Мельник А М Український НДІ радіо і телебачення вул Буніна, 31, м Одеса, 65026, Україна тел 8 048 724 0204 е mail melnik@uniirtcomua

Анотація – Представлені результати аналізу стану супутникових телекомунікацій з обгрунтуванням необхідності побудови Національної системи супутникового звязку (НССЗ) Пропонується на розгляд проект цільової програми створення НССЗ

I                                       Введення

в умовах України рішення проблеми забезпечення юридичних та фізичних осіб доступом до інформації, незалежно від їхнього місця розташування, особливо у віддалених, важкодоступних та інших регіонах країни зі слаборозвиненою наземної телекомунікаційної мережею, вимагає розвитку супутникового звязку Протягом 1998 – 2005 рр. був прийнятий цілий ряд державних документів, які підтверджували необхідність впровадження та перспективність розвитку в Україні супутникових технологій звязку У рамках Комплексної програми створення єдиної Національної системи звязку та ряді інших документів було поставлено питання створення Національної системи супутникового звязку (НССЗ) Однак, з різних обставин, заходи, прописані в них, не були реалізовані На сучасному етапі, виходячи з можливостей використання наданих Україна частотно-орбітальних ресурсів, необхідності забезпечення національної безпеки, можливості управління мережами телекомунікацій та цілеспрямованого їх розвитку, престижу країни, як космічного держави, проблема побудови

НССЗ залишається актуальною Цьому свідчить нещодавній Указ Президента України [1], яким визначається основний напрямок розвитку супутникових технологій телекомунікацій, а саме створення НССЗ

Побудова НССЗ, як фінансово ємною системи зі значними початковими витратами, вимагає зваженого державного підходу і обгрунтованого вибору варіанта системи та шляхів його реалізації на основі аналізу світових тенденцій розвитку, сформованих в Україні передумов, потреб у супутникових каналах звязку та ефективності їх використання

II Сучасний стан, тенденції розвитку та ефективність впровадження

Для організації каналів звязку переважно використовуються космічні апарати, розташовані на геостаціонарній орбіті (ГСО) [2] За останній час в середньому за рік на ДСО виводиться від 20 до 30 звязкових космічних апаратів (КА) цивільного призначення Загальне число діючих і планованих до запуску супутників постійно зростає (рис 1) що підтверджує зростаючий попит на супутникові канали На середину травня 2006 р На ДСО розташовувалося 284 КА 90 систем супутникового звязку (ССС) 82 операторів з 31 країн Із загального числа КА 0К0Л035% не виробило і третини гарантованого ресурсу функціонування

Рис 1 Тенденції розвитку супутникових угруповань Fig 1 Tendency towards satellite grouping development

3a останні 5 років зявилися нові національні ССС Греції, Пакистану До 2010 року власні ССС розгорнуть 44 оператора африканських країн (2 КА Rascom), Казахстан (3 КА Kazsat), Іран (2 КА Zohreh), Венесуела (Venesat), Вєтнам, (Vinasat), Нігерія (Nigcomsat)

Спостерігається тенденція до укрупнення систем Після придбання Intelsat частини угруповання Telstar і злиття з Panamsat (ССС PAS, Galaxy, SBS), недавньої покупки SES Global системи NSS та отримання повного контролю над ССС Sirius різко виділилися оператори Intelsat (США, 49 КА) і SES Global (Люксембург, 40 КА) До числа інших найбільших постачальників послуг супутникового звязку можна віднести: Eutelsat (Франція, 20 КА), RSCC (Росія, 16 КА), Inmarsat (Великобританія, 12 КА), JSAT (Японія, 10 КА), NASA (США, 10 КА), DirecTV (США, 9 КА), Echostar (США, 9 КА ), ISRO (Індія, 8 КА) Telesat (Канада, 7 КА)

Сукупний частотний ресурс ССС за цей період виріс в 1,35 рази і становить 360 ГГц (інформаційна ємність до 1200 Гбіт / с) В основному використовуються діапазони Кі (50,6% ємностей) і С (37,9%), вельми помітний приріст ресурсів (в 5,5 разів) в діапазоні Ка (9,2%)

Визначальним розвиток ССС фактором є економічна ефективність діяльності операторів супутникового звязку За матеріалами щорічного звіту Satellite Industry Association (SIA) на рис 2 наведені криві зростання доходів фірм, зайнятих у космічній індустрії (загальні) і від діяльності у сфері телекомунікацій загалом і окремо за видами служб: фіксованої супутникової служби (ФСС) і

супутникової служби мовлення (ССВ) з оцінкою на 2005 р і прогнозом на 2006 р Частка доходів від надання послуг рухомого супутникового служби (ПРС) незначна (2 млрд дол)

Доходи від супутникового індустрії (виробництво супутників, ракет, обладнання, запуск супутників, надання каналів) в середньому росли на 12% на рік, а в телекомунікаційній сфері – 19% За 8 років прибуток від надання супутникових каналів звязку зросла в 3,9 рази, коли від інших видів діяльності в 1,6 рази Якщо в 1996 р частка супутникових служб звязку становила 41%, то до 2005 року вона зросла до 63% В даний час, левову частину доходів (81,3%) забезпечують послуги ССВ, частка інших служб становить: ФСС – 15,4% ПСС – 3,3% За 8 років в ССВ доходи операторів зросли в

5,5 раз, незважаючи на те, що в 2001 – 2002 роках ціни за використання ресурсів стандартного стовбура впали до півтора разів Впровадження послуг супутникового мовлення залишається високорентабельним і перспективним

Рис 2 Розподіл доходів у сфері космічної індустрії

Fig 2 Income sharing In the field of space Industry

За прогнозами розвитку світового супутникового ринку телекомунікацій дохід від послуг до 2008 року досягне 103 – 144 млрд дол [3]

Незважаючи на високу вартість ССС, значні темпи зростання доходів від надання послуг телекомунікацій вказують на високу ефективність даної галузі звязку і свідчить про перспективність створення в Україні НССЗ

III Використання супутникових систем звязку в Україні

У порівнянні з даними, наведеного в [2, 4], істотних змін на ринку супутникових телекомунікацій України не відбулося за винятком ступеня впровадження супутникового мовлення За останній період кількість програм, що передаються по супутникових каналах, різко збільшилася: телевізійних з 21 [2] до 36 (використовується 45 каналів) радіомовних з 4 [2] до 10 (використовується 16 каналів) За кількістю програм, що транслюються через КА, Україна увійшла до першої двадцятки країн світу, проте на відміну від них безпосереднє мовлення, яке приносить основний прибуток, практично не розвинене Під послуги розподілу програм мовлення задіяно близько 230 МГц смуги частот супутникових каналів Якщо взяти до уваги використовуваний ресурс до ФСС 120 МГц [2], то існуючих на даний період потреб достатньо для завантаження малого КА

Поки ще є можливість стверджувати про існування основи для побудови земного сегменту НССЗ

IV Перспективи і можливості створення НССЗ

Для побудови національної системи супутникового звязку необхідно наявність або формування певних передумов, повязаних з наявністю:

• точки стояння на ДСО

• потреби українських користувачів в супутникових каналах

• доцільності запуску національного супутника, визначеної технічними можливостями з урахуванням вартості реалізації системи і термінів повернення вкладених коштів

• комерційної привабливості системи

• відповідної земної інфраструктурою

• наявної науково-технічної бази

• відповідного нормативно-правового забезпечення

Як реальні перевагами розробки НССЗ на основі національного КА можна розглядати ряд факторів:

•                   виділені позиції на ДСО: для ССВ на 38,2 °

в д (10 каналів із смугою частот по 27 МГц, кожен) для ФСС на 50,5 ° у д (у діапазоні Кі – 500 МГц і в діапазоні С – 300 МГц)

• можливість запуску супутника українською раку-той-носієм

• наявність науково-дослідної, дослідно-конструкторської та промислової баз і досвіду з розробки космічної платформи

• створена в ході виконання робіт над проектами «Либідь», ЄССПІ та ін, силами операторів супутникового звязку певна земна інфраструктура

В силу ряду обєктивних причин маркетингові дослідження ринку в даний час не проводилися Для оцінки потреб у супутникових каналах можна використовувати дані опитування операторів, наведені в [2, 5] Як аргумент, що підтверджує правомірність використання цих даних, служить порівняння прогнозованих потреб на кінець 2005 р (для мовлення 200 МГц) з реальною займаної смугою частот (для ССВ 230 МГц) До 2010 р потреби України в транспондерах зростуть в 4 рази, що еквівалентно ємності середнього телекомунікаційного супутника До 2015 р потреба в ресурсах складе 1,2 – 1,4 ГГц, що відповідає світовій динаміці зростання частотного ресурсу (більше 20% на рік) [2]

Як сприяючий фактор можна розглядати прийняття Указу Президента [1] Основні положення концепції та програмні положення розвитку ССС в Україні, розглянуті в [5, 6]

V Шляхи і варіанти побудови НССЗ

При побудові НССЗ основні витрати повязані з космічним сегментом (КС) Можливі кілька варіанти реалізації та використання КС [2, 5, 6]:

1 Придбання і переведення його на точку стояння, виділену Україні, чинного супутника

2 Оренда ресурсів КА існуючих систем супутникового звязку

3 Розробка або придбання національного супутника-ретранслятора з наступним запуском на позицію, визначену рішеннями ВКР-2000 або іншу скоординовану позицію

4 Спільне використання придбаного КА декількома національними системами супутникового звязку зацікавлених країн

Варіант з придбанням супутника досить широко практикувався у випадках назрілих потреб у супутникових каналах Так вчинив Пакистан, який має спільну з Україною позицію на ДСО Перспективи використання даного варіанту для України незначні з причин:

• для продажу зазвичай пропонуються КА, гарантований ресурс роботи яких закінчується

• досить великий вартості придбання КА та його перекладу,

• обмеженості технічних можливостей ретранслятора через вироблення ресурсів транспондерів і застаріваючих з плином часу технічних рішень

Використання ресурсів сторонніх ССТ досить широко використовується при побудові телекомунікаційних мереж навіть великими операторами Окрім значних платежів за оренду ресурсів орієнтація на даний варіант має ряд недоліків, повязаних з відсутністю можливості управління мережею, можливістю несанкціонованого втручання і т д Однак потреби в послугах ФСС, організація каналів мовлення за рубіж і період становлення НССЗ робить оренду неминучою

Варіант із створенням спільного КС був повязаний з наявністю спільної позиції на ДСО у Адміністрацій звязку Бельгії, Нідерландів і Пакистану Придбання загального для всіх зацікавлених країн КА з навантаженням, обумовленою потребами країн і отриманими ними присвоєннями дозволило б для кожної країни окремо вирішити питання побудови національних систем при менших питомих витратах на створення космічного сегмента Позитивною стороною даного варіанту є скорочення термінів створення КС до одного року Додаткова перевага для України полягала в можливості виведення супутника на ДСО українськими засобами та управління космічним сегментом Однак дана, найбільш краща можливість практично упущена Зараз розглядається варіант з спільним КА, повязаний зі створенням субрегіональної системи, яка використовувала б частотноорбітальние присвоєння країн Східної Європи Спільний проект, при таких же витратах з боку України, як на малий супутник, дав би можливість вивести на ДСО більш ефективний середній КА, який би задовольняв існуючим і перспективним запитам українських користувачів на супутникові канали

Створення власного космічного сегмента в більшій мірі відповідає вимогам національної безпеки, сприяє піднесенню рейтингу України, як космічної, інформаційно розвинутої держави і має переваги для деяких категорій користувачів, наприклад, банківські структури, силові відомства і т д Запуск на ДСО національного супутника дозволить Україні отримати гарантований доступ до власних каналах супутникового звязку, одночасно уникнувши орендних виплат закордонним власникам космічних апаратів

В [5, 6] розглядалися два варіанти створення космічного сегменту на основі національного ретранслятора:

– замовлення, придбання супутника і його запуск

– розробка в кооперації з провідними фірмами власного супутника і його запуск української раку-той-носієм (PH)

Перший підхід вимагає разових значних капітальних вкладень і порівняно малого часу для розгортання ССС, приблизно близько року Вартість КА із запуском і страховкою оцінюється в середньому в 150 – 300 млн дол в залежності від обсягу корисного навантаження Вартість одного супутника може коливатися в межах від 70 до 200 млн дол

Розробка власного КА має ряд переваг Обовязковим є використання корисного навантаження КА (транспондерів) виробництва провідних світових фірм Розробка платформи для ретранслятора може проводитися українськими підприємствами в кооперації з провідними закордонними фірмами Вартість створення такого варіанту КС з КА на 14-16 стовбурів (з запуском і страховкою) становитиме близько 140 млн дол Виробництво ряду складових КС дозволить задіяти національну індустрію і розмістити в Україні до 70% вартості робіт по проекту Істотним недоліком розробки національного є збільшення термінів робіт по НССЗ до 4 років

З позиції використання частотно-орбітального ресурсу можливі наступні сценарії побудови НССЗ:

1) Орієнтація на ресурс, який вже виділена Україні для ФСС і ССВ При цьому необхідно розробляти або придбати і виводити на ДСО два КА, в окремо для кожної служби, що майже вдвічі збільшить вартість КС

2) Орієнтація на новий ресурс на одній позиції Для цього необхідно або будувати субрегіональну систему, або заявити і отримати на виділеній або на іншій позиції необхідний частотний ресурс для обох служб Термін його координації може зайняти від

2 до 7 років, але вартість КС буде приблизно в

1,5 рази нижче першого варіанта

3) Орієнтація на окремий з виділених ресурсів для служби, що має більший пріоритет

Найбільш ефективним варіантом створення КС НССЗ є орієнтація на отримання частотноорбітальних ресурсів для ФСС і ССВ в одній орбітальній позиції, побудова за термін, який необхідної для координації, національного КА середньої потужності (близько 36 стовбурів) з набутою корисної завантаженням

Недоліками варіанта є проблеми створення субрегіональної системи або отримання годину-Тотнем-орбітального ресурсу і великий термін введення в дію НССЗ (від 4до7лет) Головна перевага варіанту полягає в задоволенні потреб у супутникових каналах з перспективою до 2015 року

Реальним є також варіант з використанням (орендою) скоординованої точки стояння на ДСО, що належить іншим країнам або операторам на умови виділення для них частини навантаження

VI Про доцільність створення НССЗ

Аналіз роботи та передумов створення НССЗ в інших країнах показав, що: удаваний недостатнім обсяг послуг, забезпечення яких вимагає використання супутникових каналів значна вартість проекту географічне положення країни, особливості рельєфу, розміри і так далі, – не грають визначальної ролі при вирішенні питання про розгортання системи [2] Прикладом цьому можуть бути, Швеція, Норвегія, Ізраїль, Малайзія, Сінгапур (мають НССЗ), Вєтнам, Казахстан, Венесуела, Нігерія . (розгортають супутникові системи звязку Рентабельність ССС визначається не тільки національної телекомунікаційної завантаженням, але й наданням каналів операторам інших країн До визначальних також не можна зарахувати технічні можливості країни Тільки сукупність цих умов може однозначно вирішити питання про доцільність побудови НССЗ Головними є питання економічної доцільності створення системи

Основним є питання про інвестиціях НССЗ і поверненні вкладених на її побудову засобів Оскільки витрати на реалізацію проекту складають величину порядку до 200 млн дол в залежності від варіанту побудови, то доказовий відповідь на нього може бути отримана після ретельного технікоекономічного аналізу Це вимагає маркетингових досліджень ринку супутникового звязку України, розробки бізнес-плану, а на першому етапі оцінки економічної доцільності проекту на основі аналізу роботи діючих ССС

При використанні та доопрацюванні наявної земної частини системи вартість НССЗ визначається тільки витратами на супутниковий сегмент, величина яких була наведена вище

В даний час українськими користувачами задіяна смуга частот супутникових каналів, достатня для завантаження 80% виділених Україні ресурсів для ССВ і 4 – 5 стволів у ФСС

На оплату їх оренди в 2005 році при використанні наведеної в [2] оцінки вартості оренди 1 МГц смуги (для ССВ в 50 тис дол США в рік, для ФСС

– 25 тис дол на рік) орієнтовно витрачено 14 – 15 млн дол

За розрахунками ДП «Укркосмос» передбачувані річні витрати на оренду ресурсів у 2010 р складуть (за цінами Intelsat) 68,838 млн дол (без резервування) або 93,711 млн дол (з резервуванням)

При використанні варіанту 2 побудови НССЗ і умови ефективного використання смуги частот витрати на оренду ресурсів за період 2005 р – 2015 рік при лінійному зростанні перспективних потреб користувачів (На 13% на рік [2]) можна оцінити в 300 – 380 млн дол (при вартості одиниці ресурсів, наведеної в [2]) Частка державних відомств і організацій станом на 2005 р складає приблизно 65 % В ССВ (Концерн РРТ і ДП Укркосмос) і 35% до ФСС (НКАУ, силові відомства, фінансові органи і т д) Пропорційно частці будуть і витрати на оренду Таким чином сума оплати за оренду тільки за 10 років значно перевищує вартість середнього КА разом із запуском і страховкою, що підтверджує економічну доцільність створення НССЗ

Оптимальним для створення НССЗ варіантом є перегляд виділеного частотно-орбітального ресурсу, отримання на тій же чи іншій позиції нового частотного ресурсу, розробка в кооперації і запуск середнього телекомунікаційного супутника Імовірність використання даного варіанту залежить від вирішення проблеми з отриманням нового частотного ресурсу Витрати на проект складуть до 200 млн дол, з них в українську економіку буде вкладений 100 – 140 млн дол

Термін гарантованого функціонування КА в середньому 15 років Для варіанту КА з 10 стволами для

ССВ, що відповідає виділеному Україні частотному ресурсу, і 4 стволами для ФСС (додатковий ресурс, який необхідно заявляти) навантаження цього супутника буде повністю задіяна в перші роки експлуатації При орієнтації на ту ж вартість одиниці смуги, як в [2] (оператори Eutelsat, NSAB), очікуваний дохід, за цей час складе приблизно 330 млн дол Вартість такого КА близько 140 млн дол, тобто він окупиться за 5 – 6 років, приносячи прибуток близько 190 млн дол Для оптимального варіанту, при перегляді виділених ресурсів і тих же умовах рівень доходів складе більше 500 млн дол, а прибуток до 300 млн дол Значна розбіжність у рівні прибутків обумовлено обмеженістю виділених ресурсів варіанту з малим КА При цьому в облік не бралися поточні витрати (амортизація, експлуатація, відрахування і т д) Оцінений термін окупності в залежності від варіанту побудови КС і тарифів за використання стовбурів ССМ і ФСС становить від 3,5 до 6 років за умови повного завантаження супутника

VII                                   Висновок

Світовий досвід експлуатації систем супутникового звязку, тенденції розвитку супутникових технологій звязку, економічна ефективність даної галузі, потреби українських користувачів в супутникових каналах, досвід інших країн, – обумовлюють необхідність створення НССЗ У будь-якому варіанті створення НССЗ є прибутковим

Основні напрямки робіт, етапи створення НССЗ і розвитку супутникових телекомунікацій в Україні загалом позначені в [6]

Основним невирішеним питанням залишається створення акціонерного товариства, яке зявилося б замовником роботи і забезпечило схеми фінансування розробки

VIII                                 Література

[1] Указ Президента Украта в1д 10 червня 2005 року № 933/2005

[2] Мельник А М, Михайлов Н К, Макаров А П, Дзюін В К Чи потрібна Україні національна система супутникового звязку / / Звязок – 2005 – № 5

[3]  Theresa Foley Commercial Spacefarers // Airforce- vol 81 – № 12 – 1998 – Arlington, USA

[4] Мельник A M Про можливість створення національної системи супутникового звязку та перспективи її розвитку / / Прикладна радіоелектроніка – Харків – 2003 – № 1

[5] Мельник А М OchobhI положення ц1льово1 програми создания нац1онально1 системи супутникового звязку / / Прац1 УНД1РТ – 2006 – № 1 – 2

[6] Мельник А М, Баховський П Ф Основні положення розробляється концепції створення національної супутникової системи звязку / / Звязок – 2004 – № 2

BASIC PROBLEMS AND DEVELOPMENT OF SATELLITE TELECOMMUNICATION TECHNOLOGY IN UKRAINE

Melnik A M

Ukrainian SRI of Radio and TV Broadcasting 31 Bunin St, Odessa, 65026, Ukraine

Ph: 8 048 724 0204 e-mail: melnik@uniirtcomua

Abstract – Presented in this paper is the analysis of satellite telecommunications modern state It is necessary to create National System of Satellite Communication (NSSC) Proposed is the project of NSSC creation

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р