Поделиться
В России хотят построить аналог Starlink с 900 спутниками и интеграцией с 5G и 6G
России нужно создать собственную многоспутниковую систему связи на негеостационарной орбите, в которую войдет более 900 космических аппаратов и которая сможет быть интегрирована с сетями сотовой связи 5G/6G. Наиболее реальный кандидат на создание такой системы - «Бюро 1440».
Как развивать в России спутниковую связь
Проект Стратегии развития отрасли связи до 2035 г., подготовленный Минцифры, предполагает ряд шагов по развитию спутниковой связи.
Речь идет о поэтапном обновлении спутниковой группировки на геостационарной орбите за счет создания отечественных космических аппаратов нового поколения, в том числе с цифровой полезной нагрузкой.
На геостационарную орбиту к 2030 г. будет выведено 10 спутников, к 2035 г. - 15-17 спутников. Также предполагается создание отечественной НГСО-системы (НГСО - это негеостационарная спутниковая орбита). К 2030 г. в ее составе будет 622 спутника, к 2035 г. - 924 космических аппаратов.
Также предполагается создание гибридных сетей связи, включающих наземные и космические сегменты. Такие системы в числе прочего должны будут использоваться для развития систем на основе беспилотных авиационных систем.
Кроме того, должна быть повышена инвестиционная привлекательность и объем частных инвестиций в космическую отрасль путем предоставления долгосрочного льготного финансирования для разработки системы и обеспечения финансовой поддержки запусков космических аппаратов на орбиту.
Российские проекты в сфере НГСО-систем
В настоящее время работы по развитию многоспутниковых группировок ведутся госкорпорацией «Роскосмос» в рамках федерального проекта «Комплексное развитие космических информационных технологий» «(Сфера») госпрограммы «Космическая деятельность России», «Ситроникс» и «Бюро 1440».
Проектом «Сфера» госкорпорации «Роскосмос» предусмотрено создание и запуск на орбиту до 2030 г. 158 космических аппаратов группировки «Скиф», в составе которых 150 космических аппаратов связи и вещания и восьми космических аппаратов дистанционного зондирования Земли. Также планируется создание низкоорбитальной многоспутниковой системы передачи данных интернета вещей «Марафон IoT» с развертыванием в 2028 г. орбитальной группировки из 132 космических аппаратов с доведением ее впоследствии до 264 космических аппаратов.
Дополнительно реализуется проект по созданию высокоэллиптической системы связи «Экспресс-РВ» с развертыванием орбитальной группировки из четырех космических аппаратов в 2025-2026 гг., включающий в том числе наземный связанной комплекс и опытные образцы абонентской аппаратуры системы связи «Экспресс-РВ», которая предназначена решать задачи президентской, правительственной и специальной связи в Северном полушарии, обеспечения связи для госорганов в Арктическом регионе, а также социальные задачи с обслуживанием всей территории России.
«Ситроникс» планирует запустить спутниковую группировку из 157 космических аппаратов до 2025 г. Спутники будут выполнять задачи в области дистанционного зондирования земли, навигации судов, интернета вещей и мониторинга пожаров. Инфраструктура космической группировки будет состоять из наземных станций спутниковой связи и дата-центров, соединенных скоростными каналами связи.
«Бюро 1440» планирует запустить свыше 500 космических аппаратов к 2030 г. и довести группировку до более чем 700 спутников к 2035 г, в том числе, потенциально, с космическими аппаратами нового поколения, позволяющими организовать передачу данных со спутника непосредственно на конечное устройство сотовой связи без использования дополнительных абонентских терминалов. Предполагается обеспечить возможность передачи данных с низким уровнем задердки (от 20 мс) и высокой скоростью – от 50 Мбит/с до 1 Гбит/с.
Первоначально проект «Бюро 1440» назывался «Мегафон 1440» и развивался сотовым оператором «Мегафон». Госбанк ВТБ в 2021 г. согласился вложить в проект 2 млрд руб. Впоследствии проект был продан «ИКС Холдингу». создатель которого Антон Черепенников (скончавшийся летом 2023 г.) был партнером холдинга USM Алишера Усманова (владелец «Мегафона») по киберспорту, и некоторое время был совладельцем «Мегафона».
В июне 2023 г. с космодрома «Восточный» состоялся запуск первых трех комических аппаратов «Бюро 1440». Министр цифрового развития Максут Шадаев говорит, что ведомство верит в перспективы «Бюро 1440» и считает, что этот проект - единственный в настоящее время, который сможет реализовать задачу создания отечественной НГСО-системы.
Российский рынок спутниковой связи
Спутниковая связь является необходимым элементом связной и цифровой инфраструктуры России, отмечают авторы документа. Более 80% территории России в данный момент возможно обеспечить связью только при использовании спутниковой связи. Для арктической зоны этот показатель составляет более 90%.
В настоящее время российская орбитальная группировка спутников связи и вещания обеспечивает предоставление следующих основных услуг на геостационарной орбите: телерадиовещание; обеспечение сети привязки удаленных базовых станций сотовой связи; обеспечение резервных каналов связи после чрезвычайных ситуаций; обеспечение корпоративных сетей; обеспечение магистральных каналов связи; широкополосный доступ в интернет; телемедицина и дистанционное обучение; связь с подвижными объектами.
Основных потребителей услуг спутниковой связи в России можно разделить на четыре сектора: телекоммуникационный (B2O - провайдеры спутникового интернета, пользователи IoT), корпоративный (B2B, B2G – государственные и муниципальные учреждения, крупные предприятия с разветвленной сетью филиалов, средний и малый региональных бизнес), мультимедийный (B2B, телерадиокомпании, СМИ), частные пользователи (B2C).
17 космических аппаратов орбитальной группировки России занимают 80% российского рынка. Лидерами-операторами по объемам орбитально-частотного ресурса и предоставлению инфраструктуры для организации спутниковой связи являются госпредприятие «Космическая связь» (ГПКС, 12 спутников серии «Экспресс») и «Газпром космические системы» (ГКС, пять спутников серии «Ямал»).
С учетом сложившейся геополитической обстановки и ведения против России международных санкций в настоящее время отсутствует возможность поставки ключевого зарубежного оборудования и комплектующих для создания отечественных космических аппаратов, которое ранее составляло в отечественных космических аппаратах связи более 80%. При этом срок активной службы спутников составляет 10 – 15 лет. Таким образом, для космических аппаратов орбитальной группировки России до 2030 г. заканчивается срок активной службы 11 спутников и до 2036 г. - еще шесть спутников.
Рынок спутникового широкополосного доступа является незначительным и занимает около 1% в общем объеме рынка связи. Объем российского рынка спутниковой связи в 2022 г. вырос на 5% до 150 тыс. станций VSAT. При этом в течение последних трех лет рынок VSAT в России приближается к насыщению. Общий мировой объем пользователей VSAT-услуг составляет 2,5 млн абонентских станций. Доля России в количестве активных терминалов VSAT составляет 6%.
Крупнейшие российские операторы спутниковой связи, предоставляющие услуги спутникового ШПД (широкополосный доступ в интернет), по состоянию на конец 2022 г.: «РТКомм.Ру» («дочка» «Ростелекома») 32,8 тыс. станций, AltegroSky (28,6 тыс. станций), «Евтелсат нетворск» (2,43 тыс. станций), «КБ Искра» (24,1 тыс. станций) и «Русат» (9,3 тыс. станций).
Зачем России НГСО-система
В России многоспутниковые НГСО-системы могут рассматриваться в качестве наиболее перспективной технологии связи, необходимой для использования всех преимуществ цифровых сервисов на удаленных территориях, главным образом в таких отраслях, как добыча полезных ископаемых, сельское хозяйство, здравоохранение, общественная безопасность.
А гибридные орбитально-наземные телекоммуникационные сети смогут обеспечить высокоскоростную связь с низкой задержкой на всей территории России и Арктической зоны, что определяет их восстребованность не только для развития удаленных областей страны, но и для применения совместно с новыми поколениями связи, а также интеграции решений интернета вещей. Кроме того, такие спутниковые сети будет возможно использовать с целью предоставления универсальной услуги связи.
При этом для таких перспективных многоспутниковых НГСО при значительном, в сравнении с ГСО-спутниками, снижении стоимости создания космических аппаратов существенную долю себестоимости (более 50%) составляют услуги по выведению спутников и стоимость носителя.
Новые возможности, предоставляемые космическими группировками на НГСО-орбитах (низкие и средние), создают потенциал для расширения рынков спутниковой связи за счет применения систем интернета вещей в ЖКХ, транспорте, сельском хозяйстве и других отраслях. Экспортный потенциал таких группировок значительно превышает возможности по экспорту услуг связи других подотраслей связи.
Мировые тенденции в сфере спутниковой связи
В связи с развитием цифровых сервисов реального времени и ростом количества устройств-потребителей сетевых услуг приоритет развитие сетей связи начинает смещаться с обеспечения заданной скорости подключения в сторону обеспечения задержки сигнала и обеспечения большого количества подключений к сети, что невозможно решить без создания НГСО многоспутниковых систем связи.
В этой связи в последние годы за рубежом наблюдается развертывание спутниковых группировок и спутников с высокой пропускной способностью (HTS) нового поколения, в том числе на низких орбитах (LEO). В частности, по состоянию на I квартал 2023 г. спутниковым ШПД компании Starlink пользуются свыше 1 млн человек.
Подключение к спутниковому ШПД удаленных и малонаселенных территорий открывает рынок для миллионов новых пользователей и способствует созданию новых бизнес-моделей. До 2035 г. совокупный объем рынка спутникового ШПД вырастет на 28%, по сравнению с предыдущим десятилетием, и достигнет $292 млрд. Спрос на емкость HTS-систем, которые в период с 2020 по 2025 гг. станут источником нового этапа роста спутниковой широкополосной связи и залогом конкурентоспособности их операторов, будет расти на 26% ежегодно. После ввода в эксплуатацию новых НГСО-систем, в частности, Starlink, объем предложения пропускной способности увеличится в 12 раз, обеспечив увеличение суммарной скорости передачи данных с 2,1 Гбит/с в 2019 г. до 26,54 Гбит/с в 2024 г.
При этом появление HTS-систем привело к формированию переизбытка предложения емкости в целом ряде регионов, результатов чего явилось снижение стоимости спутниковой емкости. Спрос на пропускную способность с 2016 по 2021 гг. вырос в 2,3 раза (с 849 Гбит/с до 2 тыс Гбит/с), а предложение за тот же период выросло в 7,3 раза, достигнув значения в 10,7 тыс Гбит/с во многом благодаря активному развитию НГСО-систем. В результате чего средняя выручка с одного пользователя (ARPU) снизилась на 60% с $1,044 тыс. до $413 в месяц.
В мире рынок спутникового ШПД с применением НГСО-систем растет опережающими темпами. Объем трафика таких систем превысит объем трафика ГСО-систем (геостационарная орбита) в 2030 г., а в к 2035 г будет превышать уже в 2 раза. Выручка от реализации емкости вырастет с применением HTS-систем на $15,6 млрд в период с 2021 по 2031 гг., из которых 28% придется на ГСО-системы, 72% - на НГСО-системы.
Гибридные сети спутниковой и сотовой связи
Отдельным направлением развития сетей подвижной спутниковой связи является создание сетей, переиспользующих стандарты сотовой связи LTE (E-UTRA) или 5G NR для спутникового радиоинтерфейса для организации прямого доступа с мобильного терминала.
В 2022 г. свыше 15 компаний в мире анонсировали намерение реализовать и продолжить реализацию систем наземно-спутниковой связи. При этом среди компаний, имеющих опережающее развитие, можно выделить такие, как AST Space Mobile (США), Globalstar (США), beiDou (Китай), Lynk (США), Omnispace (США), SpaceX (США), GalaxySpace (Китай), Telesat (Канада) и др.
Сети ГСО и НГСО уже предоставляют связь с подвижными объектами с использованием активных антенных систем. При этом размеры антенн для компенсации потерь в более высоких диапазонах не позволяют миниатюризировать такие терминалы до носимых вариантов, что сводит их применение в качестве терминалов до использования на автомобилях и других видах транспорта.
Направления развития прямой спутниковой связи со смартфонами 4G, 5G, а к 2030 г. – и 6G, как дополнение наземных сетей для расширения их покрытия, является наиболее значимым среди становления гибридных сетей. Реализация спутниковых систем NB-IoT при этом может рассматриваться как промежуточный этап развития или составная часть таких систем. В отличие от развития сетей только на основе низкоскоростного радиоинтерфейса Nb-IoT, такие сети должны иметь многократно большую емкость и энергетику для обеспечения устойчивой связи со смартфонами, причем в качестве массовой услуги за пределами покрытия наземных сетей.
Эти же факторы определяют организационные и технические особенности гибридных сетей: преимущественное использование низкоорбитальных группировок с большим числом спутников; использование полос частот ниже 6 ГГц, близких к полосам сотовой связи, и переиспользующих их; использование больших по меркам традиционной спутниковой связи широкополосных активных антенных решеток для создания большого числа лучей даже в диапазонах ниже 6 ГГц; сложная система управления спутниковой группировкой и многолучевыми антеннами для создания квазистационарной сотовой сети на земной поверхности; необходимость снижения стоимости вывода таких спутников на околоземную орбиту.
Короткая ссылка
