Обобщенная характеристика состояния и тенденций развития ССС
Интерпретация темы данного реферата
В этой работе будут рассматриваться понятие роли не только , что спутниковая связь это инструмент связь,но и о том что сейчас в тенденции нового времени приносит спутниковая связь.Какую роль сегодня носит данный вид системы связи.
Основные понятия темы
Спутниковая связь — один из видов космической радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников земли в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными.
Геостационарная орбита (ГСО) — круговая орбита, расположенная над экватором Земли (0° широты), находясь на которой искусственный спутник обращается вокруг планеты с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения Земли вокруг оси. В горизонтальной системе координат направление на спутник не изменяется ни по азимуту, ни по высоте над горизонтом, спутник «висит» в небе неподвижно. Геостационарная орбита является разновидностью геосинхронной орбиты и используется для размещения искусственных спутников (коммуникационных, телетрансляционных и т. п.).
Космический аппарат (КА) — общее название технических устройств, используемых для выполнения разнообразных задач в космическом пространстве, а также проведения исследовательских и иного рода работ на поверхности различных небесных тел. Средствами доставки космических аппаратов на орбиту служат ракеты-носители или самолёты.
C-диапазон — диапазон частот сантиметровых длин волн, используемых для наземной и спутниковой радиосвязи. По определению IEEE(институт инженеров по электротехнике и электронике), этот диапазон простирается от 4 до 8 ГГц электромагнитного спектра (длины волн от 7,5 до 3,75 см).
Ku-диапазон — диапазон частот сантиметровых длин волн, используемых в спутниковом телевидении. По определению IEEE, этот диапазон простирается от 12 до 18 ГГц электромагнитного спектра (длины волн от 2,5 до 1,67 см).
Ka-диапазон — диапазон частот сантиметровых и миллиметровых длин волн, используемых в основном для спутниковой радиосвязи и радиолокации. По определению IEEE, этот диапазон простирается от 26,5 до 40 ГГц электромагнитного спектра(что соответствует длинам волн от 1,13 до 0,75 см).
Спутниковые системы связи сегодня
Обобщенная характеристика состояния и тенденций развития ССС
Для организации каналов связи преимущественно используются космические аппараты (КА), расположенные на геостационарной орбите (ГСО). Возможности создания телекоммуникационных сетей на основе спутников на негеостационарных орбитах ограничены незначительной зоной обслуживания, невозможностью предоставления услуг на постоянной основе и рядом других факторов. Большинство этих факторов может быть устранено при использовании группировки спутников, но появляется необходимость слежения за ними. Преимущественно такие группировки используются для организации подвижной связи и радиовещания. Наибольшие из них Iridium (88 КА), Globalstar (48 КА), Orbcomm (31 КА). Для предоставления телекоммуникационных услуг, в особенности вещания, используются геостационарные спутниковые системы связи (ССС).
Ежегодно на ГСО выводится от 15 до 30 КА и завершают свою работу 10-15 спутников.
За последние 10 лет ежегодный усредненный прирост количества КА около 3 %. Однако, при рассмотрении вопроса о росте потребностей в спутниковых каналах, чем обуславливаются запуски КА, следует учитывать не абсолютный прирост, а возможности выводимых на ГСО спутников. Наблюдается тенденция к запуску более эффективных в отношении прибыль/цена «тяжелых» КА, имеющих телекоммуникационную полезную нагрузку около 50 и более стволов. Из 83 работающих «тяжелых» КА 69 было выведено на орбиту после 2000 года (33 % от общего количества запусков).
По состоянию на начало марта 2011 года на геостационарной орбите (ГСО) в различных службах функционирует 319 спутников-ретрансляторов гражданского назначения. Услуги телекоммуникаций предоставляют 67 международных и национальных операторов, которым принадлежат 89 спутниковых систем связи (ССС). ССС зарегистрированы в 35 странах, перечень которых приведен в таблице 1.
Таблица 1 – Страны, имеющие ССС
| Страна | ССС | Количество КА | |
| На ГСО | В плане | ||
| Австралия и Океания | |||
| Австралия | Optus | ||
| Тонга | Esiafi | ||
| Азия | |||
| Вьетнам | Vinasat | ||
| Израиль | Amos | ||
| Индия | Edusat, GSat, Insat | ||
| Индонезия | Garuda, Indostar, Palapa, Telkom | ||
| Китай | ABS, Apstar, Asiasat, Chinasat | ||
| Малайзия | Africasat, Measat | ||
| ОАЭ | Thuraya | ||
| Пакистан | Paksat | ||
| Саудовская Аравия | Arabsat, Badr | ||
| Сингапур, Тайвань | ST | ||
| Таиланд | IPStar, Thaicom | ||
| Турция | Turksat | ||
| Южная Корея | COMS, Koreasat | ||
| Япония | Bsat, Comets, DRTS, ETS, Horizons, JCSat, Kizuna, MBSat, N Sat, N Star, Superbird, Yuri | ||
| Америка | |||
| Бразилия | Brasilsat, Star One | ||
| Венесуэла | Simon Bolivar | ||
| Канада | Anik, Ciel, MSAT, Nimiq, Sky Terra, Telstar | ||
| Мексика | Satmex. Solidaridad | ||
| США | ACTS, Worldstar, AMC, AMSC, DTV, Echostar, GE, ICO G, SES, Sirius FM, Spaceway, TDRS, TerreStar, Wildblue, XM, XTAR | ||
| Африка | |||
| Египет | Nilesat | ||
| Маврикий | Rascom | ||
| Европа | |||
| Великобритания | Hylas, Inmarsat | ||
| Греция, Кипр | HellasSat | ||
| Люксембург | Astra, Galaxy, Intelsat, Sirius | ||
| Испания | Amazonas, Hispasat, XTAR | ||
| Нидерланды | NSS | ||
| Норвегия | Thor | ||
| Россия | Bonum, Express, Gorizont, Yamal | ||
| Франция | Atlantic Bird, Eurobird, |
В список стран, приведенный в таблице 1, следует включить Казахстан, Нигерию, Аргентину, потерявшие к настоящему времени свои спутники, но восстанавливающих функционирование ССС. В этом году Казахстан в рамках национальной ССС Kazsat выведет на ГСО два КА, Нигерия (ССС Nigcomsat) – три КА. Аргентина строит новую ССС Arsat в составе трех КА.
Спутники, находящиеся на ГСО, имеют около одиннадцати тысяч транспондеров разных служб, мощности и емкости, из которых задействовано около 8000 стволов. Поскольку транспондеры значительно отличаются полосой частот, то более приемлемым критерием для оценки распределения является суммарная полоса частот стволов.
По состоянию на конец февраля 2011 г. общий частотный ресурс транспондеров выведенных на ГСО спутников достигла примерно 450 ГГц полосы частот, из которого более половины в диапазоне Ku (51,4 %), 35,1 % в диапазоне С и 12,0% в диапазоне Ka. При ежегодном увеличении количества действующих КА на 3 % ежегодный прирост частотного ресурса заметно больше, примерно 13 %, что связано с запуском «тяжелых» КА. За десять лет общая полоса спутниковых каналов выросла примерно в два раза. В диапазонах Ku и C наблюдается почти линейный рост суммарной емкости, более интенсивными темпами внедряется диапазон Ka. На долю пяти систем, что составляет 6 % от общего количества ССС, приходится около 38 % частотного ресурса. Пять из примерно 70 операторов владеют 56,6 % суммарной полосы частот.
Тенденции к монополизации на рынке спутниковых телекоммуникаций начали проявляться с 2001 года после слияния SES Astra с GE Americom и образования корпорации SES Global. В 2006 г. корпорация приобрела ССС NSS, в 2009 г. – часть расформированной ССС Protostar, а в марте 2010 г. полностью выкупила ССС Sirius. Кроме того SES Global владеет 70 % акций ССС Ciel и 49 % акций оператора Quetzsat, планирующего запуск первого КА в 2011 г.
Международная организация INTELSAT после приобретения в 2003 г. части ССС Telstar (4 КА) и слияния с PanAmSat (2005 г.) стала наибольшим спутниковым оператором. Дополнительно в 2009 г. организация выкупила три КА Amos 1, Protostar 2 и JCSat 4R.
Третий по величине оператор EUTELSAT проявил заинтересованность в приобретении ССС Satmex, под его контролем находится около трети активов оператора Hispasat.
Канадский оператор Telesat в 2007 г. приобрел остатки ССС Telstar (4 КА) и стал четвертым в мире международным оператором.
В 2008 г. японские операторы JSAT и SCC (ССС Superbird) образовали корпорацию JSAT Perfec Pro, в которую входит также ССС NSat и частично ССС Horizons.
В 2006 г. оператор Cablevision перешел под управление оператора Echostar, который большей своей частью входит в корпорацию Dish Network, находящуюся под контролем группы DIRECTV, владеющей ССС DTV и контролирующей ССС Spaceway. Можно говорить о практическом объединении трех систем DTV, Echostar и Spaceway.
В 2010 г. три китайских оператора систем Chinasat, Sinosat, Chinastar объединились и создали новую организацию Chinasat.
В 2010 году было объявлено образование новой организации Sirius XM Radio после слияния XM Satellite Radio и Sirius FM Radio. Космический флот данного оператора кроме шести геостационарных спутников включает четыре низкоорбитальных КА.
Имеющаяся тенденция к монополизации не является сдерживающим фактором развития малых по количеству КА ССС. Планируется не только запуск спутников на замену отработавшим свой срок, но и создание новых систем, включая национальные ССС.
В течение последующих трех лет ожидается пополнение списка стран создающих национальные ССС:
· 2011 г., Иран: ССС Zohreh (2 КА);
· 2011 г., ОАЭ: ССС Yachsat (2 КА);
· 2011 г., ОАЭ совместно с Иорданией: ССС SmartSat (1 КА);
· 2012 г., Украина: ССС Lybid (1 КА);
· 2012 г., Азербайджан: ССС AzerSpace, (2 КА), один КА совместно с Малайзией;
· 2013 г., Катар: ССС Eshail (1 КА), совместно с Eutelsat;
· 2013 г., Боливия: ССС Tupac Katani (1 КА);
· 2013 г., Лаос: ССС Laosat (1 КА).
Страны, имеющие спутниковые группировки, в соответствии с потребностями рынка создают новые системы:
· 2011 г., Россия: ССС Luch (3 КА) для услуг передачи данных;
· 2011 г., США: Viasat (2 КА) для предоставления услуг высокоскоростного доступа;
· 2011 г., Мексика: ССС QuetzSat (1 КА) для предоставления услуг вещания и фиксированной связи;
· 2012 г., США: ССС Jupiter (1 КА) и ССС OHO (3 КА) для предоставления услуг высокоскоростного доступа и телевидения высокой четкости;
· 2012 г., Мексика: ССС Mexsat (3 КА), которые будут работать в подвижной, фиксированной и вещательной службах;
· 2012 г., Австралия: ССС Jabiru (1 КА) для предоставления услуг вещания и фиксированной связи;
· 2013 г., ОАЭ: S2M (1 КА) для предоставления услуг вещания мобильным пользователям;
· 2013 г., Канада: ССС Canuk (1 КА) для системы высокоскоростного доступа.
В рамках системы подвижной связи Inmarsat новая серия КА пятого поколения и два КА Alfasat и Europesat ориентируются на новый для данного оператора вид услуг – вещание на подвижные объекты.
Приоритетным видом услуг остается спутниковое вещание. Кроме стандартного набора услуг непосредственного вещания, раздачи программ на сети наземного эфирного и кабельного вещания через спутники ETS 8 и MBSat уже ведется экспериментальное телевизионное вещание на подвижные объекты. Для оказания такого вида услуг планировался запуск трех КА (Eutelsat 2A, Echostar 13 или CMBstar и S2M 1), из которых Eutelsat 2A был запущен, однако неполадки с развертыванием антенны не позволили начать реализацию услуг в европейском регионе. Спутниковые каналы интенсивно используются для предоставления услуг высококачественного и интерактивного вещания, началось внедрение 3D-телевидения.
Вторым по приоритетности стало предоставление услуг высокоскоростного доступа. К функционирующим специализированным спутникам WildBlue 1, Spaceway 3, IPStar 1, недавно выведеных на ГСО КА Eutelsat KaSat и Hylas добавятся ориентированные на эти услуги спутники Viasat (2 КА), OHO (3 КА), Canuk, 3 КА Inmarsat пятого поколения, Jupiter и другие.
Дальнейшее направление развития спутниковых телекоммуникационных систем связывается с конвергенцией услуг и функций систем, далеких по принципам действия и назначениям, путем взаимопроникновения и использования общих технико-технологических решений. Конвергенция будет всё больше стирать различия между отдельными видами услуг, все сети будут предоставлять любой их вид в значительно расширенной номенклатуре и в большем объеме на основе единой технологической платформы, обеспечивающей развитие интерактивного и непосредственного вещания, высококачественного вещания, систем высокоскоростного доступа, дистанционного обучения, телемедицины, телебанкинга и прочих мультисервисных приложений. Корпоративный характер данных услуг из единого центра на пользовательскую сеть делает спутниковые системы связи наиболее пригодными для их предоставления. Новые услуги займут до 80% спутникового ресурса.
Результаты деятельности спутниковых операторов за прошедшее десятилетие, определяются уровнем доходов от предоставления услуг в различных службах.
ССВ – спутниковая служба связи
ФСС – фиксированная служба связи
ПСС – подвижная служба связи
Общий прирост объемов услуг спутниковых каналов за пятилетие составляет 76 %, а увеличение доходов по службам телекоммуникации соответственно составляет: ССВ – 82 %, ФСС – 97 %, ПСС – 29 %. Отметим, что приведенные в таблице 2 данные по услугам доступа относятся к предоставляемым по каналам вещания. Данный вид услуг в значительной мере также обеспечивается и каналами фиксированной связи, что в таблице отдельной графой из-за отсутствия информации не отмечено. Основную долю доходов ССС в 2009 г. (81 %) обеспечивает спутниковая служба вещания (ССВ), что подчеркивает степень ее приоритетности. Распределение уровня доходности между службами по опубликованным за последние пять лет данным Satellite Industry Association приведено в таблице 2.
Таблица 2– Распределение доходов по видам услуг
| Вид услуг | Доход, млрд.. долл. | ||||
| ССВ, в т. ч. | 41,3 | 48,9 | 57,9 | 68,1 | 75,3 |
| Телевизионное вещание | 40,2 | 46,9 | 55,4 | 64,9 | 71,8 |
| Радиовещание | 0,8 | 1,6 | 2,1 | 2,5 | 2,5 |
| Широкополосные услуги (доступ) | 0,3 | 0,3 | 0,4 | 0.8 | |
| ФСС, в т. ч. | 9,3 | 10,7 | 12,2 | 14,4 | |
| Предоставление стволов (аренда) | 7,3 | 8,5 | 09.Чер | 10,2 | |
| Сетевые услуги (VSAT) | 2,2 | 2,6 | 2,8 | 3,4 | |
| ПСС, в т. ч. | 1,7 | 2,1 | 2,2 | 2,2 | |
| Дистанционное зондирование | 0,5 | 0,4 | 0,4 | 0,7 | |
| Итого | 52,8 | 72,6 |
Следует подчеркнуть, что телекоммуникационные услуги по спутниковым каналам определяют основные доходы от деятельности в космической отрасли индустрии. Из общего объема доходов равного 160,9 млрд. долл., доля от доходов телекоммуникаций составляет 58,2 %.
Возросла энерговооруженность КА. Мощности стволов в наиболее используемых диапазонах в среднем составляет: Ku 120 – 150 Вт, C – 50 - 60 Вт. Удельная мощность, приходящаяся на единицу полосы, достигла 1,2 Вт/МГц, что дает возможность использования в канале более эффективных многопозиционных сигналов и высокоскоростных каскадных кодов.
Спутниковое вещание
Из 319 КА, работающих на ГСО, для передачи программ вещания используется ресурсы 255 спутников, из которых восемь КА ориентированы только на радиовещание. Под услуги вещания (февраль 2011 г.) задействовано порядка 3,1 тысяч транспондеров и около 650 стволов зарезервировано. Для передачи программ телевидения организовано 29,5 тысяч спутниковых каналов.
По результатам мониторинга рынка спутникового вещания можно выделить три условных периода:
до 2003 года линейный рост количества каналов за счет увеличения объемов вещания и начала перехода на цифровые форматы передачи (DVB-S) информационного потока, сжатого в стандарте MPEG-2 и соответствующего программному продукту;
примерно до 2008 г. значительное нелинейное возрастание количества каналов, обусловленное широким повсеместным внедрением цифровых методов формирования сигналов, в основном соответствующих стандарту DVB-S;
с 2008 г. по настоящее время резкий нелинейный рост количества каналов, связанный с началом перехода на передачу блоков программ информационным потоком, сформированным по алгоритмам описанным стандартом MPEG-4, и внедрением более эффективных методов передачи, определенных стандартом DVB-S2 и другими, в меньшей мере, форматами сигналов.
За счет этого за прошедшие десять лет количество каналов спутникового вещания возросло в 2,8 раза. Ежегодный прирост составляет в среднем около 14 %. В настоящее время в подавляющем большинстве каналов (99,7 %) используют цифровые форматы передачи.
КА операторы использовали арендованные емкости не принадлежащих им спутников и разделение ССС Echostar между операторами Dish Network и Echostar, а именно:
· Dish Network отошли КА Echostar 6, Echostar 9, Echostar 10, Echostar 11, Echostar 12, Echostar 14, Echostar 15 и он арендует все стволы спутников Galaxy 3C, Nimiq 5, AMC 15;
· у Echostar остались КА Echostar 4, Echostar 8, арендуются ресурсы AMC 16;
· Eutelsat арендует все стволы диапазона Ku Express AM22, КА Telecom 2D, четыре ствола КА Telstar 12;
· Telenor арендует пять физических (12 эквивалентных) транспондеров луча Spot 1 и два физических (6 эквивалентных) транспондеров луча Spot 2 КА Intelsat 1002.
Соответствие объема частотных ресурсов количеству каналов вещания характерно только для систем или операторов, основным назначением которых является предоставление услуг вещания (DirecTV, EchoStar, Astra, Eutelsat, Hot Bird и других). У оператора Intelsat наблюдается явная диспропорция между значительной емкостью стволов и объемом вещания. Несоответствие свидетельствует о том, что во-первых, приоритетными для оператора являются услуги ФСС, во-вторых, о наличии свободных емкостей, в-третьих – о потенциальных возможностях оператора при ориентировании на услуги вещания, учитывая уровень доходов от их предоставления ( табл. 2).
Для оценки возможностей спутников при решении задач организации вещания в таблице 3 приведен перечень наиболее загруженных вещательными программами КА.
Таблица 3 – Перечень наиболее загруженных КА в мире
| КА | n | КА | n | КА | n | ||
| EchoStar 10 | Anik F3 | AsiaSat 3S | |||||
| DirecTV 4S/8 | ST 1 | Intelsat 12 | |||||
| Ciel 2 | Amazonas 1 | Insat 4CR | |||||
| EchoStar 14 | Koreasat 3 | Intelsat 9 | |||||
| EchoStar 12 | Hispasat 1C | Thor 5 | |||||
| Measat 3 | NSS 6 | NSS 806 | |||||
| DirecTV 7S | Astra 1H | AsiaSat 5 | |||||
| Galaxy 3C | Eurobird 9A | Badr 4 | |||||
| Astra 4A | Anik F1R | Intelsat 8 | |||||
| Hot Bird 8 | Spaceway 1/DTV 10/12 | Nimiq 4 | |||||
| Nimiq 5 | EchoStar 11 | SES 7 |
Вывод
Сегодня в этой работе было показано то, что спутниковая связь имеет свою роль. Эта роль не только глобальная связь, это большая площадка для бизнеса. И эта роль в бизнесе сейчас сулит хорошим будущим. Имея сегодня свою систему спутниковой связи страны строят свое поле и становятся конкурентно способными, начинают сдавать в аренду технологии а так же становятся независимыми на этом новом рынке. Поэтому имение собственной системы спутниковой связи так важен. И еще один аспект , интегрирование со всемирными системами поможет созданию единых информационно-технологических союзов.