Центр космической связи в Дубне - спутники, ТВ и связь

Что вы знаете о спутниковой связи? Какие-то спутники летают над нами, что-то там передают, и кто-то ими где-то управляет. Вот примерно такой набор штампов существует в голове обычного человека, а попасть на объекты космической связи у обывателя нет никаких шансов, экскурсии туда не предусмотрены. Во всяком случае, у нас, можно посмотреть только на антенны из-за забора, повздыхать и поехать дальше. Поэтому, когда “Триколор ТВ”, оператор спутникового ТВ, пригласил на экскурсию в Центр космической связи в Дубну, крупнейший на территории России, у меня не было никаких сомнений, что надо ехать.

Подмосковный город Дубна находится в 130 километрах, дорога хорошая, и можно добраться за два часа. Именно столько мы ждали заблудившийся автобус из 33 региона, который не мог найти точку рандеву у метро Динамо. Искушение плюнуть на все и не ехать было слишком велико, но пересилил себя. Через два часа с копейками, из которых полтора часа мы стояли и просто мерзли на улице, автобус появился, к тому моменту мы немного переместились и грелись в кафе на метро Аэропорт. График полетел к чертям, но загрузившись в наше средство передвижения с водителем-казахом, плохо говорящим на русском языке, мы отправились в Дубну. Чтобы не отвлекаться на эту часть истории, сразу скажу, что обратно ко времени мы не успели, кое-кто опоздал на свой поезд в Петербург, а по дороге пару раз были остановки, и водитель гремел инструментами, что-то чинил в своей тарантайке, на которой было написано сбоку “Автобус ветеранов военной разведки”. Это была судьба, от которой, как известно, не убежать и не скрыться. Третья остановка случилась около Москвы, на пандусе, водитель не смог преодолеть подъем. И забыл о ручнике, поэтому медленно и неотвратимо стал съезжать на машины сзади. Те гудели, мы орали, чтобы он дернул ручник. Встали. Минут через десять как-то и с такой-то матерью автобус завелся, но запахло паленым, и уже через двести метров он окончательно издох. Ждать окончания истории не стал, поймал машину и помчался в город, так как времени не было совсем, да и накатила усталость от такой поездки. Пожалуй, этот пресс-тур можно считать состоявшимся вопреки, а не благодаря. На этом лирическое отступление завершу и вернусь к делам космическим.

Дубна считается наукоградом, город небольшой и не изобилует достопримечательностями, ехать сюда за впечатлениями точно не стоит. За окном мелькала главная улица с выстроившимися магазинами, серые краски, затем старые дома на Дачной улице, которые явно ставили после войны, и когда-то они скорее всего были коммуналками. Некоторые облицевали веселыми пластиковыми панелями, что создавало еще больший диссонанс. Названия магазина “Изюминка” и тому подобные изыски - все это современная Дубна. Как-то заехал сюда из Дмитрова и видел огромный стул, паровоз около станции, а еще огромный памятник Ленину, на этом все из того, что можно найти примечательного. Наша дорога идет вдоль невзрачных строений и упирается в ворота Центра космической связи. Чего я ждал?

Еще на кассетном Walkman я слушал Dire Straits, а один из самых любимых альбомов - “On the night”, что вышел весной 93-го года. На обложке - большие радиотелескопы в Нью-Мексико, которые неоднократно мелькали в разных голливудских картинах про поиск внеземных цивилизаций. Мне повезло попасть в Нью-Мексико и посмотреть на почти три десятка 25-метровых антенн, которые стали живым символом космической гонки 70-х годов. Конкуренция - это прекрасная штука, которая заставляет чиновников открывать кошельки и оплачивать на первый взгляд бесполезные исследования. В детстве я видел в Евпатории огромную антенну телескопа РТ-70, а вокруг - антенны комплекса дальней космической связи. Это место впечатляло издалека, попасть на территорию было невозможно, закрытый и режимный объект. Но 70-метрового монстра не утаить за забором и никак не спрятать.

Я уже был готов к тому, как выглядят антенны спутниковой связи, видел их в разных странах мира, но никогда не посещал Центр космической связи, в котором можно было бы увидеть, как все это работает в связке, ведь антенны - это только видимая часть комплекса. По современным меркам, комплекс в Дубне должен был бесконечно устареть, первая антенна - это 32-метровая чашка NEC, была поставлена к Олимпиаде-80, на тот момент это было произведение искусства, лучший вариант из доступных. Сам комплекс в Дубне создавался под трансляцию картинки Олимпиады на Северную Америку, ее передавали на геостационарный спутник Intelsat над Атлантикой. И этот комплекс построили в очень короткие сроки, а уже затем он начал брать на себя новые задачи и обрастал все большим числом антенн.

Например, перед вами 12-метровая антенна ТНА-57, сделана в СССР, она работала на спутник “Горизонт”.

Этот комплекс после Олимпиады использовался для организации правительственной связи с Белым Домом, Лондоном и Парижем, другими странами. Но помимо этого, в Дубну пришло телевидение, комплекс получал картинку западных телеканалов и передавал ее в технический центр на Шаболовку, а оттуда ее уже отдавали в Останкино.

Из примечательных проектов, которые были реализованы здесь, хочу коротко затронуть телевещание на частоте в 700 МГц, которое создали для Сибири. С 1988 года в этом регионе заработали два центральных телеканала, причем из-за особенностей проекта установки параболических антенн для приема не требовалось, аналогов этому проекту в мире нет. Ставили маломощные приемники, а также ретрансляторы, которые и передавали сигнал. Никакого строительства телевизионных башен наподобие той, что вы можете видеть в Баку и других городах бывшего Союза, они создавались по типовому проекту и ставились только в крупных, значимых центрах. В Сибири ставить таких монстров не было никакого толка, дорого и бессмысленно, учитывая плотность населения.

Потом было исчезновение СССР, смутные годы, в которые Центр смог выиграть тендер на управление спутниками Eutelsat, чем он занимается и сегодня, помимо других задач. На территории в несколько гектаров располагаются 24 антенны диаметром от 2.4 до 32 метров, которые могут выполнять весь спектр задач, которые только можно вообразить.

Штатный состав центра - 115 человек, в смену в нем находится 8 человек, два охранника, три оператора в центре управления, один оператор, следящий за положением спутников, а также два технических сотрудника. Не очень много, но большую часть работы делают сегодня компьютеры, вмешательство человека сведено к минимуму.

Весь объект имеет избыточную защиту, источники бесперебойного питания включаются в момент прекращения подачи электричества извне, в течение пяти минут автоматически запускаются дизель-генераторы, которые могут автономно работать до 4 суток. Две линии оптиковолокна сделаны независимыми (20 ГБит/c каждая), подключены к техническому центру на Шаболовке. Есть также выход в точку обмена трафиком М9.

Нашим гидом по объекту был Александр Дука, директор центра и в прямом смысле ветеран космической связи, он работает в этой области уже 39 лет. У меня вызывают огромное уважение все, кто выбрал свой путь и, не сворачивая, идет по нему, причем идет в разные времена, как хорошие, так и плохие. В моей системе координат это правильный путь.

Во время неспешной прогулки по комплексу смог попытать Александра Петровича на множество тем и задать очень много глупых вопросов, а он терпеливо на них отвечал.

— Ой, а зачем тут табличка СВЧ?

— Просто предупреждение, по технике безопасности положено, раньше антенны были больше и сильно излучали, а сейчас можно спокойно часами стоять, ничего не почувствуете. От СВЧ-излучения в первую очередь начинают болеть глаза, это верный признак, что получили облучение.

— А правда, что на срезе антенны самое большое излучение?

— Не знаю, что вы называете срезом, наверное, это то, что мы зовем переливом. Вот, смотрите, если встать сбоку от антенны, так, чтобы видеть одновременно боковую часть чаши и отражатель, то тут и будет самое большое излучение. Антенны так проектировали специально, чтобы улучшить их характеристики.

В этом разговоре я узнал многое про спутниковую связь, пожалуй, столько же, сколько за всю предыдущую жизнь. Например, как-то в центр приехал губернатор Якутии и сравнил свой регион с Индией, площадь сравнимая, а населения меньше миллиона человек! И как тут обеспечить всех связью и телевидением? Ничего иного, кроме спутника, и не остается. К своему стыду, никогда не смотрел на карту Якутии, уже на обратной дороге озаботился этим вопросом. Оказывается, это самый большой регион в России, а также в мире. Больше, чем Казахстан или Аргентина.

Другим открытием для меня стало то, что наземные комплексы космической связи всегда строят под спутники. То есть, антенны подбирают под характеристики спутников, все остальное остается неизменным. Это примерно та же логика, что присутствует при строительстве военных подлодок, их создают под конкретные баллистические ракеты, конечно, если это ракетоносцы и это их основная специализация. Малый ход, малая видимость на радарах, но возможность осуществлять стрельбу из любого положения.

Развитие электроники сказалось положительно на том, как меняются антенны в таких комплексах, они уменьшаются, нет необходимости в том, чтобы антенны оставались огромными. Несмотря на то, что спутники на геостационарных орбитах удалены на 36 тысяч километров, антенны изменились как на них, так и на Земле. Уверен, что вы обратили внимание, как измельчали бытовые антенны для спутникового ТВ, необходимости в больших тарелках уже нет. Это прогресс в электронике, который заметен невооруженным взглядом.

Принято считать, что спутник на геостационарной орбите неподвижен относительно наблюдателя на Земле, в частности, антенны, которая следит за ним и передает информацию. К сожалению, это так только отчасти. Представьте себе, что у вас на нитке есть воздушный шарик, вы размотали нитку до конца и наблюдаете, как шарик мечется на ветру. Он не висит неподвижно в одной точке, примерно то же самое происходит и со спутниками, они могут терять высоту, немного отклоняться от заданной орбиты, и задача наземного центра управления - скорректировать их орбиту, чтобы они оставались неподвижными. Каждый спутник получает коррекцию орбиты как минимум один раз в день. И это объясняет их срок службы в пятнадцать лет, за это время, как правило, заканчивается топливо для коррекции орбиты и требуется замена спутника.

У нас возникла интересная дискуссия о том, какой ресурс для спутников требуется. Достаточно ли текущих 15 лет и надо ли увеличивать срок службы спутников. Тут есть две точки зрения. Прогресс в электронике за 15 лет таков, что замена спутников становится необходимостью, можно снизить вес электроники и ее характеристики, увеличить чувствительность антенн и их дальность, увеличить запас топлива, что косвенно приведет к увеличению срока службы спутника. Основа такого подхода в том, что спутники надо менять, чтобы заменять электронику на них. Второй подход не отрицает необходимости замены спутников, но предполагает их больший срок эксплуатации, так как один запуск стоит космических денег, и чем дольше аппарат на орбите, тем дешевле он обойдется.

Я был в множестве центров управления и самыми сложными, технологичными считаю таковые у операторов мобильной связи. Они насыщены электроникой, проекционными системами, отслеживают сотни параметров на своих сетях по всей стране.

GNOC, или ЕЦУС от МегаФон – космический корабль изнутри

Это космические технологии во всех смыслах, передовой край IT, а вот в настоящем наземном центре космической связи все намного проще, словно это обычный дата-центр, в котором нет ничего особенного. Комната, в которой старые светодиодные часы на стене, по стенам развешано множество мониторов, компьютеры на разных версиях систем, от Linux до Windows, простенькие схемы на экранах, особенно если не представлять, что эти схемы представляют собой описание работы спутника, что висит над головой на высоте 36 тысяч километров.

В другом здании находится центр, в котором один оператор, он контролирует исключительно положение спутников. Взрослая и очень приятная женщина Наринэ с увлечением рассказывает о своей работе. На дверях в комплексе таблички, дополнительная надпись о том, где опасно, а где нет.

Во время грозы или урагана связь может уходить, если это не касается правительственных каналов, они работают на частотах, которым непогода не помеха. Задача Наринэ - сделать так, чтобы коммерческие спутники, которыми управляет центр, не потерялись вне зависимости от погоды и не было никаких перебоев в их работе. Если тридцать лет назад антенны искали спутники “широко”, то сейчас луч, словно иголка, четко направлен, и этому помогает компьютерная периферия, которая сильно облегчает жизнь и работу в Центре космической связи. Еще двадцать лет назад человеческий фактор приводил к тому, что спутник могли “потерять” на 5-10 минут, сегодня с помощью компьютеров это время намного меньше.

Везде стоят обычные стойки с серверами, на них обрабатывается та информация, что по оптике поступает в наземный Центр космической связи. Причем это как коммерческая информация, например, данные или телефонные разговоры, сигнал для спутникового телевидения, так и правительственная связь. Как только мы начинаем говорить о правительственной связи, сразу в голове проносится множество вопросов, почему так мало охраны, почему объект не является сверхсекретным. Ответ лежит на поверхности: телепорт, а именно так еще называют Центр космической связи, просто передает данные. Никакого шифрования этих данных, их обработки или изменения, равно как и спутники ничего подобного не делают, они просто передают данные из точки А в точку Б, никак на них не влияя. В случае правительственной связи на спутник уходит зашифрованный поток данных, сам процесс шифрования предполагает, что даже перехватив его из эфира, нападающий не сможет в ближайшие годы расшифровать его. Поэтому и нет какой-то особой секретности, а также людей в погонах, прячущихся за местной чахлой растительностью.

Другой вопрос, который часто волнует местных обитателей и, видимо, постоянно задается приезжающими, это на какие деньги существует комплекс. Правда ли, что государство оплачивает его существование из налогов, а значит, каждый гражданин вносит в него свою копеечку. Вопрос явно болезненный, как и любой вопрос о деньгах, но Александр Петрович явно привык отвечать на него: "У нас хозрасчетная организация, есть коммерческие отношения с разными компаниями, для кого-то управляем спутниками и передаем информацию, где-то только передаем информацию". Комплекс научился зарабатывать деньги в 90-е годы. Здесь не шикуют, но видно, что на территории есть хозяин, все чисто, дорожки подметены и убраны, в помещениях убрано.

В мире существует много наземных центров космической связи, крупнейший в Европе находится в Италии. С удивлением узнал, что во Франции многие инфраструктурные проекты строят с использованием именно спутниковой связи, несмотря на ее дороговизну в первоначальной установке оборудования. Объяснение, которое услышал, было приведено на примере бензоколонок. Несмотря на наличие оптики во многих городах, подключать с ее помощью каждую заправку было сложно - не везде есть возможность ее протянуть до станции, каждый раз отличается стоимость, и нельзя закладывать в проект постоянные расходы на проведение интернета, который необходим как для операционной деятельности (связь с банком), так и для организации безопасности на объектах (тревожная кнопка). Оказалось, что спутниковая связь для крупной сети заправок - это не просто альтернатива, а вариант, который оказывается дешевле при долгосрочной эксплуатации, а также намного проще обсчитываемый. Но самое главное, что вне зависимости от места установки в компании знают, что эта связь будет работать практически всегда и в любых условиях, с рядом оговорок, но все же.

В моей голове всегда жил и продолжает жить стереотип, что спутниковая связь - это дорого. И это несмотря на то, что цены на голос сильно упали за последние десять лет, тем не менее, они остаются очень высокими. Другое дело, что это направление продолжает активно развиваться и на нашем Севере, никакой иной связи, кроме спутниковой, нет и в ближайшие десятилетия скорее всего не будет. Слишком долго прокладывать в вечной мерзлоте или тундре оптику, которая не приспособлена к таким температурам, ее эксплуатация становится золотой. А значит, проще наращивать пропускную способность спутников, чтобы дать людям не только звонки, но и мобильный интернет, телевидение.

Для России спутниковая связь остается одним из самых экономически выгодных способов дать интернет, телевидение и мобильную связь в отдаленные уголки, на территории, где плотность населения минимальна и нет никакого резона строить наземную инфраструктуру. Это хорошо понимали в 70-е годы, и СССР активно шел в этом направлении. В 90-е мы потеряли вектор развития, но с 2000-х снова активно начинаем развивать это направление, достаточно вспомнить систему навигации ГЛОНАСС, военный сегмент спутников, а также гражданские аппараты, которые обеспечивают связь и телевидение. Центр космической связи в Дубне гражданский, я кратко описал то, чем тут заняты и как все устроено, думаю, у вас сложилось представление о том, что это за объект и как он работает. От себя хочу отметить, что в мире немного стран, которые имеют такое количество спутниковых группировок разного назначения и способны их наращивать, а также поддерживать, а главное - разрабатывать. И то, что Россия является одним из лидеров в этом направлении, глупо отрицать или оспаривать. Наличие собственных спутников позволяет создавать соответствующие сервисы, например, спутниковое телевидение, о котором и хочется сказать теперь несколько слов.

Спутниковое телевидение в России - Триколор ТВ как лидер рынка

Для меня спутниковое телевидение началось с НТВ+ в 1997 году, вместе с зеленой тарелкой и довольно ограниченным набором каналов. Тогда про эти тарелки ходило множество анекдотов, самый запоминающийся звучал так - хорошо, что вы сами пометили свою квартиру и облегчили ворам их работу. В нем, наверное, была доля истины. Триколор появился на рынке в конце 2005 года, что по меркам рынка спутникового ТВ очень поздно. Даже сегодня в компании стараются не упоминать НТВ+ напрямую, говорят о “другом”, “ином премиальном операторе в прошлом” и тому подобные вещи. Учитывая, что у Триколор ТВ сегодня максимальная аудитория, почему не упоминают более слабого конкурента, непонятно, причем это явно вбито в сознание, так как это звучит как на пресс-конференциях, так и в частных разговорах, люди автоматически заменяют имя НТВ+ на какие-то экивоки.

Но вернемся к Триколор ТВ и поговорим немного о цифрах, чтобы представлять положение компании на рынке.

У компании подключено 11.6 миллионов домохозяйств, учетная политика настроена так, что считаются только те, кто оплачивает подписку, то есть это живые абоненты. Можно считать, что минимальная аудитория, измеряемая в количестве зрителей, превышает 30 миллионов человек, так как в одном доме или квартире, как правило, живет не один человек, а семья.

Растет выручка компании, а также ARPU, но самый интересный показатель - это число абонентов, получающих HD-контент, в третьем квартале 2015 года их стало больше - 6 миллионов. У оператора есть 30 каналов в HD-качестве, также два канала есть в UltraHD. Отличие заключается в том, что тут разрешение 3840x2160 точки (50 кадров в секунду) против стандартных 1920x1080 точек для HD (30 кадров в секунду). По географии вещания в России приемники Триколор ТВ могут быть доступны 96% населения страны, они подпадают под область работы спутников. По числу абонентов Триколор ТВ четвертый в мире после DirecTV, DishTV и Dish Network. Неплохой показатель, как вы считаете?

В России сложилась высококонкурентная ситуация на рынке спутникового ТВ, существует несколько игроков, и Триколор ТВ - лидер своего сегмента.

Но самое интересное, что спутниковое ТВ в России занимает 71% всего рынка платного ТВ. Интересный сегмент рынка, которого не существует во многих странах, где его заменяет кабельное ТВ, так и не взлетевшее в России. Огромная страна и совсем другие потребности в том, как много нужно инвестировать, чтобы добиться серьезного покрытия и достучаться до зрителей.

Можно пофантазировать, куда будет развиваться спутниковое ТВ в ближайшие годы, хотя правильнее отсчитывать десятилетия, тут есть четкая привязка к запуску новых спутников. Уверен, что возрастет пропускная способность спутников, они начнут передавать в большей мере HD-контент, а также Ultra HD. Возможно, что в маркетинговых целях запустят и большее разрешение, но это зачастую лишено смысла, также как и создание каналов с трехмерной картинкой, это направление не взлетело нигде в мире. Я уверен, что спутниковое ТВ в следующем поколении может получить интерактивные функции, в частности, обратную связь со спутником, возможно, функцию “видео по заказу”, когда на спутнике как будто будет отдаваться заказанная передача, на самом деле, ее будут брать из трансляции или она будет записываться в память наземного приемника. Способов, как сохранять контент, не насилуя ограниченные ресурсы спутника, можно придумать много. Но интерактивность - это следующий шаг, который может вывести телевидение на другой уровень, и по Южной Корее это хорошо видно, там этот формат популярен уже более пяти лет и активно развивается. Это просто совсем иной мир, в него нужно окунуться, чтобы понимать, что он привносит в жизнь.

В этом коротком материале я не ставил цели объять необъятное и рассказать обо всем на свете, хотелось остановиться на вопросах наземного Центра космической связи, позволить вам заглянуть на его территорию и увидеть то, как он работает. Небольшой рассказ про Триколор ТВ дополняет этот репортаж и показывает, что все не так уж плохо с точки зрения как технологий, так и их проникновения в наши дома, Россия по числу зрителей спутникового ТВ прочно входит в первую тройку стран в мире. И качество во всех смыслах хорошее. Еще один момент, о котором я знаю давно, но в том же Триколор ТВ о нем почти не говорят и не делают на это упор - все приемники, абонентское оборудование разрабатывается в России, равно как и производится также на территории страны. Так оказалось проще и качественнее, чем размещать заказы в Китае. Вот такая удивительная история, которая, надеюсь, заставит вас по-другому взглянуть на то, что происходит в сфере высоких технологий в России. А ведь это только небольшой кусочек рынка телевидения и спутниковой связи, есть и другие аспекты, о которых можно говорить много. Я хотел, чтобы вы получили общее представление об этом рынке и технологиях, надеюсь, что своей цели я добился и теперь вы знаете чуточку больше о спутниковом ТВ и том, как работает телепорт, или Центр космической связи.

Ссылки по теме

Бирюльки №347. Спутниковые мечты Ялини

Мегафон: сотовая связь с борта самолета

Эльдар Муртазин ([email protected])

Опубликовано — 24 ноября 2015 г.

Поделиться:

Мы в социальных сетях: