Разговори с Рая: Глобални мрежи

Страхотен звук! Ето как изглежда терминалът на Iridium

Схема на движение на сателити с ниска орбита в системите Iridium и Globalstar

Сателитите Inmarsat и Thuraya „висят“ в различни точки, но строго над екватора

Карта и терминал за покритие на системата Thuraya

Когато извадите сателитен телефон и наберете номера, връзката се осъществява с помощта на една от двете технологии - спътникът, през който обаждането преминава, или „виси“ в една и съща точка над земната повърхност (геостационарна орбита), или се придвижва доста бързо над него (ниско орбита). И четирите съвременни системи са базирани на една от тези две технологии. Инмарсат и Турая (руско име Турая) са геостационарни. Iridium и Globalstar (ексклузивният доставчик на услуги в Русия - Globaltel) са с ниска орбита.

Защо и как

Първо, нека да видим защо са необходими сателитни телефони и как работят в най-общи условия. Без значение как се развиват мобилните комуникации, по-голямата част от сушата, да не говорим за огромните простори на океана, никога няма да бъде покрита - това просто не е необходимо. За тези, които живеят или често посещават райони без клетъчни комуникации, са създадени сателитни комуникации. Дълго време спътниковите комуникации останаха много от правителствата, военните и големите корпорации и само появата на мрежата Iridium бележи началото на ерата на личните сателитни комуникации. Как работи сателитният телефон? Много е просто - той намира сателит в небето, информира го за намерението си да се обади и общува с него през целия разговор. Сателитът също намира начин да изведе сигнала на земята, където връзката вече е чрез обикновени телефонни канали. Когато свързвате между два терминала (т.нар. Телефонни апарати) на една и съща система, разговорът често изобщо не достига до наземната станция. По принцип на пръв поглед всичко не е толкова сложно. Всичко е за детайлите.

Точка в небето

Inmarsat за пръв път се появява хронологично (това беше през 1983 г.). И тъй като спътниците Inmarsat и Thuraya (първият сателит, изстрелян през 2000 г.) висят на геостационарни орбити, ще започнем от тях. Малко хора знаят, че Inmarsat всъщност е цяло семейство от стандарти. Тя включва както стари, аналогови (стандарт Inmarsat-A), така и модерни, цифрови (стандарт Inmarsat R-BGAN), които позволяват използването на сравнително малки терминали - с размерите на среден лаптоп. Семейство Inmarsat има осем първични спътника и един резервен сателит, поради което покритието е доста значително. Аналоговата система Inmarsat-A обхвана почти цялото земно кълбо, но, да речем, цифровият Iridium mini-M покрива само онези части от земното кълбо, където има земя или където отиват корабите. Турая има два сателита в орбита, но само един от тях е в търговска употреба. Той обхваща Европа, по-голямата част от Африка и част от Азия. Друг сателит е дефектен - той виси в орбита, но не носи никакви ползи. Третият спътник, който ще стартира през 2005 г., ще замени счупения. Терминалите Thuraya са най-малките от всички, те са малко по-големи от съвременните клетъчни телефони.

Как работи? Представете си обикновена базова станция GSM с 300 тесно ориентирани антени, която е инсталирана на височина приблизително 35 000 км над земята и комуникира с терминали с честота 1, 5-1, 6 GHz. Представено? Това е Турая. Предимството на геостационарните системи е, че сателитът, за наблюдателя на Земята, виси на място. Основното е, че не трябва да има пречки между терминала и сателита. В преносимата версия на Inmarsat посоката към сателита и антената се настройват ръчно, докато Thuraya изобщо не се нуждае от настройка. Друго предимство на геостационарните системи е, че ако сателитът е видим, той няма да отиде никъде, както е в един момент. Това подобрява надеждността на комуникацията.

Съзвездие Firefly

Принципно различен подход се използва в системите Iridium (работещи от 1998 г.) и Globalstar (от 2000 г.). Вместо геостационарни сателити там се използват ниско орбитни. Системите са много сходни - съзвездие от 66 първични и 13 резервни иридиеви спътника лети в орбита, която пътува на около 750 км над земната повърхност. И 48 спътника Globalstar са два пъти по-високи, на около 1400 км над Земята. Сега да видим как летят. Вземете глобус и го нарежете наполовина по меридиан. Поставяме една от получените половинки върху лист хартия и кръг, отстъпвайки на няколко сантиметра от ръба на земното кълбо. Имаме орбитална равнина. Иридиевите спътници са в шест орбитални равнини, по 11 парчета всяка, тоест в нашия случай земното кълбо би трябвало да бъде отсечено 6 пъти на равни интервали (360: 6 = 60 градуса, което е ъгълът между орбиталните равнини). Сателитите Globalstar летят в осем равнини, по 6 във всяка, тоест земното кълбо ще трябва да бъде отсечено 8 пъти (360: 8 = 45 градуса).

Основната разлика между двете системи не е, че Iridium използва TDMA, но Globalstar използва CDMA (виж страничната лента), а че спътниците на Iridium могат да "говорят" един с друг, поради което се постига 100% покритие на земната територия, и спътниците Globalstar могат да комуникират само с наземна станция, а системата не осигурява глобално покритие. Така че, ако искате да се обадите, да речем от Конго, Globalstar няма да може да ви свърже, дори ако спътникът лети точно над главата ви - няма къде да ви обади. Но Iridium перфектно ще се справи със задачата - ще даде сигнал на съседен сателит, този - по-нататък и така нататък, докато сигналът не е на сателит, в зоната на видимост на която има една от наземните станции на шлюза Iridium. Интересното е - ако разговорът преминава от един Iridium терминал в друг, разговорът изобщо няма да стигне до наземната станция - просто няма какво да прави там.

На първо място

Легендата гласи, че съпругата на старши служител на Motorola в Карибите била много недоволна от факта, че мобилният й телефон не работи там и не може да управлява бизнеса си - офис за недвижими имоти в Аризона. Съпругът й, един от водещите инженери на Motorola в курорта, на същото място, изложи очертанията на бъдещата глобална телефонна система. Iridium потвърди тази информация за нас. Иридиум беше и остава най-сложната техническа и жизнеспособна от четирите невоенни комуникационни системи - има резерв както в орбита, така и на земята. Системата е проектирана да поддържа милиони обаждания едновременно! Но въпреки техническото съвършенство, бизнесът на Iridium в началото отиде далеч от гладко.

Попитайте другите какво знаят за Iridium и вероятно ще чуете: „Така те фалираха!“. Всъщност компания, превърнала комуникацията в реалност навсякъде по света, днес не съществува. Тя фалира, неправилно преценявайки възможностите си. Сривът на оригиналната компания беше улеснен от много фактори, като най-малкото от тях беше експлозивното развитие на клетъчните комуникации по целия свят. Освен това никой не искаше да носи сравнително големи терминали с цената на 3 хиляди долара и да плаща 9 долара на минута. След фалит възникна въпросът за извеждане на цялото сателитно съзвездие Iridium от орбита. И тогава се оказа, че това не може да стане бързо. Ако просто „изпуснете“ сателит от такава орбита, ще бъде невъзможно да предвидите мястото на неговото падане. Спомняте ли си паниката, която удари вестниците? Всички чакаха градушката от спътниците на Iridium, дори беше планирано да се продават билети за този спектакъл. Следователно Motorola, която контролираше групата, разработи различна техника - спътниците постепенно трябваше да се спуснат в орбита на около 200 км от Земята, откъдето „целенасоченото хвърляне на сателит“ вече беше истинско. Според Motorola процесът не би могъл да отнеме по-малко от 11 месеца. Дали това е вярно или компанията направи всичко възможно, за да спаси живота на децата си, никога няма да разберем (пресслужбата на Iridium категорично отказа да коментира политиките на бившите собственици). Но докато се опитваха и опитваха какво да правят - нито американските военни, нито моряците, нито пътешествениците, нито полярните изследователи, за които това остава единственият начин да общуват, искаха Иридиум да умре, имаше предприемачи, които вдъхнаха нов живот на Иридиум. Дори не е, че те получиха компанията почти за нищо (25 милиона долара - истински стотинки, като се има предвид, че поддръжката на системата струва 10 милиона долара на месец), те просто намериха подходящия формат за новото предприятие. Терминалите станаха евтини (нов струва около 1, 5 хил. Долара, използван може да се купи за 400 долара), въобще няма абонаментна такса, минута за комуникация с която и да е точка в света струва 1, 5 долара, всички входящи разговори са безплатни. Днес Iridium прави печалба и планира да пусне нови сателити през 2014 г. - досега настоящите ще се справят.

Iridium беше и остава най-сложната и най-жизнеспособна сателитна телефонна система. Той осигурява най-надеждното набиране (дори със сгъната антена, терминалът ще сигнализира за опит за повикване и ще предложи да разгърне антена, за да започне разговор), 100-процентова зона на покритие на планетата, плоска скала на цените - не е нужно да мислите колко повикване в Южна Африка или Мадагаскар - всичко при $ 1, 5 на минута. Казаха ни смешно разяснение относно покритието: те казват, че връзката е била насилствено прекъсната в Полша, Унгария и Северна Корея (обаче според France Telecom списъкът е малко по-различен - Бирма и Северна Корея). Не успяхме да разберем защо тези държави не са щастливи и какви са перспективите - компанията отказа да отговори на тези въпроси.

Иридий е фактически стандарт. Без значение какво казват конкурентите, на корабите винаги има Inmarsat (това са изискванията на Международната морска организация - IMO) и в допълнение винаги Iridium, защото работи по-добре и комуникацията струва по-малко. Много потребители на спътници казват, че са се отказали от други системи в полза на Iridium заради неговата надеждност. Дори когато първоначалната компания фалира, сателитите работеха - те просто не свързваха нови абонати. Между другото, твърди се, че дори в случай на отказ на всички наземни комуникационни станции, разговорите между терминалите на Iridium ще преминат без проблеми. Вярно, Iridium не се продава официално в Русия, но това не пречи на тези, които наистина се нуждаят от надеждна комуникация, да носят характерни терминали с логото на Ursa Major.

Кой има нужда

След като разговаряхме с представители на компаниите за сателитни телефонни услуги, отидохме при продавачите. Alfa-TeleCom ни разказа много интересни неща за това кой купува сателитни телефони в Русия. Оказва се, че най-популярният мотив е икономия на разходи. Типичен сценарий е следният: хората се връщат от круиз, където взеха 10 долара за минута разговор с тях, а на палубата наблюдаваха джентълмен, който неуморно подскачаше по сателитен телефон. Разбира се, след като са се върнали, те са изпратени направо в салона за сателитни комуникации. Често такава връзка се придобива от мениджъри, които трябва да бъдат в контакт 24 часа на ден, независимо от местоположението. Вече споменахме кораби. Интересен аспект е комуникацията във въздуха. Всички компании за услуги за гражданска авиация, които интервюирахме, категорично забраняват на пътниците да използват собствените си сателитни телефони по време на целия полет, като се позовават на препоръката на Международната асоциация за гражданска авиация IATA (ще ви разкажем по-подробно как се роди тази препоръка и защо няма без причина). От друга страна, препоръките на IATA не се отнасят за частните самолети, така че можете да говорите там толкова дълго, колкото искате. И работи, увериха ни от Алфа-Телеком: клиентът първо взе под наем телефона, после се върна и закупи няколко броя. Наехме и сателитен терминал, за да опитаме - но всъщност чувате ли? Нашият извод: звуков и много добър звуков. Подкрепата, предоставена на клиентите в Alfa-TeleCom, също беше много доволна - всички наши трудности бяха разрешени на място, с едно обаждане. Контрастът с ненатрапчивото обслужване на мобилните оператори ни се стори толкова поразителен, че решихме да споменем това отделно.

История за лягане

И последната. Не можем да се отречем от удоволствието да изложим една от най-популярните легенди, свързани със сателитните телефони. Всички чуха, че генерал Дудаев се твърди, че е изчислен и унищожен поради факта, че се обади на системата Inmarsat M (един от аналоговите стандарти) на сателитния си телефон Saturn M. Но се оказва, че това е просто красива легенда. Дудаев не се е обаждал никъде този ден - участниците на пазара подробно са разбрали цялата география на неговите обаждания. А телефонът, който беше показан по телевизията, не можеше да оцелее по никакъв начин, когато удари ракета - кабелът на антената за този модел е само 3 метра. И дори ако ракетата въздух-земя удари сателитния телепорт, тогава само прах ще остане в радиус от три метра. Експертите казват, че е възможно да се установи местоположението на абонат с поне минимална точност само в системата Thuraya - самият терминал информира своя шлюз. Казват, че е вярно, че Пентагонът е в състояние да определи позицията на абоната на Iridium, но това е информация на ниво слухове. Във всички останали системи това е напълно невъзможно. Чат за здравето.

Статията е публикувана в списанието Popular Mechanics (№ 1, януари 2005 г.).

Препоръчано

Може ли мотоциклетният шлем да спре куршум?
2019
Най-високият небостъргач в Западна Европа ще бъде построен в датския град
2019
Хеликоптер - Кола - Робот: Трансформатор
2019