Cети и системы радиосвязи и средства их информационной защиты

ретранслятора между береговыми станциями. В функции КСС входит передача сообщений абонентам сети на основной (1537,750 МГц) или резервной (1538,475 МГц) вызывных частотах, а также ретрансляция других категорий специальных сообщений.

На первых этапах создания системы Inmarsat связь организовывалась через арендуемые у других организаций спутники Marisat, Marecs и Intelsat-5MSC. В настоящее время орбитальная группировка системы Inmarsat состоит из 6 КА Inmarsat (4 КА типа Inmarsat-2 и 2 КА типа Inmarsat-З) и 7 КА старого поколения (типа Marisat и Intelsat5MCS)

Подспутниковая зона орбитальной группировки системы Inmarsat охватывает 4 океанических региона: Атлантический восточный (АОР-В), Атлантический западный АОР-3, Индийский (ИОР) и Тихоокеанский (ТОР). Над каждым из океанических регионов находятся по одному действующему и по два запасных спутника, что обеспечивает покрытие практически всей поверхности земного шара, за исключением приполярных районов.

Береговые земные станции

В системе Inmarsat функционируют 40 береговых станций, расположенных в различных странах мира, в том числе на территории СНГ (Одесса и Находка). Эти станции обслуживают абонентов в Атлантическом, Индийском и Тихоокеанском регионах. Береговые станции находятся во владении тех стран, на чьей территории они размещены. Их эксплуатация осуществляется уполномоченными на это организациями национальных администраций.

Алгоритмы работы БЗС и их основные тактико-технические параметры должны находиться в строгом соответствии с требованиями организации Inmarsat. Каждая БЗС имеет закрепленную за ней несущую, которая уплотняется 22 телеграфными каналами. Телефонные каналы не закреплены за конкретными станциями, а находятся в «общем пользовании». Береговые станции имеют выход в национальные и международные сети телефонной и телексной связи.

Работа абонента, имеющего аппаратуру определенного стандарта, через береговую станцию может осуществляться только в том случае, если БЗС имеет соответствующее оборудование. В частности, все БЗС оснащены оборудованием, поддерживающим связь со станциями стандарта Inmarsat-A. Что же касается высокоскоростного режима передачи данных, то он осуществляется только через некоторые из них. Аналогичная ситуация и с оснащением БЗС оборудованием других стандартов. Например, протоколы стандарта Inmarsat-C поддерживают около 20 БЗС, причем на территории РФ таких станций нет. Услуги стандартов Inmarsat-М и Inmarsat-B предлагаются еще меньшим числом БЗС, в основном вновь созданными береговыми станциями.

На береговых станциях используются параболические антенны, диаметром 12–15 м. Стоимость береговой станции в зависимости от комплектации составляет 1,0–2,5 млн долл.

Парк абонентских станций

В системе Inmarsat подвижные объекты оснащаются разными типами оконечного абонентского оборудования, которое должно удовлетворять специфическим требованиям oтдельных категорий пользователей, известным как «стандарты». Наиболее широкое распространение получили следующие виды стандартов:

Стандарт Inmarsat-A. Станции этого стандарта предназначены для работы в сетях телефонной, факсимильной, телексной и телеграфной связи. Они оснащены параболической антенной диаметром 0,8–1,2 м. Связь устанавливается после набора номера в автоматическом режиме.

К настоящему времени выпущена 71 модель станций, разработка новых станций этого

171

стандарта прекращена.

Стандарт Inmarsat-B. Цифровая ЗС, предлагающая расширение функциональных услуг Стандарта А с одновременным снижением их стоимости. Передача речи и данных осуществляется со скоростью 24 кбит/с. Размеры антенны те же, что и для станций Стандарта А. В коммерческую эксплуатацию эта подсистема введена в 1994 г. Планировалось, что постепенно станции Стандарта В заменят парк Стандарта А. Модели наземных ЗС могут быть размещены в 1–2 чемоданах или установлены непосредственно на транспортных средствах.

Стандарт Inmarsat-C. Малогабаритная станция персональной связи с ненаправленной или слабонаправленной антенной, обеспечивающая передачу информации в пакетном режиме. Обмен данными, в том числе короткими сообщениями, осуществляется со скоростью 600 бит/с. В настоящее время ни в РФ, ни в странах СНГ серийное производство станций Стандарта С не освоено.

Стандарт Inmarsat-M. Малогабаритная станция спутниковой связи, обеспечивающая радиотелефонную и факсимильную связь, передачу данных. Передача информации осуществляется со скоростью 8 кбит/с (данные). Используется антенна диаметром 40–50 см.

Стандарт Inmarsat-Mini-M. Малогабаритная станция, предназначенная для радиотелефонной и пейджинговой связи.

В системе Inmarsat используются несколько типов самолетных станций, предназначенных для обеспечения следующих видов услуг:

•Inmarsat-Aero-H – 6-канальная, работающая в режимах: радиотелефонная связь, факс, телекс; высокоскоростная передача данных – для обслуживания экипажей воздушных судов и пассажиров на международных авиалиниях;

•Inmarsat-Aero-1 – 4-канальная, работающая в режимах: радиотелефонная связь, факс, телекс; высокоскоростная передача данных – для обслуживания экипажей воздушных судов и пассажиров на международных авиалиниях;

•Inmarsat-Aero-L – одноканальная, режим низкоскоростной передачи данных для обеспечения безопасности полетов воздушных судов;

•Inmarsat-Aero-C – одноканальная, режим низкоскоростной передачи данных, удовлетворяющая требованиям Стандарта Inmarsat-C.

Таблица 6.7. – Основные характеристики стандартов.

172

Спутники Инмарсат

В системе Инмарсат используются геостационарные спутники, которые "неподвижно висят" над заданными точками над экватором Земли. На каждом спутнике имеются, по крайней мере, два ретранслятора, один из которых ретранслирует сообщения в направлении от Земных станций к терминалам, а второй - в обратном направлении.

Спутники системы Инмарсат располагаются на геостационарной орбите на высоте 22 223 мили (35 786 км).

Четыре спутника Инмарсат-2 были произведены международным консорциумом,

возглавляемым подразделением The Space&Communications компании "British Aerospace" (в настоящий момент входит в состав англо-французской компании "Matra Marconi Space"). Подрядчиками выступили "Hughes Aircraft" (США), "Fokker" (Нидерланды), "Matra" (Франция), "MBB" (Германия), "NEC" (Япония), и "Spar" (Канада). Центры управления спутниковой группировкой сооружались при непосредственном участии компаний: "CLTC" (Китай), "CNES" (Франция), "SED" (Канада), "Telespazio" (Италия), и "Intelsat". Инмарсат-2 - это спутники со стабилизацией в трех плоскостях, на основе платформы "Eurostar", разработанные компаниями "British Aerospace" и "Matra Espace" (обе в настоящее время входят в группу "Matra Marconi Space").

Спутники рассчитаны на 10-летний срок эксплуатации. Предпусковой вес составил 1300 кг, орбитальный вес - 800 кг при 1200 Вт излучаемой мощности. Телекоммуникационное оборудование включает 2 транспондера, обеспечивающих работу на передачу (с С- на L-диапазон) и на прием (с L- на С-диапазон) при работе с наземным оборудованием на частотах 6,4/1,5 и 1,6/3,6 ГГц. Эффективная изотропная излучаемая мощность (ЭИИМ) L-диапазона составляет 39 ДбВт. Каждый спутник обеспечивает покрытие приблизительно 1/3 части Земли. В зависимости от нагрузки, полоса частот и ЭИИМ перераспределяется между судовыми, авиационными и наземными пользователями.

Сами спутники изготовлены американской компанией "Lockheed Martin Astro Space", системы обеспечения и управления разработаны на основе платформы "Series 4000"

компании "Astro Space Series". Английское подразделение "Matra Marconi Space"

подготовило телекоммуникационную часть, включающую антенны, повторители и другое коммуникационное оборудование. Все оборудование связи функционирует в C- и L- диапазонах. Антенны и электронное оборудование каждого спутника настроено на оптимальное покрытие определенной части Земли ("footprint"). Несомненное преимущество спутников Инмарсат-3 заключается в способности концентрировать мощность в определенной зоне. Каждый спутник имеет до 7 зональных лучей и один глобальный. Количество задействованных лучей напрямую зависит от интенсивности использования связи. Помимо вышеперечисленного спутники способны использовать часть L-диапазона несоприкасающихся лучей, удваивая, таким образом, пропускную способность спутника. Предстартовый вес каждого спутника составил 2066 кг. ЭИИМ каждого спутника составляет 48 ДбВт, где ЭИИМ (эффективная изотропная излучаемая мощность) означает, какую энергию может сконцентрировать спутник в обслуживаемой области.

3 спутника Инмарсат-4 были запущены в 2004 году и разрабатывались компанией "Astrium" (предыдущее название - Matra Marconi Space). Мощность новых спутников в 100 раз выше, чем у предыдущих, что позволяет передавать данные со скоростью до 432 Кбит/с. Усовершенствованная технология позволяет снизить тарифы до 75% от

173

существующих в стандарте Инмарсат-М4. Новая услуга называется B-GAN - Broadband Global Area Network (широкополосная глобальная сеть).

Inmarsat BGAN.

Появление на рынке связи новой услуги Inmarsat BGAN (Broadband Global Area Network — глобальная широкополосная сеть) позволяет говорить о настоящем прорыве в этой области. Мы уже привыкли к услугам широкополосной связи в густонаселенных районах с развитыми каналами связи. С появлением Inmarsat BGAN Вы можете воспользоваться ей в любой, даже самой отдаленной точке мира.

Итак, Inmarsat BGAN – это новая спутниковая мобильная услуга, совмещающая высокоскоростную передачу данных и высококачественную телефонию, реализованная через выведенные на орбиту в 2005 году спутники Inmarsat-4 (I-4).

Рис.6.3. Структурная схема сети Inmarsat BGAN

Первый из спутников I-4 (F-1) запущен 11 марта 2005 года. Услуги сети BGAN в настоящее время доступны на территории Европы, Африки, на Ближнем Востоке и Азии. После выведения на орбиту второго спутника (F-2) 8 ноября 2005 года в зону покрытия войдет также и Америка (в середине 2006 года).

Рис. 6.4. Зона покрытия спутников сети Inmarsat BGAN.

174

Наземным сегментом в цепи передачи данных сети Inmarsat BGAN, посредством которого любой пользователь может подключиться к высокоскоростным спутниковым каналам, являются легкие переносные спутниковые терминалы. Это недорогие, надежные, компактные, простые в эксплуатации устройства весом чуть более 1 кг позволяют организовать «мобильный офис» в любой, даже самой удаленной точке мира, где нет ни телефонных сетей общего пользования, ни сотовой связи, тем самым расширяя понятие «границ компании» до глобальных масштабов.

Абонентский терминал EXPLORER™ 500 позволяет говорить по телефону через спутник, обеспечивает высокоскоростной доступ в Интернет и поддерживает все виды связи (факс, e-mail, видеоконференция). Терминал имеет интерфейсы LAN, RJ11, Bluetooth, USB. Возможна одновременная работа нескольких пользователей по разным интерфейсам.

Настройка на спутник проста и осуществляется по встроенным компасу и индикатору сигнала и не требует специального оборудования.

Рис.6.5. Абонентский терминал EXPLORER™ 500.

Скорость вниз - до 460 КБит/с,вверх - до 128 КБит/с. Питание: переменный ток 220В, постоянный ток 12В (автомобиль), встроенный аккумулятор (до 1,5 часа в режиме передачи 144 КБит или до 36 час в ждущем режиме). Габариты: 217х217х52 мм, масса: около 1,5 кг.

Inmarsat FLEET

Принципиально новый, революционный стандарт INMARSAT, обеспечивающий постоянный диалоговый режим доступа в Интернет, благодаря протоколу пакетной передачи данных (MPDS), при использовании которого пользователь оплачивает только объем принятых и переданных данных, а не время занятия канала. Обеспечивает экономичную, круглосуточную, оперативную связь для любого судна фактически в любой точке мирового океана и делает возможным организацию современного мобильного офиса в море.

Морские системы связи Inmarsat Fleet от KVH включают в себя более десятка видов, но в российских условиях реально использовать системы Fleet 77 и Fleet 55:

175

Телефонный интерфейс: 2-проводной 600 Ом CCITT rec. G.473, стандартные DTMF телефоны, разъѐм модулятора RJ-11.

Рис.6.7. Пример использования систем.

Inmarsat R-BGAN

Система Inmarsat R-BGAN - региональная система широкополосной пакетной высокоскоростной передачи данных (Regional Broadband Global Area Network). Новая система R-BGAN обеспечивает:

возможность доступа в сети передачи данных из удаленных районов, где отсутствуют обычные средства связи;

скорость передачи данных в спутниковом канале до 144 Кбит/сек.;

конфиденциальность сеансов связи;

доступ в сети Интернет и Интранет к серверам HTTP/FTP;

передачу/прием электронной почты;

передачу/прием голосовых сообщений с использованием IP – протокола;

передачу/прием цифровых видео изображений;

передачу/прием цифровых видео потоков в режиме реального времени;

передачу/прием факсимильных сообщений с использованием IP – протокола;

организацию видеоконференций с использованием IP – протокола;

использование стандартных SIM-карт GPRS для организации связи.

Система R-BGAN состоит из двух компонентов: космического сегмента и наземной сотовой сети общей радиослужбы с коммутацией пакетов (GPRS). Удачное сочетание этих двух компонентов дает возможность абоненту наиболее оптимально и с минимальными затратами использовать возможности системы R-BGAN.

Для организации сеанса связи в системе R-BGAN абонент, имеющий свой персональный компьютер должен приобрести:

необходимую регистрацию и SIM – карту;

спутниковый модем;

необходимое программное обеспечение для загрузки в свой компьютер. Спутниковый модем представляет собой портативный терминал спутниковой связи,

разработанный компанией Hughes Network Systems и подключаемый к компьютеру посредством одного из интерфейсов:

последовательный универсальный порт – USB;

радиолиния связи по технологии Bluetooth;

Ethernet.

177

Другие интерфейсы также можно реализовать в зависимости от типа изделия. Для абонента работа со спутниковым модемом аналогична работе с ISDN – модемом наземных сетей передачи данных.

Рис.6.8. Терминал Inmarsat R-BGAN.

Модемы R-BGAN - первая стадия разработки системы спутниковой связи Инмарсат нового поколения. До июля 2005 года связь осуществлялась через арендованные на спутнике Thuraya ретрансляторы. Затем после запуска и ввода в эксплуатацию спутника Инмарсат I-4F1 связь была переведена на него. Это позволило расширить зону охвата системы R-BGAN и улучшить качество связи. С вводом в эксплуатацию спутника Инмарсат I-4F2 связь через R-BGAN стала доступна также в Северной и Южной Америках.

В настоящее время модемы R-BGAN работают в рамках Глобальной Широкополосной Сети Инмарсат (BGAN).

Рис. 6.9. Структура системы.

178

Зона покрытия

Как показано на карте (рис.6.10), сеть R-BGAN охватывает Европу, Россию (западные регионы, Дальний восток, юг России), страны СНГ, Ближний Восток, Северную, Центральную и Западную Африку, Индию.

Рис.6.10. Зона покрытия системы Inmarsat R-BGAN.

Российский рынок спутниковой связи в своих основных структурных характеристиках повторяет этапы развития мирового рынка. В настоящее время в России уже сформировались три крупных сегмента этого рынка. Первый и самый молодой сегмент этого рынка связан с развитием таких сетей персональной спутниковой связи, как

Iridium, Inmarsat, Globalstar, а в нерспективе ICO, Ellipso и Thuraya. Терминалы персональной связи существенно отличаются от VSAT-станций. Они более компактны, универсальны, сопрягаются с сетями сотовой связи, а самое главное, работают при движении абонента. Вместе с тем персональная связь пока не cпособна обеспечить тот же комплекс и качество услуг, которые предоставляют VSAT-станции, да и тарифы в сетях персональной связи существенно выше.

Второй, достаточно крупный сегмент связан с развитием корпоративных сетей, базирующихся на технологии VSAT, т.е. на использовании малогабаритных спутниковых терминалов с антеннами диаметром от 1,8 до 2,5 м. На сегодняшний день в мире насчитывается около 300 тыс. станций VSAT. В России количество установленных VSАТстанций составляет не менее 3,2 % от общего числа этих земных станций в мире (около 10 тыс. станций). Однако все аналитики считают, что данный рынок далек от насыщения даже в развитых странах. Поэтому прогнозируется продолжение в 2000 г. роста объемов производства VSAT-терминалов: по некоторым данным, их общее число превысит 500 тыс., а в России может увеличиться до 20 тыс. станций.

Третий сегмент охватывает системы непосредственного телевизионного вещания , работающие главным образом в Ku-диапазоне частот(14/11 ГГц), что позволяет использовать на приеме малые земные станции, стоимость которых не превышает 500

179