Системы спутниковой связи общего пользования и специального назначения

 
 
 
 
 
 
 
 
 
С. И. Макаренко 
 
 
 
Системы спутниковой связи 
общего пользования и 
специального назначения 
 
 
 
Монография 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Санкт-Петербург 
Наукоемкие технологии 
2025 

УДК 629.78 
ББК  32.884 
 M15 
 
Рецензенты: 
Михайлов Р. Л., доктор технических наук, доцент; 
Новиков Е. А., доктор технических наук, доцент; 
Титков И. В., доктор технических наук, профессор. 
 
 
 
 
 
M15 Макаренко С. И. 
Системы спутниковой связи общего пользования и специального 
назначения. Монография. – СПб.: Наукоемкие технологии, 2025. – 222 с. 
 
 
 
S. I. Makarenko 
Satellite communication systems for general and specific purposes. Saint 
Petersburg, Naukoemkie Tehnologii Publ., 2025. 222 p. 
 
ISBN 978-5-00271-006-5 
 
В издании представлены описательные модели наиболее технически 
развитых систем спутниковой связи (ССС) ведущих зарубежных стран 
(ВЗС). К числу описанных ССС ВЗС относятся как ССС общего пользования (Iridium, Inmarsat и Starlink), так и ССС специального назначения 
(MUOS, WGS и AEHF). Дан анализ космических и наземных сегментов 
этих ССС, а также принципов организации связи в них. 
Описательные модели ССС ВЗС могут служить основой для прототипирования и разработки отечественных космических систем. 
 
 
 
 
 
 
 
УДК 629.78 
ББК  32.884 
 
 
Напечатано с оригинал-макета, подготовленного автором. 
 
 
© Макаренко С.И., 2025 
ISBN 978-5-00271-006-5 
© Издательство «Наукоемкие технологии», 2025 
 

Оглавление 
Введение ....................................................................................................................... 8 
ЧАСТЬ I. СCC ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ..................................................... 12 
1. ССС IRIDIUM ...................................................................................................... 12 
1.1. Краткая историческая справка о ССС Iridium ................................................. 12 
1.2. Назначение и состав ССС Iridium ..................................................................... 13 
1.2.1. Назначение и предоставляемые услуги связи .......................................... 13 
1.2.2. Состав, структура и особенности .............................................................. 14 
1.2.3. Основные ТТХ ............................................................................................. 16 
1.2.4. Краткие сведения о следующем поколении КА – Iridium NEXT ........... 18 
1.3. Организация связи в ССС Iridium ..................................................................... 20 
1.3.1. Организация зон и лучей обслуживания КА Iridium ............................... 20 
1.3.2. Абонентские терминалы ............................................................................. 22 
1.3.3. Типы каналов связи и их организация ...................................................... 23 
1.3.3.1. Служебные каналы ............................................................................... 24 
1.3.3.2. Абонентские каналы ............................................................................ 25 
1.3.4. Уплотнение каналов связи ......................................................................... 26 
1.3.4.1. Временное уплотнение каналов .......................................................... 26 
1.3.4.2. Частотное уплотнение каналов ........................................................... 27 
1.3.5. Сигнально-кодовые конструкции и способы регулирования 
мощности в каналах связи .................................................................................... 30 
1.3.5.1. Сигналы в каналах связи ..................................................................... 30 
1.3.5.2. Кодирование в каналах связи .............................................................. 31 
1.3.5.3. Способы регулирования мощности в каналах связи ........................ 31 
1.3.6. Протоколы организации связи ................................................................... 32 
1.3.6.1. Протокол управления соединениями ................................................. 33 
1.3.6.2. Протокол управления мобильностью ................................................ 33 
1.3.6.3. Протокол канального уровня L диапазона ........................................ 33 
1.3.6.4. Протокол канала ассоциированного управления 
L диапазона ........................................................................................................ 33 
1.3.6.5. Протокол физического уровня L диапазона ...................................... 34 
1.3.7. Обработка вызовов ...................................................................................... 34 
1.3.7.1. Обнаружение сигнала .......................................................................... 34 

1.3.7.2. Управление обнаружением сигнала и воспрещение доступа .......... 36 
1.3.7.3. Организация доступа ........................................................................... 36 
1.3.7.4. Регистрация в сети ............................................................................... 37 
1.3.8. Процедура «хэндовера» .............................................................................. 37 
1.4. Качество обслуживания в ССС Iridium ............................................................ 39 
1.4.1. Основные связные услуги передача трафика ........................................... 39 
1.4.2. Время установления соединения ............................................................... 39 
1.4.3. Своевременность передачи ........................................................................ 39 
1.4.4. Надежность связи ........................................................................................ 40 
1.4.5. Качество обслуживания речевых вызовов ................................................ 40 
1.4.6. Оповещение о возможных перерывах в предоставлении 
услуг связи ............................................................................................................. 41 
1.4.7. Безопасность и зашита ................................................................................ 41 
2. ССС INMARSAT .................................................................................................. 43 
2.1. Краткая историческая справка о ССС Inmarsat ............................................... 43 
2.2. Общие сведения о ССС Inmarsat ....................................................................... 44 
2.2.1. Назначение и предоставляемые услуги связи .......................................... 44 
2.2.2. Состав, структура и особенности ССС ..................................................... 44 
2.2.2.1. Космический сегмент и основные ТТХ КА различных 
поколений ........................................................................................................... 44 
2.2.2.2. Наземный сегмент ................................................................................ 47 
2.2.2.3. Особенности ССС ................................................................................. 48 
2.3. Организация связи в ССС Inmarsat на основе КА различных 
поколений ................................................................................................................... 49 
2.3.1. Организация связи на основе КА Inmarsat-3 ............................................ 49 
2.3.2. Организация связи на основе КА Inmarsat-4 ............................................ 51 
2.3.3. Организация связи по технологии BGAN ................................................ 55 
2.3.3.1. Каналообразование в линии «вниз» ................................................... 55 
2.3.3.1. Каналообразование в линии «вверх» ................................................. 57 
2.3.4. Организация связи на основе КА Inmarsat-5 ............................................ 59 
2.4. Наземные средства ССС Inmarsat ..................................................................... 62 
2.4.1. Стандарты связных услуг, предоставляемых абонентам ........................ 62 
2.4.2. Абонентское терминалы ............................................................................. 65 
2.4.3. Шлюзовые станции и система управления ССС ...................................... 70 

3. ССС STARLINK .................................................................................................. 73 
3.1. Краткая историческая справка о ССС Starlink ................................................ 73 
3.2. Общие сведения о ССС Starlink ........................................................................ 77 
3.2.1. Орбитальная группировка .......................................................................... 77 
3.2.2. Платформы КА Starlink и их полезная нагрузка ...................................... 80 
3.2.2.1. КА Starlink версии 0.9 .......................................................................... 81 
3.2.2.2. КА Starlink версии 1.0 .......................................................................... 82 
3.2.2.3. КА Starlink версии 1.5 .......................................................................... 82 
3.2.2.4. КА Starlink версии 2.0 (Generation 2) ................................................. 83 
3.2.2.5. Стоимость КА Starlink ......................................................................... 84 
3.2.2.6. Надежность КА Starlink ....................................................................... 85 
3.2.3. Архитектура ССС ........................................................................................ 85 
3.2.4. Проблемные вопросы использования ССС Starlink ................................ 87 
3.2.4.1. Проблемы астрономических наблюдений ......................................... 87 
3.2.4.2. Проблемы загрязнения околоземного космического 
пространства ...................................................................................................... 88 
3.2.5. Возможности военного использования ССС Starlink .............................. 89 
3.3. Организация связи в ССС Starlink .................................................................... 93 
3.3.1. Краткая характеристика бортового связного оборудования 
КА Starlink .............................................................................................................. 94 
3.3.2. Частотный план ССС Starlink .................................................................... 95 
3.3.3. Организация связи в абонентских линиях ................................................ 97 
3.3.4. Организация связи в фидерных линиях .................................................. 105 
3.3.5. Организации связи в лазерных МЛС ...................................................... 106 
3.3.6. Оценка пропускной способности отдельного КА ................................. 109 
3.3.7. Качество обслуживания в ССС ................................................................ 111 
3.4. Наземные средства ССС Starlink .................................................................... 112 
3.4.1. Абонентские терминалы ........................................................................... 112 
3.4.2. Шлюзовые станции ................................................................................... 120 
3.4.3. Система управления .................................................................................. 126 
3.5. Промежуточные итоги эксплуатации и перспективы развития 
ССС Starlink ............................................................................................................. 128 

ЧАСТЬ II. СCC СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ .................................... 131 
4. ССС MUOS ......................................................................................................... 131 
4.1. Краткая историческая справка о ССС MUOS ............................................... 131 
4.2. Назначение и состав ССС MUOS ................................................................... 132 
4.2.1. Назначение и предоставляемые услуги связи ........................................ 132 
4.2.2. Состав, структура и особенности ССС ................................................... 133 
4.2.2.1. Космический сегмент ......................................................................... 133 
4.2.2.2. Наземный сегмент и абонентские терминалы пользователей ....... 135 
4.3. Организация связи в ССС MUOS ................................................................... 136 
4.3.1. Бортовая аппаратура связи КА ................................................................ 136 
4.3.2. Частотный план ССС ................................................................................ 140 
4.3.3. Организация широкополосной связи комплектом «нового» 
оборудования КА ................................................................................................. 141 
4.3.4. Организация узкополосной связи комплектом «старого» 
оборудования КА ................................................................................................. 145 
4.3.5. Организации связи в фидерных линиях .................................................. 147 
4.4. Наземные средства ССС MUOS ..................................................................... 149 
4.4.1. Особенности совместного использование АТ MUOS, WGS и 
AEHF при управлении войсками на удаленных театрах военных 
действий................................................................................................................ 149 
4.4.2. Абонентские терминалы ........................................................................... 149 
4.4.3. Шлюзовые станции ................................................................................... 149 
4.5. Полярное дополнение ССС MUOS на основе КА TacSat-4 ......................... 152 
5. ССС WGS ............................................................................................................ 154 
5.1. Краткая историческая справка о ССС WGS .................................................. 154 
5.2. Назначение и состав ССС WGS ...................................................................... 155 
5.2.1. Назначение и предоставляемые услуги связи ........................................ 155 
5.2.2. Состав, структура и особенности ССС ................................................... 155 
5.2.2.1. Космический сегмент ......................................................................... 156 
5.2.2.2. Наземный сегмент .............................................................................. 158 
5.3. Организация связи в ССС WGS ...................................................................... 159 
5.3.1. Бортовая аппаратура связи КА WGS ...................................................... 159 
5.3.2. Частотный план ССС WGS ...................................................................... 163 
5.3.3. Организация связи КА WGS с наземными абонентами ........................ 165 

5.4. Наземные средства ССС WGS ........................................................................ 168 
5.4.1. Абонентские терминалы ........................................................................... 168 
5.4.2. Средства связи шлюзовых станций ......................................................... 179 
6. ССС AEHF .......................................................................................................... 182 
6.1. Краткая историческая справка о ССС AEHF ................................................ 182 
6.2. Назначение и состав ССС AEHF .................................................................... 183 
6.2.1. Назначение и предоставляемые услуги связи ........................................ 183 
6.2.2. Состав, структура и особенности ССС ................................................... 184 
6.3. Космический сегмент ССС АЕHF и организация связи в нем .................... 187 
6.4. Наземные средства ССС AEHF ...................................................................... 190 
6.4.1. Абонентские терминалы ........................................................................... 190 
6.4.2. Наземный комплекс управления ............................................................. 197 
Заключение .............................................................................................................. 199 
Сокращения .............................................................................................................. 200 
Литература ............................................................................................................... 210 
 

Введение 
В настоящее время системы спутниковой связи (ССС) получили широкое 
распространение и активно используются в народном хозяйстве, государственном управлении и при ведении военных действий. В условиях современной 
геополитики ССС становятся глобальной национальной инфраструктурой связи, 
которая обеспечивает информационную привязку абонентов и обмен данными 
между ними в масштабах всей планеты Земля. Поэтому странам, претендующим на мировое лидерство в экономическом, политическом и военном плане, 
нельзя обойтись без создания собственных национальных ССС.  
Россия обладает богатыми традициями создания ССС. Однако, начиная с 
1990-х гг. наметилась тенденция технологического отставания отечественной 
отрасли космической связи от ведущих зарубежных стран (ВЗС), прежде всего 
от США и стран Евросоюза. Это отставание, по мнению автора, обусловлено 
следующими негативными тенденциями: частичной утратой технологических 
компетенций вследствие кадрового кризиса в отрасли в 1990-2000-х гг.; развалом радиоэлектронной промышленности и ее неспособность выпускать электронную компонентную базу (ЭКБ) класса «space»; сосредоточением основных 
активов космической отрасли в рамках государственных корпораций, которым 
свойственен бюрократизм, высокая инерционность планирования, отсутствие 
прорывных технологических инициатив. Однако, в последнее время, данная 
тенденция стала меняться. Появились интересные отечественные проекты ССС 
от частных компаний, которые активно проектируют орбитальные группировки 
(ОГ) своих космических аппаратов (КА), как в интересах обеспечения связью 
северных и сибирских регионов нашей Родины, так и с прицелом на оказание 
услуг связи за рубежом – в регионах Латинской Америки, Юго-Восточной Азии 
и Африки. При этом эти новые российские проекты активно рассматривают и 
заимствуют опыт построения успешных зарубежных систем. 
В период с 2011 по 2024 гг. автору повезло принимать участие в большом 
числе как государственных, так и частных космических проектов. Среди них: 
формирование связной инфраструктуры для космодромов «Байконур» и «Восточный», создание ССС в рамках проектов «Приморка», «ЕССС-3», «Сфера», 
«Эфир», «Мегафон-1440», создание бортовой и наземной аппаратуры для космических систем специального назначения. Разработка космической техники – 
это неординарный, трудоемкий и сложный процесс. И для частичного снижения трудоемкости проектирования «с нуля» автор всегда предлагал обратиться 
к успешному зарубежному опыту, рассмотрев в качестве прототипов отечественных решений уже существующие ССС ВЗС. 
Цель работы – представить описательные модели наиболее технологически развитых ССС ВЗС, технологии и принципы организации связи в которых 
могут служить основой для прототипирования и разработки бортовой и наземной аппаратуры отечественных космических систем. 
В основу монографии легло обобщение предыдущих публикаций автора 
[1-6]. Соавторами автора в некоторых из эти публикациях были д.т.н. доцент 
Р. Л. Михайлов, к.т.н. С. В. Пехтерев и к.т.н. А. А. Ковальский, и я выражаю 

признательность моим коллегам за то, что они разделили со мной кропотливый 
и скрупулезный труд по анализу принципов функционирования зарубежных ССС. 
При описании ССС ВЗС автором рассмотрены два основных класса систем – ССС общего пользования и ССС специального назначения: 
а) ССС общего пользования – ССС, предназначенная для возмездного 
оказания услуг связи любому легальному пользователю; 
б) ССС специального назначения – ССС, предназначенная для нужд органов государственной власти, нужд обороны страны, безопасности государства и обеспечения правопорядка. 
Вместе с тем, такое деление довольно условно т. к. большая часть ССС 
ВЗС общего пользования фактически являются системами двойного назначения, 
а их спутниковый ресурс в объеме порядка 20-50 % на постоянной основе арендуется специальными потребителями, прежде всего, вооруженными силами 
(ВС) США и стран НАТО. 
В монографии рассмотрены следующие ССС ВЗС: 
1) ССС общего пользования, обеспечивающие передачу речи, данных и 
доступ в сеть Интернет: 
‒ низкоорбитальная многоспутниковая ССС Iridium (по состоянию на 
2018 г.); 
‒ геостационарная ССС Inmarat (по состоянию на 2017 г.); 
‒ низкоорбитальная многоспутниковая ССС Starlink (по состоянию на 
2022 г.); 
2) ССС специального назначения, функционирующие в интересах ВС 
США и стран НАТО: 
‒ геостационарная ССС MUOS, обеспечивающая низкоскоростную 
узко- и широкополосную связь (по состоянию на 2019 г.); 
‒ геостационарная ССС WGS, обеспечивающая высокоскоростную 
широкополосную связь (по состоянию на 2023 г.); 
‒ геостационарная ССС AEHF, обеспечивающая защищенную связь 
(по состоянию на 2023 г.). 
Автор не ставил себе задачу описать самое современное состояние вышеуказанных ССС. Такой необходимости нет т. к. ССС активно развиваются и 
любое описание гарантированно устареет через 2-3 года. Автор видит свою задачу в другом – наиболее полно, насколько это возможно в открытой литературе, дать описание технологических и технических решений, а также принципов 
функционирования этих ССС, которое могли бы использовать отечественные 
специалисты, работающие в российской космической отрасли. 
При формировании описательных моделей ССС ВЗС автор широко использовал оригинальные англоязычные материалы – научные статьи, руководящие документы, книги, справочные материалы и сайты в сети Интернет. Касаемо широкого использования в работе этих материалов хотелось бы отметить 
следующее. Эти материалы использовались по принципу «как есть», при этом 
автор отдает себе отчет, более того – хотел бы предупредить читателей, что эти 
материалы потенциально могут содержать недостоверные сведения или дезин

формацию. Однако задача верификации сведений, представленных в англоязычных материалах, выходит за рамки целей данной монографии. Заимствованный и используемый материал помечен соответствующими ссылками на 
первоисточники и читатель, при необходимости, может обратиться к первоисточникам и самостоятельно сделать выводы о возможности доверия тому или 
иному источнику, а также о степени достоверности информации, представленной в нем. 
Автор надеется, что его труд найдет своего читателя и станет маленьким 
кирпичиком в возрождение технологического фундамента нашего Отечества, 
как великой космической державы. 
Благодарности 
Автор выражает благодарность рецензентам за поиск ошибок и неточностей при рецензировании монографии, за ценные предложения, которые способствовали значительному улучшению качества работы, ее полноты и ясности, 
а также ориентированности на широкого читателя. 
Признательность за доброжелательную критику, научную и организационную поддержку, а также за плодотворное общение хочется выразить всем тем, 
с кем автор обсуждал вопросы космических исследований на встречах, семинарах, конференциях, а также в процессе выполнения совместных НИОКР. Это, 
прежде всего, коллективы: Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского, ВУНЦ ВМФ «Военно-морская академия им. Н. Г. Кузнецова», ВУНЦ 
ВВС «Военно-воздушная академия им. проф. Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина», Военного университета радиоэлектроники, Санкт-Петербургского Федерального исследовательского центра РАН, Института космических исследований РАН, АО «НИИ «Вектор», АО «Конструкторское бюро «Арсенал»,  
АО «ЦНИИ машиностроения», АО «Российские космические системы»,  
АО «Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры», 
ФГУП «НИИ радио», ФГУП «НИИ телевидения», АО «НИИ программных 
средств», ООО «Специальный технологический центр», ООО «НПП «Новые 
технологии телекоммуникаций», ООО «Истар», АО «НПК «Криптонит», 
АО «Ярославский радиозавод», ООО «Ижевский радиозавод», АО «НПЦ «Вигстар», АО «Российский институт радионавигации и времени», АО «НПП 
«Цифровые решения». 
Автор благодарит тех неординарных людей, с которыми ему посчастливилось совместно служить, работать, обсуждать и выполнять интересные космические проекты: д.т.н. проф. С. Н. Агиевича, к.т.н. доцента А. Ф. Акмолова, 
А. Б. Балю, к.т.н. В. Д. Беспалого, И. Ю. Боровлева, к.ф.-м.н. В. В. Власова, 
к.т.н. доцента В. В. Вознюка, к.т.н. доцента А. С. Гарагулю, к.т.н. А. А. Гриценко, д.т.н. проф. С. В. Дворникова, к.т.н. С. Х. Зиннурова, А. Д. Искова, к.т.н. 
О. В. Карсаева, к.т.н. А. Н. Карутина, к.т.н. А. А. Ковальского, к.в.н. Г. Н. Колмыкова, д.т.н. проф. А.В. Кузичкина, д.т.н. проф. А. И. Куприянова, д.т.н. проф. 
П. В. Куприянова, Л. Е. Лаврентовича, О. А. Латушкина, к.т.н. С. А. Луценко, 
д.т.н. проф. С. Б. Макарова, А. С. Моторницкого, д.т.н. проф. А.В. Паршуткина, 
д.т.н. проф. Ю. М. Перунова, д.т.н. проф. С. П. Присяжнюка, И. Н. Панте