Прочная связь. Часть 1. Подвижная (мобильная) спутниковая

Охотник-путешественник
Прочная связь. Часть 1. Подвижная (мобильная) спутниковая

То, о чём стоило подумать вчера…

Только до 15% территории России покрыто наземными видами связи, в том числе ставшей всем привычной сотовой связью. Остальная огромная, но самая интересная часть страны не обходится без спутниковой связи.

Наибольший практический интерес для большинства активных людей, стремящихся в дикие и удалённые места нашей планеты, представляет подвижная спутниковая связь (ПСС). Она позволяет соединять мобильных абонентов между собой и с «большой землёй» через компактные терминалы связи.

Предыстория

Существует четыре коммерческих оператора ПСС, имеющих глобальное либо значительное региональное покрытие поверхности земного шара: Inmarsat, Iridium, Globalstar и Thuraya. Все они представляют практический интерес (хотя и в различной степени) для путешественников в России и на большинстве участков остальных территорий мира.

Первым из них был создан оператор Inmarsat – в 1979 году. Первоначально образован как межгосударственная организация (членом которой был СССР) и специализировался на связи морских судов. Но сейчас, спустя чуть более сорока лет, организация претерпела множество изменений и стала успешной международной коммерческой открытой компанией – глобальным спутниковым оператором, предоставляющим различные мобильные решения по двусторонней передаче данных и голосового трафика не только на море, но и на суше, и в воздухе.

Остальные три компании начали коммерческую эксплуатацию своих сетей почти одновременно, с отрывом от первой спустя 20 лет. Iridium – в 1998-м, Globalstar – в 1999-м, «Thuraya – в 2000-м. За последующие 20 лет у каждой были взлёты и падения. Две первые – Iridium и Globalstar – прошли через череду банкротств и реорганизаций, значительно модернизировали свои спутниковые группировки и к нашим дням обрели стабильный рост и качественное развитие. В отличие от них, Thuraya не была банкротом никогда и изначально создавалась локальным оператором – «Связью шейхов». Но постепенно разрослась в весомого регионального оператора ПСС с охватом покрытия в 2/3 территории мира. В 2018 году компанию Thuraya купил другой спутниковый оператор ОАЭ – компания Yahsat, сосредоточив региональные активы по оказанию услуг ПСС и спутникового широкополосного доступа (ШПД) в интернет по технологии VSAT («спутниковые тарелки») в одних руках.

Все четыре оператора работают по сей день и предоставляют различные услуги подвижной спутниковой связи: голосовые вызовы, короткие текстовые сообщения (СМС), передачу данных и услуги связи M2M. Но нужно учитывать существенные отличия в географии и в условиях доступа к связи абонентов каждой из спутниковых систем. Исключение – Thuraya и Inmarsat: они имеют схожие требования к условиям наличия сигнала в точке вызова абонента, – но и у них есть свои отличия (как минимум в территории покрытия).

Thuraya

На 2022 год имеет два рабочих спутника, третий (Thuraya 1) уже выработал свой ресурс (запущен в 2000-м), не используется.

Активные спутники Thuraya:

  • Thuraya 3 – над Индонезией (запущен в 2008-м);
  • Thuraya 2 – над Сомали (запущен в 2003-м).

Проектный срок эксплуатации каждого – 12–15 лет. Несмотря на это, они продолжают использоваться. Оператор в очередной раз анонсировал планы обновления спутниковой группировки в 2020 году. Запуск Thuraya 4-NGS намечен на 2023 год, ввод в эксплуатацию – на 2024-й. Ранее анонс 2016 года предполагал запуск в 2020-м, но планы эти не были осуществлены.

Прочная связь. Часть 1. Подвижная (мобильная) спутниковая

Спутники расположены над экватором, на геосинхронных орбитах (находятся в «постоянных» местоположениях, на высоте ~36 000 км над землёй). Столь значительная высота (в три раза больше диаметра земли) даёт возможность охвата всего двумя спутниками обширных территорий для покрытия связью. Применительно к России непокрытыми остаются только север Красноярского края, большая часть Якутии, Чукотка, север Камчатки и Магаданская область. Но за высокие орбиты приходится платить большой задержкой сигнала – ~600 мс, т. е. произнесённое вами слово будет услышано абонентом через сопоставимое время. Также от этого значительно страдает качество видеосвязи (видеоконференций) через спутниковые модемы Thuraya.

Необходимым условием приёма спутникового сигнала Thuraya в северных широтах (Россия) является видимый горизонт в южном направлении. Причём чем северней вы расположены, тем меньше угол наблюдения спутник(а/ов) над горизонтом. Становится всё более заметно влияние препятствий между вами и экватором. Качество связи будет низким или она будет отсутствовать в чаще леса, каньонах, с северной стороны горного массива и т. п. местах. Для приземления спутникового сигнала используется единственная станция сопряжения – в Шардже.

Важная особенность связи Thuraya (у остальных трёх операторов её нет) – возможность использования не только глобальных сим-карт оператора и региональных его представителей (в РФ – Thuraya GTNT), но и сим-карт некоторых наземных мобильных операторов – в спутниковом роуминге. В частности, в России эту возможность дают «Мегафон» и МТС. Подключив эту услугу у вашего оператора («Мегафон»/МТС), можно вставить свою сим-карту в телефон Thuraya и получать услуги спутниковой связи в любой точке покрытия данной спутниковой сети по одной цене (неважно, в России вы или за её пределами). В отличие от стандартных тарифов российского представителя оператора Thuraya-GTNT услуги спутникового роуминга не имеют обязательных ежемесячных плат и минимальных пакетов, плюс использование спутникового роуминга («Мегафон»/МТС) вне РФ просто экономически более оправдано.

Пример стоимости услуг связи в спутниковом роуминге (на апрель 2022 года):

«Мегафон»:

Исх./вх. минута = 149 руб.
Исх. СМС = 30 руб.
Исх. минута на другие спутниковые сети = 313 руб.

МТС:

Исх./вх. минута = 190 руб.
Исх. СМС = 25 руб.

Inmarsat

На 2022 год имеет несколько поколений спутниковых группировок связи (суммарно более десятка действующих спутников), работающих по различным технологиям передачи данных и для самого широкого спектра задач (по сравнению с остальными тремя операторами ПСС). Четыре из них – спутники четвёртого поколения (I-4) – работают с компактными устройствами связи: телефонами (IsatPhone 2) и компактными спутниковыми модемами широкополосного доступа (ШПД) в интернет (модемы BGAN).

Прочная связь. Часть 1. Подвижная (мобильная) спутниковая

Действующие спутники Inmarsat I-4:

  • Inmarsat I-4 F1 – над Тихим океаном, ближе к Азии (запущен в 2005-м);
  • Inmarsat I-4 F2 – над Тихим океаном, ближе к Америке (запущен в 2005-м);
  • Inmarsat I-4 F3 – над Индийским океаном (запущен в 2008-м);
  • Inmarsat I-4A F4 (Alphasat) – над Африкой (запущен в 2013-м).

Планируется, что группировка спутников Inmarsat I-4 будет поддерживать услуги до конца 2020-х годов. В то же время оператор начал дополнение этой группировки спутниками шестого поколения. В декабре 2021-го выведен на орбиту первый двухдиапазонный (L, Ka) Inmarsat I-6 F1. Существует план на продолжение поэтапного выведения на орбиту остальных. В отличие от Thuraya, Inmarsat более серьёзно следует ранее опубликованным анонсам обновления сети.

Спутники этих поколений отчасти схожи по технологии предоставления услуг со спутниками Thuraya – расположены вдоль экватора, на геосинхронных орбитах (находятся в «постоянных» местоположениях, на высоте ~35 800 км над землёй). Поскольку их в два раза больше, чем у Thuraya, возможность охвата покрытием связи у них значительно шире. Недоступны для связи только полярные области. Применительно к России непокрытым остаётся только север Красноярского края (Таймыр).

Условия наличия сигнала Inmarsat (критичен чистый горизонт на экватор) и набор услуг связи аналогичны Thuraya. Задержка сигнала также сопоставима: ~600 мс. В отличие от Thuraya, Inmarsat для приземления спутникового сигнала использует несколько десятков базовых станций по всему миру. В России их две: в Московской области и в г. Находка. Ещё значимые для пользователей отличия от Thuraya: в России официально представлены только услуги ШПД Inmarsat – модемами BGAN. Спутниковые телефоны не продаются, но работают.

Globalstar

На 2022 год имеет 48 активных спутников, 24 из них уже второго поколения – с проектным сроком службы 15 лет. Спутники первого поколения имели в два раза меньший ресурс и инженерную ошибку. Из-за технических проблем с 2007-го было значительное ухудшение двусторонней голосовой связи. Запуск 8 штук запасных в 2007 году решил проблему лишь частично. Только с началом вывода на орбиту спутников второго поколения (2010–2011) качество связи стало улучшаться, и с завершением последнего запуска в 2013-м связь стала достойной, без продолжительных и частых окон отсутствия связи.

Прочная связь. Часть 1. Подвижная (мобильная) спутниковая

24 февраля 2022 года оператор анонсировал подготовку к запуску 17 спутников на конец 2025 года. Пока ожидается, что спутниковая группировка в существующем виде сможет проработать как минимум до этого срока. В отличие от геостационарных спутников Thuraya и Inmarsat спутники Globalstar движутся. Постоянно перемещаются по круговым наклонным орбитам – в 8 плоскостях, по 6 спутников в каждой, на высоте ~1400 км.

Наличие большого числа спутников и относительно равномерное их распределение вокруг земли позволяют абоненту не обращать внимания на различные препятствия вокруг точки связи (достаточно открытого неба над головой). Значительно меньшая высота орбит (по сравнению с Thuraya и Inmarsat) даёт существенно меньшую (в 10 раз) задержку сигнала – ~60 мс.

В то же время влияние малой высоты орбит сказывается гораздо меньшим пятном покрытия каждого спутника, а отсутствие межспутниковых связей оборачивается необходимостью содержать множество наземных станций сопряжения (приземления сигнала). Для наличия связи в определённой точке абонентскому устройству Globalstar необходимо не только видеть один (из доступных в данном секторе открытого неба) спутник, но и данный спутник в этот момент должен находиться в прямой видимости к любой из базовых наземных станций. До недавнего времени в России работали три базовые станции: в Московской области, в Новосибирске и в Хабаровске. Этого хватало для работы сети на большей части территории России. Непокрытыми были север (ЯНАО, Таймыр, Якутия), Чукотка, часть Магаданской области.

С 4 марта 2022 года все три станции сопряжения Globalstar в России отключены. Из-за этого существенно изменилась карта покрытия для голосовых услуг. Теперь абонентскими устройствами Globalstar, ранее подключёнными у российского представителя оператора – компании «Глобалтел», – пользоваться на территории России невозможно.

Прочная связь. Часть 1. Подвижная (мобильная) спутниковая

Iridium

На 2022 год группировка состоит из 75 спутников (66 активных и 9 запасных) второго поколения (iridium NEXT), не считая 6 запасных на земле. Это наиболее современная и масштабируемая спутниковая сеть для мобильных пользователей. Спутниковая группировка полностью обновлена в 2017–2019 годах. Ожидаемый срок эксплуатации – 15 лет. В отличие от трёх предыдущих, именно к Iridium применимо выражение «спутниковая сеть». Все 66 активных спутников группировки связаны между собой через ближайшие на своих и соседних орбитах.

Спутники находятся в постоянном движении – перемещаются по круговым полярным орбитам в 6 плоскостях, по 11 равноудалённых друг от друга спутников в каждой, на высоте ~780 км. Пятна покрытия соседних спутников пересекаются, тем самым достигается условно 100% покрытие земли. (Условно, потому что Земля имеет рельеф. Могут быть моменты, когда в той или иной затенённой (с близко расположенными препятствиями) точке – глубоком ущелье, каньоне – связь будет прерываться или отсутствовать). Только Iridium имеет покрытие в полярных областях. И плотность его там максимальна – это точки пересечений орбит.

Для приземления сигнала Iridium из космоса технически достаточно всего одной станции сопряжения. Хотя для повышения эффективности системы и согласно требованиям отдельных стран функционирует несколько, в том числе одна в России (Ижевске). Запуск второго поколения спутников, iridium NEXT, позволил улучшить качество голосовых вызовов на существующих терминалах связи. Из-за гораздо более широкого канала связи спутников с Землёй инженеры сократили степень сжатия голоса в процессе оцифровки. Речь стала чётче, пропало ощущение голоса «как из бочки». Задержка сигнала стала менее 50 мс.

С началом производства очередного поколения устройств Iridium – Iridium Certus, поддерживающих технические преимущества новой группировки, – качество голоса ещё существенно улучшилось. Появилась возможность передавать оцифрованный голос со скоростью 4,8 Кбит/с (в два раза выше прежней). Абоненты стали получать доступ в интернет с новых терминалов связи на скорости от 22 Кбит/с до 1,4 Мбит/с.

Прочная связь. Часть 1. Подвижная (мобильная) спутниковая

Iridium в России официально с 2012 года. В 2016-м, согласно требованиям СОРМ, построил станцию сопряжения в Ижевске. До конца февраля 2022-го вёл активную маркетинговую и техническую деятельность по расширению абонентской базы и сертификации новых устройств связи. В отличие от всем привычных сим-карт операторов сотовой связи, сим-карты спутниковых операторов работают только в устройствах собственного оператора. (Нельзя использовать сим-карту Iridium в телефоне Thuraya, сим-карту inmarsat использовать в аппарате iridium, и т. п.)

Исключения:

  • последние модели телефонов Globalstar не имеют сим-карт. Устройства «прошиваются» оператором под конкретного абонента;
  • все модели Thuraya могут работать с сим-картами некоторых сотовых операторов (естественно, в спутниковой сети Thuraya, при активной услуге «спутниковый роуминг» на стороне сотового оператора. Пример для РФ – сим-карты «Мегафон»/МТС).

24 февраля 2022 года – что есть и будет?

Я знаю, что ничего не знаю.
Сократ (если не врут)

Ещё три месяца назад в России работали устройства всех четырёх основных операторов подвижной спутниковой связи: Iridium, Thuraya, Globalstar и Inmarsat. После начала февральских событий 2022 года произошли значительные изменения.

Globalstar – 4 марта 2022 года отключены все три российских станции сопряжения. Телефоны этого оператора перестали работать на большей части РФ (зарегистрированные в «Глобалтел» – на всей территории РФ). Спутниковые трекеры SPOT GEN 2, 3, 4, не используя российские станции сопряжения, также стали бесполезны на большей части территории РФ. Для коммуникаторов двусторонней связи SPOT X карта покрытия не поменялась (они и ранее не использовали российские станции сопряжения). Для всех коммуникаторов SPOT стала невозможна оплата тарифов российскими банковскими картами (веб-портал, принимающий оплату, находится в США).

Iridium – перестали поставляться в Россию все спутниковые телефоны Iridium и точки доступа к спутниковой связи iridium GO. Официального запрета со стороны оператора нет, но завод-изготовитель не отгружает оборудование заказчикам в РФ, ссылаясь на его нехватку и на потребность в нём на более приоритетных для них рынках других стран мира. На этом фоне вторичный рынок спутниковых телефонов в РФ заметно оживился.

Нет поставок новых сим-карт для российского представителя ООО «Иридиум Коммьюникешенс». Это значит, что по исчерпании запаса новых сим-карт у всех агентов оператора на территории РФ подключение новых абонентов и продление ваучеров прежним абонентам будет возможно только при наличии у них б/у пластиковой сим-карты Iridium. Б/у сим-карта Iridium стала ценностью.

Прочная связь. Часть 1. Подвижная (мобильная) спутниковая

Из хорошего: услуги оказываются в штатном режиме, без ограничений. Цена на ваучеры голосовой связи не изменилась и остаётся в рублях. Дефицит сим-карт не может быть вечно. Вероятно, в среднесрочной перспективе появится серый ввоз. И будет ситуация: имеющим российскую сим-карту Iridium – один тариф, имеющим серую – иной, значительно выше в цене.

Из новых устройств Iridium не исчезли только спутниковые трекеры-коммуникаторы «Iridium360 РокСТАР», хотя на них выросла цена из-за сложности логистики комплектующих. Дефицит сим-карт не влияет на работу устройства. Прибор работает без сим-карты, «привязываясь» к личному кабинету пользователя на сайте iridium360.ru.

Thuraya – значительно сократился ассортимент новых телефонов. Официально доступна единственная модель – Thuraya XT-Lite. Цена ожидаемо выросла – до 175 тыс. руб. (на 28 апреля 2022 года). Ограничений на услуги связи Thuraya в России нет и не предвидится. Основываясь на истории поведения оператора в различных предыдущих конфликтах – они всегда на этом зарабатывали. Причём не вставая ни на чью сторону.

Inmarsat – значимых изменений нет. Ожидаемо выросли цены в РФ на спутниковые модемы Cobham satcom (Explorer BGAN) – на 10–30%. Из официальных сообщений оператора – влияние роста цен отдельных комплектующих (до +1000%).

Итогом стоит заметить: несмотря на значительные и печальные изменения в отрасли, подвижная спутниковая связь в России никуда не пропадёт. Будет сложней (логистика), будут дороже устройства и тарифы, не будет значительных темпов роста абонентских баз, но она будет. Надеемся, что будет не как в Северной Корее и Иране. Да-да, и там спутниковая связь тоже есть, причём от тех же операторов. Своих операторов подвижной связи у них, как и в РФ, нет. У нас, впрочем, есть «Гонец», но это совсем другая история…

Продолжение следует.

Все статьи номера: Русский охотничий журнал, июнь 2022

558