24Арена ИСЗ

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



Расстояния на миг сократив. Обзор геостационарных спутниковых систем связи, часть 1


В. Кириллов, П. Михее Теле-Спутник - 5(19) Май 1997 г.


Связь всегда была не только средством передачи информации, но и средством зарабатывания денег. Даже в самые древние времена гонца за хорошую весть одаривали чрезвычайно щедро. Правда, за плохую весть могли и жизни лишить, но это уже издержки, которые есть в любом бизнесе.

Телефон для меня как икона,
телефонная книга - триптих.
Стала телефонистка мадонной,
расстояния на миг сократив.


(В. Высоцкий, "07")



Кто контролировал средства связи, тот мог контролировать и все остальное. Пришедшая вовремя или, наоборот, опоздавшая к сроку информация решала, порой, судьбы целых государств. Недаром большевики, готовясь к захвату власти в 1917 году в Петрограде, среди своих главных целей поставили в один ряд с мостами и банками телефонную станцию и телеграф.

Сегодня средства быстрой и оперативной связи заняли во всем мире одно из ключевых мест наравне с обороной и финансами. Политики, впрочем, как и бизнесмены, помнящие только о том, что им нужно и выгодно, никогда не забывали о связи. Маленький пример из совсем недавнего прошлого: в преддверии предвыборной компании президентских выборов 1996 года в России появилась угроза того, что из-за отсутствия на орбите "свежего спутника" связи Дальний Восток и Восточная Сибирь останутся неохваченными предвыборной агитацией. И у правительства РФ, всегда очень прижимистого в отношении космоса, тут же появились средства на запуск очередного спутника связи "Горизонт". Космические специалисты, выводившие на орбиту этот космический аппарат, в шутку окрестили его "президентским".

Зарубежные системы спутниковой связи

Использовать космические аппараты, находящиеся на околоземной орбите, для ретрансляции информации из одного места в другое было предложено задолго до запуска первого спутника Земли. Начало космической эры спровоцировало настоящий бум в области средств связи. Этот бум продолжается до сих пор.

Каких только способов не перепробовали в первые космические годы для передачи информации через космос! Первый спутник-ретранслятор был успешно запущен американцами еще в августе 1960 года. Это аппарат, названный Echo, представлял собой 30-метровый надутый шар, покрытый снаружи хорошо отражающим радиоволны напылением. В 1963 году американские ВВС запустили в рамках проекта Westford миллион иголок-диполей. Иголки должны были организовать на орбите тор, отражающий радиоволны.

Однако все эти пассивные отражатели не могли обеспечить уверенную и постоянную передачу информации через космос на большие расстояния. Эту задачу удалось решить впервые американцам, запустившим на орбиту в июле 1962 года активный спутник-ретранслятор Telstar. Он мог обеспечить передачу одной телевизионной программы или двустороннюю радиотелефонную связь по 60 каналам. Пробный сеанс связи через Telstar связал в 1962 году США и Великобританию. Люди смогли увидеть, что происходит за океаном в то же самое время. С этого момента отпала необходимость в трансатлантическом телефонно-телеграфном кабеле. Это был прорыв в области средств связи.

Практически все последующие спутники связи были активными. Отличались они лишь орбитами, на которых работали.

Известный американский писатель-фантаст Артур Кларк еще в 40-х годах предложил выводить спутники связи на геостационарную орбиту. Находясь на такой орбите, лежащей в плоскости земного экватора и имеющей высоту 35800 км спутник делает один оборот вокруг Земли примерно за 24 часа. С такой же угловой скоростью вращается и сама Земля, то есть спутник как бы постоянно висит над одной и той же точкой экватора. На такой спутник легко навести передающую или приемную антенну.

Однако первые экспериментальные связные спутники выводились все-таки на низкие околоземные орбиты. Просто имевшиеся у Штатов ракеты-носители не имели необходимой мощности, чтобы доставить аппарат на столь высокую круговую орбиту.

Первый стационарный спутник связи вышел на орбиту лишь в августе 1964 года. Это был американский аппарат Syncom-3. Для связи через этот спутник были установлены две

9-метровые антенны: одна - в г.Лейкхерсте в штате Нью-Джерси, вторая - на судне "Кингспорт", стоявшем на якоре в Гвинейском заливе близ г.Лагос (Нигерия).

Преимуществами использования геостационарной орбиты быстро захотели воспользоваться и многие другие страны. Как правило, в одиночку создать не только свою ракету, но даже и свой связной спутник было не по карману. Делать дело вместе, как всегда, оказалось дешевле. Поэтому пришло простое и доступное решение - объединяться. В 1964 году 19 августа вышел на стационарную орбиту первый американский спутник связи, а на следующий день - 20 августа - представители 11 государств подписали Соглашение о создании международного консорциума спутниковой связи, широко известного ныне "Интелсата". Главенствующую роль в нем играли опять же Соединенные Штаты. Но именно благодаря США уже на следующий год - 6 апреля 1965 года - консорциум запустил свой первый спутник "Интелсат-1". Сегодня Международный консорциум "Интелсат", членами которого являются 134 государства, является ведущим поставщиком услуг по международной, региональной и внутренней телефонной связи, телевизионным передачам и деловой связи, включая передачу видеоизображения, телеконференции, факсимильную и телексную связь, передачу данных.

Скоро стационарная орбита стала одной из самых популярных в космическом мире. Хоть ее длина по окружности и составляет, примерно 265 тысяч километров, но порой страны хотели выводить в одно и то же место спутники с одинаковыми рабочими частотами связи. Эти частоты могли вступить друг с другом в "конфронтацию". Чтобы на орбите не было беспорядка, был организован международный комитет по регистрации частот (IFRB - International Freguency Registration Board).

IFRB, как правило, распределяет точки на стационарной орбите с шагом 1 градус. Между соседними спутниками допускается промежуток 0,5 градуса, но если эти спутники вещают на сильно отличающихся частотах. Поэтому на геостационар можно вывести 720 спутников связи. Бывают, конечно, случаи, что в одну и ту же точку стационарной орбиты выводятся несколько спутников, но эти спутники принадлежат одной стране или одной организации, зарегистрировавшей за собой эту точку.

(Низкоорбитальные спутниковые системы связи, которые эксплуатируются на настоящий день в России и разрабатываются на Западе, требуют отдельного разговора).

Область спутниковой связи стала на сегодня самым выгодным видом космического бизнеса. Причем как для изготовителей спутниковой связи, так и для эксплуатирующих их заказчиков.

Первенство по производству спутников связи на мировом рынке сейчас прочно удерживают США. Американцы были первыми практически во всех возможных вариантах спутниковой связи. Это стало возможным благодаря широкому и разнообразному парку ракет-носителей и передовой радиоэлектронной промышленности Штатов. Сейчас такие "столпы" американского авиа-космического комплекса, как Hughes Space and Communications International, Lockheed Martin Astro Space, Space System/Loral завоевали практически весь международный рынок спутников связи. Чтобы не разрабатывать каждый раз новый спутник, все фирмы-производители связных спутников имеют про запас две-три базовые платформы. В зависимости от пожеланий заказчика и толщины его кошелька фирмы-производители берут за основу ту или другую базовую модель и оснащают ее необходимым числом ретрансляторов в нужных заказчику диапазонах.

Ведущую роль среди американских производителей связных спутников играет сегодня прежде всего Hughes. 15 частных фирм и организаций разных стран предпочли за последние 3 года именно хьюзовские спутники . Его базовая модель HS-601 стала самой популярной за последние годы на международном спутниковом рынке. Даже Военно-морские силы США заказали на базе этой модели военный спутник связи UHF-Follow-On, сокращенно именуемый UFO (на английском такую же аббревиатуру имеют "неопознанные летающие объекты" - НЛО).

Спутники на базе HS-601 могут транслировать до 30 телевизионных каналов. Стоимость пользования услугами некоторых из этих аппаратов достаточно низкая, несмотря на то, что они дают возможность осуществления мобильной и сотовой связи. Если обычный спутниковый телефон-кейс стоит сейчас до 35000$, а минута разговора - 10$, то сотовый аппарат, использующий, например, спутник AMCS на базе HS-601, обойдется в 1500$ при тарифе 0,75$/мин. Им смогут воспользоваться и нынешние владельцы сотовых телефонов, оплачивая услуги в прежнем порядке: связь через AMCS обеспечит большая часть из 180 организаций США, эксплуатирующих системы сотовой связи.

Первая частная компания на европейском рынке операторов спутникового телерадиовещания Societe Europeene des Satellites (SES, образована в марте 1985 года) тоже для четырех из шести своих спутников Astra 1 предпочла хьюзовскую модель. Результаты деятельности компании за десять с лишним лет весьма впечатляющие. В настоящее время услугами системы Astra пользуются жители 22 европейских государств. По данным на конец 1995 года, 21.73 млн пользователей смотрят телепрограммы или слушают радиопередачи, транслируемые со спутников Astra на индивидуальные антенны (DTH - direct-to-home) или антенны коллективного пользования (SMATV). Если добавить еще 39,6 миллионов абонентов кабельных каналов, исходный сигнал для которых поступает с тех же спутников Аstra, то общее количество пользователей будет 61,33 млн, что составляет 38% от общего числа (160 млн), смотрящих TV в Европе.

Спутники Astra обеспечивают устойчивый прием сигнала практически на всей территории Европы (кроме Крайнего Севера). Наиболее благоприятным районом является центральная часть - там прием возможен на "тарелки" диаметром 60 см. С вводом в строй Astra 1E, 1F в 1995-96 годах у россиян тоже появилась возможность принимать цифровые передачи европейских телеканалов на "тарелки" от 120 см для 1Е и 75 см для 1F. Но все же вряд ли в России вскоре будет множество пользователей системы Astra.

На втором месте среди американских производителей спутников связи идет Lockheed Martin Astro Space, или, как в шутку американцы называют этот суперконцерн, - "Министерство общего машиностроения США". За последние 3 года на орбиту выходили спутники связи Lockheed Martin Astro Space, заказанные 9 фирмами и организациями. Среди них - Международная организация морской спутниковой связи "Инмарсат" (спутники Inmarsat). Выполняет Lockheed Martin Astro Space и заказы для американских ВВС (спутники DSCS-3 b Milstar).

Небольшой пример продукции Lockheed Martin Astro Space: система военно-космической связи Milstar. Она предназначена для обеспечения высококачественной помехозащищенной связи с целью управления войсками как на стратегическом, так и на тактическом уровне. Для обеспечения высокой защищенности линий связи к средствам подавления используется диапазон крайне высоких частот КВЧ (от 20 до 44,5 ГГц), не используемый пока гражданскими связными аппаратами. Использование этого диапазона обеспечивает формирование очень узких остронаправленных лучей, в пределах которых возможен прием или передача сигнала. Кроме того, аппараты оборудуются системой перекрестной связи друг с другом, работающей в полосе 60 ГГц. Повышенные требования к характеристикам системы Milstar привели к тому, что эти аппараты стали самыми тяжелыми спутниками связи в мире, запущенными на сегодняшний день, масса одного спутника Milstar на геостационарной орбите составляет около 4500 кг.

Концерну Space Systems/Loral отдали предпочтение лишь одна фирма и одна организация. Зато эта одна организация - сам "Интелсат". Спутники Intelsat 7 изготовлены на основе базовой модели FS-1300. Спутники имеют 40 ретрансляторов в двух диапазонах и могут обеспечивать 22500 двусторонних телефонных каналов (в режиме цифрового уплотнения - до 112500) и 3 телевизионных канала. Некоторые из телевизионных каналов этих аппаратов используются для организации непосредственного телевещания на Америку, Европу, Азию, Северную Африку и Ближний Восток.

В последнее десятилетие появились достойные конкуренты американцев по созданию спутников связи в странах Западной Европы. Это, опять же, объяснимо: Европа создала свои ракеты-носители серии "Ариан". Эти носители прежде всего и были рассчитаны на коммерческие запуски спутников связи. Французские фирмы Aerospatiale и Alcatel Espace, британская Matra Marconi Space активно сейчас предлагают свои спутники на международном рынке. И вполне успешно. Например, базовые платформы Spacebus французской фирмы Aerospatiale предпочли две европейских организации, Турция и Лига арабских стран.

Начинают создавать свои аппараты и другие космические державы. Раньше они также упирались в проблему отсутствия собственных мощных ракет-носителей. Американские же фирмы-производители ракет по тихому сговору с американскими производителями спутников связи с большим трудом и большими наценками соглашались на запуски иностранных связных аппаратов. Национальные интересы всегда были в США на первом месте. Даже такая передовая в области электроники страна, как Япония, вынуждена и сейчас в основном обращаться к американским фирмам для заказа спутников связи. Первые собственные связные аппараты для геостационарной орбиты создали в последние годы Израиль, Индия, Италия. Запускали их на европейских "Арианах".

Исключение здесь составляет Китай. Этот "Восточный дракон" долгое время вел независимую космическую программу. В результате в конце 80-х годов КНР создала свой первый спутник связи для стационарной орбиты "Дунфанхун". Он оснащен 24 ретрансляторами и способен передавать одновременно 6 цветных телепрограмм и обеспечивать 8000 телефонных линий. Спутник разработан Китайской академией космической технологии в Пекине совместно с немецкой фирмой Deutsche Aerospace. По характеристикам связного оборудования он соответствует американским аппаратам фирмы Hughes, однако отстает от западных моделей в части навигационной системы и техники стабилизации. Масса спутника составляет 2232 кг. Расчетный срок эксплуатации - 8 лет. Китай намерен экспортировать спутники такого типа.

Однако, запустив три аппарата "Дунфанхун", КНР тоже обратилась к американцам. Hughes изготовил для Китая спутник Chinasat, который создала на основе своей новейшей базовой модели AS-7000 корпорация Lockheed Martin Astro Space. На нем будет установлено 48 ретрансляторов, он станет обслуживать всю территорию КНР и большую часть Азии.

Перспективы ближайших лет спутниковой связи в мире очень захватывающие. Уже сейчас многие спутниковые вещательные компании заказывают для своих аппаратов аппаратуру цифровой передачи и цифрового сжатия информации. В 1996 году Федеральная комиссия по связи США (FCC) приняла решение о выделении частот для использования в системах высококачественного спутникового вещания. Это расценивается как крупный шаг в создании новой службы радиовещания, сравнимый по значению с введением передач с частотной модуляцией в УКВ-диапазоне в 1950-е годы. Такие системы предназначены для передачи радиопрограмм с качеством, соответствующим качеству воспроизведения компакт-дисков. Одновременный прием возможен на огромной территории в зоне видимости мощного стационарного спутника на миниатюрную антенну-тарелочку. Такие спутники, которые должны вести радиовещание на Северную и Южную Америку, Африку и Азию, будут изготовлены к 1998 году. Вскоре появятся, видимо, и спутники для передачи цифрового телевидения повышенной четкости.



 
Теле-Спутник Май 1997
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