Терминал с очень малой апертурой ( VSAT ) [1] — это двухсторонняя наземная спутниковая станция с антенной-тарелкой размером менее 3,8 метра. Большинство антенн VSAT имеют диапазон от 75 см до 1,2 м. Скорость передачи данных в большинстве случаев составляет от 4 кбит/с до 16 Мбит/с. VSAT получают доступ к спутникам на геосинхронной или геостационарной орбите для ретрансляции данных с небольших удаленных земных станций (терминалов) на другие терминалы (в топологии «сетка ») или на главные земные станции «хабы» (в топологии «звезда» ).
VSAT используются для передачи узкополосных данных (например, транзакций в точках продаж с использованием кредитных карт, опросов или данных RFID , или SCADA ) или широкополосных данных (для предоставления спутникового доступа в Интернет для удаленных мест, VoIP или видео). VSAT также используются для переносной, подвижной (с использованием фазированных антенных решеток) или мобильной морской связи.
Концепция геостационарной орбиты была создана русским теоретиком Константином Циолковским , который писал статьи о космических путешествиях в начале 20-го века. В 1920-х годах Герман Оберт и Герман Поточник , также известный как Герман Нордунг, описали орбиту на высоте 35 900 километров (22 300 миль), период которой точно соответствовал периоду вращения Земли, создавая впечатление, что она парит над фиксированной точкой на экваторе Земли . [2]
В статье Артура Кларка в журнале Wireless World , опубликованной в октябре 1945 года (под названием «Внеземные ретрансляторы: могут ли ракетные станции обеспечить всемирное радиопокрытие?»), обсуждались необходимые орбитальные характеристики для геостационарной орбиты, а также частоты и мощность, необходимые для связи.
Прямая спутниковая связь была разработана в 1960-х годах NASA , которая запустила спутники Syncom 1–3. [3] Syncom 3 транслировал прямую трансляцию Олимпийских игр 1964 года в Японии для зрителей в Соединенных Штатах и Европе . 6 апреля 1965 года в космос был запущен первый коммерческий спутник Intelsat I , прозванный Early Bird. [4]
Первые коммерческие VSAT были приемными системами C-диапазона (6 ГГц) компании Equatorial Communications, использующими технологию расширенного спектра . Более 30 000 систем антенн 60 см были проданы в начале 1980-х годов. Позднее Equatorial разработала двухстороннюю систему C-диапазона (4/6 ГГц) с использованием антенн 1 м x 0,5 м и продала около 10 000 единиц в 1984–85 годах.
В начале 1980-х годов LINKABIT (предшественник Qualcomm и ViaSat) разработала первый в мире VSAT Ku-диапазона (12–14 ГГц) для Schlumberger, чтобы обеспечить сетевое подключение для подразделений по бурению и разведке нефтяных месторождений. LINKABIT, которая стала частью M/A-COM, продолжила разрабатывать VSAT Ku- диапазона для корпоративных клиентов, таких как Walmart , Holiday Inn , Chrysler и General Motors . Эти корпоративные терминалы составляли подавляющее большинство сайтов в течение следующих 20 лет для приложений двусторонней передачи данных или телефонии. Большая сеть VSAT, насчитывающая более 12 000 сайтов, была развернута Spacenet и MCI для Почтовой службы США в 1980-х годах. По состоянию на 2015 год [обновлять], крупнейшая сеть VSAT Ku-диапазона, содержащая более 100 000 VSAT, была развернута и эксплуатируется Hughes Communications для лотерейных приложений. [5]
В 2005 году WildBlue (теперь ViaSat) начала развертывание сетей VSAT, развертывающих Ka-диапазон. ViaSat запустила спутник с самой высокой пропускной способностью, ViaSat-1, в 2011 году, чтобы расширить базу WildBlue под своим брендом Exede. В 2007 году Hughes Communications начала развертывание сайтов VSAT диапазона K для потребителей под своим брендом HughesNet на спутнике Spaceway 3, а позднее в 2012 году на своем спутнике EchoStar XVII/Jupiter 1. К сентябрю 2014 года Hughes стала первым провайдером спутникового интернета, преодолевшим отметку в один миллион активных терминалов. [6]
Большинство сетей VSAT настроены по одной из следующих топологий :
Достижения в области технологий значительно улучшили соотношение цены и производительности фиксированной спутниковой связи (FSS) за последние пять лет. Новые системы VSAT выходят в сеть с использованием технологии диапазона K a , которая обещает более высокие скорости передачи данных за меньшие деньги.
Системы FSS, которые в настоящее время находятся на орбите, обладают огромной емкостью при относительно низкой ценовой структуре. Системы FSS предоставляют абонентам различные приложения, включая: телефонию , факс , телевидение , высокоскоростные услуги передачи данных , доступ в Интернет, спутниковый сбор новостей (SNG), цифровое аудиовещание (DAB) и другие. Эти системы предоставляют высококачественные услуги, поскольку они создают эффективные системы связи как для частных лиц, так и для корпоративных пользователей.
Все наружные части на антенне в совокупности называются ODU (наружный блок), т. е. OMT для разделения сигнала между BUC и LNB. IDU фактически является модемом, обычно с портом Ethernet и 2 x F-разъемами для коаксиального кабеля к BUC (передача) и от LNB (прием). Astra2Connect имеет OMT/BUC/LNA «все в одном», который по форме и размеру похож на Quad LNB, который монтируется на обычном телевизионном спутниковом креплении. Как следствие, он имеет мощность всего 500 мВт по сравнению с обычными 2 Вт, поэтому он хуже работает в дождь. Система Tooway от Skylogic также использует интегрированную сборку OMT/BUC/LNB, называемую интегрированной сборкой передачи и приема (TRIA), которая имеет мощность 3 Вт. Для больших антенн также имеются механические распорки, которые не позволяют им двигаться из-за сильного ветра, теряя наведение и вызывая прерывание обслуживания
Морской VSAT имеет характеристики, которые позволяют ему работать на судне в море. Судно, которое находится в движении, находится в непрерывном движении по всем осям. Антенная часть морской системы VSAT должна быть стабилизирована относительно горизонта и истинного севера , когда судно движется под ней. Двигатели и датчики используются для поддержания антенны, точно направленной на спутник. Это позволяет ей передавать и принимать данные со спутника, минимизируя потери и помехи для соседних спутников. Появляется новая технология, которая позволит твердотельному устройству (плоской панели) управлять антенной электронным способом без движущихся частей.
Первоначально стабилизированные спутниковые антенны использовались на судах для приема телевизионных сигналов. Одной из первых компаний, которая начала производить стабилизированные антенны VSAT, была SeaTel из Конкорда , Калифорния , которая выпустила свою первую стабилизированную антенну в 1978 году. SeaTel доминирует на рынке поставок двухсторонних стабилизированных антенных систем VSAT для морской отрасли, занимая почти 72% рынка в 2007 году по сравнению с 17,6% у Orbit. [7] Первоначально морской VSAT использовал технологию одного канала на носитель , что подходило для крупных пользователей, таких как буровые установки и нефтяные платформы , а также большие флоты судов одного судовладельца, плавающих в пределах одного или нескольких спутниковых зон покрытия . Ситуация изменилась, когда компания iDirect запустила технологию множественного доступа с временным разделением на основе IP , которая динамически выделяла полосу пропускания каждому судну для совместного использования, снижая начальную стоимость установки морского VSAT, что оказалось ключевым фактором для малых и средних флотов и, следовательно, для признания VSAT на рынке.
Согласно отчету Maritime VSAT, выпущенному Comsys Group, рынок стабилизированных морских услуг VSAT (не включая нефтяные и газовые вышки) достиг более 400 миллионов долларов в 2007 году. [7] В 2010 году COMSYS опубликовал свой «Второй отчет Maritime VSAT», в котором оценка рынка увеличилась до 590 миллионов долларов в 2009 году с прогнозами на 2010 год в размере 850 миллионов долларов. Оценочный размер рынка с точки зрения судов, имеющих право на получение VSAT, в этом отчете был установлен как превышающий 42 000, и осталось чуть более 34 000. Согласно этим отчетам, доля рынка основных компаний по количеству судов в эксплуатации в 2009 году (2007 год в скобках) составила: Vizada: 17,6% (26,0%), Ship Equip: 11,0% (10,7%), Cap Rock 2,8% (2,9%), MTN 7,5% (6,4%), Stratos - % (3,6%), KVH 5,4% (- %) Elektrikom 4,9% (3,2%), Intelsat 3,4% (- %), Eutelsat 3,1%, NSSL 3,1%, Radio Holland 3,0%, Telemar 3,0%, DTS 2,6% и другие составили 32,6% (27,7%). Многие из основных поставщиков позиционируют свои предложения по морскому VSAT как бренд, например, Vizada предлагает свои услуги через подразделение Marlink и продукты SeaLink и WaveCall, OmniAccess через свои продукты BroadBEAM [8] , а Ship Equip называет свое предложение Sevsat [9] .
Доли рынка поставщиков услуг морской связи VSAT в мире — доходы (2018 и 2019 гг.): [10]