адмова. Артыкул з'яўляецца дапоўненым, выпраўленым і актуалізаваным перакладам Натана Хёрста. Таксама была выкарыстана некаторая інфармацыя з артыкула аб пры пабудове канчатковага матэрыялу.
Існуе тэорыя (ці, магчыма, перасцерагальная казка) сярод астраномаў, званая сіндромам Кеслера, якая атрымала імя ў гонар астрафізіка NASA, які прапанаваў яе ў 1978 годзе. У гэтым сцэнары арбітальны спадарожнік ці які-небудзь іншы аб'ект выпадкова ўдарае па іншым і разбіваецца на кавалкі. Гэтыя часткі круцяцца вакол Зямлі з хуткасцю дзясяткі тысяч кіламетраў у гадзіну, знішчаючы ўсё на сваім шляху, у тым ліку іншыя спадарожнікі. Ён запускае катастрафічную ланцуговую рэакцыю, якая заканчваецца воблакам з мільёнаў кавалачкаў нефункцыянальнага касмічнага смецця, якое бясконца круціцца вакол планеты.
Такая падзея можа зрабіць калязямную прастору бескарыснай, знішчыўшы любыя новыя спадарожнікі, пасланыя ў яго, і, магчыма, заблакаваўшы доступ да космасу ў цэлым.
Таму, калі SpaceX (Federal Communications Commission – Федэральная камісія па сувязі, ЗША) на адпраўку 4425 спадарожнікаў на нізкую калязямную арбіту (LEO, low-Earth orbit) для забеспячэння глабальнай высакахуткаснай сеткі Інтэрнэт, FCC была занепакоеная гэтым. Больш за год кампанія камісіі і петыцыі канкурэнтаў якія падаваліся з мэтай адмовы ў заяве, уключаючы падачу "плана па зніжэнні арбітальнага смецця", каб развеяць страхі перад кесслераўскім апакаліпсісам. 28 сакавіка FCC задаволіў заяўку SpaceX.
Касмічнае смецце – не адзінае, што турбуе FCC, а SpaceX – не адзіная арганізацыя, якая спрабуе пабудаваць спадарожнікавыя групоўкі наступнага пакалення. Жменька кампаній, як новых, так і старых, выкарыстоўваюць новыя тэхналогіі, распрацоўваюць новыя бізнес-планы і звяртаюцца ў FCC з просьбай аб доступе да частак спектра сувязі, якія ім неабходны, каб ахапіць Зямлю хуткім і надзейным Інтэрнэтам.
Уцягнутыя буйныя імёны - ад Рычарда Брэнсана да Элона Маска - разам з вялікімі грашыма. На дадзены момант OneWeb Брэнсана прыцягнула 1,7 мільярда даляраў, а прэзідэнт і галоўны аперацыйны дырэктар SpaceX Гвін Шотвел ацанілі кошт праекта ў 10 мільярдаў даляраў.
Вядома, існуюць вялікія праблемы, і гісторыя гаворыць аб тым, што яны ўплываюць зусім неспрыяльна. Добрыя хлопцы спрабуюць пераадолець лічбавую няроўнасць у недастаткова абслугоўваных рэгіёнах, у той час як дрэнныя - усталёўваюць нелегальныя спадарожнікі на ракеты. І ўсё гэта адбываецца з-за таго, што назіраецца імклівы рост попыту на дастаўку дадзеных: у 2016 годзе глабальны інтэрнэт-трафік перавысіў 1 секстыльён байт, паводле справаздачы Cisco, завяршаючы эпоху зэтабайтаў.
Калі мэта складаецца ў тым, каб забяспечыць добры доступ у Інтэрнэт там, дзе яго раней не было, то спадарожнікі - разумны спосаб дасягнуць гэтага. Фактычна, кампаніі рабілі гэта на працягу дзесяцігоддзяў з дапамогай вялікіх геастацыянарнай спадарожнікаў (GSO), якія знаходзяцца на вельмі высокай арбіце, дзе перыяд кручэння роўны хуткасці кручэння Зямлі, за кошт чаго яны аказваюцца зафіксаванымі над пэўным рэгіёнам. Але за выключэннем некалькіх вузканакіраваных задач, напрыклад здымкі паверхні Зямлі пры дапамозе 175 нізкаарбітальных спадарожнікаў і перадачы 7 петабайт дадзеных на Зямлю з хуткасцю 200 Мбіт / с, або задачы адсочвання грузаў або забеспячэння доступу да сеткі на ваенных базах, гэты від спадарожнікавай сувязі не быў хуткім і настолькі надзейным, каб скласці канкурэнцыю сучаснаму оптавалакноваму або кабельнаму Інтэрнэту.
Негеастацыянарныя спадарожнікі (Non-GSOs) уключаюць спадарожнікі, якія працуюць на сярэдне-зямной арбіце (Medium Earth orbit, MEO) на вышынях ад 1900 да 35000 км над паверхняй Зямлі, і нізкаарбітальныя спадарожнікі (Low Earth orbit, LEO), вышынях менш за 1900 км. Сёння LEO становяцца вельмі папулярнымі і хуткім часам чакаецца, што калі не ўсе спадарожнікі будуць такімі, то большасць сапраўды.
Між тым, нарматыўныя акты для негеастацыянарных спадарожнікаў ужо даўно існуюць і падзеленыя паміж агенцтвамі ўнутры і за межамі ЗША: NASA, FCC, DOD, FAA і нават Міжнародны саюз электрасувязі ААН – усё ў гэтай гульні.
Аднак з тэхналагічнага пункта гледжання ёсць некаторыя вялікія перавагі. Кошт пабудовы спадарожніка звалілася, бо адбылося ўдасканаленне гіраскопаў і батарэй, дзякуючы развіццю сотавых тэлефонаў. Іх запуск таксама стаў таннейшым, збольшага дзякуючы меншаму памеру саміх спадарожнікаў. Ёмістасць узрасла, міжспадарожнікавая сувязь зрабіла сістэмы хутчэй, і вялікія талеркі, якія паказваюць на неба, ужо выходзяць з моды.
11 кампаній падалі заяўкі ў FCC, нараўне з SpaceX, кожная з якіх вырашае праблему па-свойму.
Элон Маск абвясціў аб праграме SpaceX Starlink у 2015 годзе і адкрыў філіял кампаніі ў Сіэтле. Ён сказаў супрацоўнікам: "Мы хочам рэвалюцыянаваць спадарожнікавую сістэму сувязі гэтак жа, як ракетабудаванне".
У 2016 годзе кампанія падала заяўку ў Федэральную камісію сувязі ЗША, у якой запытваецца дазвол на запуск 1600 (пасля колькасць была скарочана да 800) спадарожнікаў у перыяд з цяперашняга часу да 2021 года, а затым на запуск пакінутых да 2024 года. Гэтыя калязямныя спадарожнікі будуць звяртацца ў 83 розных арбітальных плоскасцях. Сузор'е, так называецца група спадарожнікаў, будзе звязвацца адзін з адным праз бартавыя аптычныя (лазерныя) лініі сувязі, так што дадзеныя могуць быць адлюстраваны па небе, а не вяртацца на зямлю - праходзячы па доўгім "мосце", а не адпраўляцца ўніз-уверх.
На месцах кліенты будуць усталёўваць новы тып тэрмінала з электронна-кіраванымі антэнамі, якія аўтаматычна падключацца да спадарожніка, які ў цяперашні час прапануе лепшы сігнал – аналагічна таму, як сотавы тэлефон выбірае вышкі. Паколькі спадарожнікі LEO рухаюцца адносна Зямлі, сістэма будзе перамыкацца паміж імі кожныя 10 хвілін ці каля таго. А паколькі сістэмай буду карыстацца тысячы людзей, па словах Патрысіі Купер, віцэ-прэзідэнта па пытаннях спадарожнікавага кіравання SpaceX, заўсёды будзе даступна прынамсі 20 на выбар.
Наземны тэрмінал павінен быць танней і прасцей ва ўсталёўцы, чым традыцыйныя спадарожнікавыя антэны, якія павінны быць зарыентаваны фізічна на тую частку неба, дзе знаходзіцца які адпавядае геастацыянарны спадарожнік. SpaceX кажа аб тым, што тэрмінал будзе не больш за скрынкі для піцы (хоць і не паказвае, піцы якога памеру).
Сувязь будзе давацца ў двух дыяпазонах частотнага спектру: Ka і Ku. Абодва ставяцца да радыёспектра, хоць і выкарыстоўваюць значна больш высокія частоты, чым тыя, якія выкарыстоўваюцца для стэрэа. Ka-дыяпазон з'яўляецца больш высокім з двух, з частотамі паміж 26,5 Ггц і 40 Ггц, у той час як Ku-дыяпазон размешчаны ад 12 Ггц да 18 Ггц у спектры. Starlink атрымаў дазвол FCC на выкарыстанне пэўных частот, звычайна ўзыходзячая лінія сувязі ад тэрмінала да спадарожніку будзе працаваць на частотах ад 14 Ггц да 14,5 Ггц, а сыходная лінія – ад 10,7 Ггц да 12,7 Ггц, а астатнія будуць выкарыстоўвацца для тэлеметрыі, сачэнні і кіраванні, а таксама для таго, каб падлучыць спадарожнікі да наземнага Інтэрнэту.
Апроч заявак FCC, SpaceX захоўвае маўчанне і пакуль не распаўсюджваецца аб сваіх планах. І цяжка пазнаць якія-небудзь тэхнічныя дэталі, таму што SpaceX забяспечвае працу цалкам усёй сістэмы, пачынальна ад кампанентаў, якія будуць ужытыя на спадарожніках, сканчаючы ракетамі, якія выведуць іх у неба. Але для поспеху праекту гэта будзе залежаць ад таго, ці зможа сэрвіс, як сцвярджаецца, прапаноўваць хуткасці, супастаўныя ці лепш, чым оптавалакно па аналагічным кошце, нараўне з надзейнасцю і добрым карыстацкім інтэрфейсам.
У лютым SpaceX запусціў свае першыя два прататыпа спадарожнікаў Starlink, цыліндрычнай формы з сонечнымі панэлямі ў выглядзе крылаў. Tintin A і B маюць прыкладна метр у даўжыню, і Маск пацвердзіў праз Twitter, што яны паспяхова камуніцыравалі. Калі прататыпы прадоўжаць функцыянаваць, да 2019 года да іх далучацца сотні іншых. Як толькі сістэма будзе ўведзена ў эксплуатацыю, SpaceX будзе замяняць выведзеныя з эксплуатацыі спадарожнікі на пастаяннай аснове, каб прадухіліць з'яўленне касмічнага смецця, сістэма будзе інструктаваць іх паніжаць свае арбіты ў пэўны момант часу, пасля чаго яны пачнуць падаць і згараць у атмасферы. Ніжэй на малюнку Вы можаце бачыць, як выглядае сетка Starlink пасля 6 запускаў.
Трохі гісторыі
Яшчэ ў 80-х гадах HughesNet быў наватарам у вобласці спадарожнікавых тэхналогій. Вы ведаеце шэрыя антэны памерам з невялікая страва, якія DirecTV мантуе звонку дамоў? Яны родам з HughesNet, які сам па сабе з'явіўся дзякуючы піянеру авіяцыі Говарду Х'юзу. "Мы вынайшлі тэхналогію, якая дазваляе нам забяспечваць інтэрактыўную сувязь праз спадарожнік", – кажа EVP Майк Кук.
У тыя дні тагачасная кампанія Hughes Network Systems валодала DirecTV і кіравала вялікімі геастацыянарнымі спадарожнікамі, якія перадавалі інфармацыю на тэлевізары. Тады і зараз кампанія таксама прапаноўвала паслугі прадпрыемствам, напрыклад, апрацоўку аперацый з крэдытнымі картамі на заправачных станцыях. Першым камерцыйным кліентам быў Walmart, які хацеў звязаць супрацоўнікаў па ўсёй краіне з хатнім офісам у Бентанвіле.
У сярэдзіне 90-х кампанія стварыла гібрыдную інтэрнэт-сістэму пад назовам DirecPC: кампутар карыстача адпраўляў запыт па камутаваным злучэнні на вэб-сервер і атрымліваў адказ праз спадарожнік, які перадаваў патрэбную інфармацыю ўніз на талерку карыстача са значна большай хуткасцю, чым магла забяспечыць камутаваная сувязь .
Прыкладна ў 2000 годзе Х'юз пачаў прапаноўваць паслугі двунакіраванага доступу ў сетку. Але падтрыманне кошту паслугі, уключаючы кошт кліенцкага абсталявання, на дастаткова нізкім узроўні, каб людзі маглі яе купіць, было складанай задачай. Для гэтага кампанія вырашыла, што ёй патрэбны ўласныя спадарожнікі і ў 2007 годзе яна запусціла Spaceway. Па словах Х'юза, гэты спадарожнік, які выкарыстоўваецца да гэтага часу, быў асабліва важны пры запуску, паколькі ён першым падтрымліваў тэхналогію камутацыі пакетаў на борце (onboard packet switching), па сутнасці стаў першым касмічным свідчам, які дазволіў прыбраць дадатковы хоп у выглядзе наземнай станцыі для камунікацыі. абанентаў паміж сабой. Яго ёмістасць - звыш 10 Гбіт/с, 24 транспондера па 440 Мбіт/с, якія дазваляюць індывідуальным абанентам мець да 2 Мбіт/с на перадачу і да 5 Мбіт/с на загрузку. Spaceway 1 выраблены кампаніяй Boeing на базе спадарожнікавай платформы Boeing 702. Стартавая маса апарата склала 6080 кг. На сапраўдны момант Spaceway 1 з'яўляецца адным з самых цяжкіх камерцыйных касмічных апаратаў КА ён пабіў рэкорд запушчанага пры дапамозе ракетаносьбіта Atlas 5 спадарожніка Inmarsat 4 F1 5959 кг, месяцам раней. У той час, як самы цяжкі камерцыйны ГСО, паводле дадзеных Вікіпедыі, запушчаны ў 2018 годзе, мае масу 7 тон. Апарат абсталяваны рэтрансляцыйнай карыснай нагрузкай (пн) Ka дыяпазону. ПН уключае кіраваную 2-ух метровую фазаваную антэнную рашотку, якая складаецца з 1500 элементаў. ПН фарміруе шматпрамянёвае пакрыццё для забеспячэння вяшчання розных сетак тэлепраграм у розных рэгіёнах. Такая антэна дазваляе гнутка выкарыстоўваць магчымасці КА ў зменлівых умовах рынку.
Між тым, кампанія пад назвай Viasat правяла каля дзесяці гадоў у даследаваннях і распрацоўцы, перш чым запусціць свой першы спадарожнік у 2008 годзе. Гэты спадарожнік, які атрымаў назву ViaSat-1, уключыў у сябе некаторыя новыя тэхналогіі, такія як паўторнае выкарыстанне спектру. Гэта забяспечыла магчымасць спадарожніку выбіраць паміж рознымі палосамі прапускання, для таго, каб перадаваць дадзеныя на Зямлю без перашкод, нават калі ён перадаваў дадзеныя разам з промнем з іншага спадарожніка, ён паўторна мог выкарыстоўваць гэты спектральны дыяпазон у злучэннях, якія не з'яўляюцца сумежнымі.
Гэта забяспечыла вялікую хуткасць і прадукцыйнасць. Па словах прэзідэнта Viasat Рыка Болдрыджа, калі ён быў уведзены ў эксплуатацыю, прапускная здольнасць склала 140 Гбіт / с – больш, чым ва ўсіх іншых спадарожнікаў разам узятых, якія пакрываюць ЗША.
«Рынак спадарожнікаў сапраўды быў прызначаны для людзей, у якіх не было выбару», – кажа Болдрыдж. «Калі вы не маглі атрымаць доступ іншым чынам, гэта была тэхналогія апошняй інстанцыі. Па сутнасці, яна мела паўсюдны ахоп, але насамрэч не дазваляла перадаваць шмат дадзеных. Таму пераважна гэтая тэхналогія выкарыстоўвалася для такіх задач, як транзакцыі на заправачных станцыях».
На працягу многіх гадоў HughesNet (якая належыць EchoStar у цяперашні час) і Viasat стваралі ўсё больш і больш хуткія геастацыянарныя спадарожнікі. HughesNet выпусціла EchoStar XVII (120 Гбіт/с) у 2012 годзе, EchoStar XIX (200 Гбіт/с) у 2017 годзе і плануе запусціць EchoStar XXIV у 2021 годзе, які, па словах кампаніі, будзе прапаноўваць спажыўцам 100 Мбіт / с.
ViaSat-2 быў запушчаны ў 2017 годзе і зараз валодае прапускной здольнасцю каля 260 Гбіт/с, а тры розных ViaSat-3 запланаваны на 2020 ці 2021 год, кожны з якіх будзе ахопліваць розныя часткі зямнога шара. Viasat сказаў, што кожная з гэтых трох сістэм ViaSat-3, па прагнозах, будзе мець прапускную здольнасць тэрабіт у секунду, што ўдвая больш, чым ва ўсіх іншых спадарожнікаў, якія круцяцца вакол Зямлі, разам узятых.
«У нас так шмат ёмістасці ў космасе, што яна мяняе ўсю дынаміку прадастаўлення гэтага трафіку. Няма ніякіх абмежаванняў у дачыненні да таго, што можа быць прадастаўлена », - кажа Д. К. Сачдзеў, кансультант па спадарожнікавых і тэлекамунікацыйных тэхналогіях, які працуе ў LeoSat, адной з кампаній, якія запускаюць «сузор'е» LEO. "Сёння ўсе недахопы спадарожнікаў адзін за адным ухіляюцца".
Уся гэтая гонка хуткасцяў з'явілася не выпадкова, паколькі Інтэрнэт (двухбаковая сувязь) пачаў выцясняць тэлебачанне (аднабаковую сувязь) у якасці паслугі, для якой выкарыстоўваюцца спадарожнікі.
"Спадарожнікавая індустрыя знаходзіцца ў вельмі даўнім шале, высвятляючы, як яна пяройдзе ад перадачы аднанакіраванага відэасігналу, да паўнавартаснай перадачы дадзеных", – кажа Рональд ван дэр Брэгген, дырэктар па адпаведнасці ў LeoSat. "Існуе шмат меркаванняў аб тым, як гэта зрабіць, што рабіць, які рынак абслугоўваць".
Адна праблема застаецца
Затрымка. У адрозненне ад агульнай хуткасці, затрымка ўяўляе сабой колькасць часу, якое патрабуецца для перадачы запыту з вашага кампутара да адрасата і назад. Дапусцім, вы націскаеце на спасылку на вэб-сайце, гэты запыт павінен дайсці да сервера і вярнуцца назад (што сервер паспяхова атрымаў запыт і збіраецца Вам аддаць запытаны кантэнт), пасля чаго адбываецца загрузка вэб-старонкі.
Колькі часу займае загрузка сайта, залежыць ад скорасці злучэння. Час, неабходны для ажыццяўлення запыту загрузкі і з'яўляецца затрымкай. Звычайна ён вымяраецца ў мілісекундах - таму мала прыкметны, калі Вы глядзіце вэб, але гуляе вялікае значэнне, калі Вы гуляеце ў анлайн-гульні. Тым не менш, існуюць факты, калі карыстальнікам з РФ атрымоўвалася і атрымоўваецца гуляць у некаторыя з гульняў анлайн нават тады, калі паказчык затрымкі (пінгу) набліжаецца да адной секунды.
Затрымка ў оптавалакновай сістэме залежыць ад адлегласці, але звычайна складае некалькі мікрасекунд на кіламетр, асноўную ж latency уносіць абсталяванне, хоць пры аптычных лінках значнай даўжыні затрымка больш істотная за кошт таго, што ў валаконна-аптычнай лініі сувязі (ВАЛС) хуткасць святла складае ўсяго толькі 60% хуткасці святла ў вакууме, а таксама вельмі моцна залежыць ад даўжыні хвалі. Па словах Болдрыджа, затрымка, калі вы адпраўляеце запыт на спадарожнік GSO, складае каля 700 мс – святло распаўсюджваецца ў касмічным вакууме хутчэй, чым у валакне, але спадарожнікі такога тыпу знаходзяцца далёка, і гэта таму гэта займае так шмат часу. У дадатак да гульняў, гэта праблема істотная для відэаканферэнцый, фінансавых транзакцый і фондавага рынку, кантролю "Інтэрнэту рэчаў" і іншых прыкладанняў, якія залежаць ад хуткасці ўзаемадзеяння.
Але наколькі істотная праблема з затрымкай? Вялікая частка прапускной здольнасці, якая выкарыстоўваецца ва ўсім свеце, прызначана для відэа. Як толькі відэа запушчана і правільна буферызавана, затрымка перастае гуляць вялікую ролю, куды важнейшай становіцца хуткасць. Нядзіўна, што Viasat і HughesNet, як правіла, зводзяць да мінімуму важнасць затрымкі для большасці прыкладанняў, хоць абодва працуюць над тым, каб мінімізаваць яе і ў сваіх сістэмах. HughesNet выкарыстоўвае алгарытм для вызначэння прыярытэтаў трафіку на аснове таго, на што зважаюць карыстачы, для аптымізацыі дастаўкі дадзеных. Viasat анансаваў укараненне сузор'я сярэднеарбітальных спадарожнікаў (MEO) для дапаўнення сваёй існуючай сеткі, што павінна зменшыць затрымку і пашырыць зону пакрыцця, у тым ліку ў высокіх шыротах, дзе экватарыяльныя GSO маюць вялікую затрымку.
«Мы сапраўды сканцэнтраваны на вялікім аб'ёме і вельмі, вельмі нізкіх капітальных выдатках для разгортвання гэтага аб'ёму», – кажа Болдрыдж. "Ці з'яўляецца затрымка гэтак жа важнай, як і іншыя функцыі для рынку, які мы падтрымліваем"?
Тым не менш рашэнне ёсць, спадарожнікі LEO яшчэ нашмат бліжэй да карыстальнікаў. Такім чынам, такія кампаніі, як SpaceX і LeoSat, абралі гэты шлях, запланаваўшы разгарнуць сузор'е куды меншых, бліжэйшых спадарожнікаў, з чаканай затрымкай ад 20 да 30 мілісекунд для карыстачоў.
"Гэта кампраміс у тым, што, паколькі яны знаходзяцца на больш нізкай арбіце, вы атрымліваеце меншую затрымку ад сістэмы LEO, але ў вас ёсць больш складаная сістэма", – кажа Кук. "Каб укамплектаваць сузор'е, вам трэба мець як мінімум сотні спадарожнікаў, таму што яны знаходзяцца на нізкай арбіце, і рухаюцца вакол Зямлі, заходзячы хутчэй за гарызонт і знікаючы… і ў вас павінна быць антэнная сістэма, здольная адсочваць іх".
Але варта прыгадаць дзве гісторыі. У пачатку 90-х Біл Гейтс і некалькі яго партнёраў інвеставалі ў праект пад назвай Teledesic каля мільярда даляраў для забеспячэння шырокапалоснай сеткі ў рэгіёнах, якія не могуць сабе дазволіць сетку ці не хутка ўбачаць оптавалакновыя лініі сувязі. Неабходна было пабудаваць сузор'е з 840 (пасля колькасць была зменшана да 288) спадарожнікаў LEO. Яго заснавальнікі казалі аб рашэнні праблемы затрымак і ў 1994 годзе звярнуліся ў FCC за выкарыстаннем спектру Ka-дыяпазону. Гучыць знаёма?
Teledesic з'еў прыблізна 9 мільярдаў долараў, перш чым пацярпеў няўдачу ў 2003 годзе.
"Гэтая ідэя тады не спрацавала з-за высокага кошту абслугоўвання і паслуг для канчатковага карыстальніка, але здаецца, што яна здзяйсняльная цяпер", – кажа , Прафесар інфармацыйных сістэм у Універсітэце штата Каліфорнія Дамінгес Хілс, які маніторыў сістэмы LEO з тых часоў, як Teledesic з'явіўся. «Тэхніка не была дастаткова развіта для гэтага».
Закон Мура і паляпшэнне тэхналогіі батарэй, датчыкаў і працэсараў у сотавых тэлефонах далі сузор'ям LEO другі шанец. Падвышаны попыт прымушае эканоміку выглядаць павабнай. Але пакуль разгульвалася сага з Teledesic, іншая галіна атрымала некаторы важны досвед запускаў сістэм сувязі ў космас. У канцы 90-х Iridium, Globalstar і Orbcomm сумесна запусцілі больш за 100 нізкаарбітальных спадарожнікаў з мэтай забеспячэння пакрыцця сотавых тэлефонаў.
"Каб стварыць цэлае сузор'е, патрэбны гады, таму што вам патрэбна цэлая куча запускаў, і гэта сапраўды дорага", – кажа Зак Манчэстэр, дацэнт кафедры аэранаўтыкі і касманаўтыкі ў Стэнфардскім універсітэце. "За мінулы час, скажам, пяць гадоў або каля таго, наземная інфраструктура вышак сотавай сувязі пашырылася да такой ступені, што пакрыццё стала сапраўды добрым, і ахапіла большасць людзей".
Усе тры кампаніі хутка збанкрутавалі. І хоць кожны з іх зноўку знайшоў сябе, прапаноўваючы меншы спектр паслуг для канкрэтных мэт, такіх як аварыйныя маякі і адсочванне грузу, ніводнаму з іх не ўдалося замяніць сотавую тэлефонную сувязь на базе вышак. Апошнія некалькі гадоў SpaceX запускае спадарожнікі для Iridium паводле кантракту.
«Мы ўжо бачылі гэты фільм раней, - кажа Манчэстэр. "Я не бачу нічога прынцыпова іншага ў цяперашняй сітуацыі".
спаборніцтва
SpaceX і 11 іншых карпарацый (і іх інвестары) іншага меркавання. OneWeb запускае спадарожнікі ў гэтым годзе, і чакаецца, што паслугі пачнуць прадастаўляцца ўжо ў наступным годзе, затым будзе дададзена яшчэ некалькі сузор'яў у 2021 і 2023 гадах з канчатковай мэтай 1000 Тбіт/с да 2025 года. O3b, у цяперашні час даччыная кампанія SAS, мае сузор'е з 16 спадарожнікаў MEO, якія былі ў эксплуатацыі на працягу некалькіх гадоў. Telesat ужо эксплуатуе спадарожнікі GSO, але плануе сістэму LEO на 2021 год, якая будзе мець аптычныя лінкі з затрымкай ад 30 да 50 мс.
У Upstart Astranis таксама ёсць спадарожнік на геасінхроннай арбіце, і ён будзе размяшчаць больш у бліжэйшыя некалькі гадоў. Хоць яны і не вырашаюць праблему затрымак, кампанія імкнецца радыкальна знізіць выдаткі, працуючы з мясцовымі інтэрнэт-правайдэрамі і ствараючы меншыя і значна таннейшыя спадарожнікі.
LeoSat таксама плануе запусціць першую серыю спадарожнікаў у 2019 годзе, а завяршыць пабудову "сузор'я" ў 2022 годзе. Яны будуць лятаць вакол Зямлі на вышыні 1400 км, злучацца з іншымі спадарожнікамі сеткі з дапамогай аптычнай сувязі і перадаваць інфармацыю уверх і ўніз у Ка-дыяпазоне. Яны набылі неабходны спектр на міжнародным узроўні, кажа Рычард ван дэр Брэгген, галоўны кіраўнік LeoSat, і чакаюць хуткага адабрэння FCC.
Па словах ван дэр Брэггена, імкненне да хутчэйшага спадарожнікавага інтэрнэту шмат у чым засноўвалася на стварэнні буйнейшых і хуткіх спадарожнікаў, здольных перадаваць больш дадзеных. Ён называе гэта "трубай": чым больш труба, тым больш Інтэрнэт можа прарвацца праз яе. Але такія кампаніі, як яго, знаходзяць новыя вобласці для паляпшэння шляхам змены ўсёй сістэмы.
"Уявіце сабе найменшы тып сеткі – два маршрутызатара Cisco і провад паміж імі", – кажа ван дэр Брэгген. "Тое, што робяць усе спадарожнікі, - гэта забяспечваюць провад паміж двума скрынкамі ... мы даставім увесь набор з трох элементаў у космас".
LeoSat плануе размясціць 78 спадарожнікаў, кожны памерам з вялікай абедзенны стол і вагой каля 1200 кг. Пабудаваныя кампаніяй Iridium, яны абсталяваны чатырма сонечнымі батарэямі і чатырма лазерамі (па адным на кожным куце) для падлучэння да суседзяў. Гэта тая сувязь, якую ван дэр Брэгген лічыць найбольш важнай. Гістарычна спадарожнікі адлюстроўвалі сігнал у выглядзе літары V ад наземнай станцыі да спадарожніка і затым да прымача. Паколькі спадарожнікі LEO ніжэй, яны не могуць праецыраваць так далёка, але яны могуць вельмі хутка перадаваць дадзеныя паміж сабой.
Каб зразумець, як гэта працуе, карысна думаць пра Інтэрнэт як пра нешта, што мае рэальную фізічную сутнасць. Гэта не проста дадзеныя, гэта тое, дзе гэтыя дадзеныя жывуць, і як яны перамяшчаюцца. Інтэрнэт не захоўваецца ў адным месцы, па ўсім свеце ёсць серверы, якія змяшчаюць частку інфармацыі, і калі вы атрымліваеце да іх доступ, Ваш кампутар забірае дадзеныя з бліжэйшага, які мае тое, што вы шукаеце. Дзе гэта так важна? Наколькі вялікае гэта мае значэнне? Святло (інфармацыя) распаўсюджваецца ў космасе хутчэй, чым у валакне, амаль удвая. І калі вы прапускаеце валаконнае злучэнне вакол планеты, яно павінна ісці па абыходным шляху ад вузла да вузла з абыходнымі шляхамі вакол гор і кантынентаў. Спадарожнікавы Інтэрнэт пазбаўлены гэтых недахопаў, і калі крыніца дадзеных знаходзіцца далёка, нягледзячы на даданне пары тысяч міль вертыкальнай адлегласці, затрымка з прымераннем LEO, будзе менш, чым затрымкі ў выпадку выкарыстання оптавалакновага Інтэрнэту. Напрыклад, пінг з Лондана ў Сінгапур можа скласці 112 мс, замест 186, што значна палепшыць складнасць.
Вось як апісвае задачу ван дэр Брэгген, цэлая індустрыя можа разглядацца як развіццё размеркаванай сеткі нічым не адрознай ад Інтэрнэту ў цэлым, проста ў космасе. Затрымка і хуткасць - абодва гуляюць ролю.
Хоць тэхналогія адной кампаніі можа апынуцца цудоўнай, гэта не антаганістычная гульня, тут не будзе пераможцаў і пераможаных. Многія з гэтых кампаній накіраваны на розныя рынкі і нават дапамагаюць адзін аднаму дасягаць вынікаў, на якія яны разлічваюць. Для некаторых гэта караблі, самалёты ці вайсковыя базы, для іншых гэта сельскія спажыўцы ці краіны, якія развіваюцца. Але ў канчатковым выніку кампаніі пераследуюць агульную мэту: стварыць Інтэрнэт там, дзе яго няма, ці там, дзе яго недастаткова, і зрабіць гэта па кошце, дастаткова нізкай для падтрымання іх бізнэс-мадэлі.
«Мы лічым, што насамрэч гэта не канкуруючая тэхналогія. Мы лічым, што ў нейкім сэнсе неабходныя тэхналогіі як LEO, так і GEO», – кажа Кук з HughesNet. «Для пэўных тыпаў дадаткаў, такіх як струменевае відэа, напрыклад, сістэма GEO вельмі і вельмі рэнтабельная. Аднак, калі вы хочаце выкарыстоўваць прыкладанні, якія патрабуюць нізкай затрымкі…, LEO – гэта шлях».
Фактычна, HughesNet супрацоўнічае з OneWeb для прадастаўлення тэхналогіі шлюза, якая кіруе трафікам і ўзаемадзейнічае з сістэмай праз Інтэрнет.
Вы, магчыма, заўважылі, што прапанаванае LeoSat сузор'е менш, чым у SpaceX, амаль у 10 разоў. Гэта нармальна, кажа Ван дэр Брэгген, таму што LeoSat мае намер абслугоўваць карпаратыўных і дзяржаўных кліентаў і будзе пакрываць толькі некалькі пэўных абласцей. O3b прадае Інтэрнэт круізным лайнерам, у тым ліку Royal Caribbean, і супрацоўнічае з тэлекамунікацыйнымі правайдэрамі на Амерыканскім Самоа і Саламонавых выспах, дзе назіраецца недахоп правадных высакахуткасных падлучэнняў.
Невялікі стартап з Таронта пад назвай Kepler Communications выкарыстоўвае малюсенькія CubeSats (памерам з баханку хлеба) для прадастаўлення доступу ў сетку для кліентаў, не патрабавальным да затрымак, 5 ГБ дадзеных ці нават больш магчыма атрымаць за 10 хвілінны перыяд, што актуальна для палярных даследаванняў, навукі , прамысловасці і турызму. Так, пры ўсталёўцы невялікай антэны, хуткасць складзе да 20 Мбіт/с на аддачу і да 50 Мбіт/с на загрузку, калі ж выкарыстоўваць вялікую «талерку», то хуткасці вышэй — 120 Мбіт/с на аддачу і 150 Мбіт/с на прыём . Па словах Болдрыджа, інтэнсіўны рост Viasat назіраецца за кошт прадастаўленне Інтэрнэту камерцыйным авіякампаніям; яны падпісалі дамовы з United, JetBlue і American, а таксама з Qantas, SAS і іншымі.
Як жа тады гэтая камерцыйная мадэль, арыентаваная на прыбытак, будзе пераадольваць «лічбавы разрыў» і забяспечыць Інтэрнэт для краін, якія развіваюцца і недастаткова абслугоўваных груп насельніцтва, якія, верагодна, не змогуць заплаціць за яго столькі ж і гатовыя плаціць меншую цану? Гэта будзе магчыма дзякуючы фармату сістэмы. Паколькі асобныя спадарожнікі сузор'я LEO (нізкаарбітальных спадарожнікаў) знаходзяцца ў пастаянным руху, яны павінны быць раўнамерна размеркаваны вакол Зямлі, у выніку чаго яны час ад часу будуць пакрываць рэгіёны, у якіх ніхто не жыве або насельніцтва вельмі беднае. Такім чынам любая маржа, якая можа быць атрымана з гэтых рэгіёнаў - будзе прыбыткам.
"Я мяркую, што ў іх будуць розныя кошты на падлучэнне для розных краін, і гэта дазволіць ім зрабіць Інтэрнэт даступным усюды, нават калі гэта будзе вельмі бедны рэгіён", – кажа Прэс. "Як толькі сузор'е са спадарожнікаў знаходзіцца там, то яго кошт ужо зафіксаваны, і калі спадарожнік знаходзіцца над Кубай, і ніхто не выкарыстоўвае яго, то любы даход, які яны могуць атрымаць з Кубы, з'яўляецца маржынальным і бясплатным (не патрабуе дадатковых інвестыцый)". .
Выхад на масавы спажывецкі рынак можа аказацца даволі цяжкім. Фактычна, большая частка поспеху, дасягнутага галіной, прыйшла дзякуючы прадастаўленню дарагога Інтэрнэту ўрадам і бізнэсу. Але SpaceX і OneWeb, у прыватнасці, арыентуюцца на звычайных абанентаў у сваіх бізнэс-планах.
Па словах Сачдэва, для гэтага рынку будзе важны карыстацкі інтэрфейс. Вы павінны пакрыць Зямлю сістэмай, якая простая ў выкарыстанні, эфектыўная і эканамічная. "Але толькі гэтага недастаткова", – кажа Сачдзеў. "Вам трэба дастатковую колькасць магутнасцяў, а перад гэтым - забяспечыць даступныя цэны на кліенцкае абсталяванне".
Хто адказны за рэгуляцыю?
Дзве вялікія праблемы, якія SpaceX павінен быў вырашыць з FCC, складаліся ў тым, якім чынам будзе размеркаваны спектр існай (і будучай) спадарожнікавай сувязі, і як прадухіляць касмічнае смецце. Першае пытанне адносіцца да кампетэнцыі FCC, але другое здаецца больш прыдатным для NASA або Міністэрства абароны ЗША. Абодва адсочваюць арбітальныя аб'екты, каб прадухіліць сутыкненні, але ні адзін з іх не з'яўляецца які рэгулюе органам.
"На самай справе не існуе добрай скаардынаванай палітыкі ў дачыненні да таго, што мы павінны рабіць у дачыненні да касмічнага смецця", – кажа Манчэстэр са Стэнфарда. "Прама цяпер, гэтыя людзі не маюць зносіны адзін з адным эфектыўна, і няма ніякай паслядоўнай палітыкі".
Праблема яшчэ больш ускладняецца, таму што спадарожнікі LEO праходзяць праз шмат якія краіны. Міжнародны саюз электрасувязі выконвае ролю, падобную да FCC, прызначаючы спектры, але для працы ўнутры краіны кампанія павінна атрымаць дазвол ад гэтай краіны. Такім чынам спадарожнікі LEO павінны быць здольныя змяняць спектральныя дыяпазоны, якія выкарыстоўваюцца ў залежнасці ад краіны, над тэрыторыяй якой яны знаходзяцца.
"Вы сапраўды хочаце, каб у SpaceX была манаполія на падлучэнне ў дадзеным рэгіёне?", – Цікавіцца Прэс. «Трэба рэгуляваць іхнюю дзейнасьць, і хто мае на гэта права? Яны з'яўляюцца наднацыянальнымі. У FCC няма юрысдыкцыі ў іншых краінах».
Аднак гэта не робіць FCC нямоглымі. У канцы мінулага гады невялікаму стартапу з Крамянёвай даліны пад назовам Swarm Technologies было адмоўлена ў дазволе на запуск чатырох прататыпаў спадарожнікаў сувязі LEO, кожны з якіх менш кнігі ў мяккай вокладцы. Асноўнае пярэчанне FCC складалася ў тым, што малюсенькія спадарожнікі могуць быць занадта складанымі для адсочвання і, такім чынам, непрадказальнымі і небяспечнымі.
Swarm усё роўна запусціў іх. Кампанія з Сіэтла, якая прадстаўляе паслугі па вываду спадарожнікаў на арбіту, адправіла іх у Індыю, дзе яны адправіліся на ракеце, якая нясе дзясяткі буйнейшых спадарожнікаў, паведамляе IEEE Spectrum. FCC выявіла гэта і аштрафавала кампанію на 900 000 даляраў, якія трэба выплаціць на працягу 5 гадоў, і зараз заяўка Swarm на чатыры буйнейшых спадарожніка знаходзіцца ў «падвешаным» стане, кампанія працуе таемна. Аднак некалькі дзён таму з'явілася навіна, што была атрымана адабрэнне і . Увогуле грошы і ўменне дамаўляцца - вырашылі. Вага спадарожнікаў ад 310 да 450 грам, у дадзены момант на арбіце знаходзяцца 7 спадарожнікаў, а поўная сетка будзе разгорнута ў сярэдзіне 2020-га года. Апошняя справаздача кажа аб тым, што ў кампанію ўжо было інвеставана каля 25 млн даляраў, што адчыняе доступ да рынка не толькі для глабальных карпарацый.
Для іншых будучых спадарожнікавых Інтэрнэт-кампаній і ўжо існуючых, якія вывучаюць новыя хітрыкі, наступныя чатыры-восем гадоў будуць мець вырашальнае значэнне – яны вызначаць, ці ёсць попыт на іх тэхналогіі тут і цяпер, ці мы ўбачым паўтарэнне гісторыі з Teledesic і Iridium. Але што будзе пасьля? Марс, па словах Маска, яго мэта - выкарыстоўваць Starlink, каб забяспечыць даход для даследавання Марса, а таксама правесці тэст.
"Гэтую ж сістэму мы маглі б выкарыстоўваць для стварэння сеткі на Марсе", – сказаў ён сваім супрацоўнікам. "Марсу таксама спатрэбіцца глабальная камунікацыйная сістэма, і там няма ні валаконна-аптычных ліній, ні правадоў, ні чаго-небудзь".
Крыху рэкламы 🙂
Дзякуй, што застаяцеся з намі. Вам падабаюцца нашыя артыкулы? Жадаеце бачыць больш цікавых матэрыялаў? Падтрымайце нас, аформіўшы замову ці парэкамендаваўшы знаёмым, 30% зніжка для карыстальнікаў Хабра на ўнікальны аналаг entry-level сервераў, які быў прыдуманы намі для Вас: (даступныя варыянты з RAID1 і RAID10, да 24 ядраў і да 40GB DDR4).
Dell R730xd у 2 разы танней? Толькі ў нас у Нідэрландах! Dell R420 – 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB – ад $99! Чытайце аб тым
Крыніца: habr.com