Система спутниковой связи Iridium

Iridium - единственная система гражданской спутниковой связи, покрывающая 100% поверхности планеты Земля, включая полярные области.

Название происходит от имени химического элемента Иридий; изначально планировалось, что в системе будет работать 77 спутников - именно столько электронов обращается вокруг ядра Иридия.

В настоящее время орбитальная группировка Iridium насчитывает 66 спутников, обращающихся вокруг Земли по 11 орбитам на высоте примерно 780 км со скоростью ~27,000 км/ч.

Один полный оборот занимает около 100 минут, от горизонта до горизонта спутник пролетает примерно за 10 минут.

Спутники группировки Iridium часто появляются в ночном небе. Их можно наблюдать в виде быстро пролетающих ярких точек. Явление получило название "Iridium Flare".

компьютерная симуляция эффекта Iridium Flare

фотография Iridium Flare с длительной выдержкой

История Системы

Система Iridium была введена в эксплуатацию 1 ноября 1998 года. Первый звонок осуществил вице-президент США Эл Гор. Основное финансирование и технические решения были предоставлены компанией Motorola.

Однако уже через 9 месяцев, 13 августа 1999 года основанная компания начала процедуру банкротства.

Достичь желаемой работы телефонов до выведения на орбиту всей группировки спутников было невозможно - для этого требовались миллиарды долларов инвестиций, а увеличение зоны покрытия наземных сотовых сетей и числа роуминговых соглашений между сотовыми операторами составили жесточайшую конкуренцию. Внедрению среди потенциальных пользователей также препятствовала громоздкость и стоимость спутниковых телефонов.

Неудачу изначальной программы также объясняют плохим менеджментом. В 1999 году корреспондент CNN Дэвид Роде рассказал, что после подачи заявки на Iridium он стал получать рекламную рассылку, однако менеджер так и не вышел с ним на связь. Корреспондент также столкнулся с проблемами на сайте Iridium, а представители компании много раз перенаправляли его друг к другу. Причиной же банкротства компании была названа «сложность привлечения абонентов».

На определенном этапе возникла угроза необходимости вывода спутников Iridium с орбиты, однако этого не произошло, и они продолжили работу. Сервис был снова запущен в 2001 году вновь созданной компанией Iridium Satellite LLC, принадлежавшей группе частных инвесторов. Несмотря на оценку спутников, оборудования и собственности Iridium в 6 миллиардов долларов инвесторы приобрели компанию за 25 миллионов.

Текущее состояние

По данным Iridium Satellite LLC на август 2008 года сервис имел 285 000 абонентов (203 000 в июле 2007 года). Доход за второй квартал 2008 года составил 81,7 млн. из которых отчисления на налоги, проценты и амортизацию составили 25,8 млн.

Систему широко использует Министерство обороны США. Среди типичных пользователей морское судоходство, авиация, нефтяная отрасль, государственные органы, а также ученные и заядлые путешественники.

В настоящее время спутники Iridium являются неотъемлемым компонентом связи с отдаленными научными лагерями, особенно со станцией Амундсен-Скотт на Южном полюсе. С декабря 2006 была запущена система из 12 модемов Iridium, которые впервые обеспечили 24-часовое информационное обслуживание станции.

Телефоны

Motorola Iridium 9500 относился к первой коммерческой фазе связи Iridium

Mororola Iridium 9505 и Iridium 9505A - единственные продаваемые спутниковые телефоны до осени 2008

Модель Iridium 9555 - выпущена на рынок в октябре 2008 года. Функционально идентична телефону Iridium 9505, однако использование в ней некоторых новых компонентов позволило уменьшить размеры и вес аппарата.

Iridium Extreme - вышел в свет в августе и начал продаваться в октябре 2011 года. Этот аппарат включает в себя функции спутникового телефона и спутникового GPS трекера, имеет еще меньшие габариты и имеет увеличенное время автономной работы. Iridium Extreme так же стал первым защищенным от воды и ударов аппаратом, сертифицированым по классу IP65.

Модели телефонов Kyocera SS-66K и SD-66K больше не выпускаются, однако, с некоторым трудом, их можно найти на рынке б\у телефонов или в непроданных остатках.

Все телефоны могут принимать SMS, однако отсылать их могут только модели Iridium 9505, 9505A, 9555, Iridium Extreme.

Пейджеры

Для сети Iridium было создано два пейджера Motorola 9501 и Kyocera SP-66K. Они могут только получать сообщения в формате SMS. В настоящее время подписка на эту услугу прекращена, но подключенные в свое время пейджеры продолжают работать.

Услуги

Стоимость звонков на телефоны Iridium очень высокая, от 2 до 14 долларов за минуту.

Поскольку Iridium на прямую не продает свои услуги, точную цену звонка получить сложно. Существуют многочисленные дистрибьюторы, которые активируют телефоны Iridium и продают предоплаченные ваучеры и SIM-карты.

Голосовые звонки и звонки передачи данных

Наиболее распространенные тарифные планы Iridium - пакеты предоплаченного эфирного времени, действующие ограниченное время. Например пакет на 500 минут действует 12 месяцев.

Внутри системы время измеряется "юнитами". Пакет на 500 минут содержит 30000 юнитов, использовать их можно так:

• Звонки на любые городские и мобильные телефоны по всему миру: 1 секунда = 1 юнит
• Звонки на телефоны Iridium и голосовая почта: 1 секунда = 0.5 юнитов
• Отсылка SMS: 1 SMS = 30 юнитов
• Звонки на другие спутниковые телефоны (GlobalStar, Thuraya и т.п.): 1 секунда 5 - 13.5 юнитов, взависимоти от оператора.
• Звонки передачи данных: 1 секунда = 1 юнит

Iridium работает на скорости от 2,2 до 3,8 кбит/с, что требует очень эффективных алгоритмов сжатия и декомпрессии звука.

Несмотря на ограничения ширины полосы, поддерживается прозрачный TCP/IP. Согласно данным Iridium скорость передачи данных в услуге "direct internet" составляет 10 килобит в секунду. Современные телефоны (Iridium 9555) можно подсоединить к компьютеру через привычный USB порт.

Предоплаченные услуги

Предоплаченные SIM-карты можно купить у большого числа распространителей, иногда они выставляются на аукционах, например на eBay. Номинал карт составляет от 50 до 5000 минут, 50-минутные карты не имеют срока действия, 75-минутные ваучеры действуют только один месяц, карты на 5000 минут действуют два года. Существует возможность пополнить счет без покупки новой SIM-карты.

Наиболее распространена карта номиналом 500 минут. Она действует один год и стоит обычно $650–750. 75-минутная карта может стоить до $175, карта на 5000 минут – около $4,000. Эти цены приведены исключительно в ознакомительных целях и справедливы на момент написания статьи (2008 год).

Номера телефонов

Iridium имеет виртуальные международные коды +8816 и +8817. Диапазон 881 был назначен Глобальной системе мобильной спутниковой связи Международным телекоммуникационным союзом (ITU). Каждый абонент получает 8-значный номер, перед которым идет один из указанных международных кодов.

Группировка спутников

Предполагается, что существующая группировка спутников будет работать, по меньшей мере, до 2014 года, а многие спутники будут работать до 2020-х. К 2016 году Iridium планирует запустить на орбиту новое поколение спутников с улучшенной шириной полосы. Эта система будет совместима существующей в данный момент системой.

Спутники

Каждый спутник может поддерживать одновременно до 1100 звонков и весит около 700 кг.

Передача звонков между спутниками

Спутник пролетает от горизонта до горизонта примерно за 10 минут. Когда спутник исчезает из видимости, делается попытка направить звонок на другой спутник. Успешная передача сопровождается прерыванием связи на четверть секунды. Если в зоне видимости нет другого спутника, соединение обрывается. Это может произойти при блокировке сигнала с любого из этих спутников какой либо преградой.

Другой тип передачи - передача звонка между узконаправленными антеннами одного и того же спутника. Это происходит приблизительно каждые 50 секунд.

Наземные базовые станции

Iridium маршрутизирует звонки через космическое пространство. Существует 4 наземные станции. Пакеты вызовов передаются через космос на одну из наземных станций. Звонки со спутникового телефона на спутниковый могут быть маршрутизированы минуя передачи на землю. Когда спутники проходят область наземной станции, таблица маршрутизации меняется и сигналы передаются на следующий спутник, который появляется в видимости наземной базовой станции. Связь между спутниками и базовыми станциями осуществляется на частоте 20 и 30 ГГц.

Наземные станции расположены: Темпе, Аризона; Уахиава, Гавайи – принадлежат Агентству защиты информационных систем Министерства обороны США; Авеццано, Италия.

В предыдущие годы работало 11 шлюзов, большинство из которых впоследствии были закрыты. Шлюзы были также построены в Пуне (Индия), Пекин (Китай), Москва (Россия), Нагано (Япония), Сеул (Южная Корея), Тайпей (Тайвань), Джидда (Саудовская Аравия), Рио-де-Жанейро (Бразилия).

Другая техническая информация

Как и в других спутниковых сетях для работы аппаратов Iridium требуется прямая видимость спуников. Телефон не будет хорошо работать в помещении или под густым лесным покровом. Iridium имеет очень мощный радио канал, который может обеспечить прохождение сигнала вызова в отсутствии прямой видимости (например в помещении), однако, чтобы ответить на звонок, пользователю скорее всего придется выйти на открытое пространство.

Существует шлюз "WEB–SMS", позволяющий бесплатно посылать сообщения с Интернет или электронной почты на телефоны Iridium. Этот шлюз здесь. Обмен SMS между спутниковыми телефонами Iridium и обычными мобильными возможен, но поддерживается не всеми операторами сотовой связи.

Работа системы Iridium наглядно представлена вот на этой анимации: