— Высота привязного аэростата выбирается из компромиссных требований по размеру зоны обслуживания и стоимости аэростата. В Арктической зоне РФ нет необходимости обеспечивать размер/диаметр зоны обслуживания свыше 100 км, так как во многих исследованиях народонаселения Арктической зоны России показано, что население в этом регионе сосредоточено в крупных городах и в поселениях на расстоянии примерно 50–100 км от них. При высоте подъёма аэростата на 5 км и угле места антенн абонентов в 6 градусов обеспечивается диаметр в 100 км. Привязной кабель-канат обеспечивает удержание аэростата при ветровых нагрузках до 42 м/с.
— На аэростате размещается только высокочастотный блок базовой станции, низкочастотная часть базовой станции и терминал НССС «Рассвет» располагаются на наземном узле (под аэростатом). По линии связи «Аэростат — наземный узел» сигналы от смартфонов абонентов транслируются на наземный узел и далее в терминал НССС «Рассвет». Никаких дополнительных технических решений (кроме многолучевой антенной системы на аэростате) для организации связи со смартфонами абонентов не требуется. Стоимость спутниковой сети связи определяется во многом стоимостью пользовательских терминалов. Число спутников в современных и перспективных НССС — несколько сотен, а число абонентов — миллионы. В предлагаемом сегменте сети связи используются смартфоны и всего несколько терминалов НССС «Рассвет», т. е. стоимость наземного сегмента и пользовательских терминалов в ней практически равна нулю.
— Управление радиочастотным ресурсом и режим хендовер, если зоны обслуживания аэростатов соприкасаются, реализуется стандартным для сотовой связи образом.
— Предлагается построить сегмент сети в Арктической зоне РФ, реализация которого существенно дешевле, чем в Starlink. Дело в том, что в НССС Starlink для предоставления услуги Direct to Cell (технология спутниковой связи, которая позволяет смартфонам напрямую подключаться к низкоорбитальным спутникам без дополнительного оборудования — Прим. ред.) со скоростью передачи на смартфоны около 50 Мбит/с требуется 800 спутников на орбитах с высотой примерно в 300 км. Высота орбит 300 спутников в НССС «Рассвет» около 500 км, и эта сеть связи не сможет обеспечить такую скорость в каналах связи со смартфонами, а только сможет это сделать на собственный терминал. Введение же в сеть связи базовых станций, размещённых на аэростатах, позволит обеспечить в предлагаемом сегменте сети такие скорости за счет энергетического запаса радиолиний «Аэростат-смартфоны».
Особенностью НССС является то, что они действуют по принципу «всё или ничего», который заключается в том, что это глобальные сети связи, предоставление, в общем случае, услуг в любой точке мира, и даже там, где это не требуется, они предлагают услуги связи. Поэтому НССС нерационально создавать для региональной или национальной связи. Стоимость одного узла связи, состоящего из аэростата с многолучевой антенной, не обязательно АФАР, базовой станции и терминала НССС «Рассвет» примерно 200 млн рублей.
В настоящее время тарифы операторов связи, таких как Iridium и, например, AltegroSky, на спутниковую связь, где передача данных со скоростью 2 Мбит/с и телефония, составляют от 10 до 40 тысяч рублей в месяц. Тарифы в предлагаемом сегменте сети НССС «Рассвет» с использованием аэростатов для различных абонентов со смартфонами можно сделать в пределах от 6 до 15 тысяч рублей, предложив абонентам при этом безлимитные тарифы на телефонный трафик и скорость передачи данных до 45 Мбит/с.
Учитывая, что население крупных городов с пригородами в Арктике РФ составляет почти миллион человек, то совершенно реально привлечь на таких условиях на начальном этапе хотя бы 80 тысяч абонентов. С учетом этого годовой доход только от одной аэростатной платформы составит примерно 1 млрд рублей.
Даже такая приблизительная оценка потенциального дохода от предоставления широкого спектра современных информационных услуг свидетельствует о достаточно высокой экономической эффективности сегмента сети связи НССС «Рассвет» в совокупности с аэростатными платформами со сроком окупаемости около двух лет, что выгодно отличает её от других проектов по организации связи в северных широтах.
Предлагаемый сегмент сети существенно расширяет возможности и эффективность НССС «Рассвет», так как пользователи услуг связи будут использовать в качестве терминала обычный смартфон, а в НССС «Рассвет» в Арктической зоне РФ будет реализована услуга Direct to Cell. Причем это обойдётся всего лишь при дополнительных затратах около 5 млрд рублей, что составляет всего лишь 0,5% от затрат на реализацию НССС «Рассвет».
Реализация предлагаемого сегмента сети поставит НССС «Рассвет» в один ряд с будущими версиями Starlink и AST Mobile. Без реализации предлагаемого сегмента сети с использованием аэростатных платформ у НССС «Рассвет» нет перспектив в ближайшем времени сравняться с указанными конкурирующими НССС.
— Имеющийся отечественный — АО НПП «СПЕЦ-РАДИО», АО «Долгопрудненское КБ Автоматики», МАИ — и зарубежный опыт производства и эксплуатации аэростатов показывает реализуемость аэростата «мягкой» конструкции с объёмом примерно 15-20 тысяч кубометров с размещением полезной нагрузки весом примерно в 500 800 кг. Например, вес полного комплекта базовой станции от 30 кг до 300 кг в зависимости от пропускной способности, но на аэростате планируется размещать только высокочастотный блок, а не весь комплект базовой станции. Это такие аэростаты, как: для высоты 1 км — объёмом 1200 кубических метров — аэростат «ГЕПАРД»; для высоты 3 км — около 6000 кубических метров — ПАК «ЯГУАР»; для высоты 5 км — 9000 кубических метров — ПАК «СЕРВАЛ».
Проведение профилактических работ, к примеру, подкачка газа, требуется 1 раз в 45 дней, которые выполняются в часы наименьшей нагрузки на сеть связи в ночные часы. При этом длительность их проведения не превышает 4 6 часов, то есть коэффициент доступности услуг соответствует нормам телекоммуникационной отрасли: 99% и 95%, соответственно. Функционирование систем мобильной связи, радиолокации и связи с БПЛА реализуется в разных частотных диапазонах, поэтому вопросы электромагнитной совместимости решаются достаточно просто. В целом, в Арктической зоне РФ вопросы ЭМС с другими сетями связи, включая спутниковые, решаются на порядок проще, чем в средних и южных широтах.
— Starlink не имеет разрешения для использования в РФ. Геостационарные и высокоэллиптические спутниковые системы РФ, а также НССС «Рассвет» не обеспечат в Арктической зоне РФ высокоскоростную персональную подвижную связь Direct to Cell, а предлагаемый сегмент сети связи в составе НССС «Рассвет» с аэростатными платформами — обеспечит. Проблем низких углов места спутников в предлагаемом сегменте сети связи нет.
Сегмент сети связи функционирует аналогично сегменту обычному сегменту сети мобильной связи, в котором последняя миля реализована как стандартный сегмент сотового оператора с использованием базовой станции на аэростате, а НССС «Рассвет» выполняет роль поставщика услуг связи. Необходимо отметить, что добавление аэростатного сегмента в состав НССС «Рассвет» может быть реализовано практически на 100% с использованием исключительно отечественных технологий.
— Биллинг, роуминг и мониторинг, включая управление качеством услуг, обеспечиваются стандартными, давно опробованными, существующими средствами как сотового оператора, так и НССС «Рассвет». Сопряжение биллингов сотового и спутникового операторов не представляет абсолютно никаких проблем.
— Приведу оценку рисков предлагаемого сегмента сети: аэростатная платформа (HAPS – конструкция, энергетическая установка, система управления, наземный комплекс) – риск низкий, вероятность успеха более 90%. Готовы (имеются в наличии на хранении в РФ) к эксплуатации 2 аэростата объёмом около 6 000 м3 и 12 000 м3 для полезной нагрузки 500 кг для высот от 1,3 км до 3 км. Электропитание высокочастотного блока базовой станции обеспечивается от внешнего наземного источника (дизель- или газогенератора) суммарной максимальной мощностью 10–15 кВт во время спуска/подъема HAPS и до 1–3 кВт в рабочем режиме функционирования.
Радиотехнические средства (БРТК): риск низкий, вероятность успеха более 80%. Основная новая задача: создание дополнительных радиосистем с антенным комплексом для связи не только с абонентами, но и с БПЛА и морскими судами — стандартная для компаний-разработчиков антенно-фидерных устройств. Правда, следует отметить, что для размеров зон обслуживания свыше 100 км необходима модификация программного протокола LTE для увеличения дальности связи. У сотовых операторов имеется широкий набор базовых станций весом от 30 до 300 кг, причём и отечественных с 2026 г.
Пользовательский терминал НССС «Рассвет» — разработан и испытан, риск равен нулю. Система управления сетью связи, мониторинг и биллинг оператора сотовой связи: риск равен нулю, вероятность успеха — 100%. Пользовательские терминалы абонентов: обычный смартфон — риск равен нулю, вероятность успеха — 100%.
Никакой зоны риска при создании многолучевой антенны на аэростате взамен типовых антенн на вышках сотовой связи нет. Стабилизация диаграмм направленности осуществляется с использованием гироплатформы, установленной в гондоле аэростата, на которой размещено высокочастотное оборудование и антенная система.
— Практические сценарии достаточно простые, понятные и не отличаются сложностью реализации и без особого труда могут быть разработаны для широкого класса пользователей. Наша страна располагает в настоящее время современными космическими средствами ДЗЗ (радио, оптическими и инфракрасными) с разрешением до 0,5 метра, поэтому использование на аэростате дополнительной РЛС ДЗЗ не требуется.
А вот для обнаружения БПЛА на расстояниях до 300 400 км – это как раз и есть выигрышная ситуация для предлагаемой сети связи, т. к. РЛС с геостационарных спутников просто не обнаружит БПЛА, а РЛС со спутников на высоте 600 км может обнаружить лишь достаточно большие по размерам БПЛА, но время пролёта зоны, например, в 100 км составит всего 1 1,5 минуты. А с использованием РЛС на аэростате будет обеспечен круглосуточный и непрерывный контроль заданной области пространства.
Что касается связи в пределах СМП, то предлагаемый сегмент сети позволит каждому члену экипажа морского судна на расстоянии около 50 км получить все сервисы связи с обычного смартфона. А размещение на аэростате соответствующего оборудования позволит реализовать первую отечественную сеть непрерывных гидрометеорологических измерений в нижних слоях тропосферы. По оценкам специалистов-метеорологов из Института физика атмосферы им. Обухова РАН, это позволит повысить точность прогнозов на 10 15%.
Ранее «Телеспутник» сообщал, что компания «Бюро 1440» запустила 16 низкоорбитальных спутников «Рассвет».
