СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ НА ГОРЬКОВСКОЙ ДОРОГЕ. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
М.А. СМЫЧЁК, генеральный директор АО «СПУТНИКСВЯЗЬ», канд. техн. наук В настоящее время раздичные отрасли народного хозяйства испытывают дефицит высококачественных, удовлетворяющих современным требованиям, каналов связи. Федеральные сети общего пользования на сегодняшний день не могут удовлетворить в полной мере все возрастающие потребности в области связи. Цены на услуги связи, которые предлагают Федеральные сети общего пользования, также не всегда устраивают потребителя. Существующее оборудование и качество каналов ведомственных сетей связи также оставляет желать лучшего.
В последнее время различные ведомства и отдельные отрасли стали самостоятельно развивать сети связи для удовлетворения своих потребностей. Спутниковая связь одна из первых стала на путь построения выделенных региональных сетей связи. Сейчас построено или находится в процессе строительства многочисленное количество различных земных станций (ЗС), которые объединяются различными сетями. К уже существующим выделенным сетям спутниковой связи нефтяников и газовиков стали добавляться сети банков, таможенных органов и других отраслей. Не отстают в этой области и транспортники. Железнодорожный транспорт, вслед за морским, стал развивать собственные выделенные сети спутниковой связи.
Спутниковые системы и сети в целом можно классифицировать по многим признакам, например: по области применения (фиксированная и мобильная связь, телефонная, передача данных и изображений, телевидение и радиовещание, телеметрия, метрология, радионавигация и др.); по принципу доступа к бортовому ретранслятору и методам разделения каналов (системы с закрепленными каналами, системы с многостанционным доступом с частотным разделением каналов МДЧР, системы с многостанционным доступом с временным разделением каналов МДВР, системы с многостанционным доступом с кодовым рзделением каналов МДКР, системы с одним каналом на несущую или с группой каналов на несущую); по методам передачи информации (цифровые и аналоговые системы, с частотной и фазовой модуляцией, с помехоустойчивым последовательным или блоковым кодированием, с эффективным кодированием голосовых сигналов, например по методам CELP (Code Excited Prediction), ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) или ASET (Adaptive Sub-band Excited Transformation) и др.
Спутниковые сети отличаются также топологией, протоколами взаимодействия ЗС, возможностями поддержки или преобразования протоколов передачи данных и телефонных сигнализаций, способом организации управления и администрирования.
Из перечисленных спутниковых систем наибольший интерес на сегодняшний день для железнодорожного транспорта представляют такие области как телефония и передача данных. В связи с тем, что Министерство путей сообщения практически полностью прекратило финансирование современных новых разработок в области спутниковой связи для железнодорожного транспорта, а разработанные ранее отечественные системы (например, система «Сириус») морально устарели, отдельные дороги пошли по пути построения выделенных региональных сетей спутниковой связи, базируясь в основном на оборудовании импортного производства. К числу таких дорог относится и Горьковская.
На Горьковской дороге спутниковой связью начали заниматься еще в 1993 г. Однако не для кого не секрет, что для железнодорожников это абсолютно новый вид связи, поэтому ни опыта, ни достаточных знаний в этой области специалисты железнодорожной связи не имели. В связи с этим было принято решение поучиться у тех, кто этой связью занимается уже не один десяток лет и имеет значительный опыт.
Начало было положено с момента организации обучения в области спутниковой связи специалистов Горьковской дороги. Обучение проходило в Москве на базе ведущих московских организаций и институтов, занимающихся разработкой и эксплуатацией спутниковых систем связи. Специалисты в области радиосвязи из всех отделений дороги получили хорошую теоретическую и практическую подготовку. По окончании курсов, которые проходили более месяца, всем был выдан диплом установленного образца. После этого люди, прошедшие теоретическую подготовку, могли уже компетентно и грамотно подходить к вопросам выбора принципов организации спутниковой связи, оборудования и систем космической связи в целом.
Первые шаги в области спутниковой связи дорога сделала в мобильной спутниковой связи.
В марте 1994 г. были проведены испытания по обеспечению вагона поезда средствами спутниковой связи. Связь проводилась через глобальную международную систему космической связи «ИНМАРСАТ». Испытания проводились с помощью вагона-лаборатории сигнализации и связи на участке Москва - Горький - Киров с использованием станции типа "MariStar-M" (модель 9821) производства фирмы Scientific Atlanta (США). Станция позволяет организовать двустороннюю телефонную и факсимильную связь с абонентами, находящимися в любой точке планеты.
Испытания показали, что эта аппаратура (морской вариант) может быть использована для организации мобильной связи в вагонах поездов. Аппаратура обеспечивает качественную телефонную связь как в процессе движения, так и на стоянке.
Руководство дороги приняло решение о приобретении таких станций для организации мобильной спутниковой связи. Стоимость одного комплекта оборудования мобильной станции - 28...36 тысяч долларов США (в зависимости от фирмы-производителя и от комплектации). Стоимость одной минуты разговора, в зависимости от каждой конкретной береговой наземной станции, через которую происходит соединение с абонентом, составляет 4...8 долларов США.
С декабря 1994 г. на дороге эксплуатируется несколько станций мобильной спутниковой связи. Станции установлены на фирменном поезде № 37/38 "Нижегородец" сообщением Нижний Новгород - Москва и на специальном вагоне руководства дороги. Приобретены специальные карточки-датчики, с помощью которых можно из любого городского абонентского телефона связаться со станциями, установленными на вагонах.
Специалистами АО "СПУТНИКСВЯЗЬ" и Горьковской дороги на сегодняшний день накоплен значительный опыт в организации мобильной спутниковой связи международной системы "ИНМАРСАТ" из вагона поезда, а также в эксплуатации оборудования мобильной спутниковой связи различных зарубежных фирм-производителей.
В настоящее время на дороге идет работа по подготовке к проведению испытаний новых мобильных станций спутниковой связи системы "ИНМАРСАТ" с низкопрофильными антеннами совместно с государственным предприятием "Морсвязьспутник" и с зарубежными фирмами-производителями оборудования.
Официальный представитель России в международной системе "ИНМАРСАТ" государственное предприятие "Морсвязьспутник" тесно сотрудничает со специалистами АО "СПУТНИКСВЯЗЬ" и Горьковской дороги и выдало им полномочия на дальнейшее распространение мобильных систем спутниковой связи на сети железных дорог.
Кроме мобильной спутниковой связи, на дороге успешно развивается стационарная (фиксированная) спутниковая связь, наличие которой продиктовано самим временем.
В конце 1994 г. руководством дороги было принято решение о строительстве региональной выделенной сети спутниковой связи дороги. После тщательного анализа возможных вариантов и способов построения сети спутниковой связи выбор остановился на системе с многостанционным доступом ("канал по требованию") с частотным разделением каналов - МДТР-МДЧР. Такие системы называют системами DAMA (Demand Assigned Multiple Access). Эти системы могут работать с применением оборудования типа VSAT (Very Small Aperture Terminal) и обеспечивают высокую эффективность использования частотного ресурса бортового ретранслятора, что, в свою очередь, снижает себестоимость услуг связи. Оборудование спутниковой связи типа VSAT является наиболее предпочтительным для железнодорожного транспорта.
Был проведен тендер среди нескольких зарубежных фирм-производителей оборудования космической связи. Налажен тесный контакт с московскими ведущими организациями, занимающимися вопросами космической связи в России (в частности, с государственным предприятием "Космическая связь").
В итоге выбрано оборудование американской фирмы "TIW Systems, Inc." Это объясняется рядом причин. Так, оборудование обеспечивает связь по принципу "каждый с каждым". Фирма согласна использовать антенны российского производства, что значительно удешевляет стоимость станций. Фирма согласна использовать отечественные космические аппараты типа "Горизонт" для организации системы связи в Си-диапазоне частот (4-6 ГГц). Это в значительной мере снижает абонентскую плату за использование транспондера. Это единственная на сегодняшний момент зарубежная фирма, имеющая сертификат Министерства связи России. Оборудование имеет приемлемую стоимость. Фирма строит в России несколько выделенных региональных сетей спутниковой связи(ЛУКОЙЛ, ГП "Космическая связь").
Она имеет долгосрочный договор с ГП "Космическая связь" о сотрудничестве. Фирма делает послегарантийное обслуживание оборудования.
В настоящее время полным ходом идет строительство выделенной региональной сети спутниковой связи Горьковской дороги. Развертываемая сеть космической связи Горьковской дороги предполагает Центральную станцию в Нижнем Новгороде и шесть абонентских станций в Москве, Владимире, Кирове, Муроме, Казани, Ижевске. Конфигурация выделенной региональной сети спутниковой связи представлена на рис. 1. Здесь приняты следующие обозначения: CSC - общий канал сигнализации (один на весь диапазон); DAMA-SCPC - абонентский канал связи; HUB - центральная станция спутниковой связи; 1 - оборудование, расположенное рядом с антенной (наружное оборудование): приемопередатчик, конвертор, система слежения, система антиобледенения антенны; 2 - оборудование, расположенное внутри помещения (блоки канала сигнализации и управления БКСиУ и канальные блоки КБ); ЦП - центральный процессор; M&C - компьютер диагностики оборудования; ACUC - компьютер управления системой наведения; NCC - компьютер администрирования сети; Billing - компьютер взаиморасчетов за трафик.
Строительство сети ведется в два этапа. Первый этап, включающий в себя три станции (Нижний Новгород, Москва, Ижевск), введен в эксплуатацию в третьем квартале 1996 г. Связь обеспечивается через отечественный космический аппарат «Горизонт» 53о В.Д., зона покрытия которого находится в пределах от Франции до Байкала и показана на рис. 2.
Центральная станция имеет 10 каналов по 32 Кбит/с. Диаметр антенны - 4,5 м. Мощность передатчика - 140 Вт. Абонентские станции имеют четыре канала по 32 Кбит/с. Диаметр антенны - 3,5 м. Мощность передатчиков по 20 Вт. Станция в Москве имеет 8 каналов по 32 Кбит/с. Все высокочастотное оборудование станций наружного исполнения располагается в непосредственной близости от антенны. Внутри помещения располагается аппаратура управления и канальные блоки. Связь между внутренним и наружным оборудованием осуществляется по промежуточной частоте (ПЧ) 70 МГц.
В Москве абонентскую станцию (расположенную на Шаболовке) планируется соединить с центральной станцией связи МПС и Московской городской телефонной сетью.
В остальных городах аппаратура космической связи будет стыковаться с существующими ведомственными АТС.
По одному каналу на каждой ЗС планируется выделить для организации связи между информационно-вычислительными центрами для передачи данных. На сегодняшний момент закупленное оборудование позволяет передавать данные со скоростью до 14,4 Кбит/с и поддерживает стандартные протоколы обмена. Имеется возможность организовать параллельно существующим каналам "по требованию" закрепленные каналы связи для передачи данных в больших объемах и с более высокими скоростями. Для этого существующее оборудование на наземных спутниковых станциях планируется доукомплектовать специальными модемами.
Кроме удовлетворения потребностей в технологической связи, предполагается коммерческое использование спутниковой связи (заказчики уже имеются). С этой целью в состав оборудования центральной станции спутниковой связи входит система тарификации и организации взаиморасчетов с клиентами (Billing system).
На дороге создано АО «СПУТНИКСВЯЗЬ», которое в настоящий момент курирует строительство региональной сети и ведет маркетинговые исследования.
В настоящий момент еще несколько дорог изъявили желание включиться в сеть спутниковой связи Горьковской дороги и уже развернули строительство наземных станций. Экономические расчеты показывают, что это гораздо выгодней, чем строить выделенную региональную сеть спутниковой связи для каждой дороги. Причин несколько. Главные из них заключаются в том, что: значительная часть стоимости оборудования и затраты на строительство и монтаж сети спутниковой связи приходятся на центральную станцию сети; абонентская плата за космический сегмент (транспондер) постоянна, поэтому, чем больше абонентов в сети, тем меньший ее удельный вес приходится на каждого абонента, т.е. тем меньше себестоимость услуг связи; чем больше абонентов в сети, тем больше возможностей в организации связи для каждого отдельно взятого абонента сети.
Центральная станция спутниковой связи дороги позволяет поддерживать до 80 абонентских удаленных станций.
Таким образом, Горьковская дорога одной из первых на сети дорог начала осваивать спутниковые системы, и мы надеемся, что понесенные затраты не пропадут даром.
