54Арена ИСЗ

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



Основные тенденции в развитии спутниковых группировок


Всеволод Колюбакин Теле-Спутник - 10(168) Октябрь 2009 г.


Сконфигурировать спутник, а тем более разработать программу запуска нескольких спутников — одна из самых сложных задач для оператора, поскольку средства здесь вкладываются немалые и на долгий срок. Современный спутник стоит 150-200 млн долларов и работает на орбите более 10 лет (сейчас стандартный срок службы геостационарного аппарата — 15 лет). Оператору необходимо реагировать на рынок, причем реагировать желательно с упреждением.

В первые 10-15 лет существования спутниковой связи было довольно просто: операторы заказывали то, что было. Основной услугой было предоставление магистральных (трансатлантических и транстихоокеанских) каналов, и развитие аппаратов шло в сторону увеличения бортовой емкости, срока службы и характеристик по точности удержания на орбите. Но потом все стало гораздо сложнее. Во-первых, началось освоение Ku-диапазона, и операторам уже пришлось думать, сколько и каких транспондеров заказывать на спутник. Во-вторых, развитие непосредственного телевещания заставило операторов отойти от глобальных зон и ломать голову над размером и формой высокоэнергетичного пучка.
Сейчас ситуация еще сложнее. Рынок меняется намного быстрее, чем в 80-е, появляются новые рынки. Например, таким рынком стала около 10 лет назад Юго-Восточная Азия, где был всплеск коммуникационной индустрии и недостаток спутникового ресурса. Сейчас операторы смотрят с тем же прицелом на Африку.

Маркетинг и техника: что выгоднее?
Следовать за виражами динамичного рынка операторы пытаются не только при помощи прогнозов, но и технических решений. В последнее десятилетие большую популярность получили перенацеливаемые антенны. Они позволяют создать высокоэнергетичный луч в том регионе, в котором наблюдается всплеск спроса. Но ввиду того, что эта технология удорожает аппарат, операторы идут на компромиссы: большая часть емкости работает на известные и разработанные рынки, а меньшая (как правило, 4-6 стандартных транспондера) предназначена для рынков перспективных. Широко используется возможность переключения транспондеров с одного луча на другой. Этот метод не позволяет нацеливать луч на определенный регион, но при его помощи можно комбинировать емкость между существующими лучами.
Еще одно техническое решение, которое могло бы позволить операторам более гибко распоряжаться своей емкостью, пока не нашло большого количества приверженцев, и даже те операторы, которые активно экспериментировали с этим решением, пока не спешат применять его широко. Это обработка сигнала на борту. Ее преимущества очевидны — при возможности коммутации на борту появляется возможность использовать сеть топологии «звезда» как сеть топологии «меш». Оператор получает возможность связи каждого терминала с каждым без двойного скачка. В классической «звезде» связь без двойного скачка обеспечивается только терминалом с хабом.
Также большое преимущество имеет спутник с обработкой сигнала на борту для телевещания. Это позволяет принимать на спутник сигнал с нескольких up-link станций, находящихся в разных местах, после чего замешивать все в один поток и транслировать в односигнальном режиме. В расчете на такой сервис Eutelsat оборудовал два своих спутника Hot Bird блоком бортовой обработки сигнала SkyPlex. Как говорил около двух лет назад руководитель Eutelsat Джулиано Беретта, этот бизнес оказался не самым успешным, поскольку в Европе доставка сигнала к центру компрессии и up-link станции практически не представляет проблемы. Однако в России совсем другая ситуация — доставить сигнал от регионального вещателя на подъемную станцию почти всегда крайне затруднительно. Если же выделять каждому такому вещателю свой кусочек транспондера, то это несколько нерационально с точки зрения эффективности использования ресурса. Именно поэтому в России коммутация каналов на борту — весьма перспективная технология, особенно если вспомнить, что развитию регионального телевещания придается большое значение в программе цифровизации российского телевидения. Остановка только за одним — наличием таких спутников в российской группировке. Нет никаких сомнений, что по заказу любого российского оператора разработчик полезных нагрузок — что Thales, что EADS Astrium — такой блок поставит. Проблема только в том, что такой блок очень дорого стоит — не в смысле денег (хотя и это, разумеется, тоже), а в смысле потребляемой электроэнергии и массы. По этим параметрам он примерно эквивалентен одному транспондеру.
Нужно еще отметить направление, которое относится не к космическим аппаратам, а ко всему комплексу в целом и даже больше к наземному сегменту — интеграция услуг связи. То, что телефония, телевидение, передача данных и много других самых разных услуг объединяются на одной платформе — это стало уже общим местом. Но от этого не перестало быть актуальным. Подготовка единой универсальной платформы позволяет подстраивать новые (или ставшие популярными) услуги без изменения основной технической базы.
Геостационарная орбита очень сильно перегружена, это известный факт.
В результате координация спутниковых сетей превратилась в большую проблему. Это стало одной из причин использования Ка-диапазона. Переход на него обусловлен не какими-либо преимуществами — он, скорее, имеет недостатки, например, меньшую погодную устойчивость, но в нем гораздо проще согласовать и скоординировать новые спутниковые сети.

ФГУП «Космическая Связь»
ГПКС в данный момент идет традиционным путем, особенно не экспериментируя с новомодными технологиями. Это понятно, поскольку российский рынок пока далек от насыщения емкостью, и оператор может рассчитывать на традиционные решения. Правда, перенацеливаемые лучи на двух спутниках ГПКС уже есть, но традицией это пока не стало. Соответственно, в планах запуска стоят традиционные тяжелые аппараты с большим количеством емкости и 15-летним сроком службы.
80° в.д. на сегодня, пожалуй, самая востребованная орбитальная позиция в группировке Предприятия. Это объясняется тем, что с нее охватывается большая часть страны и, к тому же, углы места антенн, установленных на спутник в этой точке, на большей части территории России вполне приемлемые. Вывод спутника в эту позицию намечается на 2011 год. Это будет тяжелый аппарат «Экспресс-АМ4».
Контракт на «Экспресс-АМ4» был заключен ГПКС в этом году по результатам конкурса. Еще два года назад предыдущего руководителя Предприятия спрашивали: может ли так случиться, что ГПКС будет заказывать тяжелые аппараты не в НПО ПМ (сейчас ОАО «ИСС») им. Решетнева. Тогда это было некоторым удивлением, поскольку до определенного момента Предприятие заказывало аппараты в одной фирме. Поначалу эта монополия была нарушена тем, что ГПКС заказало малые аппараты в ГКНПЦ им. М.В. Хруничева. Затем последовал заказ на том же предприятии и тяжелого спутника.
«Экспресс-АМ4» строится «Хруничевым» совместно с EADS Astrium на основе платформы Eurostar 3000. Главные требования к платформе: САС не менее 15 лет и мощность не менее 14 кВт.
В мае этого года был подведен итог конкурса на «АМ5» и «АМ6». Это будут тяжелые спутники, аналогичные «Экспресс-АМ4». Их запуск запланирован на 2012 год.Там же году планируется запуск «Экспресс-АМ5» и «Экспресс-АМ6», в 2013-м — «Экспресс-АМ7» и «Экспресс-АМ8».
В позиции 36° в.д. и 56° в.д. запланирован запуск двух спутников непосредственного телевизионного вещания «Экспресс-АТ1» и «Экспресс-АТ2», по 16 транспондеров Ku- и по 2 транспондера Ка-диапазона на каждом. Для возможности гибко управлять своей емкостью на орбите ГПКС предполагает использовать малые спутники. Это еще один метод, правда, пока широко не применяющийся. Суть его заключается в том, чтобы иметь в группировке некое количество малых относительно дешевых аппаратов (запускаемых в качестве попутной нагрузки или по два спутника за один пуск), которые можно перемещать из одной орбитальной позиции в другую в зависимости от потребности рынка.
Малые спутники «Экспресс-МД1» и «Экспресс-МД2» создаются в ГКНПЦ им. М.В. Хруничева совместно с Thales Alenia Space. Первоначально «МД1» планировался к выводу в 53° в.д. Дело в том, что в этой позиции отсутствует емкость С-диапазона. Когда разрабатывалась программа «Экспресс-АМ», считалось, что потребности в С-диапазоне в России будут резко падать. Поэтому на спутнике «Экспресс-АМ22» наличествует только Ku-диапазон. Но жизнь показала, что, несмотря на, как и предсказывали прогнозы, большой рост потребности в емкости Ku-диапазона, спрос на С-диапазон если и падает, то незначительно. Поэтому сначала было принято решение о выводе «МД1» в 53° в.д. для наличия в этой точке емкости С-диапазона. Однако авария на «Экспресс-АМ2» эти планы поменяла и «МД1» будет помещен в точку 80° в.д. для того, чтобы компенсировать ее результаты. Впоследствии, после запуска «Экспресс-АМ4», «Экспресс-МД1» будет, скорее всего, перемещен в другую орбитальную позицию.
На «Экспресс-АМ4» впервые в России будет установлена емкость Ка-диапазона. Пока в ГПКС на эту емкость заявок нет, но руководство Предприятия уверено в перспективности его использования. Оно, как сказал г-н Остапчук, относится к этому вопросу взвешенно. В первую очередь, по причине необходимости соблюдать преемственность сетей. Вторая причина в том, что 14 кВт — это немало, но, тем не менее, энергетика аппарата небесконечна, а транспондеры Ка-диапазона требуют довольно много мощности. Таким образом, эти два транспондера можно рассматривать как работу на перспективу, некоторым образом — эксперимент. Но, несомненно, если думать о том, чтобы всерьез использовать Ка-диапазон лет через 10, то начинать нужно сейчас. У России достаточно много скоординированного ресурса Ku-диапазона, который Предприятие не использует и вряд ли сможет использовать в ближайшем будущем. Но с учетом того, что оборудование в Ка-диапазоне развивается высокими темпами, на новых спутниках предусмотрено по два транспондера Ка-диапазона. Конкретных заказов пока не поступало, но Предприятие еще и не занималось маркетингом этих транспондеров.

«Газпром Космические системы»
«Газпром Космические системы» (ранее — «Газком») изначально сделал ставку на передовые технические решения, что позволило компании довольно быстро занять ощутимую долю рынка и активно развиваться. Компания объявила о том, что спутники серии «Ямал-400» заказаны у Thales Alenia Space целиком и полностью. Это несколько портит их реноме, поскольку, как говорится, так поступать не принято. Но у этой компании на сегодня других выходов не наблюдается. Альянс с РКК «Энергия» под угрозой. А спутники нужны — на «Ямал-200», находящийся в точке 90° в.д., завязано очень много сетей, как связных, так и телевизионных, и, что важно, немало перспективных проектов. Но, как известно, у оператора есть команда, имеющая опыт разработки аппаратов и полезных нагрузок к ним — именно так создавались «Ямалы-100». Таким образом, есть возможность, «заткнув дыру» полностью иностранным спутником, рассчитывать в перспективе на КА собственной разработки. К тому же, если конфликт с РКК не будет разрешен, придется решать вопрос, что делать с закупленной и, как сказал заместитель генерального директора «Газпром Космические системы» Игорь Кот, полностью оплаченной полезной нагрузкой для «Ямалов-300»? Здесь видится вариант передачи этой нагрузки другому разработчику, например ОАО «ИСС», в пользу которого говорит опыт работы именно с продукцией Thales.

Eutelsat
У глобального оператора, как правило, группировка состоит не менее чем из 10 спутников. Это позволяет сохранять при развитии приемлемый уровень надежности резервирования. Самый лучший способ обеспечивать резервирование — выводить по несколько спутников в одну точку, так называемое кластерное резервирование. Способ надежный, но дорогой, поскольку часть емкости в точке не используется и не приносит прибыли. Зато это позволяет, в случае выхода аппарата из строя, переключать пользователей практически моментально. При этом частотный план резервной емкости должен соответствовать частотному плану основной. Метод годится для точек, пользующихся высокой популярностью. Такой у Eutelsat является 13° в.д., и в ней реализовано кластерное резервирование. Именно поэтому цена на емкость в этой позиции самая высокая. Для вещателя, транслирующего пакет на сотню миллионов домохозяйств, это принципиальный вопрос.
Второй способ — развивать орбитальную группировку, сохраняя ее высокую плотность, то есть располагать спутники достаточно близко. Этого принципа придерживается Eutelsat в освоении новых позиций. Высокая плотность позволяет либо достаточно оперативно перевести спутник из одной позиции в другую, либо перевести пользователя на соседний борт с минимальной перестройкой антенн у абонентов. Такие гарантии, как правило, устраивают операторов корпоративных сетей и вещателей с не очень большим количеством абонентов. Цена ресурса на таких спутников значительно ниже. Надо заметить, что пока на спутниках Eutelsat на орбите никаких серьезных неприятностей не происходило, но от обоих принципов резервирования оператор отказываться не намерен.
Единственный регион, пока не охваченный системой Eutelsat — тихоокеанский. По словам руководителя компании Джулиано Беретта, оператор планирует выйти на этот рынок, заняв соответствующие орбитальные позиции, но наступление идет постепенно, сохраняя высокую плотность, о которой говорилось ранее. Сейчас самая восточная точка Eutelsat — 70,5° в.д., в ней находится спутник W5.
В дальнейшем планируется использование точки 76° в.д.
Самой значимой позицией Eutelsat является 13° в.д., с которой принимают сигнал около 121 млн домохозяйств. Около года назад Eutelsat начал раскручивать еще одну европейскую орбитальную позицию — 9° в.д. Маркетинг проводится под девизом: «Вы ставите на свою антенну еще один конвертер и принимаете еще несколько десятков программ с другого спутника». Российский телевизионный оператор, предлагающий пакет спутниковых телеканалов в формате высокого разрешения, — «Платформа HD» — вещает с Eurobird 9. Сам аппарат — переведенный в эту точку Hot Bird 2, который был запущен в 1996 году со сроком активного существования в 15 лет. Запуск Hot Bird 9 в 13° в.д. даст возможность перевести Hot Bird 7A в точку 9° в.д., что в свою очередь позволяет перевести спутник Eurobird 9 в позицию 36° в.д., где он получит название W4A и предоставит емкость восьми транспондеров в круговой поляризации в нижнем BSS-диапазоне (частоты W7) в дополнение к W4. Таким образом, до запуска W7 в 36° в.д. появится дополнительная емкость. Вещание в точке 36° в.д. ведется в круговой поляризации, тогда как Eurobird 9 работает в линейной. Подъем и прием сигнала в круговой поляризации через транспондер с линейной поляризацией приведут к некоторому — около 3 дБВт — падению мощности сигнала. Но Hot Bird 2 — достаточно мощный спутник, поэтому падение будет наблюдаться по краям зоны покрытия, а в центре будет практически незаметно.
Оператор активно использует перенацеливаемые лучи на своих спутниках; на всех аппаратах, запускаемых в период 2008-2012 гг., такие лучи сформированы. С 2007 года Eutelsat активно осваивает Ка-диапазон. Сейчас в производстве находится спутник Ka-Sat.

Intelsat
Политика расширения группировки Intelsat’а изначально была другой, нежели чем у Eutelsat’а. Eutelsat изначально был региональной компанией, работал только на Европу и уже затем стал распространять свое влияние на другие регионы. Экспансия этого оператора идет от региона к региону, последовательно. Intelsat изначально был глобальной компанией и делил свои зоны влияния на атлантическую, тихоокеанскую и зону Индийского океана. Долгое время это было оправданно, тем более что подавляющую часть бизнеса составляли магистральные каналы. Собственно говоря, изначально Intelsat и создавался для трансокеанской перегонки ТВ- и телефонных каналов. Постепенно ситуация изменилась, и Intelsat тоже несколько меняет свою стратегию, он будет ориентироваться на региональные рынки. Разумеется, и ранее на всех спутниках Intelsat были региональные лучи (достаточно вспомнить так называемый русский луч Intelsat-609, ставший значительной вехой в развитии отечественных спутниковых сетей). Но из-за универсальности полезной нагрузки (чтобы спутник можно было использовать в любой орбитальной позиции) эти лучи не были оптимизированы под конкретные рынки. Формирование лучей под конкретные регионы дает в качестве плюса лучшие характеристики и приносит в качестве минуса затрудненность использования в другой точке. Поэтому для формирования определенного регионального луча должны быть весомые аргументы, тем более у Intelsat’а, который традиционно и достаточно долгое время придерживался другой стратегии.
У Intelsat’а сегодня много перспективных рынков, например — Африка. Россия тоже к ним относится — и на лето этого года запланирован запуск спутника Intelsat-15, орбитальная позиция которого — 85° в.д. — отлично подходит для использования в нашей стране. И луч сформирован весьма перспективный — охватывающий практически всю территорию. Есть один минус: на этот луч приходятся только четыре транспондера. Есть возможность подключить еще два, но об этом разговор пока не идет.
Это направление решено развивать дальше. В декабре 2010 года в орбитальную позицию 66° в.д. планируется вывод спутника Intelsat-17. На нем также будет русский луч, что неудивительно, поскольку емкость, работающая на Россию в 66° в.д., — уже давняя традиция. В 2011 году должен быть запущен Intelsat-20 в точку 68° в.д., и там аналогично будет емкость для работы в России. Но эти точки, по мнению оператора, не самые оптимальные для работы с российскими телевещателями. Они удобны для приема в западной части страны, а там — большая конкуренция с вещателями из 36° в.д. и 56° в.д. И гораздо интереснее для оператора развивать восточные точки, там конкуренция гораздо ниже. Поэтому сейчас обсуждается спутник Intelsat-22 в точке опять же 85° в.д. Пока идет общее определение возможного облика аппарата. О сроках говорить рано.
А что готовят разработчики для операторов? Разумеется, в первую очередь это увеличение емкости и срока служба спутников. Из тех разработок, которые уже используются, но нешироко — это Ка-диапазон и обработка сигнала на борту. Здесь разговор идет о снижении стоимости аппаратов. Российские разработчики стараются быть в русле требований российских операторов и работают в областях как малых, так и тяжелых аппаратов. ГКНПЦ им. М.В. Хруничева уже запустил два малых аппарата и получил контракт (совместно с EADS Astrium) на поставку тяжелого. У второго разработчика — ОАО «ИСС» — ситуация обратная, есть отработанные и эксплуатируемые тяжелые платформы, но пока не испытывались на орбите легкие аппараты.
Таким образом, очевидно, что основой флота любого оператора остаются тяжелые спутники. Но при этом каждый крупный оператор старается (либо при помощи перенацеливаемых лучей, либо при помощи перемещения самих спутников) решить проблему комбинирования полезной нагрузки на орбите в зависимости от развития того или иного рынка. Развивается Ка-диапазон, а вот обработка сигнала на борту популярностью не пользуется. Что характерно, ни один из операторов не провозглашает амбициозных планов, характерных для второй половины 90-х, в частности, по спутникам Ка-диапазона.



 
Теле-Спутник Октябрь 2009
наверх
 



Уважаемые посетители!
В связи с полной реконструкцией Архива, возможны ситуации, когда текст будет выводиться не полностью или неправильно (отсутсвие статей в некоторых номерах это не ошибка). Если заметите какие-то ошибки, то, пожалуйста, сообщите нам о них. Для связи можете воспользоваться специальной формой:

Номер журнала: *
Страница: *
Дополнительные сведения: *
Желательно четко опишите замеченную проблему - это поможет быстрее ее решить.
Мы не отвечаем на вопросы! Их следует задавать на нашем форуме!
Антиспам: * Нажмите мышкой на синий квадрат:


Поля, помеченные звездочкой (*)
обязательны для заполнения





Новый сайт