altСистема Globalstar является второй из реализуемых на практике систем, предназначенных для обеспечения глобальной персональной речевой связи с помощью низкоорбитальных спутников-ретрансляторов. Первопроходцем в этом направлении является американская компания Motorola, в 1987г. инициировавшая проект Iridium. Проект Globalstar был предложен другой американской компанией Space Systems/Loral в тандеме с коммуникационной фирмой Qualcomm, Inc.
В отличие от проекта Iridium, планировавшего развернуть сеть из 77 (по первоначальному плану) спутников для создания космического аналога системы сотовой телефонной связи с глобальным охватом, первоначальная концепция системы Globalstar предусматривала создание группировки из 24 спутников (плюс 8 запасных) для обслуживания только континентальной территории США или 48 КА для глобального обслуживания.
Для реализации проекта Globalstar была учреждена одноименная компания Globalstar Limited Partnership (L.P.) со штаб-квартирой в г.Сан-Хосе, шт.Калифорния. В 1995г. Globalstar L.P. наряду с Iridium LLC и фирмой TRW получила лицензию Федеральной комиссии по связи США (FCC) на создание и эксплуатацию системы персональной спутниковой связи с использованием группировки низкоорбитальных спутников. Поскольку фирма TRW не смогла заручиться достаточной финансовой поддержкой, в настоящее время реальными конкурентами на новом поле персональной спутниковой связи являются системы Globalstar и Iridium. После 2000 г. в борьбу за этот рынок может вмешаться система Inmarsat-P фирмы ICO, но пока имеет смысл ограничиться рассмотрением двух ведущих участников состязания.
Схема наземного сегмента системы Globalstar
1. Построение системы
Первое и наиболее зримое отличие Globalstar от Iridium состоит в меньшем количестве используемых спутников (48 основных вместо 66) и большей высоте рабочих орбит (1400 километров вместо 780). Большая высота орбиты как раз и позволяет обеспечить непрерывный охват всей обслуживаемой территории при меньшем количестве спутников в системе.
При этом надо отметить, что в системе Globalstar используются орбиты с существенно меньшим наклонением (около 52°). Это облегчает запуски спутников, но приводит к ухудшению обслуживания в высоких широтах. Полная группировка КА Globalstar обеспечивает непрерывное покрытие полосы широт примерно до 70° (Немногочисленными потенциальными пользователями, расположенными в более высоких широтах, очевидно, придется пренебречь.
В полномасштабной группировке в поле зрения пользователя будет постоянно находиться не менее 3 спутников. Чтобы определить, через какой из них коммутировать вызов, пользовательские терминалы будут иметь три приемника, которые будут использоваться для непрерывного контроля за качеством связи через каждый спутник, находящийся в поле зрения. Наземная станция сопряжения периодически будет посылать тестовый тоновый сигнал, который три приемника будут принимать и возвращать на станцию через разные спутники. Станция по этим сигналам будет определять, какой из аппаратов находится в более благоприятном положении для наиболее качественной коммутации.
С технической точки зрения наиболее принципиальное отличие Globalstar от Iridium состоит в минимизации бортовой обработки сигнала и отказе от межспутниковых линий связи. В системе Iridium вызов, принятый спутником от абонента, ретранслируется через соседние спутники на станцию сопряжения, наиболее близкую к вызываемому абоненту, в обход сетей общего пользования. В системе Globalstar вызов ретранслируется на станцию сопряжения, находящуюся в пределах зоны видимости этого же спутника, и эта станция коммутирует вызов через наземные линии общего доступа. Упрощение космического сегмента (и соответствующее удешевление спутников) приводит к усложнению и удорожанию наземного сегмента. Если Iridium благодаря использованию межспутниковой коммутации достаточно 15 – 25 станций сопряжения для обеспечения глобального охвата, то Globalstar потребуется не менее 80.
Впрочем, Globalstar, по-видимому, первоначально рассчитывал превратить этот недостаток в преимущество. Стратегия развития наземного сегмента исходила из того, что размещение станций сопряжения на национальной территории каждого государства, вовлеченного в эксплуатацию системы, давало бы Globalstar определенные политические преимущества, поскольку местные связные операторы, становясь провайдерами системы, имели бы средство какого-то контроля за ней. В рамках этого сценария предполагалось, что общее количество станций сопряжения могло бы достигать 200. Видимо, вследствие недооценки стоимости наземного сегмента, оценка стоимости системы в целом на протяжении разработки сильно возросла. Если в 1995 г. стоимость создания системы оценивалась в 1.9 млрд $, то в конце 1997 г. эта цифра увеличилась до 2.7 млрд $.
Еще одно различие систем касается использования частотного диапазона. В системе Globalstar используется метод многостанционного доступа с кодовым разделением (Code Division Multiple Access – CDMA). Эта методика была выбрана, поскольку она позволяет «втиснуть» больший объем связного трафика в заданный частотный диапазон и более эффективна в случае, когда частотную полосу приходится делить с другой системой. В случае с Globalstar дело обстояло именно так: выданная FCC лицензия предписывала разделить выделенный частотный диапазон с системой Odissey (также использующей метод CDMA). В системе Iridium используется метод многостанционного доступа с временным разделением (Time Division Multiple Access – TDMA). Для него требуется специально выделенная полоса частот, на которую Iridium имеет лицензии Федеральной комиссии по связи США и Международного союза электросвязи.
В системе Globalstar задействованы сразу три частотных диапазона. Пользовательские терминалы излучают в диапазоне L, общепринятом для мобильной связи. Сигнал со спутника на них передается в более высокочастотном диапазоне S. Для связи же между спутниками и станциями сопряжения используется диапазон С.
2. Состав консорциума и финансирование
В состав партнерства Globalstar входят ключевые участники разработки, производства, развертывания и эксплуатации системы, а также основные компании, которые будут заниматься маркетингом и продажей услуг системы. К первым относятся фирмы Space Systems/Loral и Qualcomm Incorporated (обе – США), Hyundai (Южная Корея), Daimler Benz Aerospace (ФРГ), Alenia (Италия). Вторая группа включает фирмы AirTouch Communications, Dacom, Elsag Bailey, France Telecom, Loral Space and Communications и Vodafone. Французская компания Alcatel входит в обе группы. Space Systems/Loral контролирует 39% основного капитала.
По сообщениям фирмы, проект в настоящее время полностью обеспечен финансированием. По состоянию на середину 1997 г. общий объем капитала, мобилизованного за счет займов и выпуска акций, составил около 2.6 млрд $. Это практически полностью покрывает стоимость системы, оценивающуюся в текущих ценах в 2.7 млрд $. (При этом, по имеющимся данным, в эту сумму не входят стоимость закупки и монтажа станций сопряжения и 175 млн $ на строительство 8 запасных спутников в дополнение к 56 заказанным.) Кроме того, документы, представленные Globalstar в Комиссию по ценным бумагам и биржам США, свидетельствуют, что вследствие непредвиденных задержек, перерасходов, отказов при запусках, технологических рисков, трудностей с получением разрешений, затраты на осуществление программы могут повыситься еще на 5% и ее стоимость может достигнуть 3 млрд $.
3. Развертывание системы
Развертывание системы задержалось из-за задержки в изготовлении спутников. Первый запуск планировался на август 1997 г., т.е. отстал примерно на полгода. Таким образом, несмотря на задержку начала развертывания группировки системы Iridium на 4 месяца, разрыв между конкурирующими системами сохраняется.
В настоящее время Iridium планирует начать коммерческую эксплуатацию системы 23 сентября 1998г. Globalstar намерен ввести свою систему в строй до конца 1-го квартала 1999 г.
Процесс разведения КА
Для обеспечения достаточно быстрого развертывания орбитальной группировки из 56 КА Globalstar использует интернациональный набор ракет-носителей с упором на российско-украинскую технику. Первые два запуска осуществляются американскими РН Delta 2, по 4 спутника на каждой. После второго запуска Delta 2, запланированного на конец апреля, в течение второй половины года 36 спутников будут запущены тремя ракетами «Зенит-2» (по 12 на каждой). Остальные 12 спутников будут выведены на орбиту тремя пусками ракет «Союз», дооснащенных специально разрабатываемым в настоящее время разгонным блоком «Икар».
В начале года планировалось завершить развертывание в течение 1998 г.
Однако на данный момент запуски с помощью ракет «Союз» «переползли» с конца 1998 на начало 1999 г., по-видимому из-за задержек с модернизацией ракет, а, может быть, также и соответствующей инфраструктуры на космодроме Байконур.
Основной проблемой для развертывания системы может стать развитие наземного сегмента. В январе было объявлено об очередном сокращении числа станций сопряжения в связи с тем, что все большее число стран выражает стремление разделить стоимость создания станций с соседними государствами вместо того чтобы строить отдельные для каждой страны. Это уменьшит инвестиции, требующиеся от местных провайдеров. В результате общее число станций может уменьшиться до 50 – 60. Цена предоставления услуг провайдерам от Globalstar от этого не изменится, но для конечных пользователей цена связи, по всей видимости, возрастет, так как с уменьшением числа станций сопряжения удлинится путь, по которому вызов идет по сетям общего пользования.
В конце 1997г. строились только 6 станций сопряжения: в США, Франции, Южной Корее, Австралии и Китае. По некоторым прогнозам, к концу 1998 г. может функционировать только 12 – 14 станций сопряжения. Задержка в развитии наземной инфраструктуры может привести к переориентации системы с глобального охвата на региональный.