Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Типовые VSAT-решения для сельской местностиTypical VSAT solutions for rural areas

В период сложившейся непростой экономической ситуации, а также стимуляции импортозамещения возникают серьезные предпосылки к развитию сельского хозяйства. Отрасль, как и любая другая сфера экономики, нуждается в современных и надежных средствах связи. Проблема цифрового неравенства, вызванная перекосом проникновения ШПД в Интернет в крупных городах и удаленных населенных пунктах, все чаще требует для организации связи в сельской местности применения альтернативных технологий связи, таких как спутниковая связь. Новые VSAT-решения становятся более доступными и простыми в установке, а также привлекательными для потребителей.

During the current difficult economic situation, as well as stimulation of import substitution, there are serious prerequisites for the development of agriculture. Branch well any as other purview of economy, needs advanced and reliable means of communication. The problem of digital inequality caused by different penetration of broadband Internet in large cities and remote areas, are increasingly required for communication in rural areas the use of alternative communication technologies, such as satellite communications. New VSAT solutions are more accessible and easier to install, as well as attractive to consumers not only as sole source of communication.

Александр Новиков
Главный специалист департамента маркетинга, ОАО "РТКомм.РУ"
Alexandr Novikov
Chief Specialist, Department of marketing, OJSC RTComm.RU
Ключевые слова:
VSAT, ШДП, 3G, 4G, спутниковый интернет, сотовая сеть, сельская местность
Keywords:
VSAT broadband access, 3G, 4G, satellite internet, cellular network, countryside

Текущая ситуация с развитием и проникновением технологий связи в регионы и сельскую местность

Термин "сельская местность" весьма расплывчат. В официальных документах принято считать, что сельская местность – это обитаемая территория за пределами городских поселений. В России сельская местность занимает более двух третей площади страны, на которой проживает порядка 40 млн человек, что соответствует 27% от общей численности населения.

По данным аналитического исследования, проведенного OpenSignal, в 2015 г. наблюдается активный рост скорости мобильного Интернета. Средняя скорость Интернета в сетях LTE в России составляет 9,6 Мбит/сек [1], опережая по этому показателю такие страны, как Японию и США. Согласно предварительным оценкам J’son & Partners Consulting 2014 г., в России насчитывается около 99 млн абонентов сетей мобильной передачи данных. В среднем абонентская база операторов связи выросла на 10%, проникновение мобильного Интернета достигло 70% [2].

Несмотря, казалось бы, на радужные перспективы развития современных технологий связи, проникновение сотовой связи и широкополосного доступа (ШПД) в сельской местности по-прежнему остается крайне низким. Ключевыми сдерживающими факторами развития технологий связи в сельской местности для провайдеров услуг являются экономическая неэффективность реализации подобного рода проектов и большая удаленность от крупных городов и районных центров. Оборудование, строительство инфраструктуры и ее последующее обслуживание складываются в серьезные инвестиции, которые должны возвратиться за счет будущих платежей от клиентов. Но, в случае небольшого числа абонентов, срок окупаемости таких объектов становится либо очень большим, либо вообще недостижимым. Поэтому операторы связи при планировании развития своих сетей в большей степени стараются ориентироваться на густонаселенные районы с развитой инфраструктурой, что обуславливает ситуацию цифрового неравенства.


Проблема цифрового неравенства находится в зоне внимания руководства страны. Так новые поправки к закону "О связи" предусматривают организацию в населенных пунктах от 250 до 500 жителей не менее одной точки доступа к сети Интернет. Такая точка должна обеспечивать скорость передачи данных не ниже 10 Мбит/сек.

О более амбиционных планах по организации подключения к высокоскоростному Интернету 97% граждан странны к 2018 г. рассказал министр связи и массовых коммуникаций РФ Николай Никифоров в рамках выступления перед сотрудниками и студентами Сколковского института науки и технологий (Сколтех).

Сельская местность: особенности населения и потребителей, целевая аудитория

Говоря о развитии технологий связи в сельской местности, хотелось бы подробнее остановиться на вопросах целевой аудитории и особенностях населения. Сельские населенные пункты в зависимости от численности населения принято разделять на несколько категории:

  • мельчайшие до 50 жителей;
  • мелкие 51–100 жителей;
  • средние 101-500 жителей;
  • крупные 501–1000 жителей;
  • крупнейшие свыше 1000 жителей.

Основные части сельских поселений страны являются мельчайшими и мелкими. В них проживает порядка 3% от общего сельского населения страны. Большая часть сельского населения сосредоточена в более крупных поселениях. Среди потенциальной целевой аудитории услуг связи в сельской местности можно выделить несколько категорий: частные пользователи, индивидуальные предприниматели и крестьянско-фермерские хозяйства, а также различные предприятия (перерабатывающие и добывающие).

Перспективы и предпосылки развития отрасли с/х

В период непростой сложившейся политико-экономической ситуации в стране, когда внезапно обнаружилась высокая зависимость в части импорта сельскохозяйственной продукции от западных производителей и поставщиков, роль развития становится весьма значимой для национальных интересов. Проект концепции устойчивого развития сельских территорий Российской Федерации [3] предусматривает обеспечение широкого информирования сельского населения о его социальных, экономических и политических правах и проводимых социально-экономических преобразованиях в государстве и сельской местности. Такое информирование предполагается осуществлять путем:

  • развития в сельской местности современных систем связи и телекоммуникаций;
  • развития в сельской местности сети информационно-консультационных служб (ИКС) и расширения диапазона предоставляемых ими услуг;
  • развития информационных центров на базе сельских библиотек, повышение доступности и качества библиотечного обслуживания;
  • вовлечения населения и использования методов интерактивного планирования при разработке и реализации местных программ сельского развития;
  • формирования системы непрерывного и дистанционного образования;
  • совершенствования работы средств массовой информации.

Информатизация сельского хозяйства, экономический эффект от использования средств автоматизации

Информационные технологии и средства связи становятся важнейшими катализаторами решения задачи импортозамещения и развития отрасли сельского хозяйства. Благодаря развитию широкого спектра электронных услуг, в том числе государственных и муниципальных, а также появлению технологий электронной коммерции, систем дистанционного обучения, решение различного вида как повседневных, так и бизнес-задач значительно упрощается. Поэтому применение систем связи в совокупности с IT-решениями целесообразно как для небольших фермерских хозяйств, так и для крупных аграрно-промышленных холдингов

Сравнение технологий связи, преимущества VSAT

Для организации подключения к всемирной сети в условиях сельской местности существует достаточно ограниченный набор средств связи:

  • мобильный Интернет в стандартах 2G/3G;
  • спутниковые каналы VSAT.

Зона покрытия базовых станций мобильных операторов связи в основном сосредоточена вблизи крупных населенных пунктов или автодорог, поэтому возникают пустоты в покрытии сети для удаленных и малонаселенных пунктов. В таких местах сеть может работать с перебоями, а сервис мобильного Интернета вообще может быть недоступен. При этом тарифы на голосовую связь и мобильный Интернет в удаленных населенных пунктах могут значительно отличаться (в большую сторону) от тарифов в более крупных населенных пунктах, тем самым способствуя снижению привлекательности услуг или отдельных сервисов среди сельского населения.


Спутниковые системы связи всегда казались сложными, дорогостоящими, специфичными системами, ориентированными на крупные предприятия. С развитием технологий и приходом на рынок "упрощенных" спутниковых систем, таких как VSAT, стереотип сложности и высокой дороговизны начал постепенно рушиться. И для этого есть несколько весьма веских причин:

  • снижение стоимости "входного билета" за счет удешевления стоимости оборудования и изменения стандартов связи;
  • упрощение процессов установки и настройки, для продвинутых пользователей с целью экономии на инсталляции есть возможность выполнения самостоятельного монтажа и настройки оборудования.

Говоря о преимуществах спутниковой связи, хочется отметить возможность организовать в минимальные сроки надежный канал связи практически в любой точке страны по цене сопоставимой со стоимостью мобильного Интернета в сетях 3G.

Спутниковая связь по технологии VSAT для сельской местности

Из-за снижения дефицита спутниковой емкости, появления новых диапазонов и линеек оборудования в настоящее время технологии VSAT стали значительно доступнее как на корпоративном, так и на частном рынках. Сегодня используя спутниковый доступ VSAT, можно получить канал в несколько Мбит/с с поддержкой качества обслуживания (QoS) для передачи высокоприоритетного трафика (голос или видео).

В настоящий момент доступно два варианта реализации спутникового канала VSAT – с использованием частотных диапазонов Ku и Ka. Основное отличие заключается в том, что Ka-диапазон предоставляет более высокие скорости при меньших затратах.

Типовой комплект абонентского оборудования спутниковой связи в Ku-/Ka-диапазоне обычно включает следующие компоненты (см. рис. 3):

  • спутниковый модем VSAT;
  • антенная система, от 0,7 до 1,2 м;
  • универсальный МШУ (U-LNB);
  • приемопередатчик 1-2 Вт;
  • опора для крепления антенны;
  • кабель и разъемы.

Такой комплект VSAT позволяет организовать спутниковый канал с пропускной способностью, в зависимости от используемого диапазона, в среднем 2 Мбит/с для Ku- и 5–10 Мбит/с для Ка-диапазона. На рынке представлена широкая линейка недорогих комплектов VSAT-оборудования, которые можно приобрести в среднем за 15–70 тыс. руб. Ежемесячный платеж составит 3–10 тыс. руб., в зависимости от выбранного тарифного плана.

Рассматривая более детально типовые решения использования VSAT в сельской местности, хотелось бы обратить внимание на возможность организации канала связи, как для индивидуального, так и для совместного использования. Учитывая особенности потребителей в сельской местности, спутниковая связь, будет востребована для оптимизации и управления хозяйственной деятельностью. В качестве ключевых сервисов можно выделить:

  • доступ к электронным услугам (порталам гос. услуг);
  • телемедицина и дистанционное обучение;
  • видеонаблюдение и охрана периметра;
  • Интернет и электронная почта;
  • IP-телефония.

Индивидуальное использование VSAT-канала

При индивидуальном подключении VSAT используется в интересах одного домохозяйства. Для расширения зоны покрытия можно организовать беспроводную сеть Wi-Fi либо, если необходимо, передать сигнал на большое расстояние в несколько километров, применить беспроводной мост Wi-Fi. В качестве Wi-Fi-оборудования подойдут недорогие решения от D-Link, TrendNet, Ubiqunity, Cisco Small Business.

Коллективное использование VSAT-канала

Коллективный доступ снижает стоимость услуг связи для каждого из домохозяйств за счет распределения затрат на связь между другими пользователями, а также повышает эффективность использования спутникового канала. В отличие от предыдущего варианта, доступом к сети Интернет могут воспользоваться другие пользователи, для подключения которых также можно использовать беспроводные технологии Wi-Fi. В зависимости от используемого стандарта Wi-Fi (802.11 a/b/g/n) и наличия преград радиус покрытия сети может быть от 100 до 300 м. Для расширения зоны покрытия можно использовать более мощные антенны с круговой или секторной диаграммой направленности.

В случае общего доступа к каналу VSAT возникает вероятность его перегрузки трафиком других пользователей. В этом случае рекомендуется организовать шлюз доступа в Интернет с кэширующим HTTP-прокси сервером, который позволит вести учет трафика, распределить полосу трафика между пользователями, организовать очереди QoS для различных видов трафика (голос или видео), а также кэшировать загруженный ранее контент из Интернета. В качестве шлюза доступа в Интернет можно использовать как аппаратное решение SOHO-класса, так и программный маршрутизатор на основе ОС Linux/Unix. Во втором случае появляются дополнительные преимущества в виде широкой функциональности, гибкости, но вместе с тем, для настройки данного решения потребуется больше навыков. Для контроля доступа пользователей к сети Интернет возможно использование различных сценариев:

  • Портал авторизации. Используя открытую или закрытую Wi-Fi-сеть, пользователи подключаются к сети, далее перенаправляются на Web-страницу, где необходимо ввести учетные данные (логин и пароль), после аутентификации пользователь получает доступ в сеть.
  • Использование VPN или туннелей. После подключения к беспроводной сети пользователь устанавливает VPN-подключение. В роли VPN-сервера выступает шлюз доступа. Обычно для этого используются такие технологии, как PPTP, OpenVPN.

Коллективный доступ требует обеспечения круглосуточной и непрерывной работы сети, поэтому следует уделить внимание вопросам мониторинга оборудования и надежности инженерных систем, в частности, потребуется источник бесперебойного питания, кондиционер, стойка или шкаф, а в случае установки оборудования на улице – уличный шкаф с классом защиты не ниже IP67.

Технологические ограничения VSAT

Несмотря на то, что VSAT позволяет организовать высокоскоростной доступ, данный тип связи существенно отличается от наземных технологий связи, в частности, из-за особенностей технологии среды передачи данных возникает высокий уровень задержки сигнала, поряда 650-700 ms, что, в свою очередь, накладывает ряд ограничений:

  • использование TCP-спуфинга (подмена работы протокола TCP);
  • сложность обработки real-time трафика (голос, видео);
  • Помимо этого возможные проблемы с работой некоторых приложений (сетевые игры, Skype, удаленное управление RDP, SSH, бизнес-приложения 1C, SAP).

Выводы и заключение

В заключение хочется отметить, что, несмотря на инициативы по сокращению цифрового неравенства, как со стороны крупнейших операторов связи, так и со стороны государства, в большинстве отдаленных населенных пунктах спутниковая связь остается единственной доступной технологией связи, обеспечивающей надежный и скоростной доступ в сеть Интернет.

С учетом последних технологических прорывов в области освоения и запуска в эксплуатацию нового Ка-диапазона, который предоставляет возможность получить недорогие высокоскоростные каналы передачи данных, надежды на массовый характер развития технологий спутниковой связи и ее дальнейшую популяризацию в сельской местности не лишены основания.

Литература

  1. Исследование OpenSignal The State of LTE http://opensignal.com/assets/pdf/reports/2015_03_opensig-nal-state-of-lte-report_mar_2015.pdf.
  2. Аналитические отчеты и исследования J'son & Partners Consulting “Объем рынка ШПД в частном и корпоративном сегментах”, 2012—2016 [online]. Доступ через http://json.tv/ict_telecom_analytics_view/razvitie-mobilnogo-dostupa-v-internet-v-rossii-i-mire-predvaritelnye-itogi-2014-goda-20150317043818.
  3. Концепция устойчивого развития сельских территорий Российской Федерации на период до 2030 г. [online]. Доступ через http://www.mcx.ru/documents/docu-ment/show/3571.77.htm.
  4. Единая межведомственная информационно-статистическая система, соотношение городского и сельского населения Россия [online]. Доступ через http://www.gks.ru/free_doc/new_site/perepis2010/croc/Documents/portret-russia.pdf.
  5. Тимошенко О. Перспективы развития спутниковой связи // Технологии и средства связи. – 2010. – № 2. – С. 64–65.
  6. Савин С., Солонин В. 3G в России: сети и устройства // Технологии и средства связи. – 2010. – № 1. – С. 26— 28.
  7. Плахов И. Тенденции развития спутниковой связи // Технологии и средства связи. – 2014. – № 1. С. 58.
  8. Шбат М. Стратегия развития сетей мобильной связи 3G и 4G // Технологии и средства связи. – 2014. – № 2. С. 52–53.
  9. Буйдинов Е., Локшин Б. Пути освоения Ка-диапазона космическими аппаратами ГП КС // Технологии и средства связи. – 2014. – № 2. С. 64–67.

Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #2, 2015
Посещений: 7147

  Автор

Александр Новиков

Александр Новиков

Главный специалист ОАО "РТКомм.РУ"

Всего статей:  6

В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций