Я понимаю что у нас всегда всё сложно, бессменный автор «бесогона» хорошо это отразил ещё в своём «Цирюльнике».. Но что если бы вдруг действительно захотелось решить вопрос со спутниковым интернетом для боевых частей, насколько подъёмная задача? Спросил, как водится, у дружественной нейросетки.
Сразу поясню, лично для меня отличный интернет начинался с модемных 33,6 кбит, можно и 14.4 но это похуже. То что на современный мейл.ру не зайти без мегабитного канала это наша беда и свинство рекламщиков. Текстовый Телеграм, кстати, отлично работает на десятке килобит, голосовая связь это 16 килобит в кристальном качестве (иридиум голос запихивал в 2400 бод!), но понимаю что и картинки нужны, да и видео иногда отправить..
Так как у нас всегда всё сложно – будет минимум спутников, я решил что 12 штук мы как-то ещё вытянем (не 12 тысяч, а просто 12) значит они должны быть повыше и радиопокрытие пусть только на европейской части России (остальная траектория тоже хорошо но не важно). Далее слово ИИ:
Геометрия покрытия спутника
Радиус видимости с высоты hhh (по линии горизонта):
(1) d≈sqrt{(R+h)^2 - R^2}, где R=6371 км — радиус Земли.
Оценим радиус круга охвата: r= sqrt{S\pi} ≈ {333000/3.14}≈ 325 км
Для непрерывной связи нужно как минимум ×2–×3 запас (чтобы всегда два-три спутника были над горизонтом и углы места были нормальные).
Реалистичный радиус охвата одного спутника: r ≈ 700−1000 км
Какая высота даёт такой радиус? Решаем (1), приближённые значения:
|
Высота |
Радиус видимости |
|
500 км (LEO) |
~2500 км |
|
1000 км |
~3600 км |
|
8000 км (MEO) |
~7800 км |
|
35786 км (GEO) |
~8000 км |
(типичные значения покрытий по орбитам подтверждаются учебными материалами)
Ключевой вывод по геометрии
Даже один спутник на высоте 1000 км видит территорию гораздо больше, чем европейская часть России. Значит: геометрически 12 спутников можно разместить на LEO (~500–1000 км) и они будут «видеть» всю необходимую территорию.
(Но чтобы гарантированно видеть 3 спутника над зоной СВО лучше их ещё приподнять, до 1500 км. Это незначительно повысит пинг, у Старлинка 50 мс, здесь будет примерно 80 мс.)
Кандидаты радиостандартов
1. Классический 4G LTE
Плюсы: готовая экосистема, неплохая скорость
Минусы: OFDM очень чувствителен к доплеру (спутник 7.5 км/с), требуется сложная компенсация частоты, не рассчитан на частые handover LEO
Итог: возможно, но неэффективно и энергетически дорого.
2. NB-IoT / LTE-M
Плюсы: работает при −13…−15 дБ SNR, хорошая энергетическая эффективность
Минусы: типичные скорости 20–300 кбит/с
Итог: удобно но не так быстро.
3. 5G NR NTN (спутниковый режим NTN)
Плюсы: встроена доплер компенсация, работа при низком SNR, быстрые handover, скорость
Минусы: цена, экспериментальный стандарт
Итог: идеально для LEO-канала с изменяющимся уровнем сигнала, но цена
Краткий итог
|
Критерий |
5G NR NTN |
NB-IoT / LTE-M |
|
Сложность спутника |
высокая |
низкая–средняя |
|
Наземная сеть |
сложная (5G core + NTN) |
проще (EPC / IoT core) |
|
Терминал (смартфон + антенна) |
реалистично |
ограниченно |
|
Энергобюджет uplink |
хуже |
лучше |
|
Устойчивость к слабому сигналу |
хорошая |
отличная |
|
Поддержка доплера |
встроена |
требует модификаций |
1. Сложность спутников
A) 5G NR NTN
На спутнике - полноценный gNB (5G базовая станция), beamforming (цифровые фазированные решётки), сложная компенсация доплера, обработка HARQ / scheduler
Это по сути «летающая 5G БС».
Сложности: высокая вычислительная мощность, большая энергетика, сложная цифровая обработка сигнала
B) NB-IoT / LTE-M
На спутнике — просто «радиорепитер», вся обработка на земле → радикально проще спутник. Узкая полоса (180 кГц NB-IoT, 1.4 МГц LTE-M), более простые схемы модуляции (QPSK), меньше требований к beamforming
Итог: технология NB-IoT/LTE-M значительно упрощает спутник (в 5–7 раз по сложности DSP).
2. Наземная инфраструктура
A) 5G NR NTN
Нужно: 5G Core (AMF/SMF/UPF), NTN gateway, сложная синхронизация орбит, предсказание доплера
Итог: дорогая и сложная интеграция.
B) NB-IoT / LTE-M
Нужно: обычный LTE EPC core, IoT-платформа, меньше требований к latency и mobility, зрелые и дешёвые решения
Итог: наземная часть для NB-IoT/LTE-M заметно проще и дешевле.
3. Пользовательский терминал
Можно ли использовать смартфон + внешняя антенна?
A) 5G NR NTN
Да — это реалистично, NR NTN уже разрабатывается для прямой связи смартфонов со спутниками, можно компенсировать доплер, возможен режим с внешней антенной (patch или направленная)
Ограничения: потребуется модем с поддержкой NTN (новые чипсеты)
B) NB-IoT / LTE-M
Плюсы: очень высокая чувствительность (до −140 дБм), хорошая работа при слабом uplink
Минусы: NB-IoT плохо переносит доплер LEO, стандарт рассчитан на наземные соты
Ограничения: Смартфон + антенна теоретически возможен, но потребуется специальный IoT-модем (в большинстве моделей нет NB-IoT uplink)
4. Энергетика uplink - решающий фактор
На 1500 км uplink — главная проблема.
Сравним:
NB-IoT - узкая полоса 180 кГц, повторение пакетов, кодирование с большим gain => может работать при очень низком SNR, меньше требуемая мощность терминала
5G NR NTN - шире полоса, более высокие требования к Eb/N0, сложнее uplink от слабого терминала
Итог: NB-IoT заметно выигрывает по энергетике uplink.
Главный стратегический вывод
Если цель:
· массовые IoT устройства
· приемлемая скорость до 300 кбит/с
· минимальная стоимость терминалов
· устойчивость при слабом сигнале
→ NB-IoT / LTE-M предпочтительнее
Если цель:
· скоростной пользовательский канал 10 мбит/с
· работа со смартфонами
· мобильность и handover
→ 5G NR NTN значительно лучше
(Оценив эти два варианта я решил что в 5G лучше не лезть. Для деловой связи единичный слот в 256 кбит на абонента это более чем достаточно, если что можно использовать двойной-четверной, но и это ни к чему.
На полях посчитал видео битрейт:
Финальный ответ - при канале 256 кбит/с и 24 fps кодек VVC (H.266) самый эффективный: до 640×360 (либо 480*480). Это реальный практический предел для непрерывного видео с нормальным качеством через спутниковый канал такой скорости.
Если на дрон ставить - качество чуть выше аналогового. Маловато конечно, а может и нет, если есть оптический зум
Так что идём в менее дорогую систему сразу на миллион абонентов, хотя сейчас нужно раз в десять меньше, чисто людей там не миллион но это на вырост - потом можно использовать для ледоколов, военных и где ещё нужна своя закрытая связь.)
Инженерно-экономическая оценка CAPEX для вашей системы:
12 LEO-спутников NB-IoT / LTE-M + 1 млн пользовательских терминалов (на базе модифицированного недорогого смартфона). Запуски исключаем, как вы просили. (военные уж запустят как нибудь, старых Тополей на списание хватает)
Массогабариты LEO-спутников NB-IoT / LTE-M будут существенно больше, чем у «чистых» IoT кубсатов, но заметно меньше, чем у широкополосных спутников (Starlink-класса)
Оценка стоимости и массы одного спутника NB-IoT/LTE-M
Разложим по подсистемам:
|
Подсистема |
Стоимость |
Масса |
|
Платформа (bus) 100 кг |
$1–2M |
30–60 кг |
|
Радиоплатформа NB-IoT/LTE-M |
$1–3M |
10–20 кг |
|
Усилитель мощности (20–100 Вт) |
$0.5–1M |
5–15 кг |
|
Разворачиваемая антенна |
$1–2M |
15–40 кг |
|
Энергосистема и аккумуляторы |
$0.5–1M |
25–35 кг |
|
ПО, интеграция, тестирование |
$1–2M |
Итого на спутник: $5–10 млн
Это соответствует smallsat связи, и значительно дешевле broadband спутников.
100–150 кг на спутник - это класс «микроспутник связи». Габариты спутника в сложенном (запусковом) виде ~0.8 × 0.8 × 1.2 м, примерно 1 м3
Стоимость всей группировки (12 шт.)
|
Сценарий |
Цена |
||||
|
Минимальный (простая архитектура) |
$60 млн |
||||
|
Реалистичный |
$90–100 млн |
||||
|
Повышенная надёжность / межспутниковые каналы |
$130 млн |
||||
|
(думаю такую массу и объём можно разом запустить чем-то недорогим совсем)
Стоимость создания 1 млн пользовательских терминалов
Ключевой фактор – модифицируем известную недорогую модель смартфона на китайских заводах, это резко снижает цену.
Что нужно модифицировать в смартфоне чтобы он работал напрямую со спутником NB-IoT/LTE-M:
Компонент Цена
Модем с NTN-поддержкой NB-IoT / LTE-M NTN $8–15
RF усилитель мощности $3–6
Внешняя спутниковая антенна $5–15
Прошивка и интеграция $5–10
Итого за терминал
|
Конфигурация |
Цена |
|
Минимальная (IoT-терминал) |
$50–60 |
|
Смартфон с внешней антенной |
$60–75 |
|
Прочный терминал (outdoor) |
$75–90 |
Реалистичная массовая цена: ≈ $80 за устройство. (Кстати примерно столько стоит месячная подписка на Старлинк, а его терминал около $400)
Итоговая стоимость системы (без запусков) - $240 млн
|
Компонент |
Стоимость |
|
12 спутников NB-IoT / LTE-M |
$90–120 млн |
|
1 млн терминалов |
$80 млн |
|
Наземные шлюзы и ядро сети |
$20–40 млн |
Ключевой вывод:
Группировка из 12 LEO NB-IoT спутников с миллионом терминалов — $240 млн, экономически реальна и стоит на уровне среднего телеком-проекта, а не космического гиганта
(Это подтверждается обсуждениями и оценками на тематических форумах)
Сроки создания проекта с нуля
Системное проектирование
Что включает: орбитальная архитектура, линк-бюджеты, выбор частот, моделирование нагрузки
Срок: 6–9 месяцев
Разработка спутников
Даже при использовании готовой платформы (bus): адаптация полезной нагрузки, антенна, RF-тракт, ПО, термо- и виброиспытания
Типичные сроки smallsat: 18–25 месяцев
При 12 аппаратах серийно: ~2.0–2.5 года
Наземная инфраструктура - можно делать параллельно со спутниками
Включает: шлюзовые станции (gateway), EPC/IoT core, управление спутниками, интеграция NTN
Срок: 12–18 месяцев
Разработка и производство терминалов
Модификация смартфона + производство 1 млн:
· разработка модема/прошивки: 9–12 мес
· сертификация, тестирование: 6–9 мес
· массовое производство: 6–12 мес
Итого: ~2 года
Общий срок проекта - При грамотной параллельной работе:
2.5-3 года до полноценного запуска сервиса
Выдержит ли система 1 млн абонентов?
Ключевой момент: 1 млн абонентов ≠ 1 млн одновременных пользователей
Нужно оценить типичную нагрузку: Пропускная способность одного спутника для NB-IoT / LTE-M narrowband - типичная полоса: NB-IoT: 180 кГц, LTE-M: 1.4 МГц - при оптимизации реальная суммарная ёмкость спутника ≈ 10–25 Мбит
Три спутника одновременно в зоне видимости = 75 Мбит
Итоговая оценка нагрузки
|
Тип использования |
Выдержит ли 12 спутников |
|
Телеметрия / IoT |
✔ Да |
|
Мессенджеры / данные |
✔ Да |
|
Редкие видеосессии |
✔ При QoS |
|
Массовое видео |
❌ Нет |
Группировка выдержит 1 млн пользователей только если есть строгий QoS и приоритизация, если сеть используется как «спутниковый интернет» — 12 спутников недостаточно.
Финальный ответ
Срок создания проекта - 3 года
Стоимость - $240 млн
Терминал - $80
Канал - 300 кбит, пинг 80 мс
Абонентов - до 1 млн
------------------------------------------
А сколько у нас долларовых миллиардеров? Они чем заняты интересно..
У кого-то 12 млрд просто в квартире нашли
Комментарии
Чушь всё это.
Хохлы притащат пару мощных глушилок и забью спутники шумом.
Это же не сотни Старлинков. На частоте 40ГГц
Мощные глушилки мощно светятся. А сколько они стоят, если в геранях считать?
Вы их еще найдите. Их в 200км от фронта поставят, да еще возить, туда сюда будут.
Светят они вверх. За горизонт такие радиоволны не распространяются. Найти их нетривиальная задача. А уж в реальном времени навести на них Герань...
Да и при ударе Герани потеряют они антенну. Ну включат следующую. Основной комплекс можно под землю зарыть, так что УПМК не достанет.
И это только то, что на поверхности.
Так всё-таки, закопать или возить туда-сюда? И в том и в другом случае вычисляются и выносятся, да и LEO спутники не такая простая цель. И NB-IoT не так-то просто заглушить, это узкополосный стандарт.
С 1 км глушить терминалы ещё поверю, но и то просто сильно снизишь скорость если у абонента направленная антенна, в ноль заглушить нетривиальная задача.
Тут не один спутник висит, а 12 носятся, попробуй заглуши
Нам ответное глушение даже выгодно. Предполагаю, что пока Старлинк не глушится чисто по джентльменскому соглашению.
Зря полагаете. Его заглушить почти невозможно.
Тысячи терминалов по линии фронта. И тысячи спутников над головой.
Там мегаватты нужны, чтобы заглушить. И не одна две РЭБ станции а сотни. Которые светятся как ёлки и выносятся на раз
Глушат не терминалы а спутники, нацеливают глушилку вверх на спутник, и узким лучом держат на приемном транспондере, мощность киловатт 200 всего на 6 лучей.
В точке на нашей широте видно всего 4-6 спутников старлинка одновременно, каждый спутник от горизонта до горизонта пролетает всего минут за 6, то есть надо 6 лучей которые следят за каждым спутником, потом каждый луч глушилки переключают на следующие спутники.
Глушится старлинк в такой зоне элипсом длинной 200 км шириной 50км. За пределами Старлинк работает как обычно.
Вот не надо про тысячи спутников над головой. Их всего over9000. Нет, без мемасиков, серьезно, 9к с копейками, на всю планету, а не на одну Украину. И это не GPS, когда приемник ловит позывные с многих спутников. Вниз зону покрывает один, который через 4 минуты переключиться на следующий.
то есть их установки уничтожить невозможно (причем они то мобильны, то закопаны), наши будет вынести легко.
чувак, возникает резонный вопрос -- ты за кого топишь то?
Ах, какие у вас хохлы потужные. А если они по этим глушилкам сразу получат дроном или еще лучше ФАБом с УМПК? Это ж так такие отличные приметные цели
Далеко от фронта. Святет в небо - сложно найти. Мобильные или основная часть под землёй, не достанешь.
Стоимость минимальная
Старлинки в Ку диапазоне работают 10-12 ГГц даунлинк и 14 на аплинк.
Восходящий поток 27-40ГГц. Его и глушить надо. Очень широкая полоса и вообще у нас есть элементная база под 40ГГц на много кВт?
В этой полосе вроде работают гейтвеи к наземным сетям. Терминалы работают в Ку, там и разводка вся под примерно эти длины волн, по вскрытиям. Новые диапазоны в 40+ и 70+ им вроде согласовали в сша но есть вопросы оно для пользовательских устройств или нет. Обычно когда гигагерцы растут выше где-то четырех цены на все с ними связанное, провода, разьемы печатные платы, рассыпуха типа циркуляторов и делителей все дорожает просто неадекватно.
https://aftershock.news/?q=comment/19003433#comment-19003433
Я вам даже больше скажу. Мне тут в Инете попалось:
По состоянию на май 2024 года общая сумма инвестиций для реализации проекта Starlink оценивалась в 10 миллиардов долларов.
https://www.interfax.ru/world/711724
Однако в 2021 году глава Tesla и SpaceX Илон Маск заявлял, что в течение всего срока реализации проекта общие инвестиции могут составить 20–30 миллиардов долларов.
Миллиардеры на то и миллиардеры, чтобы мы за них впрягались. И это не они у нас. А мы у них. Вы хотя бы с одним миллиардером говорили? Много чего интересного услышали бы.
Зачем вы настроение людям правдой портите? Ведь её же никто не обязывает говорить :)
Это же инородный траффик в потоках лапши на уши.
Каюсь. Виноват. Людям это не нужно. Искренне. Я , благодаря своей родне знаком близко с людьми, которые решают, которые отвечают за решения, пропаганду и тд. Сидишь за одним столом с людьми, которые по отношению ко мне, просто в космосе находятся. Слушаешь их и понимаешь. Какая это все лабуда, рассуждения здесь. Это просто другой мир. И ведь именно они решают. И абсолютно неважно, что мы тут думаем. Мы можем быть за, или слишком за. А если будем против, в итоге сами и же заплатим за это.
Зришь в корень.
Они заняты личным обогащением. А вы чем?
Этим риторическим вопросом я подчеркнул что прекрасно понимаю что они заняты личным обогащением во время военных действий, и это не то, чем им следовало бы заняться
Они(миллиардеры) так не считают. А вы как на них можете повлиять? Вы на территорию, где они живут, только в виде курьера, и то до коньсьеж сервиса только пустят. Не почистите им дорожку? Так они индусов завезут. Посмотрите реально на вещи. Это они формируют повестку. И те, кто у власти опираются на них. Вы лично чем так ценны власти? Тем, что взываете к ней со страниц АШ? Вместо вас это ИИ сделает. Нужно быть реалистом.
Ну как бы, судя по всему - они и СВО начали по этой причине, а вы тут со своим "не следовало"
Потому и моя вводная часть про цирюльника. Прекрасно понимаю что не хотят делать, но если б вдруг действительно захотели - это было бы не так сложно.
И разумеется я тут не указ, что им следует делать, указать должен тот кто даёт им сидеть на той же природной ренте, ему связь на фронте тоже не интересна? Тряхнуть каждого миллионов на 50 (а лучше своих чинуш пошерстить, что там ещё по квартирам лежит, отлично же знают) они даже не заметят, а спутниковую систему можно будет сделать ещё получше чем я тут посчитал. Это ж минимум у меня, спутники дешёвые, сделайте не 12 а 36 - не сильно дороже, а система уже на порядок устойчивей.
Но это, конечно, если захотеть. А пока вон, личное обогащение, и нытьё с фронта про связь.
Мало захотеть, надо ещё и возможности иметь
Намекаете, что Верховный имеет политическую волю иметь недорогую спутниковую связь на фронте, но не может консолидировать под это пяток каманных олигархов?
Про волю верховного мне неизвестно. Но то, что "Путину достаточно щёлкнуть пальцем" - миф, понятно любому здравомыслящему
а куда мобильных операторов девать будем ? на биржу труда ? :)
Лес валить.
у нас разве есть столько лесов ? ))
Хорошо. Не валить лес, а сажать.
вся затея не имеет смысла тогда
Подробнее? Для чего широкий канал?
Специально для вас можно выпустить терминал в четверным каналом, 1.2 мегабит.
так видео жеш
Посчитал же специально, 480*480 получается видео, разве мало?
Даже для двойного канала это будет уже 800*600, вам прям фуллхд видео необходимо?
ну вы представьте себе детализацию на 480, допустим для разведки или для наведения на что-то не громадное
Нет ну за неимением ничего - вполне мебе
но вы предлагаете же ПРОЕКТИРОВАТЬ НОВУЮ систему
480*480? очень даже представляю и даже сравнение дал - это чуть лучше чем повсеместно сейчас используемые аналоговые камеры на тех же фпв-шках. Чуть лучше, потому что аналог рябит, дрожжит, помехи, а тут чистая цифровая картинка. Для интереса посмотрите 480р в рутубе.
И на этих аналоговых камерах и летают и рассматривают и наводятся. Если что-то мелкое разглядеть поможет зум, я про это тоже упомянул.
Можто получить несколько чётких кадров 800*800 и потом снова переключиться в видео, если очень надо что то разглядеть - вариантов масса.
300 кбит это не мало, поверьте. Мы просто привыкли к огромным мегабитам из-за современного потребительского отношения рекламщиков, о чём я упомянул во вступлении, а если с умом их использовать это будет отличная система. В край можно ставить двойной канал, четверной, но не думаю что это нужно
Ну какой VVC кодек??? Нам же нужен аппаратный енкодер из какого-нибудь дешевого чипсета. В лучшем случае будет H.265 (HEVC).
Ну какие 480р? Для нормальной разведки или для нормального телеуправления дроном нужно минимум 1920х1080.
Итого получается 1080р аппаратный HEVC = ну хотя бы 2Мбпс с FEC.
Так что, без 5G никуда.
Я видео на 56 кбитах смотрел, еще по талонам.
Этот ИИ не сказал, по каким орбитам будут летать 12 спутников? Да так, чтобы из европейской части России одновременно были видны 3 спутника из группировки.
Рекомендуемая конфигурация группировки:
Орбита: круговая
Высота: ~1400 км
Наклонение: ~60°
Схема: Walker 12/3/1
3 орбитальные плоскости
по 4 спутника в каждой
равномерное фазирование
Такая орбита обеспечит, что над Крымом практически всегда будут наблюдаться не менее трёх спутников с приемлемым углом места для устойчивой связи NB-IoT/LTE-M.
(если интересно есть очень много подробностей, почему именно так и какие ещё есть варианты. они есть)
Три плоскости это три запуска, в каждой должен быть ещё резервный КА. Допплер надо считать по относительной радиальной скорости, а не по орбитальной. Радиальная существенно меньше.
Тем не менее, всё выглядит реалистично, согласитесь
Конечно, реалистично. Вспомнил свою космическую юность в одном НИИ.
На сегодняшний день, Роскосмос производит спутники по цене 1 ярд за кг спутника и является монополистом
Не взлетит, заглушат как и наше спутниковое тв, из-за чего пришлось отвернуть антенны на спутниках в сторону от укры и уменьшить зону покрытия. Три спутника над территорией ежимоментно? Т.е. объем траффика сможет пройти не больше чем на трех несчастных наземных сегментах Старлинка(там и частота у старлинка наверняка выше, т.е. ещё меньше траффика)?
глушить геостационары и низкоорбитальные - это разные вещи.
Но в целом вы правы, не взлетит.
Просто некуда.
Да, глушилкам придется отслеживать траекторию трёх спутников, но это по идее не сложно, всё-таки 3 шт это не десятки...
У китайцев надо арендовать. Хохлы используют американский Старлинк, китайцы только они одни на планете могут сделать что-то сопоставимое, у них и арендовать. Других вариантов нет, на гонке вооружений с США СССР надорвался, Россия просто не потянет такие вещи, даже если всех объожить налогами утильсборами и постороить трубы в Индию 3-х метрового диаметра и качать нефть как в последний раз.
Китайцы работать должны в этом направлении, надо подключаться
Страницы