Спутниковая подвижная связь

Весьма перспективным направлением развития подвижной связи общего пользования является создание спутниковых систем. Такие системы позволяют обеспечить связью обширные регионы с низкой плотностью населения, в которых создание наземных сотовых систем подвижной связи является экономически неоправданным. Они начали развиваться в последние два десятилетия XX века и, без сомнения, получат в XXI веке весьма широкое распространение, так как позволяют обеспечить глобальную подвижную связь (сухопутную, в том числе в труднодоступных районах с низкой плотностью населения, морскую и воздушную). Одной из первых подобных систем явилась созданная в 1967 году в США опытная система "TATS".

Важной особенностью создания этих систем является то, что реализация многих из них осуществляется при международной кооперации финансовых, промышленных и интеллектуальных ресурсов входящих в эту кооперацию стран.

В 1979-1982 годах была создана и введена в эксплуатацию система спутниковой подвижной связи первого поколения "Инмарсат". Эта система эксплуатируется международной организацией "Инмарсат", в которой участвуют восемьдесят шесть стран, в том числе и Россия. Система использует 4-5 ИСЗ, находящихся на геостационарных орбитах (ГО), и обеспечивает (за исключением полярных областей) глобальное обслуживание абонентов на всей территории Земли. Она создавалась для организации морской подвижной связи, однако применяется также для сухопутной и воздушной подвижной связи, и сегодня в ней работают более чем сто сорок три тысячи земных станций спутниковой связи. Терминалами этой системы оснащены тридцать пять тысяч судов мирового флота.

Высокая актуальность создания и внедрения систем глобальной подвижной персональной связи (GMPCS - Global Mobile Personal Communication Systems) привела к необходимости разработки в рамках МСЭ общих принципов международной регламентации применения таких систем.

Был предложен ряд международных и национальных проектов создания подобных систем, построенных на основе спутников связи, находящихся на негеостационарных орбитах (НГО). Применение НГО спутников позволяет, в сравнении с ГО спутниками, существенно уменьшить задержку в канале связи, что весьма существенно для передачи речевых сообщений, снизить энергетику линии, что позволяет значительно уменьшить габариты и вес абонентского терминала, а также использовать абонентские терминалы с ненаправленными антеннами.

Первой системой GMPCS явилась система "Иридиум", предложенная в 1985 году. В те годы данный проект выглядел грандиозным и весьма сложным. В системе планировался запуск 88 спутников, расположенных на 11 равноудаленных друг от друга орбитальных плоскостях (позже в реализованной системе было использовано 66 ИСЗ). В этой системе впервые были организованы межспутниковые связи между двумя соседними ИСЗ одной орбиты и смежных орбитальных плоскостей, ее бортовой ретранслятор обеспечивал обработку и коммутацию каналов и т. п. Для передачи сигналов использовалась технология передачи сигналов, аналогичная той, которая используется в системе сотовой подвижной связи стандарта GSM, применяется временной дуплекс, а скорость передачи сообщений составляла от 2.4 до 9.6 Кбит/с.

Система "Иридиум" в 1998 году была реализована в полном объеме и обеспечивала передачу речевых и факсимильных сообщений, данных и сигналов пейджинга, обеспечивалась также передача навигационных сигналов GPS (Global Position System). К сожалению, при вводе ее в эксплуатацию был допущен ряд маркетинговых просчетов, и она не смогла набрать необходимое число абонентов. Одной из причин этого явилось то, что за 6-7 лет, прошедших с начала разработки проекта "Иридиум", произошло весьма быстрое развитие сухопутных сетей сотовой связи, которые охватили значительные территории многих стран. В конце 1999 года компания "Иридиум" потерпела банкротство и прекратила свое существование. Несмотря на коммерческую неудачу проекта "Иридиум", его реализация является крупнейшим научным и техническим достижением XX века. Уникальный опыт, который был приобретен при создании этой системы, безусловно будет использован при реализации еще более грандиозных проектов спутниковой связи.

В 1991 году была выдвинута идея создания более простой, нежели система "Иридиум", системы "Глобалстар", а еще через несколько лет (в 1994 г.) из компании "Инмарсат" выделилась компания ICO (Intermediate Circular Orbit), которая приступила к созданию системы подвижной спутниковой связи с тем же названием. Эти системы, так же как и система "Иридиум", используют НГО спутники. В них предполагается предоставлять в основном те же услуги, что и в системе "Иридиум".

В системе "Глобалстар" используется такой же радиоинтерфейс МДКР, какой используется в американской системе сухопутной сотовой связи; связь обеспечивается в диапазоне частот 1.6-2.5 ГГц с помощью 50 земных станций и 48 спутников связи, расположенных в 8 плоскостях на низких НГО орбитах.

В ICO применяется радиоинтерфейс МДВР, аналогичный тому, который применяется в системе GSM. Связь с сетью общего пользования обеспечивается с помощью 12 земных станций и 10 спутников связи,

находящихся в двух плоскостях на средних НГО орбитах. Для работы на б полярных орбитах системы ICO выделены полосы частот в диапазоне 1.9-2.1 ГГц, который предназначен для развития сетей подвижной связи третьего поколения.

Проекты систем "Глобалстар" и ICO наиболее близки к завершению, и в самом начале XXI века они станут предоставлять услуги своим абонентам. В создаваемых системах за счет применения "многорежимных" абонентских трубок будет предусмотрена возможность их работы в действующих наземных сетях сотовой связи существующих стандартов. Ожидается, что к 2010 году общее число абонентов спутниковых сетей подвижной связи составит 25 миллионов.

Помимо упомянутых систем, в ряде стран разрабатываются другие проекты систем спутниковой подвижной связи общего пользования, а также специализированные системы спутниковой подвижной связи, предназначенные для контроля над состоянием и местоположением транспортных средств, обеспечения связи в чрезвычайных ситуациях, осуществления экологического и промышленного мониторинга и т. п. Некоторые из них уже реализованы, и начата их эксплуатация.

Хронология