Космическая связь

Российский  сегмент спутниковой системы Globalstar при этом рассматривается как  новая сеть связи на территории Российской Федерации.⁵

Спутник системы Globalstar состоит из антенны, трапециевидного  корпуса, двух солнечных батарей  и магнетометра.

Запуск спутников  группировки Globalstar осуществлялся ракетами-носителями «Дельта-II» (США) и «Союз-Икар» (Россия) из Центра им. Кеннеди во Флориде и с космодрома Байконур в Казахстане.

Количество  активных космических аппаратов  в группировке - 48.

Число орбитальных  плоскостей - 8.

Количество  резервных космических аппаратов  на каждой орбитальной плоскости - 8.

Всего космических  аппаратов в группировке - 56.

Высота орбит - 1410 км.

Наклонение - 52°.

Число спутников  на одной орбитальной плоскости - 6.

Число космических  аппаратов, одновременно обслуживающих  территорию России - не менее 4.

Масса спутника - не более 450 кг.

Время функционирования - 10 лет. 

Пользовательский  сегмент системы Globalstar состоит из следующих видов абонентских  терминалов:

• портативных многомодовых «трубок» (мобильных спутниковых телефонов), аналогичных сотовым телефонам, имеющим сравнимые размеры, вес и функциональные возможности. ЗАО «ГлобалТел» предлагает три типа мобильных спутниковых аппаратов производства «Qualcomm», «Telit» и Ericsson». Аппараты Ericcsson и Telit совместимы со стандартом GSM, a Qualcomm, помимо Globalstar, работает в сетях AMPS и СDМА;
• автомобильных комплектов, которые возможно смонтировать на любом транспортном средстве: автомобиле, судне, самолете и т.п.;
• стационарных комплектов с возможностью подключения обыкновенного телефонного аппарата, малой офисной АТС либо таксофона;
• спутниковых модемов, предназначенных для использования в различных решениях, таких, как обмен файлами между удаленными объектами, WEB-серфинг, e-mail и т.п. на скоростях до 76,8 кбит/c. Модемы обеспечивают двухсторонний канал связи с наземным, морским или авиационным коммуникационным оборудованием. Модемы могут использоваться совместно с мониторинговыми, измерительными системами, системами телеметрии, SCADA-приложениями, в любых применениях для передачи данных и т.п.

Спутники  работают по архитектуре «согнутой  трубы» (bent-pipe) - принимая сигнал абонента, несколько спутников, используя  технологию CDMA, одновременно транслируют  его на ближайшую наземную станцию  сопряжения. Наземная станция сопряжения, выбирает наиболее сильный сигнал, авторизует его и маршрутизирует его до вызываемого абонента. ⁶

 

 

Рис. 3. Схема организации спутниковой системы связи «Глобалстар»

 

Система Globalstar разработана для предоставления высококачественных спутниковых услуг  для широкого круга пользователей, включающих: голосовую связь, службу коротких сообщений, роуминг, позиционирование, факсимильную связь, передачу данных, мобильный Интернет.

 

3. Мобильная спутниковая связь Иридуим (Iridium)

Появившись  на рынке телекоммуникаций в 1998 г., спутниковая  сеть Иридиум стала первой в мире сетью низкоорбитальной мобильной  спутниковой связи. Спутники Иридиум  вращаются на самой низкой по сравнению  с другими сетями орбите, высота которой не превышает 780 км над поверхностью Земли, что в 46 раз меньше, чем  высота орбиты геостационарных спутников.

Данное обстоятельство дает определенные преимущества при  изготовлении абонентского спутникового оборудования (было время, когда спутниковые  телефоны Иридиум считались самыми маленькими в мире). Еще одно отличие  системы Иридиум от других спутниковых  провайдеров заключается в 100%-ом покрытии поверхности земного шара, включая все континенты, водные бассейны и полярные области. В особых случаях  из зоны обслуживания системы могут  быть исключены определенные территории (зоны боевых действий и пр.), в которых  ограничена возможность использования  спутниковых телефонов.

Космический сегмент Иридиум представлен  довольно внушительной сетью низкоорбитальных спутников, запущенных ракетоносителями Delta II, Long March 2C и Протон. В нее входят 66 основных спутников, распределенных по 6 приполярным орбитам (по 11 спутников  в каждой орбитальной плоскости), и 6 резервных. Каждый спутник имеет  срок службы от 7 до 9 лет, весит 689 кг и  обращается вокруг Земли за 100 мин 28 сек., при этом угол наклонения плоскости  составляет не более 86,4⁰ . Чтобы включить в зону обслуживания Иридиум всю поверхность планеты, каждый спутник формирует в общей сложности 48 лучей, диаметр которых достигает 50 км.

Уникальность  космического сегмента Иридиум состоит  в том, что используемый системой механизм межспутниковых связей не требует  ретрансляции сигнала на Землю в  процессе передачи сигнала с одного спутника на другой. Это означает, что  теоретически сеть не утратит способность  функционировать, если все абонентские  вызовы будут поступать лишь на одну станцию сопряжения.

В состав наземного  сегмента Иридиум входят сетевая  координирующая станция и станции  сопряжения. Координирующая станция  обеспечивает работу сети и выполняет  функции контроля над текущим  состоянием и работоспособностью системы. Станции сопряжения обеспечивают взаимодействие космического сегмента Иридиум с  наземными сетями телефонной связи  и передачи данных. При помощи абонентского коммутатора Siemens GSM-D900 станции сопряжения принимают все вызовы от пользователей  Иридиум на наземные сети общего пользования, управляют общей базой данных абонентов и биллинговой системой, отвечающей за выставление счетов.

В сети Иридиум  используются различные частотные  диапазоны, соответствующие тому или  иному типу связи:

• спутник Иридиум → спутниковый телефон или пейджер: 1616 – 1626,5 МГц;
• межспутниковые связи: 23,18 – 23,38 ГГц;
• спутник Иридиум → наземная станция: 19,4 – 19,6 ГГц;
• наземная станция → спутник Иридиум: 29,1 – 29,3 ГГц.⁷

Спутниковое оборудование пользовательского сегмента Иридиум включает в себя абонентские  спутниковые телефоны и спутниковые  пейджеры. Спутниковые телефоны, помимо предоставления доступа к сети Иридиум, функционируют в сотовом режиме и по внешнему виду напоминают обычные  телефонные трубки. Спутниковые пейджеры дают возможность пользоваться соответствующими услугами сети независимо от того, в  какой точке мира находится абонент.

 

4.Мобильная спутниковая связь Турайя (Thuraya).

Крупномасштабный  телекоммуникационный проект компании Boeing Satellite Systems (прежнее название - Hughes Space and Communications Intl) – сеть мобильной  спутниковой связи Турайя – включает в себя более 20 национальных операторов, предоставляющих услуги связи в  зоне обслуживания сети, которая охватывает страны Европы, Северной Африки, Ближнего Востока, часть Азии и некоторые  регионы России. Центральный офис учрежденного в 1997 г. акционерного общества Thuraya JSK, управляющего сетью Турайя и  координирующего деятельность операторов-акционеров, находится на территории ОАЭ.

Традиционно состав спутниковой сети Турайя представлен  совокупностью 3 основных сегментов: космического, наземного и пользовательского.

Космический сегмент Турайя состоит из 3 геостационарных  спутников со средним сроком службы 12 лет и наземной управляющей  станции, осуществляющей контроль над  их функциональным состоянием и орбитальным  положением. Спутники Thuraya-1 и Thuraya-2 расположены  на 28,5⁰ и 44⁰. восточной долготы соответственно. Третий же спутник был запущен в 2004 г., в результате чего количество российских абонентов сети Турайя значительно увеличилось вместе с расширением зоны обслуживания с 43 до 89%. Спутник формирует 250-300 излучаемых точечных лучей, обеспечивая динамичную зону покрытия, и оптимизирует перераспределение нагрузки по требованию.

 

 

Рис. 4. Зона обслуживания спутниковой сети «Турайя»

Частоты, на которых работают абонентские терминалы:

• земля-космос – 1626,5-1660,5 МГц;
• космос-земля – 1525,0-1559,0 МГц.

Мощность  наземного сегмента сети Турайя позволяет  подключить к услугам спутниковой  связи 1 750 000 пользователей, при этом единовременная пропускная способность  не может превышать 13750 абонентов. Достижение таких показателей обеспечивается основным шлюзом, расположенным в  г. Шарджа, и региональными шлюзами, установленными в различных регионах и выполняющими функцию распределения  нагрузки на сеть.

Поддержка наземного  сегмента осуществляется известными поставщиками спутникового оборудования, занимающимися  разработкой и установкой спутниковых  систем (HUGHES - основной подрядчик), проектированием  интеллектуальных платформ для услуг SMS/VMS (ALCATEL), производством абонентских  коммутаторов (ERRICSSON) и систем абонентского обслуживания и биллинга (LHS).

В совокупности данное оборудование предоставляет  клиентам сети Турайя широкие возможности  по использованию не только базового комплекта услуг, включающего телефонию  и передачу факсов и данных со скоростью 9,6 кбит/с, но и дополнительных сервисов: SMS, голосовая почта, автоопределитель номера, переадресация, запрет и ожидание вызова.

К пользовательскому  сегменту Турайя относятся спутниковые  телефонные аппараты абонентов производства швейцарской фирмы Ascom и американской Hughes, схожие по набору функций, но в  различном дизайнерском исполнении. Как и все спутниковые телефоны, аппараты Турайя поддерживают 2 режима работы, автоматически сменяющих  друг друга в зависимости от местонахождения  абонента. В пределах сотовой зоны обслуживания спутниковые телефоны работают в сотовом режиме по тарифам местного GSM-оператора. Вдали от городов и близлежащих населенных пунктов, где заканчивается зона покрытия сотового оператора, телефон переключается в спутниковый режим, при этом абонентский номер остается прежним. При выезде абонента за пределы спутниковой зоны обслуживания возможность пользоваться сотовой телефонной связью сохраняется, но уже в режиме международного роуминга. ⁸

Для повышения эффективности реагирования мобильных подразделений ОВД  на те или иные события, а также  контроля за оперативной обстановкой  возникла необходимость оснащения  автотранспорта аппаратурой спутниковой  навигации (АСН). Для этих целей используется глобальная навигационная система  GPS (Global positioning system) производства США.

В целом по точности определения местонахождения  объектов и по набору сервисных услуг  GPS вполне соответствует требованиям, предъявляемым в ОВД к системам подобного класса. Однако, учитывая, что в целях обеспечения национальных интересов США сигналы GPS могут селективно отключаться в пределах отдельного региона, использование такой системы в интересах силовых структур и органов государственной власти Российской Федерации не может быть признано целесообразным.

Учитывая  изложенное, 17 мая 2007 г. вышел Указ Президента Российской Федерации № 638 «Об использовании  глобальной навигационной спутниковой  системы ГЛОНАСС в интересах  социально-экономического развития Российской Федерации», в котором установлено, что для обеспечения безопасности Российской Федерации аппаратура спутниковой  навигации, приобретаемая для нужд федеральных органов исполнительной власти, должна функционировать с  использованием сигналов отечественной  глобальной навигационной спутниковой  системы (ГЛОНАСС).

В связи с этим встал вопрос о модернизации действующих в ОВД систем навигационно-временного обеспечения с целью их перевода для работы с оборудованием ГЛОНАСС.

Системы ГЛОНАСС и GPS отличаются структурами орбитальных группировок космических аппаратов (КА) (по 8 аппаратов на трех орбитах в ГЛОНАСС и 4 аппарата на шести орбитах в GPS), способом разделения навигационных сигналов (частотный в ГЛОНАСС и кодовый в GPS), сроками активного существования космических аппаратов (в GPS сроки больше чем в ГЛОНАСС).

Разработка  ГЛОНАСС началась на рубеже 70– 80-х  гг. прошлого века. Первый спутник, оснащенный необходимой радиотехнической аппаратурой  ГЛОНАСС, был запущен на орбиту в 1982 г. (высота 19100 км, наклонение 64,5⁰). В 1995 г. ГЛОНАСС была развернута в полном объеме (24 космических аппарата с трехлетним сроком активного существования). Точность определения местонахождения объектов обеспечивалась не хуже, чем в GPS.

В соответствии с Федеральной целевой  программой «ГЛОНАСС», утвержденной Правительством РФ в 2001 г., были проведены работы по модернизации КА ГЛОНАСС с целью  обеспечения срока их активного  существования от 7 до 10 лет. В настоящее  время проводятся работы по увеличению точности обсервации, надежности, доступности, достоверности и повышению других важных характеристик ГЛОНАСС.

По  состоянию на июль 2010 г. в составе  орбитальной группировки используются по целевому назначению 21 КА, что обеспечивает полное покрытие территории Российской Федерации. Тем не менее, в настоящее  время точность определения местонахождения  абонентов и набор сервисных  услуг, предоставленных системой ГЛОНАСС, не вполне отвечают требованиям ОВД. Поэтому на текущем этапе принято  решение о применении комбинированного способа определения объектов. Суть заключается в использовании  на объекте абонентских приемников, работающих одновременно с сигналами  ГЛОНАСС и GPS.

  В ряде МВД, ГУВД, УВД по субъектам  Российской Федерации в настоящее  время уже используется аппаратура  спутниковой навигации GPS (вневедомственная охрана, ГИБДД, служба конвоирования, ППС и т.д.). Однако зачастую данная аппаратура не проходила сертификацию на соответствие тактико-техническим требованиям МВД России и не рекомендована к использованию в органах внутренних дел.

В целях проведения единой технической  политики МВД России по внедрению  аппаратуры спутниковой навигации  на основе глобальной навигационной  спутниковой системы ГЛОНАСС  в деятельность органов внутренних дел Российской Федерации, выработке  стратегии и тактики ее применения приказом МВД России от 31.12.2008 г. № 1197 «Об утверждении и использовании  общих тактико-технических требований к спутниковым навигационно-мониторинговым системам для органов внутренних дел Российской Федерации и внутренних войск МВД России» утверждены общие тактико-технические требования к спутниковым навигационно-мониторинговым системам для органов внутренних дел Российской Федерации и внутренних войск МВД России.