Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2024

100 транспондера, номинируемая в ме- гагерцах, в многолучевых сетях HTS предметом аренды является обычно определенная доля пропуск- ной способности, исчисляемая в ме- габитах в секунду. Исходя из критерия низкой удель- ной стоимости пропускной способ- ности, системы HTS должны были бы полностью исключить примене- ние традиционных спутников связи. Однако наряду с достоинствами си- стемы HTS имеют и ряд принципи- альных недостатков, среди которых можно выделить следующие: 1. Технология HTS эффективна при построении сетей широкополосного доступа (ШПД) на отрезке “послед- ней мили”, однако все многообразие спутниковых сетей не исчерпыва- ется сетями абонентского доступа. 2. Системы HTS сегодня являются “закрытыми” системами: с одним хабом невозможно одновременно ис- пользовать абонентское наземное обо- рудование разных производителей. 3. Стоимость создания HTS-спут- ника в 2–3 раза выше, чем анало- гичного по массе и энерговооружен- ности традиционного, а окупаемость возможна только при условии до- статочно полной загрузки емкости. И существующая, и перспективная потребность России в емкости систем связи, организованных по схеме “звезда”, существенно, на порядки меньше, чем объем трафика, необхо- димый для окупаемости “большого” HTS-спутника Ка-диапазона с про- пускной способностью в сотни гига- бит в секунду. Исходя из сказан- ного, простая замена обычного спут- ника на ГСО на спутник HTS, не- смотря на его потенциально высокую пропускную способность, не позво- лит поддержать работу действующей сети. Под новый спутник нужно строить новую сеть VSAT с большим числом абонентских станций и спе- циализированным хабом. Однако в России в силу невысокого платеже- способного спроса населения сети VSAT с индивидуальными абонен- тами не получили широкого распро- странения, например в Ка-диапазоне действуют менее 50 тыс. таких стан- ций по сравнению с миллионами в США и Канаде. Ни у населения, ни у корпоративных заказчиков нет достаточных средств для строитель- ства и последующего поддержания работы новых сетей. Ряд дополни- тельных факторов усложняет задачу построения высокоэффективных сетей спутниковой связи: l большая территория страны с отно- сительно небольшим и неравно- мерно распределенным населением; l расположение территории в высо- ких северных широтах, труднодо- стижимых с ГСО; l недостаточное выделение бюджет- ных средств на развитие орби- тальной группировки граждан- ского назначения. Сказанное подтверждает нецелесо- образность строительства для Рос- сии больших спутников с высокой пропускной способностью – их про- сто нечем будет загрузить и ожидае- мая экономическая эффективность не будет достигнута. Применение таких спутников ограничено терри- ториями стран с высокой плот- ностью населения и высоким плате- жеспособным спросом, где можно ожидать достижения окупаемости затрат. Но в таких странах и про- блем особых нет с предоставлением ШПД, поэтому рынок спутникового ШПД не развивается такими тем- пами, которые прогнозировались 15–18 лет назад после появления первых спутников HTS. Для Российской Федерации более оправданно создание спутников с универсальными “прозрачными” транспондерами, способными рабо- тать в любых сетях с любыми видами наземного оборудования, но при этом использующими технологии повыше- ния пропускной способности для до- стижения более высоких экономиче- ских показателей. В работе [2] нами предложен 8-лучевый спутник Ка- /Ku-диапазона с пропускной способ- ностью в 3–4 раза больше, но стои- мостью всего на 10–20% выше, чем спутники предыдущего поколения та- кого же класса с относительно широ- кими лучами. Ценой заметного повы- шения пропускной способности могло бы стать ограничение связности на- земных сетей. Сеть связи должна строиться по схеме “звезда”, в кото- рой каждая абонентская станция может связываться только с централь- ной станцией (например, как в сетях VSAT). В [3] показано, что добавле- ние в схему бортового ретранслятора относительно недорогого цифрового маршрутизатора позволяет построить полносвязную наземную сеть. Для России с ее обширными про- странствами и относительно невысо- кой плотностью населения тради- ционные спутники с широкими лучами еще долго будут составлять основу систем спутниковой связи и не могут быть полностью заменены многолучевыми системами типа HTS с узкими лучами. В то же время на спутниках государствен- ного предприятия “Космическая связь” (ГП КС) последних поколе- ний появляются полезные нагрузки, рассчитанные на работу со специа- лизированными сетями связи. Так, например, на КА “Экспресс-АМ5, АМУ1” имеются полезные нагрузки Ка-диапазона для работы в сетях доступа (“последней мили”). КА “Экспресс-АМУ3” построен по пя- тилучевой схеме с повышенной энергетикой в лучах для более эф- фективной работы сетей VSAT, с этой же целью вновь спроектиро- ванный КА “Экспресс-АМУ5” будет иметь узкие приемные лучи, нацеленные на территории Якутии и тихоокеанского побережья. С путники с гибкой ПН, их преимущества и недостатки Вторым перспективным направле- нием развития ГСО спутников яв- ляется широко обсуждаемый в прессе и на конференциях вопрос создания полезных нагрузок космических ап- паратов с программируемыми про- странственными, энергетическими и радиочастотными характеристиками [4–6]. Концепция гибкой полезной нагрузки предполагает возможность изменения “в полете” программным методом основных характеристик ПН: зон обслуживания, частотного плана, распределения излучаемой мощности по лучам, связности ин- формационных потоков между лучами и т.д. С некоторой услов- ностью к элементам гибкой ПН можно отнести применяемые уже много лет механически перенацели- ваемые бортовые антенны, переклю- чаемые между лучами транспондеры, зеркальные антенны с механически изменяемой геометрией и ряд других технологий. Перенацеливаемые ан- тенны используются на некоторых отечественных КА для поиска новых клиентов на территориях, не охвачен- ных фиксированными лучами. Связ- ность с такими лучами обеспечива- ется конструктивно путем подключе- ния к лучу нужного числа транспон- деров. Однако настоящее развитие концепция гибких ПН получила лишь с появлением цифровых реше- ний: антенн на основе цифровых ак- тивных фазированных решеток (ЦАФАР), цифровых маршрутизато- ров, использующих цифровые “про- зрачные” процессоры (DTP), много- портовых усилителей мощности, си-