Космическое пространство превращается в арену технологической и экономической конкуренции, пишут Ведомости в докладе «Космос без границ». Основная борьба, по мнению экспертов, сосредоточена вокруг телекоммуникаций и передачи данных. Так, финансовый объем мирового рынка спутниковой связи в 2024 г., по разным оценкам, достиг от $70 до $90 млрд. При этом темп развития сегмента достигает 11–13% — быстрее, чем мировой экономики в целом.
В этом материале расскажем об одном из перспективных направлений — спутниковом интернете. Как работает технология и когда в России станет массово доступен интернет из космоса.
Как это работает
Спутниковый интернет — это разновидность спутниковой связи. Его развитие началось в 80-х гг. XX века с распространением технологии VSAT (Very Small Aperture Terminal, или Терминал с очень малой апертурой). Иными словами, это компактная наземная станция с небольшой антенной-тарелкой, которая позволяла принимать сигналы там, где недоступны наземные сети.
Главный элемент в любом спутниковом подключении — спутник связи, который летает вокруг Земли. В зависимости от расстояния до планеты они разделяются на:
- Геостационарные (GEO). Расположены на высоте 36 тыс. км и вращаются с той же скоростью, что и сама Земля, поэтому всегда остаются над одной и той же территорией. Пропускная способность ― до 100 Мбит/с, задержка сигнала ― 2–3 секунды. Оптимальный вариант для систем глобального охвата и постоянного соединения. Срок их службы составляет 15–20 лет.
- Среднеорбитальные (MEO). Их размещают уже в 5–20 тыс. км от поверхности Земли и используют, как правило, в навигационных системах типа GPS и ГЛОНАСС. Для покрытия всей планеты требуется около 10–15 аппаратов, задержка сигнала может составлять 100–150 миллисекунд (мс).
- Низкоорбитальные (LEO). Находятся в высоте от 160 до 2 тыс. км и применяются в современных системах связи, для зондирования Земли и метеорологических наблюдений. Их пропускная способность гораздо выше ― до 1 Гбит/с, а задержка сигнала — 20–30 мс. Покрывают ограниченную область, до 1 тыс. км, поэтому для стабильного соединения необходима многочисленная группировка спутников — пример, Starlink. Срок службы таких устройств ниже — около 5 лет, на это влияют высота орбиты, аэродинамическое торможение из-за плотности атмосферы, солнечная активность, форма и масса самого аппарата.
Геостационарные спутники, как правило, используют крупные провайдеры — Viasat и HughesNet. В России также подключаются к GEO-спутникам — к примеру, «Ямал-601», «Ямал-401», «Ямал-402», «Экспресс-АМУ1», принадлежащим оператору «Газпром космические системы». Новые операторы — в первую очередь Starlink — запускают спутники на низкой околоземной орбите.
Сам по себе спутник не транслирует интернет, он выступает в роли ретранслятора. Существует два варианта подключения — синхронный и асинхронный.
Синхронный
Подразумевает, что спутниковый канал связи одновременно используется для приема и передачи данных. Условно работает это следующим образом:
- Пользователь отправляет запрос — например, открывает нужный веб-сайт.
- Запрос через спутниковый модем передается на спутниковую антенну (тот самый VSAT) и далее в виде закодированных радиоволн отправляется на спутник.
- Спутник перенаправляет запрос на наземную станцию провайдера.
- Тот в свою очередь отправляет запрос в интернет (через наземные сети) и получает необходимые данные — текст, картинки, веб-данные.
- Их провайдер передает обратно на спутник, который перенаправляет нужные данные на клиентскую спутниковую антенну (все тот же VSAT).
- Антенна ловит сигнал, модем раскодирует его, и пользователь получает ответ на изначальный запрос.
Синхронное подключение происходит довольно быстро, но пользователю может показаться иначе. Вспомним высоту геостационарного спутника — 36 тыс. км, ее сигнал проходит четыре раза, на что потребуется около 500 мс. Для сравнения: задержка у домашнего провайдера в среднем в 50 раз меньше.
Еще два важных фактора — высокая стоимость оборудования и требования к точности настройки. К примеру, отклонение тарелки VSAT на пару сантиметров могут замедлить интернет вдвое. При этом такой вид подключения обеспечивает надежную связь и скорость там, где недоступны другие варианты — кабельные или беспроводные соединения.
Асинхронный
В таком варианте прием данных от спутника обеспечивает все та же антенна-тарелка, но для отправки запроса необходим еще один канал — сеть сотовой связи или другая наземная инфраструктура.
То есть пользовательский запрос отправляется, например, по мобильной сети, его получает провайдер, обрабатывает, а необходимые данные отправляет на спутник. Космический аппарат транслирует информацию на спутниковую антенну.
Запрос уходит медленно, а ответ прилетает очень быстро, в среднем со скоростью 40 Мбит/сек. Такой способ связи гораздо дешевле, не требует ювелирной точности в настройке принимающего оборудования. Может значительно улучшить качество жизни, к примеру, в регионах, где есть покрытие сотовой связи, но скорость сильно медленная, и нет альтернатив. Однако здесь возникает зависимость от отправляющего запросы провайдера — если связь с ним будет потеряна, то интернет не будет работать.
Зачем нужен спутниковый интернет
Безусловно, такой тип связи дороже, чем традиционные варианты интернета. Спутниковый сигнал может быть чувствителен к погодным условиям. Ограничения по скорости могут не подойти для тех, кому важен стабильный и мощный сигнал.
Однако главный «козырь» интернета из космоса — его мобильность и доступность там, где нет возможность установить вышки и протянуть кабель. Необходимо только специальное оборудование — и вы на связи в самых отдаленных и труднодоступных уголках земли. Это удобно, к примеру, в путешествиях, научных или исследовательских миссиях, а также для повышения цифровизации сел, деревень и малых городов, где не работают наземные провайдеры.
Российская космическая сеть
«В России по разным оценкам, 70–80% суши не охвачено мобильным или стационарным интернетом из-за экономической нецелесообразности или физической невозможности это сделать <…> Если для большинства других стран это в основном резервный или дублирующий канал, то для нас это необходимое условие для развития Сибири, Арктики, Дальнего Востока. Иными словами, нет другой страны в мире, которой космический интернет настолько необходим», — отмечает Андрей Ионин, советник гендиректора технологической компании Геоскан.
Спутниковый интернет в нашей стране предлагает ряд компаний: AltegroSky, Eutelsat Networks, Триколор, Радуга Интернет, МТС, SENSAT, StarBlazer. Все они используют геостационарные спутники.
Планы по развертыванию собственной низкоорбитальной группировки в России тоже есть. Два главных проекта — программа «Сфера» (Роскосмоса) и система «Рассвет» (Бюро 1440).
Первый предполагает создание группировки примерно из 650 космических аппаратов к концу десятилетия. К 2027 г. корпорация собирается запустить конвейерное производство оптико-электронных, радиолокационных спутников, а также спутников для передачи данных. Первый запуск намечен на 2026 г.
Второй проект — «Рассвет» — в первую очередь окрестили аналогом Starlink. Однако в их работе есть принципиальные отличия. Американские спутники работают на орбите высотой 550 км, российский экспериментальный аппарат — 800 км, что позволяет расширить зону его покрытия и сократить число «участников» будущей группировки. По расчетам, спутники Бюро 1440 смогут работать дольше за счет высоты. При этом Starlink постепенно внедряет лазерную связь — передачу данных с помощью инфракрасных лазерных лучей вместо радиоволн, а для российского проекта это изначально ключевая технология.
Пользователям обычных смартфонов в РФ спутниковый интернет от Бюро 1440 может стать доступен благодаря сотрудничеству аэрокосмической компании с операторами наземной связи. Так, телекомы смогут устанавливать терминалы для получения сигнала на свои базовые станции и предоставлять услуги конечным пользователям.
Сейчас на орбите размещено шесть спутников будущей группировки «Рассвет». Партия из 16 серийных космических аппаратов связи отправится на низкую околоземную орбиту за один запуск в декабре, дальнейшее развертывание сети также будет проводиться партиями. К 2027 г. планируется вывести на орбиту более 250 спутников и увеличить их численность до 900 к 2035 г. Сейчас Бюро 1440 занимается запуском опытно-промышленного и серийного производства всех компонентов и устройств космических аппаратов.
Больше полезной информации для инвесторов вы найдете на BCS Express.
