Cистема ГЛОНАСС

Перспективы развития рынка услуг  спутниковой связи  и вещания

В.В. Ноздрин, к.э.н, Департамент космических служб МСЭ

Состояние современного рынка  услуг связи и  вещания характеризуется  очередным этапом развития, который  ознаменовался переходом  на цифровые методы передачи, а также  повышением требований всех категорий абонентов  к предоставляемым  скоростям передачи, качеству и содержанию услуг. Зачастую существующая инфраструктура не способна удовлетворять постоянно  изменяющийся спрос  на рынке, что приводит к совершенствованию  старых и появлению  новых технологий, которые оптимизируют экономические показатели реконструкции или  создания сетей связи  и соответствуют  современным требованиям. Данные тенденции  стимулируют обострение конкуренции между  различными технологиями, что может привести к тому, что некоторые  из них канут в  прошлое (как это, например, произошло  с системами сотовой  связи первого  поколения или ISDN). В связи с этим интересной задачей  является оценка потенциала различных стандартов связи и радиовещания на среднесрочную  и долгосрочную перспективу. В настоящий момент спутниковые системы  играют очень важную роль в развитии рынка  услуг связи и  радиовещания. Мировой  объем доходов, полученный от их эксплуатации в 2004 г., составил приблизительно 60 млрд долларов [1, 2]. В  конце 2005 г. на геостационарной  орбите находилось около 240 спутников гражданского назначения [3]. Данная статья посвящена  анализу состояния  и тенденций развития рынка услуг связи  и радиовещания, предоставляемых  с помощью спутниковых  систем.

Подвижная спутниковая служба

В настоящее время  в мире работает 9 систем подвижной  спутниковой службы (ПСС), которые  в конце 2005 г. обслуживали около 1 млн абонентов [1]. Доходы, полученные от предоставления услуг в этом же году, составили 1,7 млрд долларов.

Коммерческие  проекты ПСС

Из всех многочисленных коммерческих проектов ПСС в диапазоне  ниже 1 ГГц реализована одна система Orb-comm, которая включает в себя 30 негеостационарных (НГСО) спутников, обеспечивающих покрытие Земли. В связи с использованием относительно низких диапазонов частот система позволяет предоставлять  на простые дешевые абонентские  устройства услуги по низкоскоростной  передаче данных, такие, как электронная  почта, двусторонний пейджинг, услуги дистанционного контроля. Основными  пользователями Orbcomm являются транспортные компании, для которых эта система  обеспечивает экономически эффективное  решение по осу-ществлению контроля и управления перевозки грузов.

Самым известным оператором на рынке  услуг ПСС является Inmarsat. На рынке  предлагается около 30 типов або-нентских устройств как переносных, так  и подвижных: для сухопутного, морского и воздушного использования, обеспечивающих передачу речи, факс и передачу данных со скоростью от 600 бит/c до 64 кбит/с. Конкуренцию для Inmarsat составляют три  системы ПСС, в частности Globalstar, Iridium и Thuraya. Первые две обеспечивают практически  полное покрытие земной поверхности  за счет использования больших группировок, соответственно состоящих из 40 и 79 НГСО спутников. Предполагается, что Thuraya должна стать глобальной в 2007 г. с запуском третьего геостационарного (ГС О) спутника, который покроет американский континент, где она сейчас недоступна. Все  три системы предоставляют услуги телефонной связи и низкоскоростной  передачи данных на приемные устройства, сравнимые по весу и размеру с  мобильными телефонами GSM.

Также в мире функционируют  четыре региональные системы ПСС. В  Северной Америке это Mobile Satellite Ventures (MVS), использующая два спутника MSAT. В 2000 г. начала работать система Asia Cellular Satellite (Индонезия) со спутником Garuda, предоставляющая  услуги ПСС в Азиатском регионе. В том же году два спутника N-Star начали обслуживать абонентов морской  ПСС в 200-мильной прибрежной зоне Японии. В Австралии действует  аналогичная система морской  ПСС Optus.

Перспективы ПСС

Международный союз электросвязи (МСЭ) определяет перспективы  ПСС как спутниковый сегмент  систем подвижной службы третьего поколения IMT-2000 (рис. 1) [4]. Спутниковые сети могут  обеспечивать покрытие таких зон  обслуживания, где развитие наземной сети экономически неэффективно, в  частности в удаленных и сельских районах, и создавать для нее  горячий резерв. Стратегия развития ПСС основана на создании так называемой Дополнительной наземной составляющей (в США - Ancillary Terrestrial component (ATC) и в  Европе - Complementary Ground Component (CGC)) - это часть  ПСС, включающая в себя наземные станции, имеющие фиксированное положение  и используемые для улучшения  доступности услуг сетей ПСС  в зонах обслуживания, где спутниковые  станции не могут обеспечивать требуемое  качество [5]. Абонентские устройства в зоне покрытия базовых станций  будут работать с наземной сетью, а при выходе из нее переключаться  на работу со спутником, используя одну и ту же полосу частот, распределенную для ПСС. При этом системы ПСС  должны сохранять свою функциональность и предоставлять требуемые услуги независимо от ATC. Также предполагается, что спутниковый компонент IMT-2000 будет обеспечивать фидерные линии, опорные сети и "горячий" резерв на случай аварии или перегрузки наземной сети.

Согласно прогнозу, проведенному МСЭ, к 2010 г. для обеспечения  работы спутникового сегмента IMT-2000 потребуется  около 70 МГц в обоих направлениях. В соответствии с Регламентом  радиосвязи в качестве корневой должна использоваться полоса 1980-2010/2170-2200 МГц. В случае необходимости использования  дополнительных частот администрации  могут выбрать любые из частот, распределенных для ПСС в диапазоне 1-3 ГГц, в частности:

• 1525-1544/1626,5-1645,5 МГц;
• 1545-1559/1646,5-1660,5 МГц;
• 1610-1626,5/2483,5-2500 МГц;
• 2500-2520/2670-2690 МГц.

На сегодняшний  день уже обозначены программы реализации концепций развития существующих систем ПСС. В декабре 2005 г. Inmarsat объявил  о вводе в эксплуатацию широкополосной глобальной сети (BGAN). Система обеспечивает услуги на подвижные и переносные абонентские устройства со скоростью  передачи до 432 кбит/с и будет совместима с наземными сетями подвижной  связи. Globalstar, Iridium и MVS предполагают к 2012-2013 гг. полное обновление группировки. Все  три компании планируют создание дополнительной наземной составляющей. Тем не менее следует учесть несколько  фактов, которые могут значительно  повлиять на общие заключения относительно экономической эффективности и  перспектив развития ПСС:

• услуги ПСС востребованы в основном специализированными группами абонентов, в частности морскими и авиационными компаниями, различными государственными ведомствами и спецслужбами. Например, самым крупным корпоративным пользователем системы Iridium является Министерство обороны США, двухгодовой контракт на 72 млн долларов обеспечивает безлимитное подключение 20 000 пользователей. Globalstar объявил о 300%-ном росте ежедневных подключений абонентов во время проведения спасательно-восстановительных работ после прошлогодних ураганов в США и цунами в Юго- 
  Восточной Азии;
• Globalstar и Iridium прошли через процедуру банкротства, таким образом экономическая эффективность проектов на практике была достигнута за счет разорения инвесторов;
• технологическое развитие позволяет значительно улучшить эксплуатационные характеристики спутниковых абонентских приемников. Тем не менее в связи с необходимостью обеспечивать высокую энергетику бортовых приемников и ограниченностью используемого спектра будет экономически невыгодно или технически невозможно обеспечивать на подвижное абонентское устройство те же услуги, как и при работе с наземной сетью подвижной связи.

Вывод

Таким образом, спутниковые  технологии не могут рассматриваться  как реальные конкуренты наземным сетям  подвижной связи. Реализация таких  проектов может быть экономически оправдана  только в случае государственного финансирования. Развертывание сегмента ATC на практике будет означать лишь то, что операторы  наземных сетей получат возможность  развивать свои сети в диапазонах, распределенных для ПСС. Системы  ПСС будут продолжать играть важную роль для работы силовых ведомств и при ликвидации последствий  стихийных бедствий и различных  катастроф. Международный союз электросвязи, например, заключил специальное соглашение об условиях использования терминалов Thuraya для обеспечения связи при  оказании помощи пострадавшим странам  в таких случаях.

Коммерчески перспективным направлением в развитии ПСС может стать  не речь или передача данных на абонентские  приемники, а предоставление различных  вещательных услуг. В этом случае будут создаваться наложенные сети для наземных сетей подвижной  связи, которые могут эффективно как с точки зрения экономики, так и использования спектра, предоставлять услуги по топологии "точка - много точек". Это может  включать в себя вещание звуковых и телевизионных программ и циркулярное  распространение различного типа данных для всех или определенных категорий  абонентов. Крупнейший английский оператор спутникового телевидения BSkyB, например, подписал соглашение с Vodafon о создании пакета SKY Mobile TV, предлагающего абонентам  сетей подвижной связи получать различные вещательные программы. Аналогичный проект Unlimited Mobile TV, предполагающий создание гибридной наземно-спутниковой  радиовещательной сети, начат Alcatel и SFR во Франции. Другим частным вариантом  применения услуг ПСС, который сейчас исследуется в Европе, может стать  предоставление всех видов услуг  на групповые приемники, установленные  на таких высокоскоростных транспортных средствах, как междугородние и  международные поезда и автобусы.

Радиовещательная  спутниковая служба (звук)

Sirius Satellite Radio и XM Satellite Radio

В настоящее время  в мире действует четыре спутниковые  системы непосредственного звукового  вещания. Две системы предоставляют  услуги в США и Канаде, это Sirius Satellite Radio и ХМ Satellite Radio. Первая система  использует низкоорбитальную группировку, состоящую из трех спутников, и распространяет около 130 цифровых звуковых каналов. Вторая состоит из двух геостационарных  спутников, вещает около 150 каналов  и осуществляет передачу информации о ситуации на дорогах, о пробках, авариях, что позволяет корректировать в режиме реального времени работу навигационных систем автомобилей. Помимо этого существует специальная  подписка для абонентов сети сотовой  связи, которые могут принимать 20 звуковых программ и загружать файлы  в формате MP3. Обе сети используют наземные ретрансляционные сети, состоящие  из маломощных наземных передатчиков для обеспечения уверенного приема в условиях городской застройки. 
Несмотря на специфику американского рынка, темпы проникновения услуг спутникового звукового радио заслуживают особого анализа (рис. 2) [6]. Только в 2005 г. было продано 2,5 млн автомобильных приемников. Практически все дилеры крупных автомобильных компаний на американском рынке включили спутниковый радиоприемник в базовую комплектацию машин и имеют соглашения со спутниковыми операторами о включении абонентской платы в сумму погашения кредита для покупки автомобиля. С учетом того, что компании начали предоставлять услуги только в 2001 г., общее количество абонентов в США и Канаде в июне 2006 г. уже превысило 12 миллионов. Только во втором квартале 2006 г. Sirius стал обслуживать 600 000 новых абонентов. Оценка роста числа абонентов XM Satellite показала, что средний ежедневной прирост абонентов спутникового радио опережает темпы роста абонентов сотовой связи в начальные годы развития. На рынке услуг связи в США ни одна из технологий еще не имела таких высоких темпов проникновения.

Digital Multimedia Broadcasting и World Space

Совместный японско-корейский проект DMB (Digital Multimedia Broadcasting) является наиболее современным из реализованных в  настоящее время в области  спутникового вещания в мире. Система  осуществляет передачу 11 телевизионных, 28 звуковых каналов и данных на подвижные  приемники. Она основана на использовании  одного ГС О спутника и наземного  сегмента. Существуют два вида приемников - это модификация сотового телефона со специальным 6-дюймовым экраном и  автомобильные приемники. Четвертая  система спутникового радио World Space введена в эксплуатацию в 1990 г. и  использует два ГСО спутника, а  также предоставляет услуги в  Африке и Азии. Количество абонентов  незначительно, причина столь небольшого спроса - малая плотность потока мощности и, как следствие, прием  на направленную антенну.

Вывод

Концепция развития систем спутникового радио, согласно документам МСЭ, аналогична применяемой к ПСС, то есть базируется на использовании  одной и той же полосы частот как  спутниковыми, так и наземными системами звукового вещания [7]. Данный подход потенциально может обеспечить улучшенную гибкость обслуживания благодаря использованию общего приемника, позволяя этим двум службам тесно координировать свое развитие, вместо того чтобы пытаться обеспечить совместное использование частот полностью независимыми службами. Все каналы, выделенные РСС для некоторой зоны обслуживания, могут использоваться для наземного радиовещания. Создание интегральной сети позволяет обеспечить экономически эффективное решение для полного и быстрого покрытия национальных территорий и массового производства простых приемников, работающих как со спутниковой, так и с наземной сетью.

Согласно Регламенту радиосвязи для развития радиовещательной спутниковой службы (звук) распределено три полосы: 1452-1492 МГц, 2310-2360 МГц и 2535-2655 МГц. Комитет по электронным  средствам связи СЕРТ (ЕСС) в Европе выделил полосу 1479,5-1492 МГц, а полоса 1452-1492 МГц определена для наземного  сегмента сети.

Коммерческий успех  реализованных проектов обратил  на себя внимание большого количества спутниковых операторов. Косвенным  подтверждением этого является то, что в Бюро радиосвязи МСЭ на различных  стадиях обработки находятся  заявки на создание радиовещательных спутниковых сетей звукового  вещания в полосе частот 1452-1492 МГц  на 50 ГСО позиций от 21 администрации. В Европе, например, к настоящему времени существует четыре проекта  непосредственного спутникового звукового  вещания, один из которых предположительно начнет работу уже в 2007 г.