Система спутниковой связи Thuraya

Содержание:
Общие сведения о Thuraya
Технические параметры
Компоненты системы
Спутники Thuraya
Наземная часть
Пользовательские терминалы
Контракты в системе Thuraya
Зона покрытия
Неудобства использования
Государственная безопасность
Перспективы развития
Литература

Общие сведения о Thuraya

Система спутниковой связи Thuraya (араб. люстра, плеяда) создана в январе 1997 года компанией "Thuraya Satellite Telecommunications" со штаб-квартирой в Абу-Даби, в которую входят крупные финансовые и бизнес-институты Объединенных Арабских Эмиратов, Саудовской Аравии, США, Германии. Начальный капитал составлял 25 млн. долл. К августу 1997 г. он увеличился до 500 млн. долл. за счет взносов 17 компаний-акционеров, однако для того, чтобы собрать необходимую для реализации проекта сумму, требовалось привлечь еще столько же. Лишь в декабре 1997 г. недостающие средства (600 млн. долл.) были найдены.
Компания "Thuraya Satellite Telecommunications" поставила перед собой цель обеспечить пользователей недорогими и эффективными услугами мобильной связи. Система спутниковой связи Thuraya — самая молодая из существующих. Датой её рождения можно считать октябрь 2000 года, когда ракетой-носителем "Зенит" в рамках международной программы "Морской старт" был выведен первый спутник Thuraya.

Арабы не стали усложнять свою жизнь, разрабатывая перспективную систему спутниковой связи, — это было поручено американской компании Boeing Satellite Systems (бывшая Hughes Space and Communications International, Inc.). Контракт предусматривал создание двух геостационарных спутников, запуск первого из них, производство и монтаж наземных средств управления и изготовление 250 тыс. портативных терминалов стандарта "спутник/GSM/GPS". В сумму контракта входят стоимость страховки и всех необходимых работ, проводимых на этапе развертывания системы.
В переводе с арабского Thuraya означает «люстра». Столь необычное название региональная система спутниковой связи с КА на геостационарной орбите заслужила благодаря уникальной бортовой антенной системе, которая способна «посылать» на земную поверхность большое число «узких» лучей (свыше 250) с изменяемой интенсивностью и конфигурацией областей «освещенности». Излучаемая мощность может гибко перераспределяться между лучами (допускается сосредоточить в любом из них до 20% общей мощности), что обеспечивает гибкое адаптивное изменение пропускной способности ретрансляторов в зависимости от реальной нагрузки в той или иной зоне обслуживания.

В глобальных системах с космическими аппаратами на низких орбитах Iridium и Globalstar впервые была реализована идея персональной связи с помощью терминала типа «телефонная трубка». Низкие орбиты обладают значительным преимуществом (по сравнению с геостационарной) в отношении энергетических характеристик, однако проигрывают по продолжительности сеансов связи и времени активного существования КА. Нельзя не упомянуть и еще об одном достоинстве низких орбит: они обеспечивают высокую комфортность связи за счет меньших задержек при распространении сигналов.
Однако первый опыт эксплуатации Iridium и Globalstar показал, что желающих выложить за «телефонную трубку» 1500 долл. и далее регулярно платить по 1,5—2 долл. за минуту разговора в мире не так уж и много. В то же время, по оценкам специалистов, чтобы окупить затраты на создание глобальной системы общей стоимостью 4—5 млрд. долл., число ее абонентов должно быть не менее 400—500 тыс.
Дороговизна таких систем имеет глубокие технологические корни: чрезвычайно высока сложность (а значит, и стоимость) их космических и наземных сегментов; кроме того, для глобального охвата нужно немало спутников и наземных станций сопряжения. Немаловажно и то, что для быстрой замены вышедших из строя космических аппаратов необходимо «держать» в каждой из орбитальных плоскостей как минимум по одному резервному спутнику. Чтобы космические аппараты в процессе своего движения не «разбежались» по орбите, требуется их периодическое фазирование, т.е. возвращение в заданную точку орбиты с помощью включения корректирующих двигателей. В противном случае вызванное различными дестабилизирующими факторами изменение положения на орбите вызовет появление на земле «мертвых зон», в которых отсутствует прием. Все это обуславливает высокие эксплуатационные расходы на развертывание орбитальной группировки и ее поддержание в работоспособном состоянии, что, в конечном счете, увеличивает и стоимость услуг.
Но никакие технические трудности не останавливают энтузиастов мобильной спутниковой связи. Они продолжают изыскивать новые пути. Наиболее привлекательны с экономической точки зрения региональные системы с 1—2 космическими аппаратами, расположенными на геостационарной орбите, которые обходятся в 2—5 раз дешевле, чем глобальные. Инвесторов соблазняет и то, что для развертывания региональной сети на начальном этапе требуется минимум оснащения — всего один спутник и один комплект наземного оборудования для контроля и управления работой системы связи.
В настоящее время известны несколько проектов таких систем, среди которых — AceS, «Зеркало-КР» и Thuraya. Опытная эксплуатация ACeS, предназначенной для обслуживания Азиатско-Тихоокеанского региона, уже началась.

В июле 2001 года Thuraya официально начала коммерческую эксплуатацию системы. По данным компании, за первый год коммерческой эксплуатации Thuraya продала 88719 мобильных аппаратов. Количество активных абонентов на конец второго квартала 2002 года составило 47482.
Стоимость одной входящей минуты и исходящей на сеть Thuraya равна 50 центов и не менее 1,25 доллара в случае приземления на сети других операторов. Тем не менее, пользователи высоко оценили качество услуг Thuraya. Месячный трафик компании превысил 5 млн. минут. Стоимость одного абонентского терминала производства Hughes или Ascom равна 700—900 долл. и по своим пользовательским характеристикам не уступает, а в некоторых элементах и превосходит, аналогичные устройства, используемые в наземных сетях. Также не стоит забывать, что телефоны, позволяют одновременную установку двух SIM-карт — собственной и карты GSM-оператора. Переключение может вестись двумя способами — автоматически (при выходе из зоны gsm включается спутник) или вручную, если заранее известно, что цена звонка через GSM заметно выше. Это, кстати, позволяет использовать данное оборудование без дополнительного лицензирования.

Полная проектная мощность системы Thuraya рассчитана на обслуживание 1,75 млн. абонентов в регионах, охватывающих территорию примерно между 20° з.д. и 100° в.д., и между 60° с.ш. и 2° ю.ш. В общей сложности это пространство включает 99 стран Азии, Европы и Африки, в том числе часть России и Украину.
В первоначальной конфигурации система была способна обслуживать до 235 тыс. абонентов, поэтому именно столько мобильных терминалов выпустили для этой системы фирмы Hughes Network Systems (США) и Ascom (Швейцария).

Технические параметры

Телефонный префикс сети "Турайя": +88216.
Используемые частоты:
Каналы на пользовательские терминалы (L-диапазон):
Земля-космос: 1626,5 — 1660,5 МГц
Космос-земля: 1525,0 — 1559,0 МГц
Каналы на станцию управления:
Земля-космос: 6425,0 — 6725,0 МГц
Космос-земля: 3400,0 — 3625,0 МГц
Межспутниковые связи: нет

Компоненты системы

Система Thuraya структурно разделена на три основных сегмента: космический, пользовательский и наземный сегмент управления. Орбитальная группировка состоит из 1—2 космических аппаратов, находящихся на геостационарной орбите.
В состав пользовательского сегмента включены (по результатам оценки потребностей основных групп абонентов данной системы) несколько типов терминалов — портативные, возимые, полуфиксированные и морские.
Абонентские и фидерные линии работают в тех же диапазонах частот, что и в системах Inmarsat и ACeS. Связь организуется в L-диапазоне (ширина полосы 24 МГц) — по абонентским линиям и в C-диапазоне — по фидерным.
Управление работой системы осуществляется с центральной земной станции, построеной в г. Шардже и называемой в проекте Thuraya первичной станцией сопряжения (PGW, Primary Gateway). В состав PGW входят несколько специализированных земных станций с вынесенными антенными постами. Центр управления и контроля за работоспособностью спутника (SOC) станет обеспечивать обработку телеметрической информации, поступающей с космических аппаратов по фидерным линиям, и контролировать правильность функционирования всех его подсистем. Для оценки характеристик распространения сигналов в L-диапазоне по линии «вверх» в состав первичной станции сопряжения введена земная станция-радиомаяк (Uplink Beacon Station, UBS).
В наземный сегмент включены также региональные станции сопряжения, работающие в С-диапазоне (их установка контрактом с Hughes не была предусмотрена). На первом этапе эксплуатации система Thuraya обслуживала абонентов только с помощью первичной станции сопряжения. В дальнейшем, по мере увеличения нагрузки (т.е. числа пользователей), планируется установить независимые региональные станции сопряжения в разных странах, что позволит сделать тарифную политику более гибкой (за счет сокращения объема международного трафика).

Компоненты системы:

• Геостационарные спутники
  
• Первичная станция сопряжения
  
• База сопряжения основной системы
  
• Система управления сетью
  
• Центр управления спутниками
  
• Система оперативной поддержки
  
• Служба поддержки абонентов и биллинговая система
  
• Расчетная палата
  
• Централизованное обслуживание и ремонт
  
• Региональные станции сопряжения
  

Спутники Thuraya

Известно, что геостационарный космический аппарат может обеспечить услуги персональной связи лишь в том случае, если формируемые им на поверхности Земли зоны обслуживания будут примерно такими же, как зоны, образуемые низкоорбитальными спутниками. Принципиально новыми для мировой практики стали технологии, которые сделали возможным развертывание в космосе многолучевых антенн с рефлекторами больших размеров — диаметром 12 м и более.
Для Thuraya компания Hughes разработала уникальную антенную систему с диаметром рефлектора 12,25 м, обеспечивающую формирование 250—300 лучей, узких даже по сравнению с теми, которые образуются аналогичными системами, в том числе AСeS. Это стало возможным благодаря применению на борту цифровой диаграммообразующей схемы, которая также позволяет изменять конфигурацию лучей в зоне покрытия и включать в излучаемый поток дополнительные лучи. Высокая спектральная эффективность достигается за счет 30-кратного повторного использования рабочих частот.
Пропускная способность на один КА (L-диапазон) составляет 13750 симплексных каналов, что несколько больше, чем в системе ACeS (11 тысяч каналов). По заявлению авторов проекта, полностью развернутая система Thuraya сможет обслуживать не менее 1750 тыс. абонентов.
Бортовой ретранслятор Thuraya обеспечивает организацию прямой связи между мобильными абонентами, работающими через разные лучи. Это очень важно, так как позволяет избежать «двойного скачка» (когда групповой поток сбрасывается вниз, перекоммутируется на земных станциях сопряжения и снова возвращается на борт космического аппарата). Связь мобильных абонентов с абонентами сетей общего пользования осуществляется в режиме «прозрачной» ретрансляции, т.е. вся обработка информации выполняется на земной станции. Фактически, происходит групповой перенос спектра частот из L- в С-диапазон частот и обратно.
Высокая энергетическая эффективность ретранслятора Thuraya (запас в абонентской линии достигает 10 дБ) обеспечивается за счет использования не только «узких» лучей, но и высокоэффективной системы электропитания. Ее солнечные батареи дают выходную мощность, равную 13 кВт.

На май 2008 г. на орбите находятся три спутника системы.
Спутников в работе: 2 (Thuraya-2 и Thuraya-3).
Высота обриты: 35787 км.

Спутник Thuraya-1

Спутник Thuraya-1 располагается на геостационарной орбите над Сомали в точке 44 градуса восточной долготы на высоте около 36 тысяч километров. Спутник технически способен предоставлять услуги мобильной спутниковой связи 2 милл. абонентам. Спутник поддерживает до 13500 одновременных телефонных соединений без задействования наземной станции сопряжения. Эксплуатационный период спутника составляет 12—14 лет.
Благодаря большой многолучевой антенне он покрывает почти треть территории земного шара, на которой находятся 99 стран Европы, Азии и Африки, в том числе — около трети европейской территории Российской федерации.

Номер по спутниковому каталогу: 26578
Международный номер полёта: 2000-066A
Дата и время запуска: 21 октября 2000 05:22:00 UTC
Масса без топлива: 3200 кг
Масса с топливом: 5100 кг
Мощность солнечных батарей: 13 кВт
длина солнечных панелей: 34,5 метра
ширина солнечных панелей: 17 метров
Антенна, используемая для связи с терминалами: 128-элементная фазированная антенная решётка диаметром 12 м. Антенна позволяет формировать до 200—300 лучей на пользовательские терминалы или их группы.
Находился на геостанционарной орбите в позиции 44° в.д., затем был переведен в резерв на позицию 98,5° в.д., в настоящее время (на 9 октября 2007 г.) находится восточнее, на позиции 122,5° в.д.

Спутник Thuraya-2

Номер по спутниковому каталогу: 27825
Международный номер полёта: 2003-026A
Дата и время запуска: 6 октября 2003 13:56:00 UTC
Масса с топливом: 5200 кг
Мощность солнечных батарей: 11 кВт
Антенна, используемая для связи с терминалами: 128-элементная фазированная антенная решётка диаметром 12 м. Антенна позволяет формировать до 200—300 лучей на пользовательские терминалы или их группы.
Находится на геосинхронной орбите с наклонением 6,3° в позиции 44° в. д.

Спутник Thuraya-3

Международный номер полёта: 2008-001A
Дата запуска: 15 января 2008 11:48:59 UTC
Масса: 5173 кг
Планируемый срок службы: 12 лет
Находится на геосинхронной орбите в позиции 98,5° в. д.

Наземная часть

Спутник передает сигнал на наземную базовую станцию сопряжения, расположенную в городе Шарджа, ОАЭ. Там же располагается Центр управления спутником. Наземная станция передает сигнал от спутника до требуемого абонента наземных и других линий связи.

Пользовательские терминалы

Пользовательский сегмент компании представлен также приставками для использования внутри помещения и автомобиля, таксофоном, терминалом для использования на судне, автоответчиком. Дополнительно устанавливаемое программное обеспечение позволяет абонентам использовать мобильный аппарат Thuraya в качестве устройства для выхода в сеть Internet и обеспечивает прием и отправку электронных сообщений.
Система Thuraya имеет встроенные возможности слежения и управления за объектами и подвижным флотом (Fleet & Asset Tracking Systems).

Мобильные телефоны системы Thuraya на сегодняшний день по размерам и качеству связи ближе всего к сотовым телефонам GSM. Небольшой размер терминалов (14x5x2,5 см при весе 200 г) стал возможен благодаря большой мощности спутника и размерам его антенны (12 м в диаметре), а не мощности излучения терминала. Средний уровень рабочей мощности телефона Thuraya составляет около 0,65 ватт, что соответствует средней мощности телефона GSM. Хотя, безусловно, превосходят их по своим возможностям. Так же можно отметить, что размер двухчастотной антенны мобильного аппарата L-диапазона удалось снизить, закрутив ее в цилиндрическую спираль.

В 2006 году появились абонентские терминалы Thuraya второго поколения. В частности, модель Thuraya SO-2510 стала самым миниатюрным аппаратом спутниковой связи — масса 130 г при габаритах 11,8x5,3x1,9 см.

Первый спутниковый смартфон Thuraya SG-2520 при несколько больших массогабаритных показателях (масса 170 г), поддерживает уже три диапазона частот сотовой связи GSM (900, 1800 и 1900 MГц). Компактность, а также ограничение максимальной средней мощности излучения передатчиков на уровне 2 Вт (подобно терминалам GSM 900) достигнуты благодаря ряду принципиально новых технических решений, реализованных на борту космического аппарата. Для его питания используются ионно-литиевые батареи емкостью 650/1200 мАч. Максимальное время разговора в режиме спутниковой связи составляет 2,4 ч (батарея на 650 мАч) или 4 ч (1200 мАч), а в режиме ожидания — 34,1 ч (650 мАч) или 63 ч (1200 мАч). Антенна выполнена в виде четырехзаходной спирали.

Терминал Thuraya, ASCOM или HUGIES, представляет собой двухмодовый портативный телефонный аппарат, работающий как в спутниковом, так и в сотовом режиме GSM. Он позволяет своему владельцу свободно перемещаться между зонами, где имеется сотовая связь и местами, где доступна только спутниковая связь.

Телефонные аппараты системы Thuraya обладают следующими возможностями:

• Голосовая телефонная связь высокого качества;
• Передача и прием данных и факсимильных сообщений со скоростью 9600 бит/сек;
• Мобильный сервис передачи данных GMPRS на терминалах SO,SG и XT — 60 кбит/с к терминалу и 15 кбит/с в обратном канале
• Thuraya DSL — передача данных на скорости 144 кбит/с на терминал размером с ноутбук (снят с производства)
• Thuraya IP — передача данных на скорости 444 кбит/с на терминал размер 158x225x50 мм (формат A5) вес 1,3 кг.
• Передача и прием SMS сообщений;
• Роуминг в сети GSM по всему миру при использовании телефона в сотовом режиме;
• GPS-сервис (глобальная система местоопределения);
• Дополнительные сервисы: новости, call back, ожидание вызова, пропущенные вызовы, голосовая почта, WAP, и т. д;
• Вызов высокой мощности ('high power alert') позволяет получать сигнал о вызове, даже если уровень сигнала недостаточен для принятия вызова (например, в помещении).

Контракты в системе Thuraya

В системе Thuraya самые низкие тарифы на услуги связи. Минута разговора между терминалами, через спутник, стоит 0,5 доллара. Входящий звонок бесплатный. При разговорах с использованием сотовой связи стоимость минуты разговора увеличивается за счет стоимости услуг роуминга.
Существуют два вида абонентских контрактов. Один — с ежемесячной абонентской платой и оплатой времени коммуникаций по факту. Другой — с пополнением счета посредством предоплаченных скретч-карт, с более высокой стоимостью минуты и без абонентской платы. Предоплаченные скретч-карты могут храниться неограниченное время до их активации. Счет обнуляется через три месяца после активации карты.

Зона покрытия

Страны, входящие в зону покрытия "Турайя".

Страна	Страна	Страна
Австрия	Иран	Острова Мэн
Азербайджан	Ирландия	Пакистан
Албания	Испания	Палестина
Алжир	Италия	Польша
Андорра	Йемен	Португалия
Армения	Казахстан	Республика Чехия
Афганистан	Камерун	Российская Федерация (частично)
Бангладеш	Катар	Румыния
Бахрейн	Кипр	Саудовская Аравия
Беларусь	Код'Д'Ивуар	Сенегал
Бельгия	Кувейт	Сирия
Бенин	Кыргызстан	Словакия
Болгария	Латвия	Словения
Босния-Герцеговина	Либерия	Сомали
Буркина-Фасо	Ливан	Судан
Бутан	Ливия	Сьерра-Леоне
Венгрия	Литва	Таджикистан
Гамбия	Лихтенштейн	Того
Гана	Люксембург	Тунис
Гвинея	Мавритания	Туркменистан
Гвинея Биссо	Македония	Турция
Германия	Мали	Узбекистан
Гернси	Мальта	Украина
Гибралтар	Марокко	Франция
Греция	Молдова	Хорватия
Грузия	Монако	Центральная Африканская Республика
Дания	Непал	Чад
Джерси	Нигер	Швейцария
Джибути	Нигерия	Шри-Ланка
Египет	Нидерланды	Эритрея
Индия	Объединенное Королевство Великобритания	Эстония
Иордан	Объединенные Арабские Эмираты	Эфиопия
Ирак	Оман	Югославия

Регионы России.

Регион	Регион	Регион
Ингушская Республика	Белгородская обл.	Новосибирская обл.
Кабардино-Балкарская Республика	Брянская обл.	Омская обл.
Карачаево-Черкесская Республика	Волгоградская обл.	Оренбургская обл.
Краснодарский край	Воронежская обл.	Псковская обл.
Республика Адыгея	Калининградская обл.	Республика Алтай
Республика Дагестан	Калужская обл.	Самарская обл.
Республика Северная Осетия	Кемеровская обл.	Саратовская обл.
Ростовская область	Курганская обл.	Смоленская обл.
Ставропольский край	Курская обл.	Тверская обл.
Чеченская Республика	Ленинградская обл.	Тюменская обл.
Алтайский край	Московская обл.	Челябинская обл.
Астраханская обл.	Новгородская обл.

Неудобства использования

Огромная высота геостационарной орбиты (почти 36000 км) имеет свои плюсы и минусы. Плюсом является то, что в зоне видимости одного спутника оказывается почти треть Земли, поэтому для обслуживания территории по окружности экватора достаточно орбитальной группировки из трех спутников. Минусом же является то, что сигнал по маршруту Земля—спутник—Земля проходит с чувствительной задержкой (около двух секунд). Это значит, что разговаривать с собеседником по телефону приходится с паузами ожидания. Так как все спутники Турайя расположены над экватором, звонящим из России нужно не просто выдвигать антенны, но и ориентировать их на юг. При этом обязательным условием является прямая видимость спутника, чего в российских широтах, где спутники висят над горизонтом 30—35 градусов, достичь не всегда просто. В помещениях телефон Турайя сеть не распознаёт, следовательно, телефон работать не будет. До недавнего времени Турайя был единственный спутниковый телефон со встроенной навигационной функцией (GPS), с этой глобальной системой позиционирования связана ещё одна особенность телефонов Турайя. При первом включении (как и после длительного хранения выключенным) телефон определяет сеть достаточно долго (около 5 минут). Связано это с технологией Турайя: аппарат сначала ищет координаты абонента по спутникам GPS и только после этого связывается с геостационарным спутником для собственно телефонной связи.

Государственная безопасность

Спутниковая сеть Турайя покрывает территорию России примерно на 70%, где проживает большая часть населения. Однако единственная наземная станция сопряжения Турайя находится в Арабских Эмиратах (г. Шаржа), это не дает российским спецслужбам контролировать абонентов Турайя, а значит и бандформирования, скрывающиеся в горных районах юга России. И уж конечно никак нельзя верить устным заявлениям Турайя о предоставлении по первому требованию доступа к её базе данных со станции сопряжения. Эксклюзивным сервис-провайдером Турайя на российской территории является компания ТМ САТ. Долгое время она имела лицензию на обслуживание абонентов (1 тыс.). В 2004 лицензию расширили до 50 тыс. по устной договорённости — Турайя должна была построить наземную станцию сопряжения в г. Дубна в России. Однако этому плану не суждено было сбыться. Станции сопряжения как не было, так и нет. При этом все звонки абонентов проходили и проходят через станцию сопряжения в Арабских Эмиратах, а факты использования террористами спутниковых телефонов Турайя — общеизвестны. В результате — все телефоны Турайя сегодня вне закона, так как нет и разрешения на использование частот. Отсутствие лицензии, тем не менее, никак не отражается на "серых" абонентах, покупающих SIM-карты у зарубежных сервис-провайдеров, в т.ч. оффшорных. Несмотря на финансовые сложности с продажей трубок в России эксклюзивное соглашение между Турайя и компанией ТМ САТ продлено до 2012 года.

Перспективы развития

В настоящее время, менеджмент планирует приступить к осуществлению программы телефонизации регионов (аналогично программе "деревенский телефон" компании ACeS). Компания объявила, что она заказала 200 тыс. фиксированных спутниковых терминалов и планирует экспансию на рынки, обслуживаемые наземной инфрастуктурой связи. Основная проблема Thuraya — зона покрытия, львиная часть Европы, север России и ряд других регионов находится вне зоны охвата.
В настоящий момент Thuraya получает дополнительные доходы от сдачи в аренду части телекоммуникационной емкости оператору глобальной спутниковой связи Inmarsat, который использует ее для предоставления услуг передачи данных со скоростью 144 кбит/с и выше.

Литература

http://test.amobile.ru/satellite/index.htm

http://test.amobile.ru/satellite/turaya/index.htm

http://ru.wikipedia.org/wiki/Thuraya

http://satcomdv.ru/telefony/stati/statya_turajya/

http://www.thuraya.com/