Спутниковые технологии для связи с удаленными населенными пунктами

 

Андрей Брыксенков, председатель Консорциума ЦРТП, член Полярной комиссии Русского географического общества

Эксперты космической отрасли признают, что на сегодняшний день главными сдерживающими факторами развития технологий связи в удаленной местности с низкой плотностью населения являются экономическая неэффективность реализации проектов и значительная удаленность от действующей инфраструктуры. Решить эти проблемы усилиями только региональных властей сложно, поэтому Правительство России уделяет проблеме цифрового неравенства такое большое внимание при разработке и выполнении федеральных целевых программ.

 

Спутниковая связь для удаленных районов России

Федеральное агентство связи («Россвязь») планирует в течение ближайших пяти лет для обеспечения высокоскоростного доступа к информационно-телекоммуникационной сети Интернет развернуть 13 тыс. точек доступа в населенных пунктах с численностью населения от 250 до 500 человек. Причем скорость доступа, которую абонент получит через такую точку, должна быть не менее 10 Мбит/с. В рамках этой программы будет проложено более 200 тыс. км волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Для обеспечения связью труднодоступных и удаленных районов России при отсутствии магистральных ВОЛС в качестве технологии рассматривается спутниковая связь исходя из оптимального возможного объема трафика и его стоимости для потребителя.

На базе действующих геостационарных спутников-ретрансляторов строятся ретрансляторы сети VSAT. Для создания сети спутниковой связи на базе VSAT используются три основных элемента: центральная наземная станция, спутник-ретранслятор и абонентские VSAT-терминалы. При этом следует иметь в виду, что территория покрытия геостационарных космических аппаратов (КА) не включает в себя высокоширотные районы (выше 77º с. ш. и соответственно выше 77º ю. ш.). Используя имеющуюся базу низкоорбитальных космических аппаратов, работает система персональной спутниковой связи «Гонец». Основными потребителями этой системы в настоящее время являются министерства и ведомства России, ведущие хозяйственную деятельность в АЗРФ. На сегодня основным недостатком такой системы остается ее невысокая пропускная способность.

 

Министерство обороны как драйвер развития

Наиболее перспективной (особенно для подвижной связи) видится концепция обеспечения АЗРФ высокотехнологичной связью общего назначения спутниками на высокоэллиптической орбите (ВЭО), поддержанная Минкомсвязью. Этот крупный проект подразумевает вывод на ВЭО четырех спутников «Экспресс-РВ» (ВЭО «Тундра») и покрытие сигналом 100% территории АЗРФ. Потребность в бюджетных средствах для создания спутниковой группировки составляет не менее 50 млрд руб. В случае решения всех технических и финансовых вопросов запуск и ввод в эксплуатацию такой системы возможны ориентировочно в 2020–2021 гг.

Как неоднократно отмечали участники конференции «Связь на Русском Севере», при построении общегражданских систем связи для отдаленных территорий России зачастую отсутствует системный подход. В свою очередь, при разработке комплексов в интересах МО России используются механизмы государственного регулирования и ведется приоритетное бюджетное финансирование проектов. Заместителем Председателя Правительства РФ Дмитрием Рогозиным и министром обороны РФ Сергеем Шойгу было заявлено, что во многих случаях драйвером развития АЗРФ и соответственно отдаленных районов РФ выступает Министерство обороны.

 

Единая система спутниковой связи второго этапа

Основной вклад в эффективное функционирование сил и средств МО РФ в удаленных районах вносит информационное обеспечение от космических средств военного и двойного назначения. Разработкой стратегии развития ракетно-космического вооружения и спутниковых систем связи в интересах МО занимается профильный ЦНИИ МО, решающий широкий круг проблем научного обеспечения строительства РВСН и Войск ВКС. При этом обеспечение связью, разведка, навигационное и гидрометеорологическое обеспечение являются основными задачами оборонного значения, которые решаются космическими средствами.

Для обеспечения спутниковой связи в интересах Минобороны и других силовых структур в настоящее время используется Единая система спутниковой связи второго этапа (ЕССС-2) с космическими аппаратами (КА) «Радуга-1М» («Глобус-1М») на геостационарной орбите и «Меридиан» на высокоэллиптических орбитах. Необходимо подчеркнуть, что большинство направлений связи подвижных потребителей, районы действия которых находятся преимущественно в северных широтах России, обеспечиваются только через орбитальную группировку КА «Меридиан». Работы по созданию спутника третьего поколения «Меридиан» и КА «Радуга-1М» были начаты еще в середине 1980-х гг. в рамках создания ЕССС-2. Сегодня ЕССС-2 уже не отвечает в полной мере современным требованиям системы управления Вооруженных Сил РФ, и возможности улучшения ее характеристик полностью исчерпаны. Наметилось серьезное отставание ЕССС-2 от военных спутниковых систем зарубежных стран, в первую очередь по пропускной способности, а также по видам и качеству услуг, предоставляемых конечному пользователю. Поскольку в КА «Меридиан» были реализованы возможности, заложенные системно-техническими принципами 80-х гг. ХХ в., это отражается на диаметрах антенн наземных станций (для отдельных наземных станций 0,5–0,6 м, а для большинства абонентов 1,2–1,5 м).

 

Единая система спутниковой связи третьего этапа

Заместитель начальника Главного штаба Сухопутных войск по связи Александр Галгаш недавно заявил, что для построения российского космического эшелона ведется опытно-конструкторская работа (ОКР) по созданию системы спутниковой связи третьего этапа ЕССС-3 с космическими комплексами на геостационарной и высокоэллиптической орбитах и комплексов земных средств спутниковой связи различного базирования. Это позволит по основным характеристикам достигнуть значительного превосходства над техникой связи сухопутных войск ведущих иностранных государств.

«ЕССС-3 должна обеспечить связь высшего военного руководства нашего государства и Минобороны с требуемым уровнем помехозащиты, обмен информацией в трактах военно-технических систем и автоматизированных систем управления войсками и оружием, организацию спутниковых каналов связи для предоставления современных услуг связи», – ранее прокомментировал начальник главного управления связи ВС РФ Халил Арсланов.

Таким образом, в рамках опытно-конструкторских работ по проекту «Сфера» проводятся мероприятия по созданию ЕССС-3 с КА «Сфера-С» на ГСО и «Сфера-В» на ВЭО, которые должны заменить КА «Радуга-1М» и «Меридиан».

Запуски первых двух перспективных аппаратов «Сфера-В» планировалось осуществить в 2017 и 2019 гг., а полное развертывание орбитальной группировки из четырех спутников  реализовать к 2022 г. По сравнению с КА «Меридиан» в КА «Сфера-В» планируется значительно увеличить количество стволов, предназначенных для работы в системе ЕССС (с четырех до 16, в том числе в дециметровом диапазоне, обеспечивающем в основном связь с подвижными абонентами – от одного до восьми), повысить выходные мощности передатчиков всех стволов в целях улучшения энергетики радиолиний, ввести четыре ствола миллиметрового диапазона, обеспечивающие высокий уровень помехозащищенности каналов. При переходе с КА «Меридиан» на «Сфера-В» также должны возрасти пропускная способность и помехозащищенность каналов связи, энергопотенциал в радиолиниях, что позволит существенно уменьшить массогабаритные характеристики абонентских терминалов.

 

Сложности импортозамещения

Следует отметить, что до начала 1990-х гг. все оборудование, которое изготавливалось в интересах МО, вплоть «до последнего винтика» было отечественного производства. Однако постепенно понятие «глобализация производства» (с изменением соответствующей нормативной базы) проникло даже в конструкторские и производственные структуры, выпускающие оборудование в интересах МО. Только в 2014 г., после введения санкций со стороны США, производитель – АО «Информационные спутниковые системы» им. академика М.Ф. Решетнёва» – начал разработку КА «Сфера» на отечественных комплектующих, но, судя по информации, просочившейся в российские СМИ, реализовать эту задачу не смог, поскольку вес отечественной электроники превысил возможности носителей. «Получилось так, что существующие в настоящее время у России ракеты-носители «Протон-М», «Ангара-А5» не в состоянии вывести на высокоэллиптическую орбиту спутники этого типа в новой, российской комплектации», – сообщили в Минобороны.

В Министерстве обороны России полагают, что КА «Сфера-В» можно будет использовать после принятия на вооружение новой, более мощной модификации ракеты-носителя «Ангара-А5». В итоге Минобороны вынуждено было запросить дополнительно 14 млрд руб. на закупку четырех спутников старого типа «Меридиан» для поддержания орбитальной группировки. При этом ранее нужное количество «Меридианов» удалось вывести на орбиту с большими проблемами. Из семи аппаратов три были потеряны по различным причинам. Сейчас на орбите находятся КА «Меридиан», которые по очереди будут выходить из эксплуатации с 2017 по 2021 г.

Таким образом, даже выведение очередных «Меридианов» для России не решает поставленной задачи по переходу на новую систему связи ЕССС-3.

 

«Труба пониже, и дым пожиже»

Низкоорбитальный космический комплекс «Родник» обеспечивает передачу информации методом переноса и прямой ретрансляции в общей зоне радиовидимости. Использование низких орбит высотой около 1500 км позволяет применять персональные малогабаритные станции. Имеются прототипы абонентских станций мобильного исполнения, разработанные для спутниковой системы «Гонец» (гражданского аналога «Родника»). Пока минусом системы является недостаточная пропускная способность.

Руководитель подготовки и пуска ракеты-носителя «Энергия» ракетно-космической транспортной системы «Энергия-Буран» Владимир Гудилин так прокомментировал перспективные разработки и нынешнее состояние спутниковой группировки по сравнению с периодом до 1990-х гг.: «Труба пониже и дым пожиже».

По мнению члена-корреспондента российской Академии космонавтики имени Циолковского Андрея Ионина, «Роскосмосу» стоит поменять принцип формирования Федеральной космической программы. «Порочность подхода в том, что пытаются растягивать спускаемый сверху бюджет на все возможные задачи. Это как попытка из одной шкурки сшить десять шапок, что невозможно, – считает Ионин. – Бюджет «Роскосмоса» должен быть даже больше, чем у NASA. Но у NASA часть задач, например по связи и дистанционному зондированию Земли (ДЗЗ), решается за счет привлечения средств с коммерческого рынка, где американские компании, такие как Iridium и Digital Globe, являются глобальными лидерами. То есть бюджет «Роскосмоса», чтобы покрыть все космические задачи, должен быть на уровне не 5 млрд долл. в год, как сейчас, и даже не 10 млрд, а 20–25 млрд долл.».

 

Выводы

Претворение в жизнь планов Минкомсвязи по развертыванию в ближайшем будущем спутниковой группировки КА «Экспресс-РВ» на ВЭО маловероятно, поскольку в приоритетном порядке будут решаться вопросы финансирования по созданию спутниковой группировки в интересах МО. Поэтому концепция обеспечения АЗРФ высокотехнологичной связью общего назначения спутниками на высокоэллиптической орбите пока имеет только бумажную перспективу. Возможно, для финансирования перспективных проектов по разработке и внедрению новых спутниковых систем необходимо использовать механизм государственно-частного партнерства.

 

 

Поделиться:
Спецпроект

Напряженный трафик или Современные требования к инфраструктуре ЦОД

Подробнее
Спецпроект

Специальный проект "Групповой спутниковый канал для территориально-распределенной сети связи"

Подробнее

Подпишитесь
на нашу рассылку