Характеристика спутниковых сетей связи (стр. 5 из 6)
Рис. 2.4 Зона обслуживания одного КА (163 луча) системы ICO
В системе ICO не предусмотрена бортовая обработка сигнала в полном объеме. Однако управление назначением частот и маршрутизация сигнала осуществляются с помощью бортового процессора.
Применение арсенид-галиевых батарей обеспечивает в конце эксплуатации потребляемую мощность 8700 Вт. В предварительном списке ракетоносителей, которые произвели запуск спутников системы ICO, числятся Atlas IIA, Delta III, «Протон» и «Зенит» (для запуска с морских площадок).
2.2.3 Наземный сегмент и организация связи
В состав наземного сегмента входят центр управления спутниковой группировкой SCC (Satellite Control Centre), центр управления наземной сетью (Network Management Centre) иназемнаясеть ICONET (ICO network),( рис. 2.5).
Рис. 2.5 Структура системы ICO (схематично)
NMS, центр управления наземной сетью ICONET, размещен в Японии, а центр SCC — в Лондоне. В функции последнего входят поддержание орбитальной группировки в работоспособном состоянии, сбор телеметрических данных об отдельных подсистемах КА, контроль рабочих параметров и др. Службы SCC несут ответственность за запуск КА, управление и перераспределение частот между лучами КА.
Спутниковые каналы подключаются к существующим сетям связи через собственную сеть ICONET, которая на первом этапе внедрения состоит из 12 наземных станций — так называемых спутниковых узлов доступа SAN (Satellite Access Node). Узлы SAN служат «шлюзами» между спутниками ICO и абонентами наземных сетей общего пользования. Магистральные каналы с высокой пропускной способностью связывают узлы между собой.
Связь между абонентами (как и в существующей системе Inmarsat) организуется только через узлы SAN; непосредственная связь абонентов не поддерживается. Радиотелефонный терминал IСО работает в двух режимах — через КА системы IСО или наземные базовые станции сотовой связи — и совместим с ее основными стандартами. Для связи с подвижными объектами применяются специальные терминалы.
2.2.4 Терминалы пользователя
В спутниковой сети IСО в качестве базового используется портативный двухрежимный терминал, совмещенный с сотовым телефоном стандарта GSM (или CDMA, D-AMPS, РDС). Предполагается разработка однорежимного радиотелефонного терминала, работающего только через КА системы IСО. Основные характеристики базового терминала:
· масса — менее 750 г,
· объем — около 500 см,
· стоимость — 750—1500 долларов,
· отдельная батарея обеспечивает одночасовую передачу и 24-часовой режим дежурного приема.
Портативный радиотелефонный терминал IСО отвечает всем требованиям безопасности, связанным с работой в ВЧ-диапазоне. Средняя мощность передатчика не превышает 0,25 Вт (для сравнения: мощность сотовых радиотелефонов равна 0,25—0,6 Вт).
На основе технологии, используемой в базовом терминале, могут быть созданы различные модификации абонентских терминалов. Это, например, терминал только для передачи данных, терминалы в автомобильном, морском и воздушном исполнении, полустационарные («сельский таксофон») и стационарные, а также необслуживаемые (SCADA unit) терминалы. Компания IСО заключила соглашение на разработку 3 млн. портативных терминалов с тремя ведущими компаниями — Panasonic, NEC и Mitsubishi.
2.2.5 Услуги системы IСО
Пользователям предоставлены следующие виды услуг: двусторонняя речевая связь, передача факсимильных сообщений группы 3, передача данных со скоростью 2,4 кбит/с. Качество речевой связи соответствует стандарту GSM для сотовых сетей. Предусмотрена пейджинговая связь с глубоким проникновением (т. е. с большим запасом по энергетике канала), а также дополнительные услуги — речевой вызов, связь с оплатой по кредитной карточке, отображение номера вызывающего абонента на встроенном в терминал индикаторе, определение местоположения абонента. При отсутствии КА в пределах прямой видимости имеется оповещение абонентов о вызове, о наличии сообщения электронной почты и отображение на дисплее номера вызывающего абонента.
Разработчики видят пять ключевых областей применения системы IСО:
• расширение спектра услуг для абонентов спутниковой связи в районах, уже охваченных сотовыми сетями;
• подвижная связь общего пользования через портативные радиотелефонные терминалы в районах, не охваченных сотовой связью или использующих несовместимые стандарты;
• специализированная подвижная связь для грузовых перевозок, а также обеспечение автомобильной, морской и воздушной связи;
• полуфиксированая связь для корпоративных пользователей нефте- и газодобывающей промышленности, малого бизнеса (склады, большие магазины и др.);
• связь для государственных структур.
Пропускная способность системы составляет 1 млн. абонентов при средней продолжительности разговоров 60 мин/мес. Для сравнения: по прогнозам специалистов, в системе Iridium при тех же условиях число пользователей равно 600—800 тыс., а в Globalstar — 1 млн.
Разработка и изготовление 12 КА оцениваются в 1,3 млрд. долларов, а их запуск обойдется в 900 млн. долларов. Согласно расчетам специалистов ICO, цена абонентской аппаратуры составит 750-1500 долларов, а стоимость минуты разговора около - 2 дол.
2.2.6 Российский сегмент сети IСО
В последнее время российский рынок становится все более привлекательным для зарубежных поставщиков средств и услуг спутниковой связи. Персональная радиотелефонная связь позволяет абоненту связаться с любой точкой планеты в условиях сельской местности, в удаленных и труднодоступных районах, где реализация обычных наземных кабельных систем весьма проблематична.
В настоящее время известны два крупных проекта, включающих в себя создание российских сегментов систем персональной спутниковой связи, — это проекты Iridium и Globalstar. Вероятно, вскоре в России появится система IСО, интересы которой готово представлять ГП «Морсвязьспутник».
Во время своего последнего приезда в Москву г-н Лундберг, главный исполнительный директор ICO, сообщил, что компания намерена инвестировать около 400 млн. долларов в российскую часть проекта. ICO собирается предлагать на российском рынке три вида услуг:
• персональную связь для бизнесменов;
• обеспечение грузовых автомобильных и морских перевозок;
• персональную связь для средств массовой информации, министерств и других правительственных учреждений.[4]
2.3 Сравнение систем Odyssey и ICO
В число наиболее крупных проектов создания систем глобальной персональной радиотелефонной связи входят (кроме рассмотренных выше систем Odyssey и ICO) низкоорбитальные системы Iridium и Globalstar, приведено в таблице 5. Предоставляя пользователям практически тот же набор телекоммуникационных услуг (речь, данные, пейджинг, короткие сообщения, определение местоположения), конкурирующие системы существенно различаются по своим характеристикам и наземным структурам. Так, для обеспечения глобальной связи в системах Odyssey/ICO требуются всего 7—12 узловых станций, а для обслуживания пользователей Globalstar — в 20 раз больше. Структура наземного сегмента сети Iridium несколько проще, чем в Globalstar (благодаря использованию межспутниковых линий связи).
Табл. 5 сравнительная характеристика глобальных систем радиотелефонной связи.
| Показатель | Odyssey | ICO | Iridium | Globalstar |
| Тип орбиты | MEO | MEO | LEO | LEO |
| Число КА | 12 | 12 | 66 | 48 |
| Высота орбиты, км | 10 354 | 10 355 | 780 | 1400 |
| Наклонение орбиты, ˚ | 50 | 45 | 86 | 52 |
| Масса КА, кг | 2500 | 2750 | 690 | 450 |
| Потребляемая мощность, Вт | 4600 | 8700 | 1000 | 1200 |
| Число лучей | 51 | 163 | 48 | 16 |
| Срок эксплуатации КА, лет | 15 | 12 | 5 | 7,5 |
| Метод многостанционного доступа | CDMA | TDMA | TDMA | CDMA/FDMA |
| Число узловых станций | 7 | 12 | 25 | 150-210 |
| Число каналов КА, эквивалентных 4,8 кбит/с | 3000 | 4500 | От 600 | 1300 |
| Стоимость проекта млрд. долларов | 2,5 | 2,8 | От 3,5 | 2,0 |
| Стоимость двухрежимного терминала, дол. | 350 | 750 | 3000 | 750 |
| Тариф, дол./мин | 0,75 | 2 | 3 | 0,35-3 |
Система ICO — единственная из четырех конкурирующих систем — пока не имеет лицензии США на коммерческое использование радиочастот. Однако организация прилагает все усилия для решения этой проблемы.
Наиболее важными для пользователя являются технико-экономические параметры, но эта информация нередко носит рекламный характер (т. е. является не вполне объективной), что объясняется жесткой конкурентной борьбой на рынке. Особо бурные споры вызывают цена терминалов и предлагаемые тарифы. Так, трудно объяснить, почему двухрежимный терминал Motorola, обеспечивающий практически те же характеристики, что и терминалы других фирм (например, терминалы Mitsubishi для систем Odyssey и ICO), стоит в несколько раз дороже, чем они. Какими окажутся окончательные цены и тарифы, покажет время.
В настоящее время станции спутниковой связи объединяются в сети передачи данных. Объединение группы территориально-распределенных станций в сеть позволяет обеспечить пользователям широкий спектр услуг и возможностей, а также эффективно использовать ресурсы спутника. В таких сетях обычно имеется одна или несколько управляющих станций, которые обеспечивают работу земных станций как в обслуживаемом администратором, так и в полностью автоматическом режиме.
Преимущество спутниковой связи основано на обслуживании географически удаленных пользователей без дополнительных расходов на промежуточное хранение и коммутацию.
ССС постоянно и ревниво сравниваются с волоконно-оптическими сетями связи. Внедрение этих сетей ускоряется в связи с быстрым технологическим развитием соответствующих областей волоконной оптики, что заставляет задаться вопросом о судьбе ССС. Например, разработка и планирование, главное, внедрение конкатенирующего (составного) кодирования резко уменьшает вероятность возникновения неисправленной побитовой ошибки, что, в свою очередь, позволяет преодолеть главную проблему ССС - туман и дождь.