Проект "Глобалстар".
Практически все стороны жизни современного человека прочно связаны со средствами коммуникаций, Постоянно возрастающая миграция населения и условия жизни требуют возможности обеспечения быстрой и надежной связи, которая сегодня устанавливается не между географическими пунктами, а между людьми. Поэтому фирмы-производители систем дальней связи делают все возможное для удовлетворения непрерывно растущих потребностей в данной области, расширяя инфраструктуру проводных, оптоволоконных, спутниковых и радиотелефонных сетей.
Однако до последнего времени не решены проблемы обеспечения абонентов глобальной персональной телефонной связью, а также проблемы совместимости сотовых систем подвижной связи различного типа, что требует создания общедоступной и экономичной глобальной сети связи. Проект "Глобалстар", инициированный известными фирмами в области космических систем и комплексных технологий дальней связи "Loral" и "Qualcomm", предусматривает создание такой сети, используя существующую наземную инфраструктуру проводной и радиотелефонной связи.
Система "Глобалстар" обеспечивает абонентов сравнительно недорогой и надежной телефонной связью, которую можно установить между любыми (кроме полюсов) точками земного шара. Она состоит из космического, наземного и абонентского узлов.
В космический узел войдет созвездие из 48 низкоорбитальных спутников, каждый из которых представляет собой усилитель-ретранслятор высокочастотных сигналов, выведенный на высоту 1406 км. Средний проектный срок службы спутников составляет 7,5 лет. Спутники находятся на восьми орбитальных плоскостях, по шесть на плоскость, что гарантирует охват практически всей поверхности планеты. Использование низкоорбитальных спутников снижает мощность радиосигнала почти в 100 раз, сокращает задержку в получении сигнала и устраняет зхо, являющееся серьезной проблемой в системах связи на геостационарных спутниках. У каждого спутника имеется шесть сфокусированных лучей, определяющих эллиптические зоны обслуживания абонентов, при этом каждый из них способен обеспечить работу как минимум 2800 дуплексных речевых каналов и каналов передачи данных. В радиоинтерфейсах между спутниками и Землей используется перспективная цифровая технология СДМА (многостанционный доступ с кодовым разделением каналов), имеющая це-
лый ряд преимуществ по сравнению с другими технологиями в части
помехозащищенности, меньшего уровня излучаемой мощности, большей
пропускной способности, предотвращения несанкционированного доступа в сеть и т.д. Каждый из спутников осуществляет связь как с абонентами, так и напрямую с узловыми станциями. Для линий связи "спутник - абонент" используется диапазон частот 1,61- 1,626 ГГц; для линий связи "спутник - узловая станция" используются диапазоны 5,1995-5,216 ГГц (направление "вниз") и 6,525-6,5415 ГГц(направление "вверх"). Межспутниковый обмен информацией в системе отсутствует.
Спутники для системы "Глобалстар" будут производиться фирмой "Space Systems Loral", которая представляет собой международный конгломерат нескольких фирм, совместно работающих над рядом проектов в области космических исследований, а именно: "Alcater", "Aerospatiale", "Alenia", "Deutche Aerospace".
Наземный узел системы "Глобалстар" состоит из узловых станций; систем слежения, телеметрии и передачи команд; систем управления полетом спутников и центра управления сетью. Каждая узловая станция одновременно поддерживает связь с тремя спутниками и, кроме того, обеспечивает интерфейс для связи сети системы "Глобалстар" с АТС местной телефонной сети региона или с центрами коммутации сотовых радиотелефонных сетей, прежде всего стандартов AMPS и GSM. Оборудование системы "Глобалстар" не влияет на работу наземных сотовых сетей, поскольку в ней используются другие частоты. Каждая страна будет осуществлять независимый контроль над своими узловыми станциями и над доступом к телефонной сети находящихся на ее территории абонентов. В функции системы входит также оперативное обнаружение абонента, посылающего или принимающего вызов.
В функции центра сетевого управления входит регистрация и проверка вызовов, определение длительности и тарификация разговора и т.д., а также управление базой данных о состоянии сети, контроль и распределение сетевых ресурсов (каналов связи, частот, спутников).
Контроль над эскадрильей спутников осуществляется с помощью систем слежения, телеметрии и передачи команд. Данные контроля орбитальной деятельности спутников посылаются в центры контроля над сетью, откуда направляются в узловые станции для осуществле-
ния сопровождения и других функций.
Из-за постоянного движения спутников и изменения территории охвата время от времени возникает необходимость передачи обслуживания абонента от одного спутника к другому. Для этой цели используются возможности технологии СДМА, позволяющие абонентскому терминалу одновременно поддерживать связь с двумя или тремя спутниками, улучшая качество принимаемого суммарного сигнала, и программными средствами, выбирая оптимальные каналы связи. Окончательная передача абонента (незаметная для него) на обслуживание следующему спутнику происходит лишь тогда, когда абонент прочно обосновался- на его территории. Абонентские терминалы оснащены всенаправленными антеннами, что облегчает одновременную связь с несколькими спутниками и снимает необходимость постоянно направлять антенну на спутник для поддержания связи.
На начальной стадии эксплуатации планируется использование двух типов абонентского оборудования, входящего в абонентский узел системы "Глобалстар". Это портативные терминалы для передачи речевых сигналов и навигации, а также передвижные и стационарные навигационные аппараты. В качестве дополнительно оплачиваемой услуги абонент может обслуживаться как в одиночном режиме, когда абонентский терминал позволяет выходить в сеть "Глобалстар". так и в двойном режиме, когда абонент может выходить дополнительно и в другую наземную сотовую радиотелефонную сеть.
Благодаря использованию технологии СДМА уровень излучения абонентского терминала будет установлен ниже официально допустимых пределов, принятых в различных странах. Средняя мощность излучения менее 200 МВт.
Каждому абонентскому терминалу системы присваивается индивидуальный номер, который, в отличие от традиционных телефонов, не зависит от местонахождения абонента (используемая реализация технологии СДМА предполагает наличие до 4,4 млрд. вариантов различных кодов).
Услуги сети "Глобалстар" направлены на обслуживание четырех групп пользователей;
- проживающих в районах, не охваченных подвижной связью;
- работающих или проживающих в районах, охваченных подвижной связью, но часто выезжаюших за пределы территории обслуживания;
- стационарных абонентов, находящихся в районах, не охваченных
телефонной связью;
- абонентов, нуждающихся в индивидуальной или особой телефонной связи.
К этим группам потенциальных потребителей относятся различные государственные и частные организации. в том числе: водители сухопутного и водного транспорта, командированные, органы охраны порядка, спасательные отряды и бригады скорой помощи, поисковые экспедиции, туристы. сельские отделения частных организаций. не охваченные местными проводными и сотовыми телефонными сетями, коммунальные службы, которым необходимо периодически снимать показания счетчиков расхода газа, электроэнергии и воды, службы охраны природных ресурсов и т,д,
Помимо обычной телефонной связи система "Глобалстар" предоставляет навигационные услуги. Одна из самых простых услуг - определение местонахождения абонента, когда тот с помощью своего терминала рассчитывает свои координаты на основе контрольного тонального сигнала, посылаемого системой.
Еще один вид навигационных услуг - обеспечение двусторонней связи с помощью обмена краткими сообщениями. Такой обмен может использоваться в экстренных случаях, когда абоненту необходимо дать знать о своем местонахождении службам оперативной помощи или семье (несчастный случай, поломка автомобиля и т.п.).
Третий вид навигационных услуг включает определение местонахождения абонента (расчет координат производится на узловой станции) и передачу координат определенному заранее кругу абонентов. Эти услуги найдут применение в работе диспетчеров транспорта, при поиске украденных автомобилей и т.д.
Структура сети системы "Глобалстар" показана на рисунке. Система разработана таким образом, чтобы наиболее эффективно осуществлять качественную передачу речи и предоставление других информационных услуг при относительной простоте подключения новых абонентов. Для еще более полного охвата обслуживаемых территорий могут быть выведены на орбиту дополнительные спутники. Запуск спутников намечен на 1997 г., ввод системы в эксплуатацию - на 1998 г.
Данный проект - не единственный в мире. однако только он ориентирован на использование технологии СДМА.
В последние годы во многих странах, обладающих космическими
технологиями, ведутся работы по созданию подобных систем с высотами орбит космических аппаратов от 700 до 2000 км. Наиболее известен аналогичный проект "Иридиум" (в реализации его принимает участие НПЦ им. Хруничева), основанный на 66 спутниках, использующий в радиоинтерфейсах технологию СДМА, близкую к стандарту сотовой связи GMM, и планируемый к реализации практически в те же, что и "Глобалстар", сроки. Существуют также аналогичные российские проекты, например, "Гонец" и "Сигнал". Однако на сроки их реализации существенное влияние оказывает дефицит финансирования.
Несмотря на сравнительно небольшую (в масштабах планеты) пропускную способность систем глобальной персональной связи (в предлагаемой начальной конфигурации), они уже сейчас заочно начинают конкурировать друг с другом за рынки сбыта путем предварительного сравнения спектра предлагаемых услуг их ориентировочной стоимости, перспектив развития, привлечения инвесторов и потенциальных пользователей.