (GEO) достаточно трех спутников на высоте 36 тыс. км (35875 км) с интервалом в 120⁰, один спутник будет покрывать 34% земной поверхности, вся группировка покроет примерно 98% поверхности (за исключением небольших областей вблизи Северного и Южного полюсов). Но за счет большой высоты орбиты величина задержки радиосигнала может составлять около 600 мс, хотя для речевого сигнала она не должна превышать 250 – 300 мс [31, 61]. В то же время есть ряд технологий, позволяющих обойти этот недостаток.

Если необходимо построить глобальную спутниковую группировку на основе средневысотных спутников (МЕО), понадобится вывести на орбиту 8 – 12 спутников на высоты от 5 до 15 тыс. км, зона покрытия одного спутника

142

будет составлять 25 – 28% земной поверхности, а задержка сигнала составит 250 – 400 мс. Один спутник МЕО находится в зоне обслуживания примерно 1,5 – 2 часа. Такие системы более приспособлены для организации радиотелефонной связи, их развертывание технически проще осуществимо и обходится дешевле, чем построение группировки LEO [61].

Глобальные спутниковые группировки на основе низкоорбитальных спутников LEO используют большое количество спутников (48 – 70 и более). Высота орбиты такого спутника составляет 700 – 2000 км, а зона покрытия 3 – 7% земной поверхности. Один спутник находится в зоне обслуживания весьма ограниченное время (около 10 – 14 минут) и для обеспечения непрерывности связи необходима своевременная смена уходящего за линию горизонта спутника другим. Главное преимущество LEO-группировок – незначительная высота орбиты спутников и, как следствие, минимальный уровень величины задержки речевого сигнала (170 – 300 мс), который является приемлемым для телефонии без какой-либо коррекции эхо-сигнала. С другой стороны, существенным недостатком систем LEO является сложность разворачивания такой группировки и высокая стоимость поддержки ее работоспособности [61].

Срок жизни искусственных спутников Земли весьма ограничен. Для группировок GEO и MEO он составляет 10 – 15 лет, для группировок LEO – 5 – 7 лет. Срок жизни спутников группировок HEO несколько меньше, чем у GEO и MEO, но больше, чем у LEO. Ограниченность срока жизни спутников заставляет компании, эксплуатирующие спутниковые системы связи, постоянно выводить на орбиту новые спутники взамен вышедших из строя, а также постоянно иметь на орбите избыточное количество спутников, часть из которых находится в резерве.

Любая спутниковая система связи состоит из трех сегментов: пользовательского, спутникового и сегмента управления. Пользовательский сегмент – это сеть фиксированных или подвижных абонентских станций, спутниковый – собственно сама спутниковая группировка, а наземный сегмент управления состоит из центра управления системой, центра управления связью и шлюзовых станций. Центр управления системой осуществляет слежение за спутниковой группировкой, расчет координат отдельных спутников, диагностику бортовой аппаратуры, передачу командной информации. Центр управления связью планирует спутниковый ресурс и через шлюзовые станции проводит анализ работы оборудования. Шлюзовые станции обеспечивают взаимодействие нескольких спутников внутри группировки и осуществляют сопряжение спутниковой системы связи с наземными системами связи [59, 61].

У спутниковых систем связи возможны три основные направления передачи информации: Земля – спутник (восходящий канал), спутник – Земля (нисходящий канал) и спутник – спутник. В последнем случае бортовая аппаратура спутника связи может выполнять функцию

143

маршрутизации трафика. Современные спутники связи, как правило, одновременно поддерживают несколько независимых каналов приемопередачи (стволов или транспондеров) [59].

С точки зрения зоны обслуживания спутниковые системы связи делят на глобальные (охватывающие значительную часть территории Земли) и региональные (обслуживающие определенную территорию или отдельную страну). Характерные примеры глобальных спутниковых систем связи – Intelsat, Inmarsat, Inmarsat-P, Odyssey, Ellipso, ICO, Iridium, Globalstar, Orbcomm, а региональных – „Молния“, Eutelsat, Arabtelsat, Emsat, Thuraya, Ямал [59, 63, 64].

Традиционно спутниковые системы связи (ССС) делят на системы фиксированной спутниковой связи (СФСС) и подвижной спутниковой связи (СПСС), хотя сегодня это деление достаточно условно и оно скорее определяется особенностями законодательства в области связи, чем техническими возможностями. В настоящее время спутниковые системы скорее нужно классифицировать в зависимости от максимально возможной скорости передачи данных [59].

Несколько слов о методах множественного доступа, применяемых в системах спутниковой связи. Самым первым был реализован метод множественного доступа с частотным разделением каналов FDMA, ему на смену пришел метод множественного доступа с временным разделением каналов TDMA. Весьма перспективным считается метод множественного доступа с кодовым разделением каналов CDMA, который был реализован в самых последних системах (Omnitracs, Globalstar и Ellipso). Именно на методе CDMA в различных вариациях этой технологии основывается большинство проектов перспективных систем спутниковой связи. Все эти методы подробно описаны в разделе 4 Сотовые (территориальные) системы данной работы, поэтому останавливаться на подробном их рассмотрении мы не будем.

Еще один перспективный метод множественного доступа – мультиплексирование посредством ортогональных несущих (OFDM). Он требует относительно сложных средств цифровой обработки сигнала, поэтому до определенного момента не получил должного распространения. На основе данной технологии построен стандарт цифрового телевизионного вещания DVB и его спутниковый вариант DVB-S [59].

Системы спутниковой связи, использующие группировки GEO и HEO, применяются в основном для организации магистральной связи. У таких систем приемопередающие абонентские станции имеют большую массу, габариты и стоимость. В то же время системы, использующие низкоорбитальные спутниковые группировки LEO, позволяют снизить требования к энергетическим параметрам радиолиний и иметь на Земле малогабаритные абонентские терминалы с антеннами сравнительно небольших размеров [31].

144

В качестве примера приведем краткое описание нескольких спутниковых систем связи, часть из которых была реализована, а часть так и осталась в виде проектов.

Inmarsat. В ноябре 1973 года Международная морская организация (ИМО), входящая в ООН, на своей ассамблее приняла решение создать международную спутниковую систему для обеспечения надёжной связи судов, находящихся в море. В соответствии с этим решением на международной конференции была одобрена Конвенция о Международной организации морской спутниковой связи ИНМАРСАТ (англ. Inmarsat) и Эксплуатационное соглашение об ИНМАРСАТ. 16 июля 1979 года Конвенция и Эксплуатационное соглашение вступили в силу, с 1 февраля 1982 года международный консорциум приступил к коммерческой эксплуатации системы и начал предоставлять услуги [100]. В 1999 году международный консорциум Inmarsat был преобразован в частную компанию [59, 61].

Для организации системы связи были использованы спутники, выведенные на геостационарную орбиту высотой 36 тыс. км (GEO). Система Inmarsat состоит из трёх основных элементов: спутниковой группировки, центров спутниковой связи и абонентской аппаратуры. К 1992 году в системе Inmarsat работали более 12 тысяч абонентских станций спутниковой связи, подавляющее большинство которых было установлено на морских судах и буровых платформах. С самого начала эксплуатации Inmarsat предоставляла абонентам услуги спутниковой связи телексом, телефоном и фототелеграфом, а также услуги передачи данных. Основное достоинство применения данной спутниковой системы связи на море заключается в том, что капитан судна или диспетчер с самого начала её эксплуатации в 1982 году имел возможность установить связь с любым абонентом в любой точке Земли, имеющим телекс или телефон, независимо от времени суток и собственного местонахождения [100].

Предоставляет система Inmarsat и услуги спутниковой навигации. Судовые навигационные устройства работали на частотах 140 и 150 MHz и состояли из антенны, приёмной аппаратуры, аппаратуры распознавания сигналов спутника, эталона частоты, электронного вычислителя и средств отображения информации (видеоэкрана и печатающего устройства). После ввода в судовые устройства начальных координат прокладка курса велась автоматически без участия оператора. К 1992 году через систему связи Inmarsat работали около 12 тысяч судов, а средствами космической навигации были оборудованы около 50 тысяч судов [100]. Сейчас в связи с появлением новых более точных систем космической навигации данная функция системы Inmarsat становится менее востребованной.

В настоящее время система Inmarsat располагает орбитальной группировкой на GEO в составе 5 спутников Inmarsat I-3 третьего поколения (один из них – резервный) и образует глобальную систему связи. На

145

предыдущем этапе в группировку входили 4 спутника Inmarsat I-2 второго поколения, запущенные в 1990 – 1992 годах. Система работает в L и С-диапазонах и поддерживает несколько стандартов телефонной связи и низкоскоростной передачи данных. Основной недостаток системы Inmarsat – удаленность ее спутников, находящихся на GEO и связанный с этим комплекс проблем. Большинство современных абонентских терминалов Inmarsat либо выполнены стационарными, либо смонтированы на судах, автомобилях, самолетах и других транспортных средствах (в виде отдельного терминала или в составе телефонных установок). Существуют также носимые терминалы, однако самый портативный из них Inmarsat Mini-M весит около 3 кг и по размерам соответствует ноутбуку [59, 61]. Такая конструкция абонентских станций как раз и объясняется большой удалённостью спутников группировки от поверхности Земли и вызванной этим необходимостью использовать передатчики значительной мощности. Кроме того, в районах высоких широт возможны перерывы в связи, а в случае передачи сигнала бедствия он должен содержать данные о текущих координатах судна или самолёта (независимое определение координат терпящего бедствие судна или самолёта в системах GEO невозможно) [100].

11 марта 2005 года на орбиту был запущен первый спутник Inmarsat I-4 четвертого поколения. После построения спутниковой группировки четвертого поколения система Inmarsat сможет обеспечивать передачу данных на скоростях до 432 кбит/с и обеспечит совместимость с системами сотовой связи поколения 3G [59]. В 1995 году организация Inmarsat определила стандарт mini-M, который оговаривал возможность передачи данных со скоростью всего 2,4 кбит/с [93].

Интересно отметить, что на сегодня большинство успешных в коммерческом отношении спутниковых систем связи построены на основе геостационарных группировок GEO. Помимо Inmarsat можно упомянуть также Eutelsat, Intelsat и другие системы. И все-таки эти системы больше применимы не для радиотелефонной связи, а для радио- и телевещания, а также для организации фиксированной передачи данных [61].

Emsat. Региональная геостационарная спутниковая система связи, работающая на территории ряда европейских стран, северной части Африки и Азии, в том числе и на территории Украины. Предоставляет сервисы подвижной связи на различных видах транспорта, позволяет собирать контрольно-диспетчерскую информацию о движущихся объектах. Система обеспечивает абонентов телефонной связью, передачей данных на скоростях до 4,8 кбит/с (на 2002 год) и определяет их координаты с точностью до 30 м [61]. Данная система связи была введена в действие в 1999 году.

Thuraya. Региональная геостационарная спутниковая система связи, которая покрывает около 40% территории Земли (99 стран, включая Европу, Центральную Азию, Ближний Восток, полуостров Индостан, Северную и Центральную Африку). Космический сегмент системы к началу 2003 года

146

состоял из геостационарного спутника Thuraya-1, запущенного в октябре 2000 года российско-украинской ракетой Zenit-3SL с платформы в Тихом океане в рамках программы „Морской старт“. В перспективе предполагается дополнить его еще двумя спутниками. Спутник Thuraya-1 массой 5108 кг одновременно поддерживает 13750 каналов, рассчитанных на 1,75 млн. абонентов. Главная особенность Thuraya заключается в том, что возможна связь между абонентскими терминалами системы без участия наземного сегмента. Центр управления спутником и базовая станция сопряжения с наземными сетями расположены в городе Шардж (ОАЭ). Система работает в L-диапазоне, телеметрическая информация со спутника поступает в центр управления также в L-диапазоне.

Абонентский терминал Thuraya выполнен по принципу „трубка в руке“, он представляет собой двухстандартный (GSM/спутник) мобильный телефон с функцией GPS. Полную совместимость со стандартом GSM обеспечивает близкое родство протоколов верхнего уровня системы с протоколами GSM. Подключение терминала к спутниковой сети осуществляется при помощи специальной SIM-карты, при попадании в зону действия сотовой сети стандарта GSM терминал автоматически переключается на работу с ней.

В целом Thuraya можно признать одним из наиболее удачных проектов в области организации спутниковой связи. Скорость передачи данных при первоначальной реализации системы составляла 2,4, 4,8 и 9,6 кбит/с, в перспективе предполагается доведение этого показателя до уровня сотовых систем поколения 3G [62, 63].

Odyssey, Ellipso, Inmarsat-P, ICO. Среднеорбитальные глобальные спутниковые системы связи на основе группировок MEO. Система ICO потерпела финансовый крах [59].

Iridium, Globalstar, Orbcomm и др. Низкоорбитальные глобальные спутниковые системы связи на основе группировок LEO. Iridium и Globalstar стали первыми реально развернутыми глобальными системами спутниковой телефонии, у которых абонентский терминал был выполнен по принципу „трубка в руке“. С другой стороны, огромная сложность и высокая стоимость разворачивания и поддержания работоспособности группировки из 48 – 70 спутников, а также малый срок жизни самих спутников сделал эти системы нерентабельными. Кроме того, быстрое расширение радиопокрытия сотовых (территориальных) систем связи и значительное снижение тарифов на сотовую связь повлекли за собой дополнительный отток абонентов из этих сетей. В результате Iridium и Globalstar потерпели финансовый крах на свободном рынке, прошли через процедуру банкротства, однако продолжают использоваться военными, спецслужбами и аварийными службами, которые, по всей видимости, и осуществляют их основное финансирование.

Последнее утверждение наиболее ярко прослеживается на примере истории создания и развития спутниковой системы связи Iridium. Первые проекты системы относятся еще к 1987 году, у истоков ее создания стояла

147

компания Motorola Incorporated. В 1993 году для реализации проекта был создан международный консорциум Iridium Inс., который через три года – в 1996 году – был преобразован в Iridium LLС. Учредителями консорциума стали 16 стран, включая США, Россию и Китай, причем вклад последних двух стран выражался в предоставлении своих космических технологий, а главным разработчиком оборудования стала Motorola Incorporated. Всего для финансирования проекта было собрано около 5,5 миллиардов долларов.

В ходе 15 запусков на орбиту была выведена спутниковая группировка из 73 спутников (66 рабочих и 7 резервных) и в 1998 году система Iridium начала предоставлять услуги спутниковой связи. Помимо голосовой связи система могла передавать короткие сообщения на скорости 2,4 кбит/с. Максимальная емкость Iridium составляет 3 млн. абонентов. Прогнозировалось, что к 2000 году к Iridium подключится до 1,5 млн. абонентов, но в реальности абонентская база системы составила к середине 1999 года всего 63 тысячи клиентов (для полной окупаемости требовалось набрать не менее 400 тысяч клиентов). Такого количества абонентов было явно недостаточно для окупаемости системы, поэтому уже в августе 1999 года компания Iridium LLС официально обанкротилась и объявила о намерении ликвидировать свою спутниковую группировку. Но 12 декабря 2000 года фирма с названием Iridium Satellite LLC за 25 млн. долларов приобрела активы, спутниковую группировку и наземную сеть компании Iridium LLС. Через несколько дней новый владелец Iridium заключает долгосрочный контракт с Министерством обороны США на сумму 72 млн. долларов на предоставление услуг связи Министерству обороны и Государственному департаменту США. Согласно условиям этого контракта, 20 тысяч человек армейского персонала и сотрудников органов безопасности Соединенных Штатов могут неограниченное время пользоваться спутниковой связью.

Сеть Iridium возобновила работу в апреле 2001 года, несколько позже было возобновлено подключение к сети пользователей из других ведомств США, а также частных пользователей. Неожиданно востребованной Iridium оказалась после терактов 11 сентября 2001 года в Нью-Йорке и Вашингтоне, когда все другие средства беспроводной связи были выведены из строя или оказались заблокированными в результате локальных перегрузок. Спасатели, работающие на развалинах WТС в Нью-Йорке, в Пентагоне и на месте падения самолета в Пенсильвании, весьма эффективно использовали спутниковую связь для координации своих действий. Использовалась Iridium и в других странах после землетрясений, тайфунов и т. д. Таким образом, обозначилась основная сфера использования подобных систем: обеспечение связью удаленных военных и спасательных операций, спасательных операций в любой части света при выходе из строя всех других средств связи, судов, находящихся в открытом океане, рискованных экспедиций, гуманитарных служб, самолетов и т. д. Вряд ли данная сфера применения

148

сможет принести существенную прибыль, скорее всего Iridium так и останется убыточной системой, финансируемой в основном правительством США.

В начале 2002 года компания Iridium Satellite LLC вывела на орбиту еще пять дополнительных резервных спутников (первый запуск после 1998 года). Управление спутниковой группировкой Iridium осуществляет компания Boeing (США), которая фактически и являлась учредителем Iridium Satellite LLC. К началу 2008 года спутниковая система Iridium оставалась в строю и весьма успешно решала задачи обеспечения глобальной связью перечисленного выше весьма узкого и специфического сектора потребителей. В финансовом отношении она так и оставалась убыточной [62, 64].

Teledesic. Наиболее амбициозный проект построения низкоорбитальной глобальной спутниковой системы связи на основе группировки LEO, который так и не был реализован. Предполагалось, что система будет иметь орбитальную группировку в 288 спутников и работать в Ка-диапазоне. Проект оказался очень сложным и дорогим, он не выдержал конкуренции как с другими спутниковыми системами, так и с сотовыми системами связи [59].

„Гонец“, Orbcomm, Starsys, Faisat. Еще один вид низкоорбитальных спутниковых систем связи, так называемых little LEO. Спутниковые системы, работающие в частотном диапазоне ниже 1 GHz и выполняющие функцию передачи небольших объемов информации вне реального времени. Спутники системы „Гонец“ – ретрансляторы с зоной обслуживания диаметром около 5 тысяч километров, высота орбиты 1500 км, наклонение – 82,5⁰. Все подобные системы функционируют следующим образом: если принимающий абонент находится вне зоны действия ретранслятора, информация запоминается и передается абоненту при пролете спутника через его регион. Основное назначение этих систем – электронная почта и пейджинг. Они относительно просты и это существенно снижает стоимость их оборудования и услуг [59].

В последнее десятилетие широкое развитие получили спутниковые системы связи, использующие геостационарные спутниковые группировки GEO и стационарные наземные станции с очень малой апертурой антенн (VSAT – Very Small Aperture Terminal, диаметр антенн порядка 1,5 – 1 м) и их разновидность USAT – станции с ультрамалой апертурой антенн (диаметр менее 0,5 м) [59]. Антенны диаметром 0,5 – 0,6 м работают в Ка-диапазоне, 1 – 1,5 м – в Кu-диапазоне, 1,2 – 1,8 м – в С-диапазоне. В абонентских терминалах применяются маломощные передатчики (от 5 до 20 Вт), сами терминалы в большинстве случаев могут размещаться на территории абонента [61].

Возможности технологии VSAT огромны. Сети на базе современных мультимедийных VSAT-терминалов способны предоставить пользователям

149

широкий спектр услуг, начиная от телефонной и факсимильной связи и заканчивая передачей данных, предоставлением доступа к сети Internet, организацией видеоконференций и трансляцией видеопрограмм. VSAT-системы широко используются при создании корпоративных спутниковых систем связи. Самый простой вариант такого использования – построение корпоративных телефонных сетей, а также подключение удаленных абонентов к существующей корпоративной сети или к сети ТФОП. Кроме того, имея небольшую стоимость наземных станций, VSAT-системы позволяют достаточно просто объединить удаленные друг от друга локальные объекты в единую сеть передачи данных со скоростью обмена порядка 2 Мбит/с и выше [59, 61].

Архитектура VSAT-сетей может быть произвольной: „точка – точка“, „каждый с каждым“, „звезда“. Но для построения распределенных сетей передачи данных наиболее приемлема топология „звезда“. Она подразумевает наличие одной центральной наземной станции с большой антенной и ряда удаленных терминалов, связь организуется через центральную станцию в режиме разделения времени. Иногда используют и топологию „каждый с каждым“, при этом каналы, как правило, не фиксированы и предоставляются по запросу (механизм DAMA).

С точки зрения спутникового сегмента отличие VSAT-сети в том, что зона обслуживания не покрывается со спутника одним глобальным лучом, а разбита на несколько сегментов, охватываемых рядом относительно узких лучей. Такой метод поддерживают практически все современные спутники на GEO. Интересно, что на фоне финансовых неудач низкоорбитальных спутниковых систем (LEO) передачи данных рынок VSAT-систем успешно развивается, в том числе в России и Украине [59].

В качестве характерной VSAT-системы можно упомянуть принадлежащую российскому ОАО „Газпром“ систему „Ямал“. Сейчас в эксплуатации находится орбитальная группировка из трех спутников (один „Ямал-100“ и два „Ямал-200“). Кроме того, в настоящее время начато изготовление двух мультимедийных спутников „Ямал-300“, предназначенных для предоставления услуг спутниковой связи (телевидение, телефония, передача данных, предоставление доступа к Internet) в интересах ОАО „Газпром“, а также российских и зарубежных клиентов. Спутник „Ямал-300“ №1 заменит на орбите „Ямал-100“ и „Ямал-200“ №1 (рабочая точка 90⁰ в. д.), а „Ямал-300“ №2 будет введен в рабочую точку 55⁰ в. д. Групповой запуск двух спутников „Ямал-300“ должен был быть осуществлен ракетоносителем „Протон-М“ с разгонным блоком типа ДМ в конце 2008 года.

Отечественные специалисты тоже не однажды задумывались о перспективах создания и эксплуатации украинского спутника связи или собственной спутниковой группировки. С 1993 года существует проект Национальной спутниковой системы связи, получивший название „Либідь“.

150

В 1998 году увидела свет „Национальная космическая программа Украины на 1998 – 2000 годы“, одной из основных задач которой было создание системы „Либідь“. После 2000 года при содействии Национального космического агентства Украины (НКАУ) и ГП „Укркосмос“ была разработана новая реализация проекта „Либідь“, которая предусматривает создание геостационарной (GEO) системы спутниковой связи на базе отечественных спутников малого класса (весом до 800 кг), их вывод на орбиту планировалось осуществить при помощи ракеты-носителя „Циклон-4“. Стоимость спутника связи малого класса украинского производства с 5 – 10 ретрансляторами на борту должна была по предварительным оценкам составить всего 20 – 30 млн. долларов. Новый проект предполагалось осуществить до 2005 года, однако к середине 2009 года никаких сведений о его реализации нет. Летом 2009 года было принято очередное решение правительства Украины о постройке и запуске до 1 сентября 2011 года украинского спутника связи, на что планируется истратить 412 миллионов гривен в ценах августа 2009 года [97]. Чем закончится очередная попытка Украины выйти на рынок спутниковой связи и будет ли оправдано это экономически – никто сегодня точно сказать не сможет. В настоящее время космический сегмент украинских систем связи формируется на основе аренды ресурса иностранных спутников связи.

Сегодня вообще однозначно ответить на вопрос, нужна ли Украине собственная система спутниковой связи, нельзя. С одной стороны, Украина обладает всем необходимым научно-техническим и ракетно-космическим потенциалом для самостоятельного создания, вывода на орбиту космического сегмента и дальнейшей эксплуатации такой системы. Более того, она имеет заявленные позиции на геостационарной орбите, которые признаны международным сообществом. Потребности страны в спутниковой связи постоянно растут, как и число абонентов, способных оплачивать услуги этой связи. С другой стороны, платежеспособных потребителей в Украине пока еще недостаточно для обеспечения окупаемости собственной спутниковой системы связи. Все потребности в такого рода связи, как уже упоминалось, удовлетворяются за счет работающих на нашей территории иностранных систем. Впрочем, данная проблема и на Западе не имеет универсального решения. К примеру, Германия, Франция и Англия не имеют собственных гражданских спутников связи и пользуются услугами международных операторов (владея при этом значительной частью акций этих операторов), а Турция и Испания развернули собственные спутниковые системы связи. Ключевую роль в решении данного вопроса все же играют не амбиции государств или отдельных организаций, а экономическая целесообразность [61, 65].

151