Российский рынок спутникового Internet

Другая аналитическая фирма, International Data Corporation, прогнозирует, что к концу 2003 г. в США будет уже 177 млн таких пользователей. Как сообщает IDC, в 1998 г. в мире было 142 млн «сетян», а к 2003 г. их число достигнет 502 млн. РОЦИТ утверждает, что к концу 1998 г. в России было около 1 млн пользователей Internet, а к середине 1999 г. — уже 1,5 млн. По оценке NUA Internet Surveys, на ноябрь 1998 г. Всемирная сеть содержала свыше 100 млн документов, а к 2000 г. их количество возрастет до 800 млн.

Помимо количественного наблюдается и качественный рост. Информационные ресурсы стали преимущественно мультимедийными, в Web-страницах используются высококачественная графика и онлайновые изображения. Internet из глобальной почтовой и информационно-поисковой системы все активнее превращается в инструмент для современного бизнеса, основанного на принципах «сетевой» экономики. Для бизнес-приложений Internet от каналов связи и оборудования требуются возможности передачи мультимедиа-данных и поддержки режима реального времени. Все это приводит к существенному увеличению трафика Сети.

Темпы роста Internet обнажили проблему перегрузки наземной инфраструктуры связи, особенно в России. Огромная территория нашей страны (7 075 200 км2) и низкая плотность населения (8 человек на 1 км2) обуславливают гигантские затраты на увеличение пропускной способности наземных магистралей, а ведь сегодня для работы в Internet широкополосными каналами нужно обеспечивать и индивидуальных пользователей. Даже в Западной Европе переход на цифровые сети ISDN со скоростью 64 или 128 кбит/с лишь частично снимет ограничения на выделяемые пользователю канальные ресурсы.

Принципиальное решение проблем Internet возможно только при активном использовании огромного потенциала систем спутникового Internet (ССИ). В мире действует немало таких систем; некоторые из них доступны и в России, но пока ни одна из них не «покрывает» ее полностью.

Все началось с цифрового ТВ

Совершенствование технологии спутникового телевещания обеспечило ее экономическую эффективность. Переход от аналогового телевещания к цифровому создал условия для появления технологии спутникового доступа в Internet, особенно актуальной в условиях взрывного характера развития Сети. Определены устойчивые стандарты спутникового телевещания, диапазон частот, кодировка сигналов, необходимые функции приемного оборудования.

Настоящая революция в этой области связана с появлением европейского стандарта DVB/MPEG-2, который органично объединил транспортировку как цифровой видео- и аудиоинформации, так и данных, используя в качестве сетевого стандарта передачи IP-протокол. В рамках указанного стандарта понятие «спутниковый Internet» трактуется как передача IP/мультимедиа-данных через спутник (спутниковый IP-ММ).

Если бы мы хотели использовать IP-MM только для мультивещания, то вполне могли бы удовлетвориться технологиями спутникового ТВ. И такие бизнес-приложения Internet, как системы дистанционного образования, информационные системы реального времени, новостные каналы, а также простая адресная рассылка данных из Internet (push-сервис) вполне укладываются в рамки этих технологий. Привлекательность их реализации через спутник связана с возможностью предоставления указанных услуг на значительных географически распределенных территориях, а рентабельность широкополосных каналов (свыше 40 Мбит/с) обеспечивается большим числом подписчиков. Но для настоящего Internet нужна интерактивность.

Индивидуальное обслуживание

Решить задачу персональной работы массового пользователя в Internet «в лоб», используя активные наземные станции, которые ориентированы на удаленную от Земли примерно на 40 тыс. км геостационарную группировку, — пока слишком дорогое удовольствие. Поэтому для спутникового доступа в Сеть была выбрана асимметричная комбинированная схема, в соответствии с которой запрос передается по наземным низкоскоростным (не выше 19,2 кбит/с) телефонным коммутируемым линиям (довольно дешевым), а ответная информация из Internet — через спутник по каналу с пропускной способностью до 2 Мбит/с. Такой подход отвечает внутренней природе Сети, поскольку объемы указанных данных соотносятся как 1:10 или даже 1:100.

В случае применения спутниковых каналов по-иному решаются и вопросы оплаты. Индивидуальный пользователь Internet, работающий по наземным линиям связи, платит лишь за реально «потребленные» информационные ресурсы. В традиционных системах спутниковой связи (ССС) сложилась практика долгосрочной оплаты ресурсов, при которой они сдаются клиенту в круглосуточную аренду.

Однако следует отметить, что цены на спутниковые каналы существенно снизились. Дорогостоящие симметричные системы типа «точка—точка», ранее монополизировавшие такие каналы, уступили место корпоративным сетям «точка—много точек», состоящим из мощной центральной управляющей станции и набора переферийных станций VSAT (Very Small Aperture Terminals).

Эти сети поддерживают эффективное разделение канала с помощью специальных методов управления доступом — временного (TDMA), частотного (FDMA) или кодового разделения каналов (CDMA). В современных системах наиболее часто используется TDMA, который способен обеспечить работу нескольких тысяч пользователей.

При большом числе клиентов можно задействовать компромиссную схему оплаты, в соответствии с которой клиент тоже «подписывается» на долгосрочную аренду, но не канала как такового, а определяемого им самим и реально используемого объема информационных услуг. Эта схема подразумевает фрагментарную аренду подписчиком спутниковых ресурсов. Превышение потребления определенных ресурсов компенсируется дополнительной оплатой, а объемы информационного обслуживания могут изменяться.

Для всех и вся

Одной из составляющих успеха CCC при организации доступа в Internet стал протокол TCP/IP, способный работать во всех средах передачи данных — от коммутируемых телефонных линий до высокоскоростных кабельных, оптоволоконных и спутниковых каналов. TCP/IP основан на механизме «медленного старта»: начав обмен данными между двумя узлами с минимальной, но гарантирующей доставку данных скоростью, затем он позволяет задействовать все ресурсы канала. Этот адаптивный механизм отлично показал себя и в смешанной среде передачи, которая используется в современных ССИ: запросы в Internet направляются как по наземным телефонным линиям со скоростями от 19,2 кбит/с, так и по каналам ISDN, а ответ приходит по спутниковым каналам, обеспечивающим скорость до 2 Мбит/с.

Правда, в стремлении уменьшить неизбежную для спутниковых каналов временную задержку (для геостационарных КА она составляет не менее 300 мс) разработчики часто модифицируют TCP/IP так, чтобы на группу пакетов выдавалось одно подтверждение, увеличивая тем самым скорость передачи данных от 250 кбит/с до, как правило, 4000 кбит/с (на один процесс).

Наиболее естественным решением для доступа в Internet через спутник стал приемник в виде вставной платы для ПК, которая выполняет обработку получаемой цифровой информации. Такие системы спутникового IP-ММ рассчитаны как на индивидуальных и корпоративных клиентов, так и на региональных Internet-провайдеров. Более того, благодаря возможности применения универсального ПК стоимость оборудования спутникового доступа (комплекта аппаратуры и базового ПО) теперь укладывается в 500—800 долл.

Технологии ССИ

Анализ технологий ССИ, продвигаемых различными компаниями, выявил их общие составляющие. Любая система работает через канальные спутниковые ресурсы, как правило — определяемые полосой пропускания спутникового транспондера (36—52 Мбит/с). Она предоставляет информационные ресурсы, доступные через точку входа в магистраль Internet, и использует систему спутниковой связи между операционным центром и потребителем, которая устанавливает метод управления доступом к каналу и стандарт вещания (обычно — DSSH в DirecPC или DVB/MPEG-2).

Если классифицировать ССИ в зависимости от применяемых схем доступа, то их можно подразделить на системы спутникового доступа к Internet (СДИ), ориентированные на индивидуального пользователя, и системы спутникового канального доступа в Internet (СКИ), предназначенные для получения большого объема данных крупными корпорациями или местными поставщиками Internet-услуг (ISP).

Конечно, при непрерывной работе СДИ позволяют «закачать» за месяц до 100 Гбайт данных и могут служить ISP для увеличения их информационных ресурсов. Однако следует подчеркнуть, что в случае применения в СДИ метода TDMA такие системы особенно эффективны при обслуживании множества кратковременно работающих «одиночных» клиентов, а не тех, кто долгое время занимает общую несущую. Для выхода в Сеть пользователю достаточно иметь низкоскоростной коммутируемый канал, а для присутствия в ней — только один IP-адрес, который в случае корпоративного использования ССИ разделяется сетевыми клиентами ЛС c помощью proxy-сервера. Из-за высокого уровня цен на трафик посредник (ISP) с трудом может «втиснуться» в цепочку «сервис — оператор — клиент».

СКИ для выхода в Internet задействуют выделенный канал: спутниковый — для активных клиентов, наземный — только для приема (RO). В Сети эти системы обычно занимают несколько IP-адресов (сетку), зарегистрированных в INTERNIC. Они поддерживают первичные и вторичные имена доменов типа yourhost.yourcompany.com и ведут статистику потребления ресурсов пользователями. И что особенно важно, в СКИ плата за трафик не превышает стоимости наземного доступа в Internet и при 30% использования канала (среднестатистические данные) составляет около 15 центов/Мбайт (табл. 1).

Таблица 1. Сравнительная характеристика систем СКИ и СДИ

Продолжая классификацию ССИ, обратимся к их «прикладным» признакам. По зоне покрытия такие системы подразделяются на региональные, использующие Ku-диапазон (11—14 ГГц), и глобальные, работающие в С-диапазоне (4—6 ГГц).

Индивидуальный доступ

Зона покрытия (footprint) региональных систем ограничена территорией одного континента. За счет большей энергетики вещания ССИ обычно позволяют работать со спутниковыми антеннами небольшого диаметра (60—120 см), а следовательно, доступны для индивидуальных пользователей и могут иметь общую антенну (или просто объединяться) с системами спутникового ТВ. Каждая региональная ССИ имеет один или несколько центров управления (операционных центров — NOC), обеспечивающих высокоскоростной доступ к Internet-магистрали.

Американские технологии. На сегодняшний день самая известная из ССИ — DirecPC. Она была разработана и реализована американской компанией Hughes Network System (HNS), входящей в корпорацию Hughes Electronics. Коммерческое применение DirecPC в США началось в 1995 г. на базе собственных операционных центров Hughes Electronics и спутников серии Galaxy и PanAmSat. В настоящее время существуют несколько региональных NOC DirecPC, причем потенциальную возможность обслуживания пользователей России и других стран СНГ имеют следующие из них:

• в Германии — узел обслуживания компании HOT Telecommunication; КА Eutelsat HotBird3 в орбитальной позиции 130 в.д.; зона покрытия — европейская территория России до Тюмени, а также Украина, Азербайджан, Армения, Белоруссия, Грузия и часть территории Казахстана;
• в Индии — узел Национального центра информатики (NICSI); спутник INSAT-2C (93,50 в.д.); зона покрытия — районы Средней Азии, в том числе Казахстан, Таджикистан, Туркменистан;
• в Южной Корее — узел компании Samsung SDS; спутник Koreasat-2 (1160 в.д.); зона покрытия — Дальний Восток России;
• в Японии — узел связи компаний Direct Internet (спутник PanAmSat2, 1690 в.д.) и Space Communication (спутник Superbird-B, 1620 в.д.); зона покрытия — Дальний Восток России;
• в Канаде — узел связи компании Telesat Canada; спутник Anik E1 (248,90 в.д.); зона покрытия — Крайний Север на границе с Аляской.

Хотелось бы отметить, что согласно планам развития технологии DirecPC все региональные NOC будут связаны с главным центром управления на базе международного телепорта в районе Нью-Йорка высокоскоростными каналами, что позволит предоставлять такие глобальные услуги, как одновременная высокоскоростная рассылка файлов. Сейчас система DirecPC поддерживает высокоскоростной доступ к национальной информационной Internet-магистрали США через главный NOC, а к региональным — через региональные операционные центры.

Помимо доступа в Internet технология DirecPC обеспечивает набор услуг, основанных на групповой и широковещательной рассылке мультимедийных данных со скоростью до 3 Мбит/с, — цифровую рассылку файлов (File Broadcast) и потоковую рассылку в режиме реального времени (Realtime Datastream), а также рассылку видеоинформации в стандарте MPEG1/MPEG2 (Desktop TV/Business TV) и push-сервис WebCast/NewsCast.

Европейские технологии. Организация Eutelsat обстоятельно подошла к созданию одноименных систем спутникового IP-ММ. Прежде всего был выбран очень удачный стандарт DVB/MPEG-2, объединивший передачу как цифровой видео- и аудиоинформации, так и IP-данных. Это позволило, во-первых, «разогнать» внедрение мультимедийных услуг «локомотивом» спутникового ТВ (в 1998 г. их доля не превышала 10% от общего объема услуг, а уже через 2—3 года составит 50% ), а во-вторых, существенно удешевить индивидуальные СДИ по сравнению с DirecPC . Практически все ведущие европейские спутниковые телевизионные компании являются поставщиками услуг IP-мультимедиа, в том числе спутникового Internet. Постоянно увеличивается число фирм, обеспечивающих целевые бизнес-приложения на базе спутникового IP-MM (в табл. 2 приведен далеко не полный их список). Кроме того, оборудование в стандарте DVB/MPEG-2 выпускают почти все основные производители систем спутникового ТВ.

Таблица 2. Поставщики услуг спутникового доступа в Internet

Консорциум частных и государственных банков ряда стран Европы Societe Europeenne des Satellites S.A. (SES) является оператором европейской спутниковой системы ASTRA (орбитальная позиция 19,20 в.д.), транслирующей на территорию Европы около 800 цифровых и аналоговых телевизионных каналов. Созданная SES компания SES Multimedia S.A. управляет сетью платформ ASTRA-NET и выполняет функции контент- и сервис-провайдера финансовой и мультимедийной информации, доставляемой по спутниковым каналам непосредственно в дома 77 млн подписчиков. Базовая технология сети ASTRA-NET основывается на стандартах IP и DVB/MPEG-2. В перспективе (после 2000 г.) намечено обеспечить пользователей обратным спутниковым каналом Ka-диапазона. Совместно с общеевропейским Internet-провайдером Europe Online (EOL) фирма SES Multimedia реализует программу высокоскоростного доступа в Сеть «Internet via the Sky». К сожалению, пока спутниковая группировка слабо ориентирована на Россию (сегодня даже в Москве для приема информации с ее КА приходится использовать антенну диаметром 2—2,5 м), хотя, судя по запланированным запускам, зона покрытия ASTRA-NET будет расширена.

До середины 1999 г. второй по популярности ССИ в России была ZakNet, созданная кювейтской компанией ZakSat General Trading Co. WLL. (http://www.zak-sat.net). Она вела вещание на 63 страны Восточного полушария, в том числе на российскую территорию, простирающуюся от Дальнего Востока до Москвы (С-диапазон спутника AsiaSat2, орбитальная позиция 100,50 в.д.), — именно здесь система получила наибольшее распространение. Главный NOC (Subic Bay) располагался на Филиппинах и обеспечивал доступ к Internet-магистрали США (UUNET) через спутник-ретранслятор TDRS-5 (позиция 1740 в.д.), используя общий канал с пропускной способностью 12 Мбит/с (8 линий T1). Полоса спутникового вещания (транспондера) составляла 24 Мбит/с.

В технологии ZakNet применялись протокол IP и стандарт вещания DVB/MPEG-2. Индивидуальными спутниковыми приемниками служили устанавливаемые в разъем PCI платы SAGEM TELSAT Turbo. Помимо высокоскоростного доступа в Internet (Internet Express) предлагались дополнительные услуги: ZakCast (push-сервис обновлений в Internet, до 3000 Мбайт в день), ZakConnect (потоковая и файловая рассылка) и ZakEnterprise (индивидуальный спутниковый канал).

Однако компания ZakSat неожиданно приняла решение о переносе центра управления в Англию (Лондон). Это привело к отключению от него многих пользователей, в том числе российских. Сейчас ZakNet продолжает вещание на страны Ближнего Востока через спутник NileSat (позиция 70 з.д.). Возобновление вещания на Россию связывается с запуском долгожданного спутника Eutelsat SESAT (360 в.д.), но, во-первых, он окажется недоступным для районов Дальнего Востока, а во-вторых, на нем будут базироваться и несколько конкурентных систем доступа в Internet. Имея богатый опыт мучительной работы с ZakNet, пользователи, скорее всего, предпочтут европейских сервис-операторов.

Тайландская компания SHIN SATELLITE PUBLIC COMPANY (http://www.thaicom.net/) предлагает услуги спутникового доступа в Internet со скоростью от 200 кбит/с до 8 Мбит/с через свою систему ThaiCom Direct. Зона покрытия системы охватывает примерно 100 стран Восточного полушария. Вещание ведется с помощью глобального луча в С-диапазоне спутника Thaicom 3 (позиция 78,40 в.д.). Главный NOC (Nonthaburi) расположен на Тайланде. Выход на Internet-магистраль США реализован через канал пропускной способностью 45 Мбит/с (BBNPlanet). Полоса спутникового вещания — 36 Мбит/с.

Основу технологии ThaiCom Direct тоже составляет комбинация протокола IP и стандартов вещания DVB/MPEG-2. Система поддерживает ряд целевых услуг, включая широковещательную файловую и потоковую рассылку, дистанционное обучение (Virtual University). Однако, ссылаясь на технические проблемы, российским пользователям пока отказывают в подключении к ThaiCom Direct (хотя в нашей стране доступен более мощный сервис канального доступа в Internet — Thaicom Protrunk).

В ноябре сего года консорциум SES, владелец контрольного пакета акций компании Asiasat, объявил, что в начале 2000 г. в Гонконге (Китай) будет развернута мультимедийная платформа PhoenixNet, полностью совместимая с ASTRA-NET. Она обеспечит предоставление услуг высокоскоростного спутникового доступа в Internet (до 1,5 Мбит/с), файловой цифровой и потоковой рассылки, push-сервиса (webcasting). Для вещания будет использоваться траспондер С-диапазона глобального луча спутника Asiasat 3S (позиция 105,50 в.д.). Технология PhoenixNet — протокол IP плюс стандарт DVB/MPEG-2. Осуществлять индивидуальный прием позволят платы стандарта DVB любых производителей (Divicom, Sagem, Broadlogic, Adaptek и др.) и обычная приемная антенна С-диапазона диаметром от 1,8 до 2,2 м.

В системе PhoenixNet впервые в мире спутникового доступа будет задействована повременная система оплаты (предварительные цифры — около 1 долл./ч).

Канальный доступ

СКИ NetSat Access Plus продвигает американская компания NetSat Express (http://www.netsatx.net). Для доступа к Internet-магистрали США (телепорт фирмы GSI в районе Нью-Йорка) используется Ku-луч спутника Orion-2 (позиция 120 з.д.), выведенного на орбиту в октябре нынешнего года (зона покрытия включает и европейскую часть России). Сейчас на этом КА для NetSat Access Plus арендована полоса в 2 Мбит/с с возможностью расширения до 45 Мбит/с. Приобретать канальные ресурсы системы можно порциями по 64 кбит/с (гарантированная информационная скорость — Committed Information Rates, CIR), однако незанятый канал пользователь может задействовать целиком. Такой подход позволяет предлагать ССИ с нулевой CIR как на период тестирования, так и для «раскрутки».

Потребителю предлагаются два вида систем — активные, которые используют приемо-передающую земную станцию (PES), и пассивные (Receive Only, RO), работающие через наземный канал запроса. К преимуществам NetSat Access Plus можно отнести прямой спутниковый доступ в Internet-магистраль США, обеспечение CIR, ежедневное круглосуточное обслуживание и, безусловно, привлекательные цены (см. табл. 1). Отметим, что активную систему NetSat Access Plus допустимо использовать в IP-телефонии.

СКИ Thaicom Protrunk принадлежит тайландской компании SHIN SATELLITE PUBLIC COMPANY (http://www.thaicom.net/). Телепорт (Nonthaburi) расположен на Тайланде и связан волоконно-оптическим каналом (155 Мбит/с) с точкой входа BBNPlanet (45 Мбит/с) в Нью-Йорке. Для связи клиентов с телепортом применяется транспондер С-диапазона глобального луча спутника Thaicom-3 (позиция 78,40 в.д.). Канальные ресурсы продаются порциями по 64 кбит/с. Thaicom Protrunk обеспечивает услуги симплексных, дуплексных асимметричных (1:4) и дуплексных симметричных СКИ. Оборудование для этой системы (производства ComStream и Comtech) уже имеет сертификаты Минсвязи России, что необходимо для получения разрешения на работу с дуплексными СКИ. Система Thaicom Protrunk рекомендуется к использованию прежде всего в районах Зауралья и Сибири, хотя доступна вплоть до Дальнего Востока.

Американская компания USAsia Telecom (http://www.skytiger.net/) владеет системой SkyTiger. Телепорт расположен на Гавайах (в Гонолулу) и подключается к Internet-магистрали США в точке доступа UUNET (45 Мбит/с). Связь клиентов с телепортом обеспечивается через транспондер С-диапазона глобального луча японского спутника JCSAT-3 (позиция 1280 в.д.). В SkyTiger работают два вида подсистем — однонаправленные (только прием RO) и двунаправленные. Зона покрытия SkyTiger включает такие регионы России, как Дальний Восток и Крайний Север (Якутия, Чукотка).

* * *

В статье не было ни слова об отечественных системах спутникового доступа в Internet. И прежде всего потому, что говорить-то, собственно, не о чем. Практически все российские КА устарели и не способны обеспечить услуги гарантированного качества. Претендующие на роль ССИ российская NetStar и украинская Lucky Link на деле не имеют полноценного широкополосного доступа к магистрали Internet.

На наш взгляд, причина такого положения вещей заключается в том, что российские спутниковые и телевизионные «тузы» вместо капиталовложений в создание базовых структур связи на основе современных информационных технологий были заняты делением государственной « халявы».

Десятилетия гордости за Останкинскую башню заканчиваются: с мирового уровня мы опускаемся на национальный (а может быть, вскоре и на региональный?). И не важно, что, вместо попыток реанимировать старые КА, гораздо экономичнее — запустить спутник, который не нужно обслуживать в течение 15 лет и который обеспечивает телевизионное вещание не в единственном городе, а на целом континенте. «Наша» (государственная) позиция ограничивается дорогостоящей эксплуатацией системы телевизионных ретрансляторов, опутывающих наш «обитаемый остров» в океане мировой информации.

ОБ АВТОРАХ