В прошлом статье мы начали наш рассказ про спутниковую связь, ее технологии, историю и особенности. Мы дошли до появления DVB-S2 и триумфа геостационарной связи. Продолжаем. И резко снижаемся. Ибо у нас революция, которую совершили низкоорбитальные системы.

Вас вызывает Starlink 

Главным событием последнего десятилетия стал проект Starlink компании SpaceX. Илон Маск сделал то, что в 1990‑х казалось безумием: начал запускать тысячи спутников на низкую орбиту. На сегодняшний день (данные на 2026 год) группировка насчитывает более 10 000 активных аппаратов. 

Starlink - это, по сути, крупнейшая в мире распределенная антенная решетка. Каждый спутник (начиная с версии V2 Mini и V3) оснащен фазированными антенными решетками (ФАР) с электронным сканированием луча. Они работают в Ku‑диапазоне (10,7–12,7 ГГц на прием, 14,0–14,5 ГГц на передачу) для абонентских терминалов и в Ka‑диапазоне (17,8–19,3 ГГц прием, 27,5–30,0 ГГц передача) для наземных станций сопряжения. 

Фазированная антенная решетка позволяет мгновенно переключать луч между абонентами и отслеживать спутник, движущийся со скоростью 7,5 км/с. На физическом уровне Starlink, судя по всему, использует проприетарную версию DVB‑S2X с OFDM‑подобной модуляцией для прямой линии (forward link) и SC‑FDMA (Single‑Carrier FDMA) для обратной линии. SC‑FDMA выбран из‑за более низкого пик‑фактора (PAPR), что критически важно для энергоэффективности абонентских терминалов.

Лазерные межспутниковые каналы (OISL) - еще один ключевой элемент. Они работают в оптическом диапазоне (длина волны около 1550 нм) и обеспечивают скорость до 100 Гбит/с между аппаратами, создавая космическую оптическую сеть без привязки к наземным станциям. Задержка при передаче сигнала через 3–4 межспутниковых перехода составляет менее 10 мс дополнительных. Для голосовых вызовов в рамках интернет‑трафика используется VoIP с кодеками высокого сжатия (например, Opus), что не требует выделенного канала, как в классических спутниковых телефонах.

Direct‑to‑Cell: ваша вышка в космосе 

Наиболее впечатляющее развитие стандартов - интеграция спутниковой связи в обычные смартфоны. Технология получила название Direct‑to‑Cell (D2C) или Direct‑to‑Device (D2D). В стандартах 3GPP она формализована как 5G NTN (Non‑Terrestrial Networks) - сети не‑наземного базирования. 

Спецификации Release 17 и 18 адаптируют протоколы 5G NR для работы с большими задержками (до 30–40 мс для LEO и до 600+ мс для GEO) и высоким доплеровским смещением частоты (до 50 кГц для LEO). Для спутниковой составляющей используется поддиапазон n256 (1980–2010 МГц для uplink, 2170–2200 МГц для downlink) в L/S‑диапазоне. Введен режим “transparent payload” - спутник работает как ретранслятор, не изменяя структуру сигнала 5G NR, что позволяет использовать обычные смартфоны без специальных прошивок. Применяется модуляция с увеличенными защитными интервалами для компенсации задержек, а механизмы коррекции доплеровского сдвига встроены прямо в эфирный интерфейс.

Ключевые игроки на этом поле - AST SpaceMobile, создавшая самый большой коммерческий спутник BlueBird с фазированной решеткой площадью более 60 м². Их спутники работают в стандарте LTE (4G) с возможностью апгрейда до 5G, и в тестах 2023–2025 годов они достигали скорости 14 Мбит/с на прием с обычного смартфона Samsung на открытом воздухе. 

Starlink Mobile 5G (спутники V3) использует те же принципы, но с еще более мощными ФАР. По заявлениям компании, пиковая скорость на один смартфон может достигать 150 Мбит/с, а средняя - около 4–8 Мбит/с. 

Для массового потребителя ключевое изменение - отказ от механической наводки антенны. Фазированные решетки в терминалах Starlink (Dishy) и в будущих смартфонах (хотя в телефонах пока используются обычные антенны, а ФАР находится на спутнике) позволяют формировать луч в любом направлении без движущихся частей. 

Для D2C‑связи спутник вынужден иметь огромную эффективную изотропно излучаемую мощность (ЭИИМ) - порядка 60–70 дБВт, что эквивалентно излучению в сотни киловатт в узком луче. Это достигается за счет большого количества элементов ФАР (у Starlink V3 - более 5000) и концентрации мощности в узком луче (ширина луча около 1°). Такой подход позволяет дозвониться до телефона с мощностью передатчика всего 0,2–0,5 Вт.

От “Орбиты” до “Рассвета”

СССР и Россия имеют собственную историю спутниковой связи, во многом развивающуюся изолированно от мировых коммерческих стандартов. 

В 1960–70‑е годы была создана система “Орбита” - геостационарная сеть для телевещания, работавшая в C‑диапазоне (3,4–4,2 ГГц на прием). Это была чистая аналоговая FDMA с частотной модуляцией (FM). Абонентского доступа в современном понимании не было - только коллективный прием телевидения через крупные тарелки диаметром 4–12 м. Для связи с отдаленными районами (Крайний Север, Дальний Восток) использовались спутники «Молния» на высокоэллиптической орбите (ВЭО). 

Спутник «зависал» над территорией СССР на 8–10 часов, что позволяло обеспечивать связь в высоких широтах, где геостационар виден низко или не виден вовсе.

«Орбита» — это первая в мире система спутникового распределительного телевидения, созданная в СССР и запущенная в регулярную работу 7 ноября 1967 года. До её появления жители Дальнего Востока, Сибири, Крайнего Севера и Средней Азии не могли смотреть центральное телевидение в прямом эфире, они смотрели с огромными задержками. «Орбита» решила эту проблему: сигнал из Москвы уходил на спутники «Молния-1» на высокоэллиптической орбите, а затем ретранслировался на сеть наземных станций с гигантскими параболическими антеннами диаметром 12 метров и весом около 30 тонн каждая.

Поскольку территория СССР охватывала 11 часовых поясов, одну и ту же программу Центрального телевидения передавали в четырёх (а позже пяти) вариантах с разным временным сдвигом относительно Москвы .

• “Орбита-1” — для Камчатки, Чукотки, Магадана, Сахалина (сдвиг +8/+9 часов).

• “Орбита-2” — для Дальнего Востока и Восточной Сибири (сдвиг +6/+7 часов).

• “Орбита-3” — для Центральной и Западной Сибири (сдвиг +4/+5 часов).

• “Орбита-4” — для Урала и Западной Сибири (сдвиг +2/+3 часа)

Из детства я навсегда запомнил одну вещь. Временами (обычно по понедельникам) на телеканалах проводились профилактики. Висела настроечная сетка или картинка-заглушка, а максимально-серьезный женский голос по кругу повторял одну и ту же фразу: “Это канал звукового сопровождения программы “Орбита-4 Восток” центрального телевидения”. И дальше - пииии! Такая заставка значила, что мультиков сегодня утром можно не ждать. 

Гонец из космоса

В 1990‑е годы появилась низкоорбитальная система “Гонец‑Д1” (позже “Гонец‑Д1М”). Она была ориентирована на передачу данных, позиционирование и мониторинг. Голосовой связи в классическом виде в ней не предусматривалось. Орбита - LEO, высота около 1400 км. 

Использовался L‑диапазон (около 1,6 ГГц), множественный доступ - TDMA с фиксированной структурой кадров, скорость до 64 кбит/с в канале. Система не получила широкого распространения из‑за громоздкости терминалов (размером с ноутбук) и ограниченных возможностей, но продолжает использоваться в ведомственных целях для мониторинга транспорта и сбора телеметрии. Ключевое отличие от Iridium и Globalstar - отсутствие голосовой связи в реальном времени. “Гонец” - это скорее спутниковый пейджер с функцией передачи коротких сообщений.

Россия сегодня: “Экспресс” и DVB‑S2 

Современная российская спутниковая связь долгое время базировалась на геостационарной группировке ФГУП “Космическая связь” (ГПКС) и  спутниках серии “Экспресс”: “Экспресс‑АМ”, “Экспресс‑АМУ”, “Экспресс‑АТ” и другие. Эти аппараты работают на орбитальных позициях 36° в.д., 40° в.д., 56° в.д. и других. В отличие от аналоговой “Орбиты”, здесь используется стандарт DVB‑S2 для вещания и DVB‑RCS для интерактивных услуг (интернет, передача данных). Однако эти стандарты ориентированы на фиксированные терминалы - классические тарелки с механической наводкой. Мобильных абонентов с портативными устройствами они не обслуживают.

В марте 2026 года произошла авария на спутнике “Экспресс‑АТ1”, что временно изменило схему распределения транспондеров для телевещания в европейской части России. Это событие показывает важность резервирования. Один аппарат может нести сотни транспондеров, и его выход из строя создает серьезные перегрузки на соседних. ГПКС оперативно перераспределило нагрузку на “Экспресс‑АМ7” и “Экспресс‑АМУ1”, но ситуация подсветила плюсы более устойчивой низкоорбитальной архитектуры.

Существует проект “Экспресс‑РВ” (разрабатывается по заказу Роскосмоса) - попытка совместить достоинства геостационара и низкой орбиты для покрытия арктических и северных территорий. Орбита - высокоэллиптическая (типа “Молния”), период обращения 12 часов. Спутник зависает над заданным районом на 8–10 часов, затем быстро проходит перигей и возвращается. 

Для связи с подвижными абонентами будет использован S‑диапазон (2,0–2,1 ГГц). Он обеспечивает лучшую устойчивость к осадкам по сравнению с Ku/Ka, а антенны на абонентской стороне могут быть компактными (параболические 0,5–0,7 м или фазированная решетка на транспорте). Физический уровень - MF‑TDMA (Multi‑Frequency Time Division Multiple Access) с адаптивным кодированием (ACM) на базе LDPC‑кодов, что позволяет гибко распределять ресурс между абонентами и подстраивать скорость под условия канала. Скорость - до нескольких мегабит в секунду на терминал. В первую очередь система ориентирована на голосовые услуги и передачу данных для подвижных объектов (самолеты, суда, автомобили в Арктике). Первые четыре аппарата “Экспресс‑РВ” планируется запустить до 2027 года. В отличие от LEO‑группировок, здесь не нужны сотни спутников - достаточно нескольких на разных плоскостях, чтобы обеспечить непрерывное покрытие высоких широт.

Рассвет в Бюро

В 2021 году была создана компания “Бюро 1440” (входит в структуру “ИКС Холдинг”), получившая задачу разработать российскую низкоорбитальную систему широкополосного доступа. Проект получил название “Рассвет”. 

После долгих переносов и ряда экспериментальных запусков (2024–2025 гг.) в марте 2026 года на орбиту были выведены первые 16 спутников полноценной группировки. Планируется, что к 2030 году количество аппаратов достигнет нескольких сотен, а целевая архитектура предполагает более 500 спутников на орбитах высотой 600–800 км с наклонением около 87° (полярные и околополярные орбиты).

Спутники “Рассвет” работают в Ku‑диапазоне (10,7–12,75 ГГц на прием, 14,0–14,5 ГГц на передачу) для связи с абонентскими терминалами и в Ka‑диапазоне для наземных станций сопряжения. На спутниках установлены фазированные антенные решетки с электронным сканированием луча, позволяющие одновременно обслуживать множество абонентов в зоне покрытия и мгновенно переключаться между ними без механического наведения. По заявлениям разработчиков, система совместима с международными стандартами DVB‑S2X для прямого канала и DVB‑RCS2 для обратного канала. Для кодирования данных применяются LDPC‑коды, обеспечивающие высокую помехоустойчивость.

Уже в ходе экспериментальных запусков 2024 года была подтверждена работа оптической межспутниковой связи на расстоянии до 1005 км со скоростью 10 Гбит/с. Это ключевой элемент, позволяющий создавать сеть с низкой задержкой без зависимости от наземных станций. “Рассвет” работает не в парадигме прозрачного ретранслятора, а в парадигме космической меш‑сети, аналогично Iridium NEXT и Starlink. “Бюро 1440” разрабатывает собственные терминалы с фазированными решетками, аналогичные по функциональности Starlink Dishy. 

Первые образцы имеют размер 50×50 см, потребляемую мощность около 100 Вт и заявленную скорость доступа до 1 Гбит/с при задержке не более 70 мс. Терминалы ориентированы на фиксированную установку на зданиях, транспортных средствах и судах. Однако о терминалах класса “трубка” или о поддержке Direct‑to‑Cell (D2C) в открытых источниках пока информации нет. Это важное отличие от стратегии Starlink, которая уже интегрирует спутниковую связь напрямую в смартфоны.

Эрзац-спутник: сателун

История космической связи будет неполной без рассказа про сателун - одно из самых нелепых, но рабочих технических решений.

12 августа 1960 года США запустили спутник Echo 1A - надувную майларовую сферу диаметром 30 метров (это высота десятиэтажного дома) с алюминиевым напылением. У него не было ни передатчиков, ни сложной электроники. Только радиомаяки на 107,9 МГц, питавшиеся от 70 солнечных элементов. 

Это был пассивный ретранслятор: сигнал с Земли отражался от его металлизированной поверхности, как от зеркала. Спутник прозвали “сателуном” (от satellite и balloon), и его было видно с Земли невооруженным глазом. NASA даже публиковало ежедневные графики пролетов. Echo 1A летал на низкой околоземной орбите (LEO). Высота в перигее 1524 км, высота в апогее 1684 км.

Именно через Echo 1A прошло первое президентское послание, переданное из Калифорнии в Нью-Джерси: Эйзенхауэр тогда заявил, что этот спутник “может свободно использоваться любой страной”. Сейчас это кажется забавным, но для начала 1960-х идея надуть шар, запустить его в космос и разговаривать через него была настоящим прорывом, показавшим сам принцип космической ретрансляции.

Так через что же “позвонить с Эвереста” сегодня? 

Если вернуться к исходному вопросу, ответ уже не так однозначен, как 20 лет назад. Классический путь - Iridium: трубка весом 250–300 грамм, прямая видимость спутника, минута разговора около 1–2 долларов. Работает на всей планете, включая полюса и океаны. Именно с Эвереста (и с Южного полюса) звонят через Iridium уже четверть века. 

Гибридный путь - спутниковый терминал (Inmarsat, Thuraya, Globalstar) с внешней антенной, подключаемый к смартфону по Bluetooth или Wi-Fi. В такой конфигурации мы получим голос и медленный интернет, но терминал все еще требует отдельного устройства. 

Самый продвинутый вариант - смартфон с поддержкой 5G NTN или спутникового LTE (AST SpaceMobile, Starlink Mobile 5G). Выход в сеть происходит автоматически, когда наземная сотовая связь пропадает. Скорость передачи данных - от 4 Мбит/с (сообщения, голос) до 150 Мбит/с (такими заявлены пиковые значения у Starlink V3, подтверждений пока нет). Пока такие сервисы находятся в стадии коммерческого запуска или ограниченного бета‑тестирования (в США через T‑Mobile, в Новой Зеландии через One NZ и т.д.). В России аналогичный сервис с использованием “Рассвета” или “Экспресс‑РВ” в открытых источниках не анонсирован.

Будущее уже в эфире

Мы подошли к интересному моменту. Мир переходит от модели “спутникового телефона” к модели “спутниковая связь в смартфоне”. Это стало возможным благодаря трем факторам.

Во‑первых, стандартизация 3GPP: введение 5G NTN в Release 17/18 создало единый протокол, который могут поддерживать и наземные базовые станции, и спутники с прозрачным ретранслятором. 

Во‑вторых, массовое производство ФАР. Снижение стоимости фазированных решеток благодаря Starlink и другим проектам делает возможным их интеграцию даже в автомобили и, в перспективе, в смартфоны. Правда пока что ФАР остается на спутнике, а в телефоне - обычная антенна. 

В‑третьих, оптические межспутниковые каналы превращают разрозненные спутники в единую глобальную сеть с задержкой, сравнимой с наземными оптоволоконными магистралями.

Для России ключевой задачей остается создание собственной низкоорбитальной группировки (“Рассвет”) и развитие систем, способных работать с массовыми абонентскими устройствами. Без Direct‑to‑Cell отечественная спутниковая связь рискует остаться нишевым решением для корпоративных заказчиков, в то время как глобальные игроки (Starlink, AST SpaceMobile) будут предлагать встроенную спутниковую связь в любом смартфоне.

Заключение

История спутниковой связи - это история борьбы с физикой. Мы научились бороться с затуханием на трассе (увеличивая чувствительность спутников и используя LDPC‑коды), обходить проблему задержки (переходя с GEO на LEO), обеспечивать глобальное покрытие без наземных станций (внедряя лазерные межспутниковые каналы) и делать терминалы массовыми (интегрируя спутниковый доступ в стандарты 5G). 

Изменились подходы к проектированию спутника. Больше это не дорогущий космический агрегат, который собирается штучно, стоит как десять Боингов и держит на борту последние наработки. Сейчас спутник должен стать хоть и современным, но легким и дешевым. Ибо их выводить на орбиты тысячами.

Ну и наконец. Сегодня, если вы собрались на Эверест или Казбек, помните, что Iridium все еще ваш друг. А вот лет через десять ваш iPhone или Android‑смартфон скорее всего научится ловить ближайший спутник особо не напрягаясь. Так что для связи вам потребуются лишь этот самый смартфон и деньги на счету. Ну может power bank: на вершине розеток все еще нет.

Размещайте облачную инфраструктуру и масштабируйте сервисы с надежным облачным провайдером Beget.

Эксклюзивно для читателей Хабра мы даем бонус 10% при первом пополнении.