Всем интернета. Как техногиганты сражаются за связь над Землей
Пока в Украине спорят и разбираются, чем и как устранять цифровой разрыв между городом и селом, в мире большого технологического бизнеса озабочены, как подключить к интернету всю планету.
Это вопрос не только статуса или социальной миссии. Речь о больших деньгах. Ведь подключение нескольких миллиардов землян = прибыль от услуг предоставления связи. Или реализация других бизнес-планов с партнерами по контенту или поставщиками цифровых услуг.
Почему это может быть актуально для Украины? Дотянуться до каждого глухого села можно тремя основными способами: оптоволокном, спутником или 3G/4G. Каждый из них требует инвестиций и/или подвижек в законах. К примеру, мобильные операторы уже давно просят государство выставить на конкурс частоты 900 МГц, чтобы развернуть 4G-сеть на бОльшие территории. В диапазонах 1800 и 2600 МГц это сделать значительно дороже и сложнее. Однако не исключено, что пока телеком-бизнес и чиновники договорятся, над нашей страной полетят проекты зарубежных компаний.
LIGA.net вместе с Innolytics Group разбирается, как глобальные корпорации видят всепланетный интернет будущего. И какие новые идеи появляются в головах изобретателей.
Поле битвы - воздух
Техногиганты уже давно меряются интернет-проектами в небе. Apple, Facebook, Google, SpaceX - все пытались и пытаются как-то себя проявить.
Еще до выпуска первого iPhone Стив Джобс рассматривал возможность запуска собственной беспроводной сети. В 2017 году Bloomberg писал, что Apple собрала команду из бывших сотрудников Alphabet, материнской компании Google. Издание предположило, что новое подразделение займется созданием спутникового интернета.
Facebook же развивает проект Internet.org, цель которого - сделать интернет более доступным с помощью всевозможных способов: беспилотники с лазерами, раздающие интернет, сотрудничество с телеком-операторами. Компания Цукерберга также планировала заняться спутниками. И даже пыталась запустить один в 2016 году на ракете SpaceX Falcon 9. Однако ракета и спутник взорвались еще на стартовой площадке. А меньше месяца назад Facebook закрыла проект интернет-беспилотников. Несмотря на эти неудачи компания не сдается: как минимум, остаются планы по совместным спутниковым проектам с французской корпорацией Eutelsat.
Илон Маск также намерен вывести на низкую околоземную орбиту почти 4500 спутников, которые покроют всю землю стабильным интернетом. В этом году он запустил Falcon 9 с двумя экспериментальными аппаратами - Microsat-2a и Microsat-2b. Это первый шажок в проекте Starlink, реализация которого оценивается в $10 млрд. К 2025 году Маск планирует заполучить до 40 млн абонентов, которые будут генерировать около $30 млрд выручки.
Надо сказать, что Маск не одинок в своих намерениях. Конкуренцию ему хочет составить проект OneWeb, который финансируется японским SoftBank. А на средней околоземной орбите уже вращаются спутники проекта O3b (Other 3 Billion) компании SES.
Быстрее, ниже, мощнее
Почему все так рвутся разместить аппараты ближе к поверхности Земли?
Во-первых, геостационарная орбита, на которой сейчас работает большинство интернет-спутников (в том числе тот, через который выходит в сеть наша страна), уже довольно плотно занята. Во-вторых, из-за дальности расположения - 35 786 км от поверхности планеты - сигнал в одну сторону идет больше 250 миллисекунд. Даже при высокой скорости в мегабитах это время нельзя сократить чисто физически. Для сравнения, в сетях 4G задержка составляет максимум десятки миллисекунд.
Низко- и среднеорбитальные спутники от этой проблемы избавляют. Тот же Маск планирует дать каждому абоненту по 1 Гбит/с. А задержка сигнала будет в десятки раз меньше. Но здесь другие проблемы - например, долговечность аппаратов. Чем в более низких слоях вращается автономный спутник, тем быстрее трение о воздух снижает его высоту и ускоряет падение. Соответственно, срок их службы ниже, чем у геостационарных. Другой момент - нужно согласовать работу и высоты всех спутников сети.
Впрочем, орбиты - не единственное место, где толкаются локтями. Есть проекты и пониже - в стратосфере в пределах 25 км, выше зоны маршрутов авиации.
В последнем десятилетии активизировалось движение вокруг высотных самолетов на солнечных батареях и воздушных шаров, которые раздают интернет. Свои проекты здесь разрабатывают Airbus (легкие самолеты Zephyr), дирижабли Stratobus и снова-таки Google со своим проектом стратосфер Loon, которые помогают раздавать 4G в труднодоступных районах с помощью летающих шаров. Одна из особенностей этого проекта - длительность полета шаров. В среднем они могут обходиться без техподдержки около 100 дней. Однако Google продолжает работу над Loon и патентует новые способы, помогающие подольше удерживать шар в небе.
Вероятно, по причине высокой конкуренции в этом сегменте Facebook и свернул проект стратосферных самолетов Aquila. Однако глобально корпорации не останавливают поиск новых решений ни в стратосфере, ни в спутниковых технологиях. Или додумывают, как усовершенствовать уже имеющиеся наработки, параллельно патентуя самые удачные.
LIGA.net приводит тройку патентов от компаний, которые взглянули на интернет из космоса с разных сторон.
Созвездие спутников от Google
Несмотря на множество уже начатых проектов (и не только своих), техногигант считает, что вся существующая инфраструктура связи по-прежнему не удовлетворяет спрос, а некоторые регионы все еще не подключены к глобальной сети. Поэтому компания придумала еще один способ покрыть нашу планету интернетом.
Google работает над новой глобальной системой связи из более чем 1000 спутников и наземных станций. Гигант задумал разместить в космосе две группы спутников.
В первой будет небольшое количество спутников, которые разместят повыше от Земли. Это позволит увеличить их зону покрытия, поскольку чем выше спутник, тем больше площадь покрытия.
Спутники второй группы разместятся поближе к планете. Их будет больше, и они обеспечат большую пропускную способность системы, поддерживая также растущее число пользователей глобальной системы связи.
Каждая группа спутников будет находиться под собственным углом наклона - от 0 до 90 градусов относительно экватора Земли. Таким образом вся эта система позволит покрыть минимум 75% планеты, не охватывая незаселенные арктические регионы почем зря.
Созвездие спутников может использоваться в военных и гражданских целях, для связи, навигации, исследований и других потребностей.
Беспрерывное общение спутников
А компания Iridium Satellite, дочка всемирного оператора спутниковой телефонной связи Iridium Communications придумала, как обеспечивать передачу данных из космоса без сбоев.
В 2017 году Iridium Satellite начала запускать в космос второе поколение коммуникационных спутников Iridium NEXT. Обновление должно было заменить уже существующую спутниковую группировку космических аппаратов Iridium, работающую еще с конца 90-х, и обеспечить голосовую связь и передачу данных для мобильных устройств.
Новая сеть спутниковой связи включает 66 спутников, размещенных на низкой околоземной орбите и соединенных между собой множеством каналов связи. А чтобы связь не прерывалась, Iridium Satellite придумала сложный способ коммуникации для этих космических аппаратов.
Спутники разместили на 6 орбитальных плоскостях - по 11 на каждой. Отдельные аппараты могут общаться по линиям связи с четырьмя соседними спутниками: двумя соседними впереди и сзади на одной орбитальной плоскости и двумя в соседних плоскостях с обеих сторон. При этом для общения с каждым спутником есть минимум два маршрута передачи данных. Поэтому, если на одном из них случился сбой, спутник автоматически передает данные по второму маршруту. Точно так же система будет работать, если во время движения по орбите какие-то из спутников потеряют связь.
Взгляд снизу вверх
Разработчики коммуникационной компании LEOSat решили взглянуть на проблемы связи с космосом снизу вверх, а не наоборот, как другие компании. Они углядели проблему в устаревших и дорогих антеннах на наземных клиентских станциях, которые ловят сигнал из космоса и тоже влияют на его качество.
В компании выяснили, что существующие антенны не решают проблему большой задержки сигнала из космоса, а вдобавок стоят дорого и когда ломаются, требуют починки, ведь оборудованы разными двигателями, ремнями и другими движущимися частями, которые подвержены износу и разрушению. А это дополнительные затраты.
Так, компания придумала антенну и способ передачи данных, которые якобы должны решить все эти проблемы. Итак, разработчики заявляют, что установив их антенну на клиентскую станцию, можно сократить время задержки сигнала со спутника до менее 50 миллисекунд. Для сравнения, задержка с гестационарного спутника составляет более 250 миллисекунд.
Антенна может задействовать сразу несколько спутников, добавляют разработчики. Обычно, все наоборот: спутник отправляет сигнал на несколько антенн, но одна антенна общается с одним спутником. Помимо этого, дизайн антенны обошелся без любых движущихся деталей, что должно увеличить срок ее службы и сократит расходы на обслуживание.
Подписывайтесь на наш канал в Telegram, чтобы быть в курсе последних новостей телекома и технологий