Наземная станция как услуга: облачный подход в спутниковой связи

В период снижения порога доступности космических технологий, бурного роста мегагруппировок (в первую очередь, коммуникационных и наблюдения за Землей), а также увеличивающейся потребности в спутниковых данных и аналитики в режиме реального времени на их основе, концепция «наземная станция как услуга» (Ground Station as a Service, GSaaS) стала важнейшим инструментом в индустрии. Предлагая по запросу доступ к наземным сетям, GSaaS позволяет операторам оптимизировать работу и избежать крупных капиталовложений в создание собственной инфраструктуры. Подробнее — в материале SATCOMRUS.

Тренд на снижение затрат в космической отрасли почти не коснулся земного сегмента, что потребовало выработки новой модели. Повлияло на это и развитие спутников высокой (HTS) и сверхвысокой (VHTS) пропускной способности. Снижение стоимости переданного бита в свою очередь потребовало усложнения станций. Так, на одной из конференций APSCC сообщалось, что для индонезийской частной фирмы PT Pasifik Satelit Nusantara полезная нагрузка нового аппарата HTS обошлась в три раза дешевле земного сегмента. Применение к нему облачного подхода позволило отработать модель GsaaS. И даже такой мощный игрок рынка как Eutelsat продает свою наземную сеть компании EQT Infrastructure, чтобы потом арендовать ее на основе долгосрочного стратегического соглашения. Очевидно, что оператор считает арендную модель более выгодной, чем владение всем сегментом.

Что такое GSaaS 

GSaaS — это облачная модель, в рамках которой спутниковым операторам предоставляется доступ к глобальным сетям наземных станций по запросу. Традиционно компаниям приходилось самостоятельно выстраивать их, получать все необходимые разрешения и лицензии, эксплуатировать инфраструктуру, что вело к большим затратам и было доступно только относительно крупным предприятиям. GSaaS эти проблемы устраняет, предлагая гибкие, масштабируемые услуги с оплатой по факту использования. Благодаря этой модели становится проще и дешевле масштабироваться.

Кроме этого GSaaS позволяет работать одновременно с несколькими группировками разного назначения, функционирующими с разных орбит и в разных частотных диапазонах. Как сообщалось на WSBW-24, более 70% новых спутниковых операторов внедряют решения GSaaS прежде всего из-за экономической эффективности и гибкости. Среди ведущих компаний на рынке GSaaS — AWS Ground Station, Kongsberg Satellite Services (KSAT), Infostellar и Microsoft Azure Orbital. И этот сектор, как рынок саткома в целом в последние десять лет, ждет период консолидаций и образования нескольких крупных игроков.

Существуют две модели GSaaS:

1. провайдеры GSaaS продают инфраструктуру или позволяют устанавливать и интегрировать собственное оборудование на наземной площадке;

2. другая модель позволяет абстрагироваться от физического местоположения и аппаратной части вообще, передавая оцифрованные радиочастотные сигналы через «облако». Именно так, например, работают AWS и Microsoft Azure.

Первый подход используют те, кому нужны т. н. «сырые» данные, второй —кому требуется аналитика.

Влияние малых КА и многоспутниковых группировок

Важным фактором развития рынка GSaaS является растущее число малых КА и мегагруппировок — Starlink, OneWeb, Amazon Project Kuiper и др. Потребитель нуждается в получении все большего объема информации по принципу «здесь и сейчас». Особенно это актуально для предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. GSaaS позволяет удовлетворять этот спрос без необходимости расширения инфраструктуры.

Благодаря модели ценообразования на основе подписки, GSaaS позволяет операторам сосредоточиться на выполнении задач, а не на обслуживании наземной сети. Это особенно выгодно для стартапов и небольших спутниковых компаний.

С другой стороны, интеграция с облачными сервисами и решениями на основе ИИ — в первую очередь, от AWS и Microsoft Azure — обеспечивает оперативное управление данными, сокращает задержки и повышает общую эффективность космических коммуникаций.

Искусственный интеллект и машинное обучение способствуют оптимизации распределения ресурсов и помогают профилактически обслуживать станции. Управление, или более популярный и точный термин — оркестровка мегагруппировок, отдельных аппаратов и каналов связи между ними и Землей, а также передаваемыми данными невозможно, что называется, вручную. Оно требует привлечения ИИ и различных «умных» сервисов, т.е. — постоянного контакта с «облаком», для чего в свою очередь необходима развитая наземная сеть. Реализуется принцип, согласно которому все оборудование в цепочке создания стоимости должно подчиняться одному центру управления.

И здесь опять встает проблема стоимости ее создания и эксплуатации. И если такой крупный игрок как Starlink вне всякого сомнения будет строить свою инфраструктуру, то многие другие уже будут вынуждены тщательно считать выгоду от сотрудничества с провайдером GsaaS. Поэтому данная модель считается идеальной для операторов, которым необходимо масштабировать бизнес, начав с нескольких КА.

Однако и здесь не обходится без проблем: остается вопрос, как эффективно использовать GsaaS, какую станцию, в какое время и на какой срок эксплуатировать, чтобы не прерывать сервис и не платить лишнего? Это, видимо, в ближайшее время должен решить рынок посреднических услуг между поставщиками GSaaS и космическими стартапами.

Другие проблемы на рынке

Основная проблема бизнеса «станций как сервиса» та же, что и у всей спутниковой индустрии — наличие рабочего частотного диапазона.

Вторая сложность тоже актуальна для всех игроков космической экономики — это кибербезопасность. Поскольку в модели GSaaS применяется облачная инфраструктура, она подвержена потенциальным киберугрозам.

Освоение отдаленных регионов представляет не меньшую проблему. Примерно с тем же сталкиваются сотовые операторы при развертывании ретрансляционных вышек и базовых станций в труднодоступной местности. Для создания действительно глобальной наземной системы их необходимо строить, например, в районе Крайнего Севера для поддержки группировок, находящихся на полярной орбите. А поддержка таких КА в свою очередь важна для построения сетей глобальной связи или для наблюдения за приполюсными районами и т.д.

Регуляторика

Как и для всех игроков саткома, для GsaaS ключевым вопросом развития бизнеса становится вопрос регулирования. При этом активное развитие оптической связи спутников с земными станциями — это не только возможность увеличить скорость передачи данных, но и получение независимости от организаций, регулирующих использование радиочастот. Разумеется, полный переход на оптические каналы — дело не самого близкого будущего, но перспективные сервисы нужно развивать уже сегодня.

В начале августа Федеральная комиссия по связи США (FCC) в рамках усилий по стимулированию инноваций в космической экономике страны приняла новые правила, упрощающие регуляторику GsaaS. С их помощью устанавливается процедура получения базовой лицензии операторами наземных станций без предварительного определения географического местоположения точки спутниковой связи, потребуется только уведомление FCC. Комиссия считает, что эти изменения позволят вдвое уменьшить число заявок на модификацию наземных станций.

Аналогичный процесс идет в Индии.

Перспективные технологии

Оптические наземные станции (ОНС), обеспечивающие более высокую пропускную способность, должны поддержать тенденцию роста объема передаваемых данных. Периферийные или граничные вычисления позволяют обрабатывать информацию ближе к станциям, сокращая время ожидания и обеспечивая возможность принятия решений в режиме реального времени для критически важных приложений. Речь также идет о поддержке нескольких орбит и интеграции с системами космической ретрансляции.

При использовании спутниковой связи как неотъемлемой части экосистемы 5G, GSaaS становится очень перспективным инструментом для развития сетей в малодоступных районах и получения данных мониторинга Земли в реальном времени, а также для работы систем интернета вещей. Согласно прогнозу RNG Strategy Consulting за 2024 год, среднегодовой темп роста рынка GSaaS составит более 15 % в период с 2025 по 2033 год.