7.3. Основные тенденции развития спутниковой связи РФ

Для организации спутниковой связи в Российской Федерации создана орбитальная группировка из геостационарных спутников, работающих в C– Ku– и L – диапазонах. Космические аппараты расположены в орбитальных позициях на дуге от 14 градусов западной долготы до 145 градусов восточной долготы. Их зоны обслуживания охватывают территории России, СНГ, Европы, Азии, Северной и Южной Америки, Африки. Эта национальная спутниковая группировка связи и вещания принадлежит государству: ФГУП «Космическая связь» (ГПКС). Внешний вид группировки представлен на рис. 7.1.

Рис. 7.1

По состоянию на начало 2008 года спутниковая группировка включает в свой состав как новые спутники, так и спутники, официальный срок службы которых давно закончился (табл. 7.1) [31].

Спутники: Экспресс–А4, Горизонт № 44, Экспресс–А 3, Экран Спутники: Экспресс –А4, Горизонт № 44, Экспресс –А3, Экран-М №18, Экспресс-А2, Горизонт №40 и Горизонт № 45 работают за пределами их официального срока активного существования. Спутники: Экспресс АМ-44, Ямал-300 №2, Экспресс-АТ, Ямал-300 №1, Экспресс-АМ33, Экспресс-МД планируются к запуску в ближайшие годы. Спутник Eutelsat W4 относится к группировке Eutelsat, с него арендуются несколько стволов в интересах российской группировки.

Таблица 7.1

Орбитальная позиция	Наименование космического аппарата	Год запуска	Год окончания эксплуатации
14° з.д.	Экспресс –А4	2002	2007
14° з.д.	Экспресс-АМ44	2008	2018
14° з.д.	Горизонт № 44	1996	1999
11° з.д.	Экспресс –А3	2000	2005
36° в.д.	Eutelsat W4	2000	2012
40° в.д.	Экспресс –АМ1	2004	2014
49° в.д.	Ямал-200 №2	2003	2015
53° в.д.	Экспресс-АМ22	2003	2013
55° в.д.	Ямал-300 №2	2009	2020
56° в.д.	Бонум-1	1998	2009
56° в.д.	Экспресс-АТ	2009/10	2020
80° в.д.	Экспресс-АМ2	2004	2014
90° в.д.	Ямал-200 №1	2003	2015
90° в.д.	Ямал-100	1999	2009
90° в.д.	Ямал-300 №1	2008	2020
96,5° в.д.	Экспресс-АМ33	2008	2018
99° в.д.	Экран-М №18	2001	2002
103° в.д.	Экспресс-А2	2000	2005
103° в.д.	Экспресс-МД	2008	2018
117° в.д.	Горизонт №40	1993	1996
140° в.д.	Экспресс-АМ3	2005	2015
145° в.д.	Горизонт № 45	2000	2003

Первые спутники, необходимые для построения в России сети цифрового телевидения в рамках федеральной целевой программы - спутники «Экспресс АМ-44» и «Экспресс-МД1» выведены на орбиту. Следом за этими спутниками должен последовать запуск еще несколько тяжелых спутников, в том числе «Экспресс-АМ5» и «Экспресс-АМ6»,.

Кроме российских спутников территорию России захватывают рабочие зоны многих зарубежных спутников связи как в С–, так и в Ku–диапазонах, но для практического применения в Ku–диапазоне наиболее приемлемыми являются: Intelsat-904 (60E); Intelsat-704 (66E); IS8 (ранее Panamsat-8, 166E) –Дальний Восток (без Чукотки); IS2 (Panamsat-8, 166E) – Дальний Восток (без Чукотки); IS-12 (Panamsat-12, 45E) и IS-10 (ранее Panamsat-10, 68, 5Е) для использования в регионах России за исключением Дальнего Востока.

В рамках новой Федеральной космической программы России до 2015 года ГПКС осуществляет строительство и запуск новых космических аппаратов [32]:

Таблица 7.2

Орбитальная позиция	Наименование космического аппарата	Год запуска	Назначение
96,5° в.д.	Экспресс-АМ33	2008	Оказание услуг фиксированной связи, телерадиовещания, услуг мультимедиа в C- и Ku-диапазонах, а также для подвижной правительственной и коммерческой связи.
11° з.д.	Экспресс-АМ44	2008
40° в.д.	Экспресс-АМ4	До 2015	Спутники непосредственного вещания
140° в.д.	Экспресс-АМ4
3° з.д.	Экспресс-АТ
175° в.д.	Экспресс-АТ

Новая система на базе трех спутников серии Экспресс-РВ со сроком службы 15 лет поможет кроме телекоммуникацонного обслуживания обеспечить передачу сервисной информации (карта, погода, дифференциальные поправки, ГЛОНАСС и GPS).

Новый состав группировки позволит обеспечить взаимное резервирование космических аппаратов на всей орбитальной дуге и гарантировать развитие и функционирование систем спутниковой связи и телерадиовещания в интересах государственных пользователей на всей территории нашей страны.

Для организации систем связи и вещания, а также для контроля и управления космическим флотом используются шесть телепортов ГПКС в России (среди которых крупнейший телепорт Восточной Европы – ЦКС «Дубна», волоконно-оптическая сеть с общей пропускной способностью до 5 Гбит /с, а также технический центр коммутации каналов связи и компрессии сигналов в Москве). Структура наземного комплекса технических средств ГПКС представлена на рис. 7.2.

Развитие сети спутниковой связи характеризуется частотным ресурсом российской спутниковой группировки, к которой относятся наиболее значимые для российского рынка спутники, имеющие международную регистрацию под названием «Спутниковые сети «Экспресс». В таблице 7.3 представлена емкость российских спутников связи и спутников непосредственного вещания, работающих на территории России, по состоянию на 2006 год. Частотный ресурс спутников связи «Горизонт» (и их аналога – первой серии космических аппаратов (КА) «Экспресс») в расчет не принят, так как данные спутники работают за пределами гарантированного срока службы.

К 2007 году ГПКС полностью перевело все транслируемые телерадиопрограммы с аналоговых на цифровые технологии. Пакет общероссийских программ телерадиовещания распространяется через спутники ГПКС на пять вещательных зон, с учетом временного сдвига, и доступен на всей территории России, а международные версии программ – и в странах Азиатско-Тихоокеанского и Атлантического регионов.

Рис. 7. 2

Таблица 7.3

Оператор	Емкость спутников, МГц			Примечание
	C-диапазон	Ku-диапазон
Спутники связи российской спутниковой группировки
ГПКС	4256	4230	Ресурс спутника «Горизонт» не учитывается
ОАО «Газком»	2264	472	-
Спутники непосредственного вещания
ГПКС	-	264	Обслуживает Центральную и Западную Сибирь
Eutelsat	-	627	Обслуживает европейскую часть

В соответствии с концепцией развития цифрового телерадиовещания до 2015 г. в России ГПКС вводит в эксплуатацию новый центр компрессии сигналов телерадиопрограмм по стандарту MPEG-4 part 10 и передающую станцию, которая обеспечит трансляцию потока в стандарте DVB-S2 [33]. В настоящее время формирование и подъем на спутники пакетов общероссийских телерадиопрограмм осуществляется в стандарте MPEG-2/DVB-S, при этом в транспондере размещены до 8 программ стандартного качества. Планируемый стандарт MPEG-4 в сочетании с DVB-S2 позволит передавать порядка 20 программ стандартного качества или 10 программ телевидения высокого качества в одном транспондере. Широкое внедрение стандарта MPEG-4 позволит создать условия для охвата населения России многопрограммным вещанием, обеспечить переход к телевизионным программам нового качества - телевидению высокой четкости (ТВЧ). Это поможет и дальнейшему развитию непосредственного телевизионного вещания со спутника – вещание на мобильные терминалы конечных пользователей, в том числе и в интерактивном режиме.

Спутники, к созданию которых ГПКС уже приступило, будут обладать транспондерами с повышенной энергетикой для развития телевидения, решения многоаспектных задач построения сетей телерадиовещания, включая эволюцию мобильного телевидения. В конфигурацию новых космических аппаратов заложены по три перенацеливаемых антенны: одна - C–диапазона, две другие – Ku-диапазона. Энергетические характеристики новых спутников будут улучшены как минимум на 3–5 дБ по сравнению с эксплуатируемыми космическими аппаратами «Экспресс-АМ», что позволит применять наземные антенны около метра в диаметре. Все это поможет ГКПС оперативно реагировать на меняющиеся потребности рынка, а также выйти на неосвоенные пока регионы.

Среди операторов наземных сетей спутниковой связи выделяют три основные категории: операторы интерактивных VSAT–сетей; операторы сетей типа «точка – точка»; операторы крупных корпоративных сетей.

Развитие операторов интерактивных VSAT – сетей началось в 2003 г. и было стимулировано применением новых VSAT-технологий типа DVB-RCS и им подобных.

Формирование операторов сетей типа «точка-точка» началось в 1990-х годах. Довольно часто такие компании создавались крупными операторами, контролирующими наземные сети общего пользования. Операторы крупных корпоративных сетей, как правило, являются подразделениями своих головных компаний и не имеют цели предоставления услуг связи на коммерческой основе.

Из представленных выше операторов наибольший интерес представляют операторы быстро развивающихся интерактивных VSAT-сетей, в собственности которых находятся центральные станции этих сетей (HUB). За период 2003–2008 гг. в России построено не менее 20 центральных станций. В таблице 7.4 представлены компании, которые развивают свои сети на коммерческой основе.

В настоящее время наиболее активно развивается предоставление услуг с использованием интерактивных технологий VSAT для конечных пользователей, а не для провайдеров. Основной целью создания интерактивных сетей VSAT было предоставление высокоскоростного доступа в Интернет по узкополосным каналам, что и обеспечивает коммерческий успех этого сервиса.

В России для работы VSAT – станций выделены две полосы частот в Ku – диапазоне для фиксированного применения на долговременной основе.

В настоящее время наиболее динамично развивающимся сектором спутниковой связи является сектор мультисервисных услуг на базе технологий VSAT. Мультисервисные услуги базируются на перспективной технологии IPTV. Основным фактором ее развития являются наличие большого числа центральных станций интерактивных сетей VSAT, которые подходят для распространения сигналов IPTV, и возможность предоставления данной услуги по низкоскоростным каналам связи, которых в России подавляющее большинство. Предполагается, что к 2010 году в России сформируется активный рынок услуг IPTV.

Таблица 7.4

Компания	Технология	Начало коммерческой эксплуатации, год				Примечание
Компания	Технология	2004	2005	2006	2007	Примечание
СТЕК.КОМ	SkyStar360E, SkyEdge	+	-	-	-	SkyEdge применяется с IV кв. 2005 г. ЦУС в Москве
РуСат	LinkStar	+	-	-	-	В коммерческом режиме с 2004г. в ЦУС в Москве.
Айпинет	DirecWay 6000	-	+	-	-	-
Race Telecom	LinkStar	-	+	-	-	Торговая марка Spin. ЦУС в Москве
Современный гуманитарный университет	SkyStar360E	-	+	-	-	Функции дистанционного образования. ЦУС в Москве
Томский государственный университет	DirecWay 6000	-	+	-	-	Функции дистанционного образования. ЦУС в Томске
ВебМедиа Сервисез	LinkStar	-	+	-	-	EMS применяется с 2006 г. ЦУС в Москве
Сеть –Телеком	DirecWay 6000/7000	-	+	-	-	Торговая марка Altegro Sky. ЦУС в Москве
Сахателеком	DirecWay 6000	-	+	-	-	ЦУС в Якутске
Морсвязьспутник	EMS	-	-	+	-	ЦУС в Московской области
Дозор-телепорт	iDirect	-	-	+	-	ЦУС в Москве
Сибинтек	DirecWay 6000	-	-	+	-	ЦУС в Москве
Амтел-Связь	DirecWay 7000	-	-	-	+	ЦУС в Барнауле
Глобалтел	SkyEdge, DirecWay 6000	-	-	-	+	ЦУС в Хабаровске, Новосибирске, Москве
Кросна	DirecWay 6000	-	-	-	+	ЦУС в Москве

Традиционные интерактивные сети спутниковой связи VSAT с прямой ретрансляцией сигналов большинства современных операторов имеют, как правило, топологию «звезда». Мультиплексирование сигналов и формирование информационных потоков происходит на центральной земной станции (ЦЗС, или HUB). Доставка информационных потоков провайдеров услуг на центральную станцию требует наличия наземных каналов передачи информации. Данное обстоятельство приводит к значительному увеличению затрат на организацию наземных линий связи при значительном удалении провайдера услуг. Даже если имеется возможность организации сети с топологией «каждый с каждым» (mesh) с использованием «прозрачного ретранслятора в один «скачок», это требует существенных энергетических затрат на спутнике или значительного увеличения размеров антенн и мощности передатчиков абонентских станций. Следовательно, повышается себестоимость таких каналов по сравнению с каналами в строго централизованной сети с топологией «звезда».

Связь в два «скачка» используется очень редко, как из-за удвоения задержки, так и из-за двойного использования ресурса и удорожания канала.

Возникающая за счет двойного «скачка» задержка сигнала вызывает проблемы в организации телефонной и видеоконференцсвязи. В рамках большинства интерактивных VSAT–сетей на базе «прозрачных» ретрансляторов с центральной станцией проблема создания mesh – сетей вообще неразрешима, поскольку такую структуру традиционная центральная станция не поддерживает.

Если же центральную станцию со всеми ее функциями модуляции/демодуляции, кодирования/декодирования, мультиплексирования и коммутации разместить на борту спутника, то можно получить новое качество предоставляемых услуг. Такая центральная станция в космосе обеспечит мультимедийные услуги теле- и радиовещания, передачи данных, телефонии, доступа в Интернет, видеоконференцсвязи в едином цифровом потоке на линии «вниз» в пределах всей зоны обслуживания спутника. При этом возникают существенные преимущества по сравнению с традиционными сетями:

- организация связи непосредственно между пользователями в один «скачок» по принципу «каждый с каждым» или «каждый со всеми»;

- полная регенерация (подавление помех) сигнала на борту спутника;

- исключение несанкционированного доступа к ретранслятору спутника (ресурс выделяется только после процедуры идентификации пользователей сети);

- исключение необходимости строительства наземных линий связи с центральной станцией мультиплексирования (провайдеры услуг могут непосредственно работать через ретранслятор спутника), что наиболее актуально для региональных операторов, которые не имеют собственных центральных земных станций.

Приборы обработки сигналов на борту спутника связи получили название бортовых цифровых платформ (БЦП).

Таким образом, развитие сети спутниковой связи базируется не только на расширении спутниковой группировки, но и совершенствования методов обработки сигнала не только на центральных наземных станциях, но и непосредственно на космических аппаратах. При комплексном решении указанных проблем спутниковая как фиксированная, так и мобильная спутниковая мультисервисная связь может занять существенную долю рынка инфотелекоммуникационных услуг.