Поможет ли стандарт спутникового интернета вещей добежать "Марафону" до финиша?

28 августа 2023, 02:30

Группировка "Марафон IoT" будет насчитывать 264 спутника, и АО "Решетнев" в перспективе намерено выйти на серийность производства примерно пять-шесть спутников в неделю, с учетом обновления группировки. Но спутниковая группировка является лишь частью системы. ПНСТ (предварительный национальный стандарт) по спутниковому интернету вещей (IoT) разработало ФГУП "НИИ Радио", и после публичного его обсуждения в период с 30 июня по 30 августа 2023 г. Технический комитет по стандартизации "Кибер-физические системы" (ТК 194), с учетом поступивших предложений и правок, внесет его в Росстандарт. В основу ПНСТ заложен международный протокол LoRaWAN и технология LoRa, адаптированные для применения в многоспутниковой низкоорбитальной системе IoT с глобально распределенной сетевой инфраструктурой. Принципиальным отличием ПНСТ от планируемого облика "Марафон IoT", которое следует из технических решений, предложенных "Решетневым" в эскизном проекте, является идеология построения облика самой системы. В ПНСТ декларируется технология и протокол для системы с глобально распределенной сетевой инфраструктурой, обеспечивающей организацию самодостаточных региональных или национальных сетей IoT по всему миру для предоставления бесшовных услуг IoT. В роли операторов этих IoT-сетей предполагаются местные национальные операторы наземных сетей (сотовых или LPWAN), а технические решения "Решетнева", наоборот, ориентированы на строгую централизацию сети IoT. Как следствие, изменен состав региональных станций сопряжения (РСС) по отношению к ПНСТ: "Решетнев" предполагает исключить сетевые серверы из состава каждой из РСС и управлять всеми абонентскими устройствами IoT и всеми РСС по всему миру, используя единый сетевой сервер в Красноярске. Это сделает невозможной работу национальных (в том числе и российских) операторов в сети "Марафон IoT". Номинально в России есть еще один проект сети спутникового IoT (на основе наноспутников) - Telum LEO, инициированный компанией "Зонд-Холдинг". Однако Telum LEO не включен в "Сферу" и, по данным ComNews, пока далек от технической проработки. "Роскосмос" на словах поддержал проект Telum LEO, но - по информации ComNews - сделал это в большей степени для лишения АО "Решетнев" ощущения монополиста в данной области. <blockquote class="quote4"> https://www.comnews.ru/content/224314/2023-02-08/2023-w06/otechestvennyy-rynok-sputnikovogo-iot-sostoyanii-neopredelennosti </blockquote> Кроме того, АФК "Система" (в лице группы компаний "Ситроникс" и "Спутникс") <a href="https://www.kommersant.ru/doc/5393545">планирует</a> создавать многоспутниковую систему IoT из 157 малых и сверхмалых космических аппаратов - для ДЗЗ, навигации и мониторинга пожаров. О начале публичного обсуждения ПНСТ, предусматривающего протокол интернета вещей, адаптированный для использования в многоспутниковой низкоорбитальной группировке, ТК 194 сообщил 31 июля 2023 г. В ответ на вопрос корреспондента ComNews о том, какова цель создания национального стандарта, председатель ТК 194 Никита Уткин сообщил: "ПНСТ затрагивает не только систему, но и ее составные части, а именно - региональные станции сопряжения и абонентские устройства, которые имеют множество разновидностей, с общим количеством в десятки миллионов в производстве, и все их характеристики взаимоувязаны с протоколом ПНСТ". Технология и протокол спутникового IoT LoRa/LoRaWAN, принятые разработчиками ПНСТ, является технологической платформой интернета вещей, применяемой практически во всех странах мира. Ее отечественная версия - LoRaWAN RU - обрела в России форму предварительного национального стандарта (ПНСТ 516-2021 "Информационные технологии. Интернет вещей. Спецификация") 7 января 2021 г. применительно к наземным сетям LPWAN LoRa. <blockquote class="quote4"> https://www.comnews.ru/content/212424/2020-12-28/2020-w53/lorawan-bez-pyati-minut-rossiyskiy-standart </blockquote> Валентин Анпилогов, заместитель генерального директора АО "ВИСАТ-ТЕЛ", автор концепции системы проекта "Марафон IoT", отмечает, что LoRa/LoRaWAN применяется во всем мире. "Это пока единственная технология, устойчивая к эффекту Доплера и обеспечивающая работу на уровне сигналов ниже шумов. При этом производители оконечных устройств в основном используют не чипы (их для сетей LoRaWAN выпускает американская фирма Semtech - прим. ComNews), а модули LoRa, которые производятся миллионами в месяц в Китае, во многих странах Азии, Европы, Америки, а также в России", - сообщил он. По мнению Валентина Анпилогова, ввести санкции на поставку чипов Semtech для модулей невозможно, тем более что Китай уже производит их самостоятельно (речь о фирме Hope Microelectronics Co., Ltd. из Шеньчженя). Количество производителей модулей LoRa в мире заместитель гендиректора "ВИСАТ-ТЕЛ" оценивает не менее чем в несколько тысяч. Официальная история системы "Марафон IoT" (тогда она называлась "Аврора") началась еще в 2017 г. - после того как компания "ВИСАТ-ТЕЛ" представила ее концепцию в ГК "Роскосмос". Идеология системы предусматривала создание глобально распределенной бесшовной среды за счет интеграции низкоорбитальной системы и национальных сотовых сетей или сетей LPWAN LoRa для предоставления услуг IoT (и не только) в любой стране в любом регионе Земли. При этом цена абонентских средств и спутниковой IoT-услуги планировалась соизмеримой с тарифами сотовых сетей. Разработчик концепции особо отмечал, что для "Марафон IoT" не нужно разрабатывать и создавать проприетарный абонентский сегмент, как это имеет место в любой традиционной системе спутниковой связи. С учетом выбора технологии LoRa абонентский сегмент уже существует и исчисляется десятками, если не сотнями миллионов оконечных устройств. Совместно с АО "ВИСАТ-ТЕЛ" разработкой проекта "Марафон IoT" в инициативном порядке на этапе технических предложений занималось несколько других российских компаний - АО "ИКЦ "Северная Корона", ФГУП "НИИ радио", ООО "Лаборатория интернета вещей" (ЛИВ), ООО "АРД Сатком Сервис", ООО "Технологии радиосвязи", ООО "Гудвин" и многие другие, а на начальном этапе - и ФГУП "Космическая связь" (ГПКС). В 2022 г. "Роскосмос" определил АО "ИСС им. акад. М.Ф. Решетнева" головным разработчиком системы "Марафон IoT". В соответствии со стратегическим соглашением от августа 2021 г. между АО "Решетнев" и АО "ВИСАТ-ТЕЛ" разработка системных решений и земного сегмента делегировалась компании "ВИСАТ-ТЕЛ". Но как сообщили ComNews представители нескольких фирм - инициаторов проекта, после того как в 2022 г. началось государственное субсидирование по программе "Сфера" и с последующей сменой руководителей ГК "Роскосмос" и АО "Решетнев", соглашение с АО "ВИСАТ-ТЕЛ" было забыто, а большинство компаний, которые участвовали в инициативной разработке изначального облика системы и ее составных частей, устранены из проекта. "По сути, "Решетнев" стал единоличным собственником коллективного результата интеллектуальной деятельности! Государственно-частного партнерства не получилось", - сетует один из источников ComNews. Близкий к ГК "Роскосмос" источник уточнил, что одним из немногочисленных сторонних участников проекта "Марафон IoT" (помимо предприятий, традиционно входящих в производственную кооперацию ИСС) с мая 2023 г. является НИУ "Московский физико-технический институт" (МФТИ). В рамках Стратегического проекта №1 МФТИ ведет работу в области перспективных телекоммуникационных систем и аппаратно-программных комплексов спутниковой связи. В частности, МФТИ намерен разработать абонентские устройства спутниковой системы "Марафон IoT" для так называемого режима "Базовый". Как указано на официальном сайте МФТИ, в целом по направлению перспективных телекоммуникационных систем институт планирует объем НИОКР и других услуг на сумму до 1 млрд руб. в год. Как выяснил ComNews, еще одним участником проекта "Марафон IoT" недавно стало новосибирское ООО "Лаборатория интернета вещей" (ЛИВ). "Да, мы действительно являемся одним из участников кооперации по проекту МСПД "Марафон" и в настоящий момент заняты разработкой одного из перспективных сервисов системы с рабочим названием "Кнопка жизни". Приступили к работе в июне, ожидаем опытные образцы к концу октября 2023 г.", - сообщил корреспонденту ComNews основатель ООО "ЛИВ" Константин Плеханов. Отметим, что "Решетнев" еще восемь месяцев назад разработал эскизный проект системы "Марафон IoT" и направил его в "Роскосмос", а тот передал его в подведомственное АО "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" ("ЦНИИмаш") на экспертизу, как это предусматривает Положение РК-11-КТ (отраслевой нормативный документ, регламентирующий процесс создания или модернизации, серийного производства, эксплуатации комплексов и изделий ракетной и космической техники). Знакомый с ходом этого процесса источник сообщил ComNews, что ЦНИИмаш в марте 2023 г. представил экспертное заключение, которое содержит сотни страниц замечаний по эскизному проекту. По данным этого источника, многие ключевые замечания АО "ЦНИИмаш" созвучны с положениями ПНСТ по спутниковому интернету вещей. Как выяснил ComNews, эскизный проект системы "Марафон" по состоянию на август 2023 г. не принят, "Решетнев" занимается устранением замечаний, а все силы предприятия направлены на изготовление экспериментального спутника, шансы на запуск которого в конце 2023 г. сохраняются. Генеральный конструктор АО "Решетнев" Александр Кузовников не ответил на запрос ComNews. Директор департамента перспективных программ и проекта "Сфера" ГК "Роскосмос" Сергей Прохоров утонил: "Эскизный проект "Марафон IoT" разработан и проходит финальную стадию согласования с головными научными институтами ракетно-космической промышленности, осуществляющими научно-техническое сопровождение проекта". Участники рынка, знакомые с ситуацией, отмечают, что в соответствии с идеологией, продвигаемой АО "Решетнев", система "Марафон IoT" предусматривает строго централизованную сеть - это является принципиальным отличием эскизного проекта от ПНСТ по спутниковому IoT. Если любая страна, будь то в Африке или в Азии, захочет использовать ресурс системы "Марафон IoT", то все данные от оконечных устройств IoT на территории страны X сначала будут поступать через спутники "Марафон IoT" для обработки в Красноярск, а затем обратно по наземным каналам туда, откуда пришли, то есть в страну Х. "Это поставит крест на возможностях работы системы "Марафон IoT" в дружественных зарубежных странах, а значит - на расширении взаимодействия с этими странами и на возможности возврата государственных субсидий в проект", - убежден генеральный директор АО "ИКЦ "Северная Корона" Андрей Гриценко. Аналогичное мнение на совместном Научно-техническом совете (НТС) НИИР и ГПКС 19 мая 2023 г. высказал и первый заместитель генерального директора ГПКС Александр Ганин, указавший на "нецелесообразность централизованной маршрутизации целевого трафика в МСПД "Марафон IoT" и подхода к централизованной обработке национального трафика всех выделенных сетей интернета вещей, как это следует из документации по МСПД "Марафон IoT", которую представило АО "Решетнев". Подобное мнение высказали и другие выступающие на НТС, что зафиксировано в решении этого мероприятия. На майском НТС присутствовали представители и АО "Решетнев", и ГК "Роскосмос". Заместитель генерального директора АО "ВИСАТ-ТЕЛ" Павел Тырин добавил: "Перенос сетевого сервера из РСС в центр спутниковой связи в Красноярске существенно увеличит двухстороннюю задержку из-за дополнительных длинных наземных участков до каждой из РСС и обратно, что практически сделает нереализуемым режим "реального времени", предусмотренный в системе "Марафон IoT" в соответствии с ТТЗ для обслуживания беспилотников. Да и эксплуатационная надежность резко снизится". Сергей Прохоров не согласился с этими утверждениями. "Технические решения, предложенные в эскизном проекте системы "Марафон", который был сделан за несколько месяцев до формирования даже проекта стандарта, подразумевают возможность выбора варианта подключения региональной станции - либо через единые технические средства центра спутниковой связи (ЦССА), либо непосредственно подключаемые к региональным станциям сопряжения (РСС), - сообщил он корреспонденту ComNews. - Такое решение является универсальным и позволяет, например, в России использовать средства единого оператора, а для зарубежных пользователей разворачивать независимые сети. И в целом не противоречит стандарту". При этом Сергей Прохоров добавил: "По нашему мнению, в стандарте должны быть заданы требования не к техническому изделию - системе "Марафон", а к интерфейсам - радиоинтерфейсу подключения абонентских средств, сетевым интерфейсам предоставления услуг, может быть, API для внешних приложений, - стандартизация интерфейсов является общепринятой мировой практикой". Различия в положениях ПНСТ по спутниковому IoT и подходах АО "Решетнев" не ограничиваются дискуссией о роли РСС в архитектуре системы. Хотя ПНСТ не затрагивает вопросы радиочастотного обеспечения, но один из исходных участников проекта указал: "Странно выглядят диапазоны частот 399,9-400,05 МГц (Земля - космос) и 400,15-401 МГц (космос - Земля) для абонентских радиолиний, которые АО "Решетнев" предложило дополнительно к диапазонам ISM". "Это всего 150 кГц полосы частот на линии Земля-космос, что едва ли позволит разместить даже один канал LoRa с шириной 125 кГц, поскольку с учетом защитных интервалов для него требуется 200 кГц спектра", - отметил Валентин Анпилогов. Все сети LPWAN работают в мире в основном в двух диапазонах - 868 МГц и 915 МГц, которые обозначают ISM (в России эти сети действуют в частотном диапазоне 868 МГц). Именно полосы частот ISM косвенно и предусматривает ПНСТ для глобальной бесшовности услуг IoT. Такой подход организации бесшовных сетей уже признан в мире, а подобные спутниковые низкоорбитальные системы теперь обозначают как Direct-to-Device (D2D). К этому типу группировок относятся американские низкоорбитальные спутниковые системы AST Mobile, Lynk Global, Starlink G2. "В системе "Марафон" реализуются услуги в диапазоне работы наземных сетей интернета вещей 863-870 МГц (внутри России и многих странах мира) и 915-928 МГц (вне России), что позволяет использовать одни и те же недорогие абонентские устройства для работы как через спутник, так и в наземных сетях. При этом работа в данных диапазонах сопряжена с некоторым уровнем коллизий пакетов между наземными и спутниковыми сетями (до 5%), - пояснил Сергей Прохоров из "Роскосмоса". - Поэтому для предоставления гарантированного сервиса для критически важных, в том числе инфраструктурных, услуг добавлен диапазон 400 МГц. Полосы частот в этом диапазоне распределены для линий "космос - Земля" и "Земля - космос", и, соответственно, в нем будет возможность требовать защиты от помех - а значит, и гарантированного сервиса - со стороны других радиосредств". Утверждение о возможности требовать защиты от помех в диапазоне 399,9-400,05 МГц /400,15-401 МГц расходится с мнением ряда специалистов по радиочастотам. По их мнению, в этом диапазоне так много уже действующих и планируемых систем связи (и не только связи), что говорить о защите от помех для любой новой системы нет оснований. ПНСТ, конечно, может повлиять на ситуацию. Но де-юре стандарты в России носят рекомендательный характер. Андрей Гриценко отмечает, что, если "Роскосмос" как заказчик системы "Марафон IoT" потребует ее соответствия ПНСТ, исполнитель будет обязан это выполнить. "Однако для этого "Решетнев" должен будет изменить технические решения, что потребует вернуться к началу этапа эскизного проектирования и, возможно, к пересмотру состава предприятий, входящих в его производственную кооперацию", - рассуждает глава ИКЦ "Северная Корона". Валентин Анпилогов из "ВИСАТ-ТЕЛ" на Аэрокосмическом конгрессе в июле 2023 г. отметил в докладе, что в проекте "Марафон IoT" до сих пор нет ключевого звена - оператора спутниковой сети. "Оператор уже на первых этапах должен участвовать в проектировании - ведь именно он должен понимать, какие услуги будут востребованы и как в конечном итоге вернуть вложенные инвестиции, а в идеале и получить доход. Пока не будет определен оператор системы "Марафон IoT", с правами управляющей компании проекта, - ничего не произойдет. "Роскосмос" является госкорпорацией, далекой от бизнеса, а "Решетнев" заинтересован в производстве спутников - чем дороже, тем лучше для предприятия, - а не в коммерциализации орбитальной группировки и системы в целом", - сообщил он. Таким образом, налицо конфликт государственных интересов внутри государственных компаний. Формально "Роскосмос" еще в апреле 2022 г. объявил, что оператором проекта "Сфера" станет ООО "Сфера - космические информационные технологии", которое создано на базе ООО "Уанвеб" - совместного предприятия британского спутникового оператора OneWeb и российского АО "Спутниковая система "Гонец" ("СС "Гонец"). В марте 2022 г. "Гонец" выкупил у OneWeb 49% долей в ООО "Уанвеб", а в апреле того же года оно было переименовано. <blockquote class="quote4"> https://www.comnews.ru/content/220017/2022-04-27/2022-w17/sfera-osedlala-oneweb </blockquote> "Оператор группировки "Марафон IoT" окончательно не определен, но в качестве основного кандидата на эту роль рассматривается АО "СС "Гонец", - сообщил ComNews Сергей Прохоров. Генеральный директор АО "Спутниковая система "Гонец" Павел Черенков уточнил: "АО "СС Гонец" направило частотные заявки в ГКРЧ по всем частотам "Марафона". Пока что все работы по системе "Марафон IoT" ведутся на базе "СС "Гонец, в том числе рекогносцировка, стратегическое планирование и другие работы. Так что в целом пока что ООО "Сфера" = АО "СС "Гонец". "В общем, "Марафон IoT" пока бежит, но маршрут и дистанция до финиша неизвестны", - резюмировал признанный эксперт российского рынка спутниковой связи, пожелавший остаться неназванным.