Министерство обороны США определило несколько подходов, которые КНР может использовать, чтобы обеспечить контроль над Тайванем.
КНР может:
• установить блокаду Тайваня и угрожать обстрелом любых кораблей и самолетов, пытающихся приземлиться без разрешения Китая
• вторгнуться на отдаленные острова Цзиньмэнь, Мацу и Пэнху и использовать их, чтобы усилить свой военный контроль над главным островом Тайвань.
• начать полномасштабное воздушное, морское, ракетное, специальное и стратегическое наступление на Тайвань с целью быстрого подавления тайваньских вооруженных сил и сопротивления тайваньского народа.
В Пентагоне считают, что в рамках этих подходов КНР может использовать группы специальных операций и ракетные удары для ликвидации лидерства Тайваня, одновременно проводя диверсии, кибератаки и кампании по дезинформации в рамках широкомасштабной кампании психологической войны, чтобы сбить с толку и деморализовать защитников Тайваня.
Общим для всех этих подходов является концепция Народно-освободительной армии (НОАК) "операций в когнитивной области". НОАК стремится контролировать информационную сферу до и во время конфликта, устанавливать доминирующее информационное давление и оказывать достаточное психологическое давление на своих противников, чтобы заставить их уйти или сдаться.
По мнению руководителей Пентагона, если НОАК нападет на Тайвань, Китай, вероятно, будет полон решимости заставить тайваньское руководство замолчать - не в состоянии сплотить собственный народ или обратиться за поддержкой к западным странам. С практической точки зрения это может включать разрыв тайваньских коммуникаций внутри страны и с внешним миром.
НОАК может проводить операции по перерезанию подводных кабелей, блокированию спутников и беспроводной связи, а также уничтожению центров обработки данных и опорных сетей. В случае успеха способность Тайваня командовать своими вооруженными силами, общаться со своим народом и координировать свои действия с международными союзниками может быть полностью подорвана. Тогда единственные голоса, которые услышит тайваньский народ, будут исходить от НОАК. Народно-освободительная армия могла бы транслировать свое собственное повествование о войне: утверждать, что тайваньское руководство и его союзники покинули страну; внедрять свои версии руководства Тайванем. И все это без какого-либо тайваньского опровержения.
7 июля 2023 года RAND опубликовал доклад "Как Тайвань может поддерживать связь с союзниками, сторонниками и своим народом в случае нападения", в котором предлагается создание "цифровой устойчивости" для Тайваня на случай военного конфликта с Китаем. Этот тип устойчивости должен включать расширение доступа официальных лиц и общественных деятелей к сетям связи, обеспечение безопасности основных баз данных, разработку альтернативных каналов связи с международной аудиторией и улучшение физической и кибербезопасности наземной инфраструктуры.
Как Китай может атаковать тайваньские информационные сети?
Сообщается, что КНР собрала разведданные о почти 300 000 достопримечательностей (POI) на Тайване. Это включает в себя 550 POI, содержащих расположение такой сетевой инфраструктуры, как кабельные станции, объекты интернет-провайдеров и средства мобильной связи. Еще 2 397 POI детализируют расположение местных, провинциальных и государственных учреждений. Эти объекты могли быть заблаговременно обстреляны и уничтожены реактивной артиллерией или захвачены спецоператорами, появившимися в первый же день атаки.
Как Тайвань может сделать свои домашние сети более устойчивыми?
Недавние достижения в области мобильной связи пятого поколения (5G), сетей и систем облачных данных могут помочь Тайваню построить более устойчивые сети до атаки. Ниже рассматриваются некоторые потенциальные подходы в каждой из тематических категорий.
Наземные сотовые системы
Большинство жителей Тайваня будут зависеть от своей мобильной сотовой связи для получения информации и связи во время кризиса или войны. Более 84 процентов жителей Тайваня используют свои мобильные устройства для доступа в Интернет. Главный остров окружен более чем 80 000 базовых станций сотовой связи, поэтому пользователи хорошо защищены на дорогах и в населенных пунктах. Восемьдесят процентов используемых услуг относятся к четвертому поколению (4G), а 20 процентов населения пользуются услугами 5G, предоставляемыми примерно 20 000 базовых станций 5G. Правительство Тайваня субсидирует усилия по развертыванию более 56 000 баз 5G к 2026 году.
Но наземные сотовые системы подвержены физическому разрушению, и сотовые макровышки размещаются на видном месте для обеспечения максимального покрытия. Поиск и уничтожение макробашен станет первоочередной задачей для пехоты и боевых инженеров НОАК.
Было бы сложнее найти и уничтожить микро- и пикосоты, которые составляют все большую долю базовых станций сотовой связи. Но все базовые станции сотовой связи имеют обратное оптоволоконное соединение с опорными телекоммуникационными сетями.
И провайдеры интернет-услуг базовой сети, фермы серверов, а также главные и местные офисы основных тайваньских операторов сотовой связи, вероятно, будут приоритетными целями для специальных операций НОАК.
Сети 5G, которые расширяет Тайвань, могут помочь уменьшить эту уязвимость. Стандарт 5G позволяет создавать автономные граничные сети с базами данных и компьютерами, расположенными рядом с базовыми станциями. Эта функция была создана для уменьшения временной задержки (или задержки) в локальных сетях, например, в интеллектуальных фабриках или автоматизированных сетях управления трафиком. Эти же функции позволяют периферийным сетям функционировать, даже если их соединение с базовой сетью нарушено действиями противника.
Например, Украина в ходе военного конфликта привлекла Amazon Web Services для развертывания устройств Snowball для защиты данных в локальных сетях. Snowballs - это надежное оборудование для вычислений и хранения данных, которое можно использовать в качестве устройств передачи данных или объединять с миниатюрными суперкомпьютерами для создания локального микроцентра обработки данных. Эти локальные облака должны иметь возможность размещать как функции плоскости управления, так и функции плоскости пользователя и, таким образом, работать как независимые пограничные сети.
Эксперты RAND полагают, что такие независимые пограничные сети могут быть очень полезны для защиты Тайваня. Например, они могли бы соединить передовых артиллерийских наблюдателей или автоматические датчики с батареями реактивной артиллерии, стреляющими из скрытых мест в центральных горах Тайваня. Или они могут позволить работникам государственных учреждений, коммерческих складов или заводов координировать операции даже после нарушения работы транспортной сети. Локальные пограничные сети также могут поддерживать боевой дух тайваньских гражданских лиц, соединяя городские кварталы или группы защитников гор.
В какой-то момент большинство пограничных пользователей захотят подключиться к другим пограничным сетям или всему миру. Артиллерийским батареям нужно будет запрашивать припасы, правительственным учреждениям нужно будет общаться с тайваньцами, коммерческим операциям нужно будет перемещать товары, а людям нужно будет получать информацию от своих лидеров или всего мира (или, возможно, поговорить с членами семьи, находящимися в другую граничную сеть). Если наземные транзитные сети будут нарушены, этим пользователям потребуется еще один магистральный канал.
Украина использовала спутники для соединения разрозненных локальных сетей. Были установлены мобильные базовые станции для восстановления сотовой связи и подключили их к терминалам Starlink.
Аналогичная альтернатива может быть организована на Тайване путем подключения терминалов с очень малой апертурой (VSAT) к базовым станциям 5G в различных местах. Поскольку наземные соединения с опорными сетями разорваны, группы базовых станций 5G могут формировать пограничные сети и использовать VSAT для их соединения друг с другом.
Также важно отметить, что Тайвань может использовать свои мобильные сети как неотъемлемую часть своих усилий по сопротивлению возможному китайскому вторжению вторжению. Это включает в себя нарушение связи китайских военных, сбор разведывательных данных о передвижениях войск и нападение на китайские подразделения и командиров.
Для работы всех описанных здесь мер требуется электроэнергия. НОАК почти наверняка ударит по выработке электроэнергии в начале конфликта. Тайваню потребуется подготовить резервные источники питания для своих периферийных и базовых сетей.
Чтобы сделать наземные сотовые системы более устойчивыми, Тайваню следует принять следующие меры:
• Увеличить развертывание сетей 5G с помощью маршрутизаторов и компьютеров, необходимых для формирования пограничных сетей.
• Оснастить группы базовых станций 5G терминалами VSAT, чтобы соединить их друг с другом и с опорными сетями.
• Подготовиться к развертыванию мобильных базовых станций, оснащенных спутниковыми терминалами, для замены поврежденных базовых станций.
• Разработать информационную стратегию, использующую мобильную сеть для сбора разведданных, обмана китайских лидеров, нацеливания на силы вторжения и поддержания связи с международными партнерами и аудиторией.
• Развернуть мобильные генераторы для поддержания электроснабжения в критически важных узлах связи.
Сообщения, новости и трансляции в социальных сетях в эфире и Интернете
Стационарные объекты, поддерживающие правительственные сообщения, новости и социальные сети, вероятно, станут одними из первых целей сил вторжения. На Тайване есть пять основных сетей беспроводного телевидения и 186 операторов беспроводной связи. Операторам эфирного вещания не требуются наземные кабели для связи со своими слушателями, но их антенны, станции, управляющие ими, и студии, выпускающие новостные программы, закреплены и уязвимы для физической атаки.
Точно так же новости и социальные сети, передаваемые по кабельным системам или через Интернет, полагаются на сложную инфраструктуру интернет-провайдеров, центров обработки данных и ферм серверов, чтобы обеспечить их работу. Местонахождение Google, Facebook* и других средств массовой информации менее известно, чем местонахождение традиционных новостных агентств, но их примерное местонахождение можно найти в Интернете. Предположительно, спецслужбы КНР успели составить более полную карту.
Еще более важными, чем эти стационарные объекты, являются люди, представляющие публичное лицо тайваньского правительства и свободной прессы. Правительственные чиновники, представители средств массовой информации, репортеры на местах и влиятельные лица в Интернете будут знакомыми источниками информации и поддержки для тайваньского народа во время кризиса и войны. В эпоху YouTube, Twitter и Instagram* у этих людей должна быть возможность вести репортажи и вести трансляции из почти бесконечного множества специальных мест. Тайваньское правительство, скорее всего, подготовило места на случай непредвиденных обстоятельств для своих должностных лиц и их сотрудников, чтобы они могли продолжать операции в военное время. Правительство также должно помочь средствам массовой информации и частным лицам, оказывающим влияние, подготовить альтернативные места для производства и трансляции своих репортажей и должно помочь их передвижению при предупреждении о нападении.
Чтобы поддерживать связь со знакомыми представителями правительства, деятелями СМИ и влиятельными лицами в социальных сетях, Тайвань должен предпринять следующие действия сейчас:
• Разработать и поддерживать несколько альтернативных способов общения с тайваньской общественностью и поддерживать аудиторию по всему миру.
• Создать несколько мест на случай непредвиденных обстоятельств, из которых гражданское руководство Тайваня и средства массовой информации могут общаться в военное время.
• Развернуть мобильные генераторы для обеспечения электроэнергией важных источников связи.
Основные данные
Каждая нация зависит от огромных объемов данных для своих повседневных функций. Эти данные включают правительственные записи, банковские транзакции, операционные данные корпораций и личные записи каждого человека. Эти данные жизненно важны для повседневной деятельности правительств, банков и промышленности как в военное, так и в мирное время, поэтому они должны быть защищены, оставаясь при этом доступными для регулярного использования. Важность данных для современной нации может быть аналогична важности золота сто лет назад. Во время Второй мировой войны национальные банки Польши, Франции, Бельгии и Великобритании отправили свои золотые запасы в Канаду и США, чтобы обезопасить их от захвата нацистской Германией. Аналогичным образом Украина после начала военного конфликта с Россией переместила свои данные о правительстве, образовании и банковских услугах в офшоры.
Кибератаки последних лет побудили Европу и США тесно сотрудничать для улучшения киберзащиты. Одной из таких практик было создание хороших автономных резервных копий и использование нескольких поставщиков облачных услуг, таких как Amazon Web Services, Microsoft Azure и Oracle.
Правительству, промышленности и народу Тайваня может быть необходимо сохранить свои основные базы данных аналогичным образом. Как минимум, важные базы данных могут быть продублированы, чтобы предотвратить их потерю из-за действий Китая. Возможно, удастся продолжить работу с этими базами данных на Тайване, регулярно обновляя оффшорные репозитории данных, чтобы поддерживать их в актуальном состоянии. В некоторых случаях операции с данными могут быть полностью удалены от берега.
Перемещение операций с данными за границу потребует некоторых затрат. Правительственные учреждения могут договориться о ценах, которые они готовы заплатить до атаки, но предприятия и частные лица могут быть более чувствительными к затратам и, следовательно, не желать сохранять эти данные до начала конфликта.
Некоторые риски также существуют. Во время Второй мировой войны Соединенное Королевство переместило свое золото в Национальный банк Канады, который принадлежит и находится под контролем правительства Канады. Не существует аналогичного национального банка данных, который мог бы хранить и управлять тайваньскими данными, поэтому Тайвань будет доверять свои публичные и частные данные частным корпорациям. И правительство Тайваня захочет быть немного осторожным в своих сообщениях тайваньскому народу о перемещении данных за границу, чтобы не создавать непреднамеренной атмосферы неминуемого отречения или краха тайваньского правительства.
Кроме того, по ряду причин, о которых будет сказано ниже, доступ к оффшорным облакам данных будет ограничен доступной пропускной способностью связи. Например, если подводные кабели будут разорваны, пользователи на Тайване, скорее всего, будут иметь вместо этого спутниковые соединения с гораздо меньшей пропускной способностью. Соединений с меньшей пропускной способностью может быть достаточно для внесения дополнительных изменений в оффшорные базы данных (а не для передачи их целиком), но соответствующие протоколы должны быть установлены заранее.
В конечном счете, может быть лучше принять затраты и трудности, связанные с хранением и доступом к важным данным за границей, чем рисковать их уничтожением или кражей в результате атаки КНР.
Чтобы сохранить ключевые базы данных, Тайвань должен, по мнению экспертов RAND, сейчас подготовить оффшорные анклавы для ключевых баз данных в Японии, США или других зарубежных убежищах.
Как Тайвань может укрепить свои международные связи?
Подводные кабели Тайваня по своей природе уязвимы для атак. Хотя огромные коммуникационные возможности современных подводных кабелей не могут быть легко заменены, последние разработки в области беспроводной связи могут помочь. В следующих разделах будут кратко рассмотрены подводные кабели, а затем оценена роль, которую бортовые системы и группировки спутников могут сыграть в укреплении международных коммуникаций Тайваня.
Подводные кабели
Эксперты назвали зависимость Тайваня от подводных кабелей "ахиллесовой пятой". На момент написания этого доклада Тайвань был соединен с внешним миром 12 подводными кабелями, а строительство 13-го и 14-го кабелей планируется завершить в 2024 году. Медиа-компании, такие как Facebook и Google, напрямую владеют частями нескольких кабелей. Пропускная способность новейших подводных волоконно-оптических кабелей составляет 200 терабит в секунду: поистине гигантская способность, которую невозможно легко воспроизвести с помощью беспроводных технологий.
Все эти кабели уязвимы для обрыва рыболовными судами, корабельными якорями или диверсий, о чем свидетельствуют заметные повреждения кабелей в Красном море и других местах. Поврежденные кабели можно отремонтировать или заменить, хотя это может занять несколько недель, даже при наличии специализированных кораблей и запасных отрезков кабеля. Кроме того, эти операции обычно проводятся в безветренных погодных условиях и не под огнем противника. Поэтому вполне вероятно, что поврежденные кабели не будут работать до окончания боевых действий.
Кабельные системы могут быть наиболее уязвимы в том месте, где они выходят из воды и подключаются к наземным оптоволоконным сетям. В отраслевой литературе перечислены семь основных кабельных посадочных станций в четырех разных местах на Тайване. Некоторые из них, по-видимому, расположены более точно, чем другие, хотя все станции кабельной высадки, вероятно, находятся в списке китайской разведки. После обнаружения эти кабельные посадочные станции становятся легкой мишенью для ракетной артиллерии или групп подрывников.
Возможно построить дублирующие кабельные станции в альтернативных местах. Однако, учитывая, что эти станции должны подключаться к длинному подводному кабелю, сомнительно, что эти альтернативные места можно было бы эффективно скрыть. Даже если бы они были, сами кабели все равно были бы уязвимы, и их было бы нелегко заменить (как обсуждалось ранее).
Следовательно, Тайваню потребуются альтернативы для поддержания связи с поддерживающими его странами и сочувствующими людьми во всем мире, даже если эти альтернативы неизбежно будут работать со значительно меньшей скоростью передачи данных. В следующих разделах я рассмотрю потенциальные возможности и уязвимости бортовых и спутниковых систем.
Эксперты RAND считают: чтобы частично компенсировать потерю подводных кабелей в кризисное или военное время, Тайвань должен сейчас предпринять следующие действия:
• Разработать альтернативы подводным кабелям для наиболее приоритетных государственных органов и воинских частей.
• Обеспечить предприятиям и частным лицам доступ к заменителям кабелей по мере их доступности. Это должно включать протоколы для определения приоритетов их доступа и использования.
Бортовые системы
Было разработано несколько систем для размещения базовых станций сотовой связи в воздухе, где они могут видеть пользователей на больших расстояниях, не заблокированных препятствиями на земле. Эти системы включают в себя беспилотные авиационные системы и свободно летающий Loon от Google, высотный воздушный шар, предназначенный для обеспечения беспроводной сети в удаленных районах.
Проект Loon был прекращен Google в 2021 году, но оборудование из программы может все еще храниться где-то в хранилище, и люди, которые его разработали, могут воскресить его. Loon состоял из ряда соединенных между собой аэростатов, работающих на высоте 20 км. Эти воздушные шары можно было запускать из стран, которые будут их эксплуатировать, или запускать на расстоянии, а затем постепенно дрейфовать в предполагаемые районы их эксплуатации. Воздушные шары полагались на воздушные потоки, которые циркулируют в разных направлениях в зависимости от высоты, чтобы подтолкнуть их к месту назначения.
Дочерняя компания Google Loon обсуждала развертывание 30 или более воздушных шаров для обеспечения покрытия отдаленных регионов. Каждый воздушный шар имел базовую станцию 4G с антенной восходящей линии связи для приема передач от пользовательских устройств, нисходящей линией связи для связи с наземными станциями и перекрестной связью для связи с соседними воздушными шарами. Стандартные пользовательские устройства на расстоянии до 25 км могут подключаться к воздушному шару. Большие диапазоны могли бы быть возможны, если бы пользователи использовали более мощные устройства с направленными лучами восходящей линии связи. Что касается обратной связи, перекрестные связи между воздушными шарами продемонстрировали способность преодолевать расстояние в 1000 км.
Таким образом, воздушные шары, курсирующие между Тайванем и Окинавой, могут установить связь с наземными станциями на Окинаве, основных японских островах и, возможно, даже в Южной Корее. Как только сообщения достигают наземных станций в этих местах, они могут быть отправлены по подводным кабелям далеко от Тайваня в любую точку земного шара.
Хотя эти кабели потенциально могут быть перерезаны НОАК, это будет более сложной задачей, чем повреждение кабелей, идущих только с Тайваня, и может привести к распространению войны на всех соседей Тайваня.
Эти воздушные шары столкнутся с несколькими потенциальными угрозами. Воздушные шары на высоте стратосферы будут легко обнаружены системами радиотехнической разведки в пределах прямой видимости. Это сделало бы их уязвимыми для глушителей, истребителей и ракет класса "земля-воздух".
Китайский воздушный шар-разведчик, проникший в воздушное пространство США и Канады в начале 2023 года и впоследствии сбитый, представляет собой интересный пример. Министерство обороны США впервые заявило, что обнаружило воздушный шар после того, как он вошел в воздушное пространство США у Алеутских островов.
Это означает, что воздушный шар был обнаружен наземными радарами, работающими на территории США (или, возможно, бортовыми радарами, работающими в воздушном пространстве США), а не космическими системами, которые заметили бы воздушный шар до того, как он вошел в воздушное пространство США.
Воздушные шары, курсирующие между Тайванем и Окинавой, будут удалены от китайских наземных радаров на несколько сотен километров, что может затруднить их обнаружение. Хотя Китай мог бы обнаружить эти воздушные шары с помощью бортовых радаров, это сделало бы эти самолеты уязвимыми для воздушных и военно-морских сил США, действующих в этом районе. В любом случае китайские бортовые радиолокационные самолеты, скорее всего, будут заняты более приоритетными операциями над самим Тайванем.
Второй интересный момент перехвата китайского аэростата-разведчика заключается в том, что он был сбит самолетом F-22, вооруженным ракетой AIM-9. F-22 находился на высоте 58 000 футов, когда он выстрелил из AIM-9, а воздушный шар в момент удара находился на высоте от 60 000 до 65 000 футов. Выбор AIM-9 ближнего действия с тепловым датчиком самонаведения, а не AIM-120 дальнего действия с радиолокационным ГСН, может иметь большое значение. С одной стороны, миссия продемонстрировала возможность успеха одним выстрелом и одним поражением, что указывает на то, что воздушные шары связи типа Loon будут уязвимы для передовых истребителей, работающих с ракетами малой дальности. С другой стороны, если бы истребителям НОАК нужно было сблизиться на короткое расстояние, чтобы уничтожить каждый воздушный шар, они также стали бы уязвимыми для атак американских воздушных и военно-морских сил, действующих в этом районе.
Можно представить, что воздушные шары действуют как приманки, чтобы заманить самолеты НОАК в бой далеко от их баз.
В качестве альтернативы Тайвань мог бы приобрести беспилотные летательные аппараты, такие как EQ-4B, для использования в качестве узлов воздушной связи. Три самолета EQ-4B, выполнявшие эту роль, недавно были выведены из эксплуатации США. Эти или аналогичные самолеты могут быть полезны для некоторых потребностей Тайваня в связи.
Если они будут действовать с тайваньских баз, эти самолеты будут уязвимы для превентивных атак самолетов или ракет НОАК. Эти самолеты могут базироваться дальше, например, на Филиппинских островах, но тогда потребуется больше самолетов для обеспечения непрерывного покрытия. Филиппинские острова и базы США на Гуаме или Окинаве также будут уязвимы для превентивных ракетных ударов, и эти самолеты останутся уязвимыми так же, как и воздушные шары, о которых говорилось ранее.
Поскольку системы воздушной связи уязвимы для китайских истребителей, оперативное использование этих систем должно включать постоянное обновление оборудования для возмещения боевых потерь. В конечном счете, общая скорость передачи данных через эти системы будет ограничена количеством систем, которые Тайвань сможет поддерживать в воздухе.
Неясно, должен ли Тайвань инвестировать в бортовые системы, но если бы Тайвань хотел чего-то быстрого и с небольшими затратами на разработку, он мог бы сейчас предпринять следующие действия:
• Договариваться с Google о выводе Loon из хранилища и проведении расширенных испытаний технологии, включая около дюжины воздушных шаров (для формирования цепей и обеспечения запасными частями) и двух наземных станций на Тайване.
• Провести переговоры с Японией и Филиппинскими островами о размещении на их территории дополнительных наземных станций, предпочтительно подключенных к подводным кабелям.
• Изучить возможность связи с Гуамом с помощью цепочки воздушных шаров.
Спутники
Для такого островного государства, как Тайвань, спутники являются наиболее подходящей, хотя и гораздо менее функциональной, заменой подводным кабелям. Спутники не могут заменить огромную пропускную способность подводных кабелей, но они могут соединять высокоприоритетных фиксированных и мобильных пользователей, включая государственных деятелей, частных лиц и воинские части, а также поддерживающие их организации и отрасли. Но этот вариант сложен, поэтому целесообразна спутниковая связь (SATCOM).
Существует несколько очень разных видов коммерческих и государственных систем SATCOM, которые охватывают Тайвань, и каждая из них имеет свои преимущества и недостатки. Эти характерные для спутников характеристики особенно важны при оценке способности этих систем противостоять физическим или электронным атакам Китая. Кроме того, поскольку эти системы передают на несколько порядков меньше данных, чем подводные кабели, Тайваню потребуется тщательно продуманная стратегия, чтобы справиться с этими ограничениями пропускной способности.
Типы спутниковых систем
Как государственные, так и коммерческие спутники связи охватывают Тайвань и окружающие его воздушные и морские пути. Спутники связи, принадлежащие правительствам США и других стран, в основном находятся на геостационарной орбите (GEO), в то время как коммерческие группировки связи работают на низкой околоземной орбите (LEO), средней околоземной орбите (MEO) и GEO.
Спутники на GEO размещаются на высоте 35 786 км над земной поверхностью. На этой высоте они совершают один оборот вокруг Земли за 23 часа 56 минут - ровно столько же времени требуется Земле, чтобы совершить один полный оборот вокруг своей оси. По этой причине спутники на GEO кажутся неподвижными из любой заданной точки земной поверхности. Это делает орбиту GEO особенно популярной для спутников связи, особенно для пользователей (таких как средний дом и бизнес), которые хотят использовать стационарные тарелки, которым не нужно отслеживать движение спутника по небу. Кроме того, спутники на GEO расположены настолько высоко, что могут видеть большую часть Земли с одной орбитальной позиции (или слота). На самом деле всего три равномерно расположенных спутника на могли видеть весь земной шар (за исключением северной и южной полярных областей) с некоторым перекрытием.
Традиционные провайдеры SATCOM, такие как Eutelsat, Inmarsat, Intelsat и SES, имеют созвездия в GEO.
Некоторые военные системы, такие как широкополосная глобальная система SATCOM (WGS), также расположены на GEO. Одним из основных недостатков GEO является то, что пользователи SATCOM испытывают временную задержку примерно в полсекунды. Хотя это отставание незаметно для приема телетрансляции, оно может отвлекать при двустороннем телефонном разговоре.
Начиная с Iridium и Globalstar в 1998 году, появилось несколько созвездий спутников связи LEO (работают на орбитах от 160 до 2000 км). Самый известный из недавних участников - Starlink, принадлежащий SpaceX. За ним следует OneWeb, за которым планируют последовать дополнительные созвездия. Если полная группировка, обещанная Starlink, OneWeb, Kuiper и другими, будет реализована, в течение следующих десяти лет будут доступны еще тысячи спутников LEO, что значительно повысит доступность и пропускную способность SATCOM.
Преимущества LEO включают короткое время в пути между наземными станциями, что значительно сокращает временные задержки при голосовой и видеосвязи, а также возможность использования пользовательских терминалов с меньшей мощностью, что уменьшает размер и мощность, необходимые для пользовательских устройств.
Основным недостатком LEO является то, что спутники на LEO быстро перемещаются относительно пользователя на поверхности. Это означает, что для обеспечения непрерывности покрытия требуется много спутников: каждый спутник передает вызовы или соединения для передачи данных следующему спутнику, прибывающему через пользователя. Кроме того, малая высота спутников LEO ограничивает размер наземного покрытия каждого спутника, что требует большого количества орбитальных плоскостей для покрытия всего земного шара. В то время как спутник на GEO может видеть более одной трети земной поверхности с одного фиксированного орбитального интервала, спутники на LEO обычно концентрируются на точках с радиусом (или большой осью) в несколько сотен километров. Наконец, хотя меньшая высота спутников снижает требования к мощности пользовательских терминалов, эти терминалы должны иметь возможность отслеживать быстро движущуюся последовательность спутников. Это относительно легко для терминалов Iridium и Globalstar, потому что они используют частоту (L-диапазон), которая может использовать всенаправленные антенны, но это более серьезная проблема для таких спутников, как Starlink и Oneweb, которые используют более высокочастотный диапазон Ku: их пользовательские терминалы используют сложную фазированную решетку, которая может электронным образом отслеживать спутники без необходимости использования антенны с механическим управлением.
Между LEO и GEO находится MEO, определяемый как все, что находится между 2000 км и всего на 200 км ниже GEO (35 586 км). Спутники на этих орбитах также движутся относительно Земли, но медленнее. Одними из наиболее известных обитателей этого пространства являются Глобальная система позиционирования (GPS), которая вращается на высоте 20 200 км, и аналогичные системы из Европы, России и Китая. Каждый спутник GPS вращается вокруг Земли два раза в день. Были задуманы различные созвездия связи, населяющие это пространство, но единственным современным примером является система O3B из 20 спутников, запускаемая SES.
Спутниковое обслуживание на Тайвань и обратно
Тайвань планирует создать спутниковую сеть с возможностями, аналогичными тем, которые Starlink предоставил Украине, на случай, если Китай попытается отключить ее связь. Тайваньский план повышения цифровой устойчивости коммуникационной сети с реагированием или применением новых технологий военного времени рассматривает спутники LEO, чтобы гарантировать, что видеоконференции, передача голоса по интернет-протоколу и прямая трансляция могут поддерживаться даже в случае повреждения подводных кабелей и телефонных сетей. Тайвань предполагает, что к 2030 году его спутниковая сеть будет состоять из 700 наземных станций и не менее 20 собственных спутников.
Однако даже после завершения спутниковые и сетевые станции управления этой системой могут иметь серьезную уязвимость, если станции расположены на Тайване. У таких станций есть антенны восходящей линии связи, которые можно легко обнаружить и определить местонахождение с помощью систем радиотехнической разведки, которые есть в Китае. После обнаружения эти объекты могут быть уничтожены авиацией или реактивной артиллерией. Поэтому, если такие объекты будут построены, для Тайваня будет крайне важно организовать альтернативные станции, которые смогут контролировать спутники и наземные сети, если основные станции будут повреждены во время конфликта. Установленные коммерческие спутниковые системы LEO и GEO имеют несколько станций управления, расположенных вдали от Тайваня. Эти станции менее уязвимы для атак китайских обычных вооружений, и каждый провайдер может заключать соглашения о взаимопомощи со своими конкурентами в случае повреждения одной или нескольких станций управления.
Тем временем Тайвань мог бы просто приобрести услуги одной или нескольких спутниковых систем. 3600 спутников на орбите (из которых, возможно, 3200 находятся в рабочем состоянии) по состоянию на февраль 2023 года. Приблизительно 11 из этих спутников должны находиться в поле зрения Тайваня в любой момент времени, чтобы предлагать фиксированные и мобильные услуги восходящей линии связи на частоте 500 МГц в диапазоне Ku. спектр.
Интересно, что Starlink выделил 2000 МГц полосы пропускания для нисходящего канала, что означает, что он предлагает пользователям гораздо большую скорость передачи данных, чем скорость передачи данных, которую он может передавать от пользователей. Другие системы LEO включают OneWeb (приблизительно 600 спутников, но еще не предлагают услуги), Kuiper (запуск должен начаться в 2023 году) и более старые созвездия Iridium и Globalstar. Iridium и Globalstar имеют гораздо меньшие частотные распределения, около 10 МГц каждая, что ограничивает эти системы предоставлением в основном услуг голосовых и текстовых сообщений.
Кроме того, в той части геодуги, которая видна с Тайваня, находится в общей сложности 182 спутника связи. Из них 63 эксплуатируются коммерческими группировками, базирующимися в странах, которые, скорее всего, будут сочувствовать Тайваню в случае нападения Китая. Беглый обзор этих систем показывает, что значительная их часть покрывает Тайвань, в том числе 16 спутников, работающих в C-диапазоне, 32, предлагающих Kuband, и 6, предлагающих Ka-диапазон. Хотя несколько стран (включая США) перераспределили 300 МГц пропускной способности нисходящего канала C-диапазона для использования наземной сети 5G, по-прежнему должна быть возможность использовать пропускную способность восходящего канала. Таким образом, каждый спутник диапазона C может предоставить 500 МГц восходящей линии связи от пользователей на Тайване. Расширенный Ku-диапазон содержит 750 МГц пропускной способности, а коммерческий Kaband имеет пропускную способность 3500 МГц.
Правительство США и правительства союзных стран также эксплуатируют 32 спутника связи, в том числе четыре спутника WGS, которые могут обеспечивать покрытие для пользователей на Тайване. Каждый спутник WGS может обеспечить пропускную способность 500 МГц в диапазоне X и 1000 МГц в военном диапазоне Ka (что на более высокой частоте, чем коммерческий диапазон Ka).
Если бы Тайваню было доступно 100 процентов пропускной способности всех спутников LEO и GEO, то общая полоса пропускания 64,5 ГГц была бы доступна для восходящих каналов связи с Тайваня. При эффективности передачи данных 1 бит в секунду на герц полосы пропускания это будет означать 64,5 гигабайта в секунду (Гбит/с) - меньше, чем пропускная способность одного из последних подводных кабелей. Однако спутниковые системы, как правило, планируют работать с 80-процентной пропускной
Правила комментирования
comments powered by Disqus