Чтобы использовать возможности цифры в полной мере, необходимо наличие инфраструктуры. Однако традиционные способы покрытия отдаленных территорий зачастую экономически невыгодны или сильно затруднены из-за природных условий, поэтому закономерный интерес вызывают новые технологии связи и, в частности, гибридные сети.
Вне зоны доступа
В России охват мобильной связью населённых пунктов составляет, по разным оценкам, 90-95%. При этом вне мест постоянного проживания людей, на значительной части территории страны, связь отсутствует. По данным информационно-аналитического агентства TelecomDaily, в географическом отношении около 25% территории России остаются без стабильного покрытия мобильной связью.
В сельских и удаленных районах часто присутствуют только низкоскоростные или спутниковые решения, а также мобильная связь с ограниченным покрытием. Основные причины − низкая плотность населения, сложные природные условия и высокая стоимость создания инфраструктуры.
Причём речь идёт не только о зоне Арктики или труднодоступных районах Сибири и Дальнего Востока. «Белые пятна» встречаются и в отдалённых местах Ленинградской области и во многих других регионах.
Что такое гибридная связь и зачем она нужна
Гибридная система объединяет несколько технологий связи в единую систему. Каждая из них имеет свои сильные и слабые стороны. Комбинируя их в рамках гибридной сети, можно компенсировать ограничения и повысить общую производительность. Переключение пользователя на ту или иную технологию происходит в зависимости от её доступности или технических возможностей инфраструктуры.
Наиболее актуальный вариант гибридной системы – сочетание спутников и наземных радиосетей. В современных реалиях это может выглядеть так: пользователь с помощью обычного смартфона подключается к спутнику там, где не работают обычные сотовые сети.
Например, в городе мобильное устройство работает в обычной сети 4G, а за городом, где не установлены вышки сотовой связи, переключается на спутник. При этом важно отметить, что на данный момент далеко не все смартфоны поддерживают связь со спутником.
Поэтому ещё один вариант использования гибридного решения – работа смартфона в сети базовой станции сотового оператора, которая подключается по спутниковому каналу. Разумеется, при таком способе требуется строительство базовых станций (либо использование переносных моделей), однако применение спутникового канала передачи данных упрощает эту задачу.
Преимущества гибридной сети – более высокая производительность, экономичность и удобство для абонентов, которым не надо использовать разные варианты подключений, а также надежность за счет применения спутникового и сотового каналов. Кроме того, в гибридных сетях предпочтение отдается спутникам на средних и низких орбитах, что позволяет обеспечить большую скорость передачи данных и меньшую задержку.
Возможности при этом открываются действительно широкие. Доступ к удобной и быстрой связи даже в самых отдаленных уголках позволит запускать там беспилотники, активнее осваивать территории, вести мониторинг работы транспорта и робототехники, оптимизировать логистику, применять разнообразные решения интернета вещей, проводить видеоконсультации и экспертизы. Это актуально для сельского хозяйства, добычи полезных ресурсов, здравоохранения, сферы контроля безопасности.
Например, в сентябре этого года Рослесхоз заключил соглашение с АО «ГЛОНАСС», которое нацелено на тестирование и внедрение технологий для интеграции данных о движении лесной техники с помощью гибридной сети связи. Решение обеспечит передачу этих данных даже вне зон покрытия мобильных операторов. Также оно позволит при чрезвычайных происшествиях совершать голосовой вызов с территорий, где нет сотовой связи. Для звонка можно будет использовать стандартный телефон, подключенный к локальной базовой станции.
Зарубежные сети
Гибридные сети уже активно создаются за рубежом. Первые попытки создания космической базовой станции сотовой связи были предприняты несколько лет назад в США. Участниками проекта стали стартап Lynk и компания SpaceX. Смартфоны стандарта 5G смогли без каких-либо дополнительных приспособлений подключиться к спутнику. В ходе тестов был успешно проведен двухсторонний обмен данными. При этом смартфон позиционировал спутник как обычную базовую станцию.
Вот несколько примеров гибридных спутниковых сетей связи, которые развиваются в настоящее время:
- Низкоорбитальная спутниковая система Starlink, функционирующая в Ku-диапазоне (12–18 ГГц) и Ka-диапазоне частот (26,5–40 ГГц). Работает в комбинации с существующей инфраструктурой интернета, подключаясь к интернет-каналам через наземные станции.
- Низкоорбитальная спутниковая система OneWeb, работающая в Ka-диапазоне частот. Нацелена на предоставление интернета в отдаленных и труднодоступных регионах, таких, как Арктика, с возможностью интеграции со сотовыми сетями для обеспечения гибридного подключения.
- Среднеорбитальная спутниковая система O3b (SES Networks), работающая в Ka-диапазоне частот. Предоставляет высокоскоростной интернет и услуги связи для островных, удаленных регионов и корпоративных клиентов, таких, как морские и энергетические компании.
Дружественные России страны – Китай, Индия, страны БРИКС, АСЕАН и MENA – также создают аналогичные спутниковые инфраструктуры.
Российские перспективы формата
Гибридные сети связи – одна из наиболее значимых тенденций технологического развития коммуникационной сферы в «Стратегии развития отрасли связи Российской Федерации на период до 2035 года». Этот документ определяет несколько задач, которые необходимо решить в масштабах всей страны для создания и внедрения гибридных сетей.
Прежде всего, необходимо обеспечить производство достаточного количества российского телекоммуникационного оборудования, которое необходимо для развертывания спутниковых и гибридных сетей.
Кроме того, предстоит утвердить национальные стандарты для такого оборудования, а также для абонентских устройств. К 2035 году в отрасли должен быть завершен переход к стопроцентному использованию отечественных оборудования и ПО для спутниковых и наземных сетей связи.
Чуть ранее – до 2030 года – предстоит сформировать российскую низкоорбитальную спутниковую группировку, при помощи которой услуги связи будут оказывать на всей территории страны. Низкая орбита спутника обеспечивает большую скорость передачи данных и меньшую задержку.
Благодаря интеграции такой сети с мобильным и фиксированным сегментом будет создана гибридная сеть связи, которая должна обеспечить покрытие не только вдоль автомобильных и железных дорог, но и в Арктической зоне, по трассе Северного морского пути и др.
Что сделано и что запланировано
Прежде всего встаёт вопрос о том, имеются ли для создания гибридных сетей необходимые радиочастоты. Именно их выделение в свое время было камнем преткновения для строительства новых сетей сотовых операторов.
Важные аспекты в этой сфере – распределение частотного спектра, поддержка новых стандартов связи (например, 5G и Wi-Fi 6), а также нормативно-правовая база, регулирующая использование радиочастот.
Госкомиссия по радиочастотам провела в конце марта 2024 года заседание, на котором была рассмотрена возможность выделения диапазонов частот для разработки гибридных сетей сотово-спутниковой связи. Из материалов ГКРЧ следует, что компания МТС запросила выделение полосы радиочастот 1950–1965 МГц для передачи данных с Земли на спутники и 2140–2155 МГц для возврата сигнала из космоса на Землю.
Эти диапазоны соответствуют характеристикам гибридной сети спутникового оператора SpaceX Starlink и мобильного оператора T-Mobile США. В ней спутники соединяются с мобильными устройствами напрямую по среднеполосному спектру частот, который поддерживают большинство современных телефонов.
Ситуация с радиочастотами для гибридных сетей связи характеризуется необходимостью эффективного использования ограниченного спектра, внедрением новых технологий и усилением международной координации для решения проблем совместного использования частот.
У России нет собственной группировки низкоорбитальных спутников, а существующие аппараты на геостационарной орбите не смогут обеспечить скорость соединения, сопоставимую с LTE и 5G. Над решением проблемы работает целый ряд игроков.
«Роскосмос» реализует программу «Сфера», которая нацелена на объединение услуг связи, передачи данных, навигации и дистанционного зондирования. В рамках «Сферы» должны запускаться в том числе и спутники на низких орбитах. Это откроет широкие возможности для бизнеса. В частности, для перевозок и компаний, которые имеют производственные активы на территориях, не охваченных сетями связи. Отследить перемещение грузов и пассажиров, предоставить связь в пути, обеспечить удаленный контроль оборудования и инфраструктуры, проверить работу персонала на объектах, провести разведку природных ресурсов – это лишь часть заявленных сервисов «Сферы».
Другой игрок – частная компания «Бюро 1440», которая создаёт спутниковую группировку «Рассвет». Сейчас на орбите 6 спутников двух миссий − «Рассвет-1» и «Рассвет-2». В рамках испытаний «Рассвета-1» скорость передачи данных составила 10 Мбит/с, а задержка − 41 мс. «Рассвет-2» позволил провести успешный сеанс связи с использованием протокола 5G NTN с абонентским терминалом на Земле.
Еще одна компания, занимающаяся развитием спутниковой группировки на базе нано- и микроспутников – «Ситроникс Спейс» (СПУТНИКС), входящая в состав АО «СИТРОНИКС». Сейчас она предоставляет и развивает цифровые сервисы на основе данных с низкоорбитальных спутников для широкого круга заказчиков.
АО «ГЛОНАСС» работает над созданием гибридной сети на основе имеющейся уже сейчас группировки геостационарных спутников. Сеть тестируется для мониторинга беспилотников, туристических групп, лесной техники, аварийного оповещения. Летом этого года компания успешно протестировала первый элемент гибридной сети связи на базе госинформсистемы «ЭРА-ГЛОНАСС». В сентябре было заключено соглашение о стратегическом партнерстве с «Газпром космические системы» (ГКС). Совместная работа должна обеспечить сервис мониторинга любых подвижных объектов, а также голосовую мобильную спутниковую связь для населения и бизнеса на всей территории страны.
В октябре на Петербургском международном газовом форуме АО «ГЛОНАСС» и ГКС подписали соглашение о проработке создания низкоорбитальной группировки. ГКС предоставит технологическую площадку для производства спутников, а также сами спутники, необходимые для тестирования совместных решений. «ГЛОНАСС», по всей видимости, будет отвечать за сервисы и абонентские устройства. Подробностей о сроках и технической реализации пока нет.
Частно-государственная задача
У России есть и необходимость, и возможность занять лидирующие позиции в области гибридной связи. У нас хорошо развит рынок телекоммуникаций – на нем работают множество компаний, которые активно конкурируют между собой и постоянно развивают свои системы. Создана развитая инфраструктура связи, есть необходимые для производства оборудования технологические возможности. Сразу несколько игроков отрасли запустили амбициозные космические программы.
Есть и достаточный кадровый потенциал, который обеспечивается высоким уровнем инженерного образования и большим количеством учебных заведений, выпускающих технических специалистов. Однако для ускорения развития проектов кажется важным партнёрство между государством и бизнесом: например, приток инвестиций со стороны бизнеса, помощь в выводе спутников частных компаний на орбиту со стороны государства.
Этому должен способствовать подписанный в этом году закон о государственно-частном партнёрстве в сфере космической деятельности. Он наделяет Роскосмос полномочиями публичного партнёра и позволит привлечь частные инвестиции в космическую отрасль.
