Основным документом, определяющим перспективы развития спутниковой связи в России, является Федеральная космическая программа, согласно которой перспективная система спутниковой связи должна включать в себя две подсистемы:

• фиксированной спутниковой связи для организации магистральных и международных линий связи, внутризоновой и сельской связи с удаленными и труднодоступными пунктами, а также выделенных и ведомственных сетей связи и передачи данных с общей пропускной способностью не менее 70 тыс. каналов с возможностью последующего их наращивания;фиксированной спутниковой связи для организации магистральных и международных линий связи, внутризоновой и сельской связи с удаленными и труднодоступными пунктами, а также выделенных и ведомственных сетей связи и передачи данных с общей пропускной способностью не менее 70 тыс. каналов с возможностью последующего их наращивания;
• подвижной и персональной спутниковой связи для организации речевой связи и передачи данных в интересах подвижных и удаленных абонентов, расположенных как на территории России, так и за ее пределами.

Анализ общих принципов, заложенных в космическую программу, показывает, что стратегические направления развития спутниковой связи, основанные на внедрении новых технологий и цифровой техники, расширении видов предоставляемых услуг, наращивании пропускной способности, были намечены правильно. Однако ее реализация на практике идет со значительным отставанием.

Тяжелое экономическое положение страны привело к резкому снижению объемов вложения бюджетных средств государства в поддержание и развитие спутниковых систем. В целом правильные принципы смешанного финансирования проектов (бюджетное и внебюджетное) оказались труднореализуемыми на практике.

Первоначально планировалось, что разработка новых космических аппаратов (КА), средств выведения на орбиту и наземных станций управления будет осуществляться за счет бюджетного финансирования. Создание же парка новых земных станций (ЗС), их производство и развертывание будет финансироваться на коммерческой основе с участием потенциальных пользователей. Однако бюджетного финансирования хватало лишь на поддержание существующей российской орбитальной группировки, крайне мало средств оставалось на разработку новых спутников. Уровень негосударственных инвестиций, на которые в программе была сделана основная ставка, оказался значительно ниже ожидаемого.

Сроки изготовления КА российскими предприятиями более продолжительны, чем американских фирм, что отрицательно сказывается на их конкуретноспособности. Возникли сбои с поставкой отечественных комплектующих, цены на которые возросли, приблизились к мировым, а предлагаемый ассортимент выбора стал более ограниченным. В результате в современных разработках основной упор сделан на импортную элементную базу.

Критическое состояние существующей орбитальной группировки и отсутствие возможности своевременного ее восполнения привели к тому, что начался поиск компромиссов, которые в условиях ограниченного финансирования, фактически, свелись к модернизации существующих технологий, что отразилось на техническом уровне разработок.

Разработанная космическая программа, предусматривает:

• перенос приоритета с магистральных каналов связи на зоновые и местные с акцентрированием на крупные промышленные и деловые центры, на районы Севера, Сибири и Дальнего Востока, где спутниковая связь наиболее эффективна и часто является единственно возможным видом связи;
• увеличение пропускной способности за счет внедрения цифровых методов передачи информации, цифровых средств коммутации и эффективных методов уплотнения телефонных каналов;
• создание корпоративных спутниковых сетей на базе технологии VSAT;
• создание и развитие подсистемы подвижной и персональной спутниковой связи;
• максимальное использование технических заделов отечественных предприятий в сочетании с интенсивным внедрением передовой техники и новых технологий зарубежных фирм;
• минимизацию затрат на создание космического сегмента за счет использования унифицированных космических платформ.

К наиболее крупным коммерческим системам фиксированной связи относятся Intelsat, Eutelsat, Intersputnik, Arabsat, AsiaSat. Среди них бесспорных лидером является международная система Intelsat, сменившая уже 8 поколений спутников, из которых каждое последующее существенно превосходило предыдущее. Сегодня орбитальная группировка Intelsat насчитывает более 25 спутников.

Общемировые тенденции развития спутниковой связи основаны на применении цифровых технологий, увеличении срока службы спутников до 12-15 лет, повышении энергетических показателей стволов ретрансляторов (ЭИИМ и G/T), повышении эффективности использования частотно-орбитального ресурса за счет применения многолучевых антенн, повторного использования частот. Продолжается наращивание пропускной способности за счет увеличения количества ретрансляционных стволов (до 40-80) на спутник и развертывания новых сетей в Ka диапазоне (20/30 ГГц).

Новые технологии предполагается реализовать в перспективных проектах фиксированной спутниковой связи (ФСС), которые находятся на стадии реализации, а их эксплуатация планируется в начале следующего века.

В самой структуре спутниковой связи произошли также существенные изменения. Традиционный рынок спутниковых систем - магистральная связь - постепенно завоевывается экономически более эффективными волоконно-оптическими линиями (ВОЛС), которые благодаря своей высокой пропускной способности постепенно начинают вытеснять спутниковые линии.

По прогнозу к 2005-2010 г. произойдет снижение удельного веса спутниковой связи в организации международных линий с 50% международного трафика до 40%. Предполагается, что средства спутниковой связи будут преимущественно использоваться на менее информативных направлениях большой протяженности, в первую очередь в труднодоступных и малонаселенных районах мира, а также для резервирования ВОЛС.

Основные характеристики существующих и перспективных космических платформ приведены в табл.2. Наибольших успехов в области разработки космических платформ достигли ведущие компании в мире: Hughes (HS-376, HS-601, HS-702), Lockheed Martin (A2100, серия Satcom), Aerospatiale (Spacebus 300), Matra Marconi (серия Eurostar) и др.

Среди перспективных разработок компании Lockheed Martin следует выделить серию спутников нового поколения A2100. Всего предполагается создание трех модификаций с различными массогабаритными показателями. Все модели этой серии будут иметь одинаковый диаметр 1,82 м, а различаться лишь по высоте аппарата: 2,1 м (A2100A), 1,65 м (A2100B) и 1,25 м (A2100С). Первый запуск спутника из этой серии планируется осуществить в 1998 г. (КА Garuda 1).

• платформа построена по схеме без герметичного приборного отсека (гермоконтейнера) с пассивной системой терморегулирования, что позволяет увеличить ресурсы спутника, выделяемые для полезной нагрузки;
• впервые в отечественной практике применена конструкция углепластиковой трехслойной панели солнечной батареи;
• в составе приборно-агрегатного оборудования платформы "Ямал" применен ряд новых разработок предприятий отечественной промышленности.

Основное отличие КА "Ямал-300" от своего предшественника КА "Ямал-200" заключается в обеспечении более высокой энерговооруженности. Модифицированная система электропитания КА "Ямал-300" позволяет на 30% увеличить мощность, отдаваемую полезной нагрузке. В КА "Ямал-300" увеличено число рабочих стволов и повышена энергетика стволов Ku диапазона. Обеспечивается возможность гибко использовать связной ресурс за счет введения перекрестной связи между ретрансляторами, работающими в разных диапазонах частот (С и Ku). Кроме того, расширена полоса частот стволов, что позволяет ретранслировать высокоскоростные потоки.

В системе "Ямал" каждый спутник формирует в С-диапазоне два контурных луча: "северный" и "зональный". Первый тип луча необходим для обслуживания территории России, второй - для регионального охвата поверхности Земли, что обеспечивает возможность гибкого перераспределения ресурсов между лучами.

В Ku диапазоне формируются три типа лучей: два фиксированных ("северный" и “южный”) и перенацеливаемый луч шириной 4х4° . “Северный” луч обеспечивает охват всей видимой со спутника территории России. Конфигурация “южных” лучей адаптируется, обеспечивая возможность гибко перераспределять спутниковый ресурс между обслуживаемыми регионами.

Земные станции в сети "Ямал" (см. табл.3) могут обеспечивать передачу информации со скоростью до 2048 Мбит/с (магистральные каналы) или до 192 кбит/с (VSAT терминалы).

Космический комплекс обеспечивает глобальную зону обслуживания за счет четырех КА, размещенных на геостационарной орбите и соединенных друг с другом с помощью межспутниковых линий (ISL). Первый КА LMI (Lockheed Martin Intersputnik) планируется вывести на орбиту в IV квартале 1998 г., а еще три - в 1999-2000 гг.

В подспутниковой зоне предполагается разместить 2-3 базовые станции. При обмене информации с базовыми станциями используется временное уплотнение каналов со скоростью 310 Мбит/с.

Сети VSAT объединяют географически удаленных пользователей в единую цифровую сеть связи. В отличие от систем с глобальным лучом, в VSAT-сетях вся зона обслуживания разделяется на узкие парциальные зоны, каждая из которых обслуживается одним узким лучом.

В VSAT-сетях используется, как правило, три технологии доступа: точка-точка (SCPC), полнодоступная система с предоставлением каналов по требованию (DAMA) и структура типа "звезда"с временным разделением каналов (TDMA).

Система SCPC наиболее подходит для небольших корпоративных сетях с малым количеством ЗС (15-20). Сеть отличается сравнительно недорогим оборудованием, однако в ней невозможно взаимодействие с локальными сетями (LAN), а также неэффективно используется спутниковый ресурс.

Технология доступа DAMA предназначена для использования в сетях речевой связи, поскольку режим передачи данных и взаимодействие с LAN в системе поддерживается неэффективно. Что же касается цен на абонентское оборудование, то они значительно выше, чем в системе SCPC.

Структура звезда с TDMA наиболее подходит для многоточечных сетей передачи данных (продажа авиабилетов, банковские системы с кредитными карточками).

Терминалы VSAT портативны и относительно дешевы. Они могут размещаться вблизи рабочих мест пользователей или на контролируемой ими территории, что препятствует утечке информации. При современных энергетических показателях бортовых комплексов терминалы VSAT могут быть оснащены антеннами 0,5-0,6 м (Ka диапазон) и 1-1,5 м (Ku), а также и твердотельными усилителями мощности 5 Вт.

Широкий спектр таких услуг в России предлагает ГП "Космическая связь", внедряющее VSAT-сети типа Nextar-AA/TDMA и Nextar-BOD. Сеть VSAT сеть состоит из одной центральной и большого числа абонентских станций (табл. 4). В направлении от центральной станции к абонентской передается групповой поток в режиме временного уплотнения. В обратном направлении от абонента к центральной станции используются различные протоколы доступа (AA/TDMA, RA/TDMA, DA/TDMA). Протокол AA/TDMA (Adaptive Assignement TDMA) обеспечивает эффективный доступ группы VSAT-станций к относительно небольшому числу каналов в едином потоке данных. Эффективность алгоритма доступа обеспечивается адаптивным выбором метода доступа.

Для передачи относительно коротких сообщений используется метод случайного доступа RA/TDMA (Random access TDMA). В случае необходимости передачи больших массивов данных наиболее эффективен протокол доступа с предоставлением канала по требованию DA/TDMA (Demand Access TDMA).

Что же касается стоимости оборудования, то среднемировые цены составляют: на базовые станции - 1000 долл. США, одноканальные ЗС типа VSAT с установкой - 85 тыс. долл., станция коллективного приема ТВ программ - около 25-40 тыс. долл. и приемники непосредственного телевизионного вещания - 0,5-1,5 тыс. долл.

Абонентам предоставляется широкий спектр телекоммуникационных услуг: речевая и пейджинговая связь, передача данных, определение местоположения, возможность доступа в Internet и в перспективе услуги мультимедиа.

Предоставляемые услуги являются услугами общего пользования и ориентированы на конечного пользователя, независимо от времени суток и места, где он расположен.

В системах персональной связи не принято разделять абонентов на стационарных и подвижных абонентов, поскольку возможность обслуживания в одной сети предоставляется и тем и другим.

Связь в системе организуется по низкоскоростному симплексному каналу 2,4 кбит/с, в котором совмещены режимы сигнализации, передачи и приема данных. Пропускная способность на один КА составляет на территории РФ около 7 Мбит в сутки. Временной ресурс одного КА по обслуживанию территории РФ и сопредельных территорий с учетом потерь на передачу служебной информации и неравномерности нагрузки в течение суток составит в среднем 74,5 мин. Система предназначена для удовлетворения потребностей ограниченного контингента абонентов, в основном пользователей государственных и хозяйственных структур.

В системе "Гонец" нового поколения планируется организовать не менее 32 частотных каналов со скоростью 2,4 кбит/с. Суммарная пропускная способность на один КА составит около 100 Мбайт в сутки, что позволит обслужить до 200 тыс. пользователей, расположенных в основном на территории России и стран СНГ.

• низкоорбитального сегмента, состоящего из 91 КА на 7 круговых приполярных орбитах высотой 700 км и наклонением 82° (подсистема "Ростелесат - Н”);
• среднеорбитальной группировки, в состав которой входят 24 КА на 4 круговых приполярных орбитах высотой 10355 км и наклонением 73° (подсистема "Ростелесат - В”);
• Низкоорбитальная подсистема "Ростелесат-Н" будет включать в свой состав три базовые сети:
• сеть подвижных абонентских станций, работающих в S-диапазоне частот (2,1/1,9 и 2,6 ГГц) и обеспечивающих связь между подвижными объектами с максимальной скоростью до 19,2 кбит/c (между возимыми) и 64 кбит/с (между носимыми);
• сеть стационарных абонентских станций, работающих в Ku диапазоне (11/13 ГГц) со скоростью от 64 кбит/с до 2048 кбит/с;
• сеть мониторинговых станций, работающих в диапазоне 11 ГГц и предназначенных для сбора информации со скоростью до 32 Мбит/с (дистанционное зондирование Земли с получением и обработкой информации практически в реальном масштабе времени).

Зона обслуживания каждого КА представляет собой пятно на поверхности Земли диаметром 3500 км. Зоны радиовидимости всех КА покрывают Землю и обеспечивают видимость КА в зоне обслуживания под углом места не менее 10° .

В состав подсистемы "Ростелесат - В" будут входить:

Зона обслуживания всех КА непрерывно покрывает всю поверхность Земли и обеспечивает видимость КА в зоне обслуживания под углом места 40° и выше.

На борту КА предполагается установить 91-лучевую антенну для связи с подвижными объектами и 19-лучевую - для связи со стационарными станциями и фидерными линиями. Суммарная пропускная способность в пересчете на один КА составит около 7000 каналов.

В 1995-1996 гг. многие российские предприятия, специализирующиеся в области ракетно-космической и связной техники, столкнулись с резким сокращением государственных заказов. На основании имеющихся у них технологических и конструктивных заделов был предложен ряд проектов создания низкоорбитальных систем спутниковой связи, такие как "Гонец", "Сигнал", "Курьер", "Эликон-Стир", "СПС-Спутник" и др. Однако отсутствие устойчивого финансирования не позволило пока довести большинство из них до стадии практической реализации.

Успешная реализация российских проектов низкоорбитальных и среднеорбитальных систем спутниковой связи в сильной степени зависят от общего экономического состояния страны, от возможности привлечения необходимых инвестиций.

В последнее время просматривается устойчивая тенденция проникновения на российский рынок зарубежных систем. Одной из причин, по которой предлагается внедрение услуг зарубежных систем на российском рынке, является идея обеспечения связи в условиях сельской местности, удаленных и труднодоступных районах, где внедрение наземных систем представляется весьма проблематичным. Кроме того, на российском рынке появились потребители, способные оплачивать услуги спутниковой связи по достаточно высокой цене.

В настоящее время на территории РФ уже действуют ведомственные и корпоративные сети спутниковой связи c КА на геостационарной орбите, созданные на базе терминалов систем Inmarast, Euteltracs (Eutelsat), Prodat. Вошли в заключительную фазу работы по развертыванию российского сегмента глобальной низкоорбитальной системы связи Iridium. Предоставление платных услуг телефонной и пейджинговой связи планируется начать с конца 1998 г.

Появление нового класса спутниковых систем персональной связи, использующих низкие и средневысотные орбиты, породило большое число трудностей технического, правового, экономического и социального характера. Система Iridium первой вплотную столкнулась с этими проблемами и частично их решила. Получены лицензии на работу более чем в 100 странах мира. Абонентские средства Iridium являются первым коммерческим оборудованием, имеющим марку МСЭ, предоставляющую право свободного провоза оборудования через границы государств.

Мировой платежеспособный рынок недостаточно велик, чтобы обеспечить внедрение всех перспективных систем спутниковой связи в Российский сегмент. По экспертным оценкам, к 2010 г. будет оправданным использование не более 4-6 систем с КА на низких и средневысотных орбитах. Из зарубежных систем кроме Iridium в России планируется развернуть системы Globalstar, Orbcomm, ICO, а в перспективе не исключается возможный коммерческой успех систем второго поколения Skybridge, Teledesic.