Ymwadiad. Mae'r erthygl yn gyfieithiad estynedig, wedi'i gywiro a'i ddiweddaru Nathan Hurst. Hefyd wedi defnyddio rhywfaint o wybodaeth o'r erthygl am wrth adeiladu'r deunydd terfynol.
Mae yna ddamcaniaeth (neu efallai stori rybuddiol) ymhlith seryddwyr o'r enw syndrom Kessler, a enwyd ar ôl yr astroffisegydd NASA a'i cynigiodd yn 1978. Yn y senario hwn, mae lloeren sy'n cylchdroi neu ryw wrthrych arall yn taro un arall yn ddamweiniol ac yn torri'n ddarnau. Mae'r rhannau hyn yn troi o amgylch y Ddaear ar gyflymder o ddegau o filoedd o gilometrau yr awr, gan ddinistrio popeth yn eu llwybr, gan gynnwys lloerennau eraill. Mae'n cychwyn adwaith cadwynol trychinebus sy'n gorffen mewn cwmwl o filiynau o ddarnau o sothach gofod camweithredol sy'n cylchdroi'r blaned yn ddiddiwedd.
Gallai digwyddiad o'r fath wneud gofod ger y Ddaear yn ddiwerth, gan ddinistrio unrhyw loerennau newydd a anfonir iddo ac o bosibl rwystro mynediad i ofod yn gyfan gwbl.
Felly pan fydd SpaceX (Comisiwn Cyfathrebu Ffederal - Comisiwn Cyfathrebu Ffederal, UDA) i anfon 4425 o loerennau i orbit y Ddaear isel (LEO, orbit y Ddaear isel) i ddarparu rhwydwaith Rhyngrwyd cyflym byd-eang, roedd y Cyngor Sir y Fflint yn pryderu am hyn. Mwy na blwyddyn o gwmni comisiynau a deisebau cystadleuwyr wedi’u ffeilio i wadu’r cais, gan gynnwys ffeilio “cynllun lleihau malurion orbital” i dawelu ofnau apocalypse Kessler. Ar Fawrth 28, cymeradwyodd yr FCC gais SpaceX.
Nid malurion gofod yw'r unig beth sy'n poeni'r Cyngor Sir y Fflint, ac nid SpaceX yw'r unig sefydliad sy'n ceisio adeiladu'r genhedlaeth nesaf o gytserau lloeren. Mae llond llaw o gwmnïau, hen a newydd, yn cofleidio technolegau newydd, yn datblygu cynlluniau busnes newydd ac yn deisebu'r Cyngor Sir y Fflint am fynediad i rannau o'r sbectrwm cyfathrebu sydd eu hangen arnynt i orchuddio'r Ddaear â Rhyngrwyd cyflym, dibynadwy.
Mae enwau mawr yn cymryd rhan - o Richard Branson i Elon Musk - ynghyd ag arian mawr. Mae OneWeb Branson wedi codi $1,7 biliwn hyd yn hyn, ac mae Llywydd SpaceX a Phrif Swyddog Gweithredol Gwynne Shotwell wedi amcangyfrif bod gwerth y prosiect yn $10 biliwn.
Wrth gwrs, mae problemau mawr, ac mae hanes yn awgrymu bod eu heffaith yn gwbl anffafriol. Mae'r dynion da yn ceisio pontio'r rhaniad digidol mewn rhanbarthau nas gwasanaethir yn ddigonol, tra bod y dynion drwg yn rhoi lloerennau anghyfreithlon ar rocedi. A daw hyn i gyd wrth i’r galw am gyflenwi data gynyddu’n aruthrol: yn 2016, roedd traffig rhyngrwyd byd-eang wedi rhagori ar 1 sextillion beit, yn ôl adroddiad gan Cisco, gan ddod â’r oes zettabyte i ben.
Os mai'r nod yw darparu mynediad da i'r Rhyngrwyd lle nad oedd dim o'r blaen, yna mae lloerennau yn ffordd graff o gyflawni hyn. Mewn gwirionedd, mae cwmnïau wedi bod yn gwneud hyn ers degawdau gan ddefnyddio lloerennau daearsefydlog mawr (GSO), sydd mewn orbitau uchel iawn lle mae'r cyfnod cylchdroi yn hafal i gyflymder cylchdroi'r Ddaear, gan achosi iddynt gael eu gosod dros ranbarth penodol. Ond ac eithrio ychydig o dasgau â ffocws cul, er enghraifft, arolygu arwyneb y Ddaear gan ddefnyddio 175 o loerennau orbit isel a throsglwyddo 7 petabyte o ddata i'r Ddaear ar gyflymder o 200 Mbps, neu'r dasg o olrhain cargo neu ddarparu rhwydwaith mynediad mewn canolfannau milwrol, nid oedd y math hwn o gyfathrebu lloeren yn ddigon cyflym a dibynadwy i gystadlu â Rhyngrwyd ffibr optig neu gebl modern.
Mae lloerennau nad ydynt yn geosefydlog (Non-GSOs) yn cynnwys lloerennau sy'n gweithredu mewn orbit Canolig y Ddaear (MEO), ar uchderau rhwng 1900 a 35000 km uwchben wyneb y Ddaear, a lloerennau orbit isel y Ddaear (LEO), sy'n cylchdroi ar uchderau llai na 1900 km. . Heddiw mae LEOs yn dod yn hynod boblogaidd ac yn y dyfodol agos disgwylir, os na fydd pob lloeren fel hyn, yna yn sicr y bydd.
Yn y cyfamser, mae rheoliadau ar gyfer lloerennau nad ydynt yn geosefydlog wedi bodoli ers amser maith ac maent wedi'u rhannu rhwng asiantaethau y tu mewn a'r tu allan i'r Unol Daleithiau: mae NASA, FCC, Adran Amddiffyn, FAA a hyd yn oed Undeb Telathrebu Rhyngwladol y Cenhedloedd Unedig i gyd yn y gêm.
Fodd bynnag, o safbwynt technolegol mae rhai manteision mawr. Mae cost adeiladu lloeren wedi gostwng wrth i gyrosgopau a batris wella oherwydd datblygiad ffonau symudol. Maent hefyd wedi dod yn rhatach i'w lansio, diolch yn rhannol i faint llai y lloerennau eu hunain. Mae cynhwysedd wedi cynyddu, mae cyfathrebiadau rhyng-loeren wedi gwneud systemau'n gyflymach, ac mae seigiau mawr sy'n pwyntio at yr awyr yn mynd allan o arddull.
Mae un ar ddeg o gwmnïau wedi ffeilio ffeilio gyda'r Cyngor Sir y Fflint, ynghyd â SpaceX, pob un yn mynd i'r afael â'r broblem yn ei ffordd ei hun.
Cyhoeddodd Elon Musk raglen SpaceX Starlink yn 2015 ac agorodd gangen o'r cwmni yn Seattle. Dywedodd wrth weithwyr: “Rydyn ni eisiau chwyldroi cyfathrebiadau lloeren yn yr un ffordd ag y gwnaethon ni chwyldroi gwyddoniaeth roced.”
Yn 2016, fe wnaeth y cwmni ffeilio cais gyda'r Comisiwn Cyfathrebu Ffederal yn gofyn am ganiatâd i lansio 1600 (wedi'i ostwng yn ddiweddarach i 800) o loerennau rhwng nawr a 2021, ac yna i lansio'r gweddill tan 2024. Bydd y lloerennau hyn ger y Ddaear yn cylchdroi mewn 83 o awyrennau orbitol gwahanol. Bydd y cytser, fel y gelwir y grŵp o loerennau, yn cyfathrebu â'i gilydd trwy gysylltiadau cyfathrebu optegol (laser) ar y bwrdd fel y gellir bownsio data ar draws yr awyr yn hytrach na dychwelyd i'r ddaear - gan fynd dros "bont" hir yn hytrach na chael ei anfon lan a lawr.
Yn y maes, bydd cwsmeriaid yn gosod math newydd o derfynell gydag antenâu a reolir yn electronig a fydd yn cysylltu'n awtomatig â'r lloeren sy'n cynnig y signal gorau ar hyn o bryd - yn debyg i sut mae ffôn symudol yn dewis tyrau. Wrth i loerennau LEO symud o gymharu â'r Ddaear, bydd y system yn newid rhyngddynt bob rhyw 10 munud. A chan y bydd miloedd o bobl yn defnyddio'r system, bydd o leiaf 20 ar gael bob amser i ddewis ohonynt, yn ôl Patricia Cooper, is-lywydd gweithrediadau lloeren yn SpaceX.
Dylai'r derfynell ddaear fod yn rhatach ac yn haws i'w gosod nag antenâu lloeren traddodiadol, y mae'n rhaid iddynt fod wedi'u gogwyddo'n ffisegol tuag at y rhan o'r awyr lle mae'r lloeren geosefydlog cyfatebol wedi'i lleoli. Mae SpaceX yn dweud na fydd y derfynell yn fwy na blwch pizza (er nad yw'n dweud pa faint fydd pizza).
Darperir cyfathrebu mewn dau fand amledd: Ka a Ku. Mae'r ddau yn perthyn i'r sbectrwm radio, er eu bod yn defnyddio amleddau llawer uwch na'r rhai a ddefnyddir ar gyfer stereo. Ka-band yw'r uchaf o'r ddau, gydag amleddau rhwng 26,5 GHz a 40 GHz, tra bod Ku-band wedi'i leoli o 12 GHz i 18 GHz yn y sbectrwm. Mae Starlink wedi derbyn caniatâd gan y Cyngor Sir y Fflint i ddefnyddio amleddau penodol, fel arfer bydd y cyswllt i fyny o'r derfynell i'r lloeren yn gweithredu ar amleddau o 14 GHz i 14,5 GHz a'r cyswllt i lawr o 10,7 GHz i 12,7 GHz, a bydd y gweddill yn cael ei ddefnyddio ar gyfer telemetreg, olrhain a rheoli, yn ogystal â chysylltu lloerennau â'r Rhyngrwyd daearol.
Ar wahân i'r ffeiliau FCC, mae SpaceX wedi aros yn dawel ac nid yw wedi datgelu ei gynlluniau eto. Ac mae'n anodd gwybod unrhyw fanylion technegol oherwydd bod SpaceX yn rhedeg y system gyfan, o'r cydrannau a fydd yn mynd ar y lloerennau i'r rocedi a fydd yn mynd â nhw i'r awyr. Ond er mwyn i'r prosiect fod yn llwyddiannus, bydd yn dibynnu a ddywedir bod y gwasanaeth yn gallu cynnig cyflymderau sy'n debyg neu'n well na ffibr am bris tebyg, ynghyd â dibynadwyedd a phrofiad defnyddiwr da.
Ym mis Chwefror, lansiodd SpaceX ei ddau brototeip cyntaf o loerennau Starlink, sy'n siâp silindrog gyda phaneli solar tebyg i adenydd. Mae Tintin A a B tua metr o hyd, a chadarnhaodd Musk trwy Twitter eu bod wedi cyfathrebu'n llwyddiannus. Os bydd y prototeipiau yn parhau i weithredu, bydd cannoedd o rai eraill yn ymuno â nhw erbyn 2019. Unwaith y bydd y system yn weithredol, bydd SpaceX yn disodli lloerennau wedi'u datgomisiynu yn barhaus i atal malurion gofod rhag cael eu creu, bydd y system yn eu cyfarwyddo i ostwng eu orbitau ar adeg benodol, ac ar ôl hynny byddant yn dechrau cwympo a llosgi i mewn. Yr atmosffer. Yn y llun isod gallwch weld sut olwg sydd ar rwydwaith Starlink ar ôl 6 lansiad.
Tipyn o hanes
Yn ôl yn yr 80au, roedd HughesNet yn arloeswr mewn technoleg lloeren. Rydych chi'n gwybod yr antenâu maint dysgl llwyd hynny y mae DirecTV yn eu gosod y tu allan i gartrefi? Maent yn dod o HughesNet, a darddodd ei hun gan yr arloeswr hedfan Howard Hughes. “Fe wnaethon ni ddyfeisio technoleg sy’n ein galluogi i ddarparu cyfathrebiadau rhyngweithiol trwy loeren,” meddai’r EVP Mike Cook.
Yn y dyddiau hynny, roedd Systemau Rhwydwaith Hughes ar y pryd yn berchen ar DirecTV ac yn gweithredu lloerennau daearsefydlog mawr a oedd yn trawstio gwybodaeth i setiau teledu. Ddoe a nawr, roedd y cwmni hefyd yn cynnig gwasanaethau i fusnesau, megis prosesu trafodion cardiau credyd mewn gorsafoedd nwy. Y cleient masnachol cyntaf oedd Walmart, a oedd am gysylltu gweithwyr ledled y wlad â swyddfa gartref yn Bentonville.
Yng nghanol y 90au, creodd y cwmni system Rhyngrwyd hybrid o'r enw DirecPC: anfonodd cyfrifiadur y defnyddiwr gais dros gysylltiad deialu i weinydd Gwe a derbyniodd ymateb trwy loeren, a oedd yn trosglwyddo'r wybodaeth y gofynnwyd amdani i lawr i ddysgl y defnyddiwr ar gyflymder llawer cyflymach nag y gallai deialu ei ddarparu. .
Tua 2000, dechreuodd Hughes gynnig gwasanaethau mynediad rhwydwaith deugyfeiriadol. Ond mae cadw cost y gwasanaeth, gan gynnwys cost offer cleient, yn ddigon isel i bobl ei brynu wedi bod yn her. I wneud hyn, penderfynodd y cwmni fod angen ei loerennau ei hun arno ac yn 2007 lansiodd Spaceway. Yn ôl Hughes, roedd y lloeren hon, sy'n dal i gael ei defnyddio heddiw, yn arbennig o bwysig yn y lansiad oherwydd dyma'r cyntaf i gefnogi technoleg newid pecynnau ar fwrdd y llong, gan ddod yn y bôn y switsh gofod cyntaf i ddileu'r hop ychwanegol o orsaf ddaear ar gyfer cyfathrebu tanysgrifwyr i bob un. arall. Mae ei gapasiti dros 10 Gbit yr eiliad, 24 trawsatebwr o 440 Mbit yr eiliad, sy'n caniatáu i danysgrifwyr unigol gael hyd at 2 Mbit yr eiliad i'w darlledu a hyd at 5 Mbit yr eiliad i'w lawrlwytho. Gweithgynhyrchwyd Spaceway 1 gan Boeing ar sail platfform lloeren Boeing 702. Pwysau lansio'r ddyfais oedd 6080 kg. Ar hyn o bryd, Spaceway 1 yw un o'r llongau gofod masnachol trymaf (SC) - fe dorrodd record y lloeren Inmarsat 5 F4 a lansiwyd gan ddefnyddio cerbyd lansio Atlas 1 (5959 kg), fis ynghynt. Er bod gan y GSO masnachol trymaf, yn ôl Wikipedia, a lansiwyd yn 2018, fàs o 7 tunnell. Mae gan y ddyfais lwyth cyflog ras gyfnewid Ka-band (RP). Mae'r PN yn cynnwys arae antena fesul cam 2 fetr dan reolaeth sy'n cynnwys 1500 o elfennau. Mae PN yn ffurfio sylw aml-beam i sicrhau darlledu amrywiol rwydweithiau rhaglenni teledu mewn gwahanol ranbarthau. Mae antena o'r fath yn caniatáu defnydd hyblyg o alluoedd llongau gofod wrth newid amodau'r farchnad.
Yn y cyfamser, treuliodd cwmni o'r enw Viasat tua degawd mewn ymchwil a datblygu cyn lansio ei loeren gyntaf yn 2008. Roedd y lloeren hon, o'r enw ViaSat-1, yn ymgorffori rhai technolegau newydd megis ailddefnyddio sbectrwm. Roedd hyn yn caniatáu i'r lloeren ddewis rhwng gwahanol led band er mwyn trosglwyddo data i'r Ddaear heb ymyrraeth, hyd yn oed pe bai'n trosglwyddo data ynghyd â thrawst o loeren arall, gallai ailddefnyddio'r ystod sbectrol honno mewn cysylltiadau nad oeddent yn cydgyffwrdd.
Roedd hyn yn darparu mwy o gyflymder a pherfformiad. Pan aeth i wasanaeth, roedd ganddo 140 Gbps, mwy na'r holl loerennau eraill gyda'i gilydd yn gorchuddio'r Unol Daleithiau, yn ôl Llywydd Viasat, Rick Baldridge.
“Roedd y farchnad loeren ar gyfer pobl nad oedd ganddyn nhw ddewis,” meddai Baldrige. “Os na allech chi gael mynediad mewn unrhyw ffordd arall, dyna oedd y dechnoleg pan fetho popeth arall. Yn y bôn, roedd ganddo sylw hollbresennol, ond nid oedd yn cario llawer o ddata mewn gwirionedd. Felly, defnyddiwyd y dechnoleg hon yn bennaf ar gyfer tasgau fel trafodion mewn gorsafoedd nwy.”
Dros y blynyddoedd, mae HughesNet (sydd bellach yn eiddo i EchoStar) a Viasat wedi bod yn adeiladu lloerennau geosefydlog cyflymach a chyflymach. Rhyddhaodd HughesNet EchoStar XVII (120 Gbps) yn 2012, EchoStar XIX (200 Gbps) yn 2017, ac mae'n bwriadu lansio EchoStar XXIV yn 2021, y dywed y cwmni a fydd yn cynnig 100 Mbps i ddefnyddwyr.
Lansiwyd ViaSat-2 yn 2017 ac erbyn hyn mae ganddo gapasiti o tua 260 Gbit yr eiliad, ac mae tri ViaSat-3 gwahanol ar y gweill ar gyfer 2020 neu 2021, pob un yn cwmpasu gwahanol rannau o'r byd. Dywedodd Viasat y rhagwelir y bydd gan bob un o'r tair system ViaSat-3 lif terabitau yr eiliad, dwywaith cymaint â'r holl loerennau eraill sy'n cylchdroi'r Ddaear gyda'i gilydd.
“Mae gennym ni gymaint o gapasiti yn y gofod fel ei fod yn newid holl ddeinameg darparu’r traffig hwn. Nid oes unrhyw gyfyngiadau ar yr hyn y gellir ei ddarparu, ”meddai DK Sachdev, ymgynghorydd technoleg lloeren a thelathrebu sy’n gweithio i LeoSat, un o’r cwmnïau sy’n lansio cytser LEO. “Heddiw, mae holl ddiffygion lloerennau yn cael eu dileu fesul un.”
Daeth y ras gyflym hon i fodolaeth am reswm, wrth i'r Rhyngrwyd (cyfathrebu dwy ffordd) ddechrau disodli teledu (cyfathrebu un ffordd) fel gwasanaeth sy'n defnyddio lloerennau.
“Mae’r diwydiant lloeren mewn cyfnod hir iawn, gan ddarganfod sut y bydd yn symud o drosglwyddo fideo un cyfeiriad i drosglwyddo data llawn,” meddai Ronald van der Breggen, cyfarwyddwr cydymffurfio yn LeoSat. “Mae yna lawer o farnau ynglŷn â sut i wneud hynny, beth i'w wneud, pa farchnad i'w gwasanaethu.”
Erys un broblem
Oedi. Yn wahanol i gyflymder cyffredinol, hwyrni yw'r amser y mae'n ei gymryd i gais deithio o'ch cyfrifiadur i'w gyrchfan ac yn ôl. Gadewch i ni ddweud eich bod yn clicio ar ddolen ar wefan, rhaid i'r cais hwn fynd i'r gweinydd a dychwelyd yn ôl (bod y gweinydd wedi derbyn y cais yn llwyddiannus ac ar fin rhoi'r cynnwys y gofynnwyd amdano i chi), ac ar ôl hynny mae'r dudalen we yn llwytho.
Mae pa mor hir y mae'n ei gymryd i lwytho gwefan yn dibynnu ar gyflymder eich cysylltiad. Yr amser y mae'n ei gymryd i gwblhau cais lawrlwytho yw'r hwyrni. Mae fel arfer yn cael ei fesur mewn milieiliadau, felly nid yw'n amlwg pan fyddwch chi'n pori'r we, ond mae'n bwysig pan fyddwch chi'n chwarae gemau ar-lein. Fodd bynnag, mae yna ffeithiau pan lwyddodd defnyddwyr o Ffederasiwn Rwsia i chwarae rhai o'r gemau ar-lein hyd yn oed pan fo'r hwyrni (ping) yn agos at eiliad.
Mae'r oedi mewn system ffibr-optig yn dibynnu ar y pellter, ond fel arfer mae'n gyfystyr â sawl microseconds y cilomedr; daw'r prif hwyrni o'r offer, er gyda chysylltiadau optegol o hyd sylweddol mae'r oedi yn fwy arwyddocaol oherwydd y ffaith mewn ffibr -llinell gyfathrebu optig (FOCL) dim ond 60% o gyflymder y golau mewn gwactod yw cyflymder y golau, ac mae hefyd yn dibynnu'n fawr ar donfedd. Yn ôl Baldrige, mae’r hwyrni pan fyddwch yn anfon cais i loeren GSO tua 700 milieiliad—mae golau’n teithio’n gyflymach yng ngwactod y gofod nag mewn ffibr, ond mae’r mathau hyn o loerennau ymhell i ffwrdd, a dyna pam mae’n cymryd cymaint o amser. Yn ogystal â hapchwarae, mae'r broblem hon yn arwyddocaol ar gyfer fideo-gynadledda, trafodion ariannol a'r farchnad stoc, monitro Rhyngrwyd Pethau, a chymwysiadau eraill sy'n dibynnu ar gyflymder rhyngweithio.
Ond pa mor arwyddocaol yw'r broblem hwyrni? Mae'r rhan fwyaf o'r lled band a ddefnyddir ledled y byd yn ymroddedig i fideo. Unwaith y bydd y fideo yn rhedeg ac wedi'i glustogi'n iawn, mae hwyrni yn dod yn llai o ffactor ac mae cyflymder yn dod yn bwysicach o lawer. Nid yw'n syndod bod Viasat a HughesNet yn tueddu i leihau pwysigrwydd hwyrni ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau, er bod y ddau yn gweithio i'w leihau yn eu systemau hefyd. Mae HughesNet yn defnyddio algorithm i flaenoriaethu traffig yn seiliedig ar yr hyn y mae defnyddwyr yn talu sylw iddo i wneud y gorau o gyflenwi data. Cyhoeddodd Viasat gyflwyno cytser o loerennau orbit daear canolig (MEO) i ategu ei rwydwaith presennol, a ddylai leihau hwyrni ac ehangu cwmpas, gan gynnwys ar lledredau uchel lle mae GSOs cyhydeddol â hwyrni uwch.
“Rydyn ni'n canolbwyntio'n fawr ar nifer uchel a chostau cyfalaf isel iawn i ddefnyddio'r swm hwnnw,” meddai Baldrige. “A yw hwyrni mor bwysig â nodweddion eraill ar gyfer y farchnad rydyn ni'n ei chefnogi”?
Serch hynny, mae yna ateb; mae lloerennau LEO yn dal i fod yn llawer agosach at ddefnyddwyr. Felly mae cwmnïau fel SpaceX a LeoSat wedi dewis y llwybr hwn, gan gynllunio i ddefnyddio cytser o loerennau llawer llai, agosach, gyda hwyrni disgwyliedig o 20 i 30 milieiliad i ddefnyddwyr.
“Mae'n gyfaddawd yn hynny oherwydd eu bod mewn orbit is, rydych chi'n cael llai o hwyrni o'r system LEO, ond mae gennych chi system fwy cymhleth,” meddai Cook. “I gwblhau cytser, mae angen i chi gael o leiaf gannoedd o loerennau oherwydd eu bod mewn orbit isel, ac maen nhw'n symud o gwmpas y Ddaear, yn mynd dros y gorwel yn gyflymach ac yn diflannu ... ac mae angen i chi gael system antena sy'n gallu traciwch nhw.”
Ond mae'n werth cofio dwy stori. Yn y 90au cynnar, buddsoddodd Bill Gates a nifer o'i bartneriaid tua biliwn o ddoleri mewn prosiect o'r enw Teledesic i ddarparu band eang i ardaloedd na allent fforddio'r rhwydwaith neu na fyddent yn gweld llinellau ffibr optig yn fuan. Roedd angen adeiladu cytser o 840 (lleihawyd yn ddiweddarach i 288) o loerennau LEO. Soniodd ei sylfaenwyr am ddatrys y broblem hwyrni ac ym 1994 gofynnodd i'r Cyngor Sir y Fflint ddefnyddio sbectrwm Ka-band. Swnio'n gyfarwydd?
Bwytodd Teledesic hyd at $9 biliwn amcangyfrifedig cyn iddo fethu yn 2003.
“Ni weithiodd y syniad bryd hynny oherwydd cost uchel cynnal a chadw a gwasanaethau i’r defnyddiwr terfynol, ond mae’n ymddangos yn ymarferol nawr,” dywed , athro systemau gwybodaeth ym Mhrifysgol Talaith California Dominguez Hills sydd wedi bod yn monitro systemau LEO ers i Teledesic ddod allan. “Nid oedd y dechnoleg yn ddigon datblygedig ar gyfer hynny.”
Rhoddodd Cyfraith Moore a gwelliannau mewn technoleg batri, synhwyrydd a phrosesydd ffonau symudol ail gyfle i gytserau LEO. Mae galw cynyddol yn gwneud i'r economi edrych yn demtasiwn. Ond tra bod saga Teledesic yn chwarae allan, cafodd diwydiant arall brofiad pwysig yn lansio systemau cyfathrebu i'r gofod. Ar ddiwedd y 90au, lansiodd Iridium, Globalstar ac Orbcomm ar y cyd fwy na 100 o loerennau orbit isel i ddarparu sylw ffôn symudol.
“Mae'n cymryd blynyddoedd i adeiladu cytser cyfan oherwydd mae angen criw cyfan o lansiadau, ac mae'n ddrud iawn,” meddai Zach Manchester, athro cynorthwyol awyrenneg a gofodwyr ym Mhrifysgol Stanford. “Dros gyfnod o tua phum mlynedd dyweder, mae’r seilwaith tŵr celloedd daearol wedi ehangu i’r pwynt lle mae’r cwmpas yn dda iawn ac yn cyrraedd y rhan fwyaf o bobl.”
Aeth y tri chwmni yn fethdalwr yn gyflym. Ac er bod pob un wedi ailddyfeisio'i hun trwy gynnig ystod lai o wasanaethau at ddibenion penodol, megis goleuadau brys ac olrhain cargo, nid oes yr un ohonynt wedi llwyddo i ddisodli gwasanaeth ffôn symudol sy'n seiliedig ar dwr. Am yr ychydig flynyddoedd diwethaf, mae SpaceX wedi bod yn lansio lloerennau ar gyfer Iridium dan gontract.
“Rydyn ni wedi gweld y ffilm hon o'r blaen,” meddai Manceinion. “Dydw i ddim yn gweld unrhyw beth sylfaenol wahanol yn y sefyllfa bresennol.”
Cystadleuaeth
Mae gan SpaceX ac 11 o gorfforaethau eraill (a'u buddsoddwyr) farn wahanol. Mae OneWeb yn lansio lloerennau eleni a disgwylir i wasanaethau ddechrau mor gynnar â'r flwyddyn nesaf, ac yna mwy o gytserau yn 2021 a 2023, gyda'r nod yn y pen draw o 1000 Tbps erbyn 2025. Mae gan O3b, sydd bellach yn is-gwmni i SAS, gytser o 16 o loerennau MEO sydd wedi bod ar waith ers sawl blwyddyn. Mae Telesat eisoes yn gweithredu lloerennau GSO, ond mae'n cynllunio system LEO ar gyfer 2021 a fydd â chysylltiadau optegol gyda hwyrni o 30 i 50 ms.
Mae gan Upstart Astranis hefyd loeren mewn orbit geosynchronous a bydd yn defnyddio mwy yn yr ychydig flynyddoedd nesaf. Er nad ydyn nhw'n datrys y broblem cuddni, mae'r cwmni'n edrych i leihau costau'n sylweddol trwy weithio gyda darparwyr rhyngrwyd lleol ac adeiladu lloerennau llai, llawer rhatach.
Mae LeoSat hefyd yn bwriadu lansio'r gyfres gyntaf o loerennau yn 2019, a chwblhau'r cytser yn 2022. Byddant yn hedfan o amgylch y Ddaear ar uchder o 1400 km, yn cysylltu â lloerennau eraill yn y rhwydwaith gan ddefnyddio cyfathrebu optegol ac yn trosglwyddo gwybodaeth i fyny ac i lawr yn y band Ka. Maent wedi caffael y sbectrwm gofynnol yn rhyngwladol, meddai Richard van der Breggen, prif swyddog gweithredol LeoSat, ac maent yn disgwyl cymeradwyaeth Cyngor Sir y Fflint yn fuan.
Yn ôl van der Breggen, roedd yr ymdrech i gael rhyngrwyd lloeren cyflymach yn seiliedig i raddau helaeth ar adeiladu lloerennau mwy, cyflymach a allai drosglwyddo mwy o ddata. Mae'n ei alw'n "bibell": po fwyaf yw'r bibell, y mwyaf y gall y Rhyngrwyd fyrstio drwyddi. Ond mae cwmnïau fel ef yn dod o hyd i feysydd newydd i'w gwella trwy newid y system gyfan.
“Dychmygwch y math lleiaf o rwydwaith - dau lwybrydd Cisco a gwifren rhyngddynt,” meddai van der Breggen. “Yr hyn y mae pob lloeren yn ei wneud yw darparu gwifren rhwng dau flwch...byddwn yn danfon y set gyfan o dri i'r gofod.”
Mae LeoSat yn bwriadu defnyddio 78 o loerennau, pob un yr un maint â bwrdd bwyta mawr ac yn pwyso tua 1200 kg. Wedi'u hadeiladu gan Iridium, mae ganddyn nhw bedwar panel solar a phedwar laser (un ym mhob cornel) i gysylltu â chymdogion. Dyma'r cysylltiad y mae van der Breggen yn ei ystyried yn bwysicaf. Yn hanesyddol, roedd lloerennau'n adlewyrchu'r signal mewn siâp V o orsaf ddaear i'r lloeren ac yna i'r derbynnydd. Oherwydd bod lloerennau LEO yn is, ni allant daflunio mor bell, ond gallant drosglwyddo data rhyngddynt yn gyflym iawn.
Er mwyn deall sut mae hyn yn gweithio, mae'n ddefnyddiol meddwl am y Rhyngrwyd fel rhywbeth sydd ag endid corfforol gwirioneddol. Nid data yn unig mohono, ond lle mae'r data hwnnw'n byw a sut mae'n symud. Nid yw'r Rhyngrwyd yn cael ei storio mewn un lle, mae yna weinyddion ledled y byd sy'n cynnwys rhywfaint o'r wybodaeth, a phan fyddwch chi'n eu cyrchu, mae'ch cyfrifiadur yn cymryd y data o'r un agosaf sydd â'r hyn rydych chi'n edrych amdano. Ble mae'n bwysig? Faint yw'r ots? Mae golau (gwybodaeth) yn teithio yn y gofod bron ddwywaith mor gyflym ag mewn ffibr. A phan fyddwch chi'n rhedeg cysylltiad ffibr o amgylch planed, mae'n rhaid iddi ddilyn llwybr dargyfeirio o nod i nod, gyda dargyfeiriadau o amgylch mynyddoedd a chyfandiroedd. Nid oes gan Rhyngrwyd Lloeren yr anfanteision hyn, a phan fydd y ffynhonnell ddata ymhell i ffwrdd, er gwaethaf ychwanegu cwpl o filoedd o filltiroedd o bellter fertigol, bydd yr hwyrni gyda LEO yn llai na'r hwyrni gyda Rhyngrwyd ffibr optig. Er enghraifft, gallai'r ping o Lundain i Singapore fod yn 112 ms yn lle 186, a fyddai'n gwella cysylltedd yn sylweddol.
Dyma sut mae van der Breggen yn disgrifio'r dasg: gellir ystyried diwydiant cyfan fel datblygiad rhwydwaith gwasgaredig nad yw'n wahanol i'r Rhyngrwyd yn ei chyfanrwydd, dim ond yn y gofod. Mae hwyrni a chyflymder yn chwarae rhan.
Er y gallai technoleg un cwmni fod yn well, nid gêm sero-swm yw hon ac ni fydd unrhyw enillwyr na chollwyr. Mae llawer o'r cwmnïau hyn yn targedu gwahanol farchnadoedd a hyd yn oed yn helpu ei gilydd i gyflawni'r canlyniadau y maent eu heisiau. I rai mae'n llongau, awyrennau neu ganolfannau milwrol; i eraill mae'n ddefnyddwyr gwledig neu wledydd sy'n datblygu. Ond yn y pen draw, mae gan gwmnïau nod cyffredin: creu'r Rhyngrwyd lle nad oes un, neu lle nad oes digon ohono, a'i wneud ar gost sy'n ddigon isel i gefnogi eu model busnes.
“Rydyn ni’n meddwl nad yw’n dechnoleg sy’n cystadlu mewn gwirionedd. Credwn fod angen technolegau LEO a GEO ar ryw ystyr, ”meddai Cogydd HughesNet. “Ar gyfer rhai mathau o gymwysiadau, fel ffrydio fideo er enghraifft, mae'r system GEO yn gost-effeithiol iawn, iawn. Fodd bynnag, os ydych am redeg rhaglenni sy'n gofyn am hwyrni isel... LEO yw'r ffordd i fynd."
Mewn gwirionedd, mae HughesNet yn partneru ag OneWeb i ddarparu technoleg porth sy'n rheoli traffig ac yn rhyngweithio â'r system dros y Rhyngrwyd.
Efallai eich bod wedi sylwi bod cytser arfaethedig LeoSat bron 10 gwaith yn llai na chyfser SpaceX. Mae hynny'n iawn, meddai Van der Breggen, oherwydd mae LeoSat yn bwriadu gwasanaethu cwsmeriaid corfforaethol a llywodraeth a bydd ond yn cwmpasu ychydig o feysydd penodol. Mae O3b yn gwerthu Rhyngrwyd i longau mordeithio, gan gynnwys Royal Caribbean, ac yn bartneriaid â darparwyr telathrebu yn Samoa America ac Ynysoedd Solomon, lle mae prinder cysylltiadau cyflym â gwifrau.
Mae cwmni cychwyn Toronto bach o'r enw Kepler Communications yn defnyddio CubeSats bach (tua maint torth o fara) i ddarparu mynediad rhwydwaith i gleientiaid sy'n defnyddio llawer o hwyrni, gellir cael 5GB o ddata neu fwy mewn cyfnod o 10 munud, sy'n berthnasol i'r pegynau. archwilio, gwyddoniaeth, diwydiant a thwristiaeth. Felly, wrth osod antena fach, bydd y cyflymder hyd at 20 Mbit yr eiliad i'w uwchlwytho a hyd at 50 Mbit yr eiliad i'w lawrlwytho, ond os ydych chi'n defnyddio "sig" fawr, yna bydd y cyflymderau'n uwch - 120 Mbit / s s i'w lanlwytho a 150 Mbit yr eiliad ar gyfer derbyniad . Yn ôl Baldrige, daw twf cryf Viasat o ddarparu Rhyngrwyd i gwmnïau hedfan masnachol; maent wedi llofnodi cytundebau ag United, JetBlue ac American, yn ogystal â Qantas, SAS ac eraill.
Sut, felly, y bydd y model masnachol hwn sy'n cael ei yrru gan elw yn pontio'r rhaniad digidol ac yn dod â'r Rhyngrwyd i wledydd sy'n datblygu a phoblogaethau nad ydynt yn cael eu gwasanaethu'n ddigonol na fyddant efallai'n gallu talu cymaint amdano ac sy'n barod i dalu llai? Bydd hyn yn bosibl diolch i fformat y system. Gan fod lloerennau unigol cytser LEO (Orbit Daear Isel) yn symud yn gyson, dylent gael eu dosbarthu'n gyfartal o amgylch y Ddaear, gan achosi iddynt weithiau orchuddio rhanbarthau lle nad oes neb yn byw neu lle mae'r boblogaeth yn eithaf tlawd. Felly, elw fydd unrhyw elw y gellir ei dderbyn o'r rhanbarthau hyn.
“Fy dyfalu yw y bydd ganddyn nhw brisiau cysylltu gwahanol ar gyfer gwahanol wledydd, a bydd hyn yn caniatáu iddyn nhw sicrhau bod y Rhyngrwyd ar gael ym mhobman, hyd yn oed os yw’n rhanbarth tlawd iawn,” meddai Press. “Unwaith y bydd cytser o loerennau yno, yna mae ei gost eisoes yn sefydlog, ac os yw'r lloeren dros Ciwba ac nad oes neb yn ei defnyddio, yna mae unrhyw incwm y gallant ei gael o Ciwba yn ymylol ac am ddim (nid oes angen buddsoddiad ychwanegol)”.
Gall fod yn eithaf anodd mynd i mewn i'r farchnad defnyddwyr torfol. Mewn gwirionedd, mae llawer o lwyddiant y diwydiant wedi dod o ddarparu Rhyngrwyd cost uchel i lywodraethau a busnesau. Ond mae SpaceX ac OneWeb yn benodol yn targedu tanysgrifwyr brics a morter yn eu cynlluniau busnes.
Yn ôl Sachdev, bydd profiad y defnyddiwr yn bwysig i'r farchnad hon. Rhaid i chi orchuddio'r Ddaear gyda system sy'n hawdd ei defnyddio, yn effeithlon ac yn gost-effeithiol. “Ond nid yw hynny’n unig yn ddigon,” meddai Sachdev. “Mae angen digon o gapasiti arnoch chi, a chyn hynny, mae angen i chi sicrhau prisiau fforddiadwy ar gyfer offer cleientiaid.”
Pwy sy'n gyfrifol am reoleiddio?
Y ddau fater mawr y bu'n rhaid i SpaceX eu datrys gyda'r Cyngor Sir y Fflint oedd sut y byddai sbectrwm cyfathrebu lloeren presennol (ac yn y dyfodol) yn cael ei ddyrannu a sut i atal malurion gofod. Cyfrifoldeb yr FCC yw'r cwestiwn cyntaf, ond mae'r ail yn ymddangos yn fwy priodol i NASA neu Adran Amddiffyn yr Unol Daleithiau. Mae'r ddau yn monitro gwrthrychau cylchdroi i atal gwrthdrawiadau, ond nid yw'r naill na'r llall yn rheolydd.
“Nid oes polisi cydgysylltiedig da mewn gwirionedd ar yr hyn y dylem ei wneud am falurion gofod,” meddai Stanford's Manchester. “Ar hyn o bryd, nid yw’r bobl hyn yn cyfathrebu â’i gilydd yn effeithiol, a does dim polisi cyson.”
Mae'r broblem yn cael ei chymhlethu ymhellach oherwydd bod lloerennau LEO yn mynd trwy lawer o wledydd. Mae'r Undeb Telathrebu Rhyngwladol yn chwarae rhan debyg i'r Cyngor Sir y Fflint, gan aseinio sbectrwm, ond i weithredu o fewn gwlad, rhaid i gwmni gael caniatâd gan y wlad honno. Felly, rhaid i loerennau LEO allu newid y bandiau sbectrol y maent yn eu defnyddio yn dibynnu ar y wlad y maent wedi'u lleoli ynddi.
“Ydych chi wir eisiau i SpaceX gael monopoli ar gysylltedd yn y rhanbarth hwn?” Mae'r wasg yn gofyn. “Mae angen rheoleiddio eu gweithgareddau, a phwy sydd â’r hawl i wneud hyn? Maent yn oruwchwladol. Nid oes gan yr FCC awdurdodaeth mewn gwledydd eraill. ”
Fodd bynnag, nid yw hyn yn gwneud yr FCC yn ddi-rym. Yn hwyr y llynedd, gwrthodwyd caniatâd i gwmni cychwynnol bach yn Silicon Valley o'r enw Swarm Technologies lansio pedwar prototeip o loerennau cyfathrebu LEO, pob un yn llai na llyfr clawr meddal. Prif wrthwynebiad yr FCC oedd y gallai'r lloerennau bach fod yn rhy anodd eu holrhain ac felly'n anrhagweladwy ac yn beryglus.
Lansiodd Swarm nhw beth bynnag. Mae cwmni Seattle sy'n darparu gwasanaethau lansio lloeren wedi'u hanfon i India, lle buont yn marchogaeth ar roced yn cludo dwsinau o loerennau mwy, adroddodd IEEE Spectrum. Darganfu'r Cyngor Sir y Fflint hyn a rhoddodd ddirwy o $900 i'r cwmni, i'w dalu dros 000 mlynedd, a nawr mae cais Swarm am bedair lloeren fwy mewn limbo gan fod y cwmni'n gweithredu'n gyfrinachol. Pa fodd bynag, ychydig ddyddiau yn ol ymddangosai newyddion fod cymeradwyaeth wedi ei dderbyn a . Yn gyffredinol, arian a'r gallu i drafod oedd yr ateb. Mae pwysau'r lloerennau rhwng 310 a 450 gram, ar hyn o bryd mae 7 lloeren mewn orbit, a bydd y rhwydwaith llawn yn cael ei ddefnyddio yng nghanol 2020. Mae'r adroddiad diweddaraf yn awgrymu bod tua $ 25 miliwn eisoes wedi'i fuddsoddi yn y cwmni, sy'n agor mynediad i'r farchnad nid yn unig i gorfforaethau byd-eang.
Ar gyfer cwmnïau Rhyngrwyd lloeren eraill sydd ar ddod a rhai sy'n bodoli eisoes sy'n archwilio triciau newydd, bydd y pedair i wyth mlynedd nesaf yn hollbwysig wrth benderfynu a oes galw am eu technoleg yma ac yn awr, neu a fyddwn yn gweld hanes yn ailadrodd ei hun gyda Teledesic ac Iridium. Ond beth sy'n digwydd ar ôl? Mars, yn ôl Musk, ei nod yw defnyddio Starlink i ddarparu refeniw ar gyfer archwilio Mars, yn ogystal â chynnal prawf.
“Fe allen ni ddefnyddio’r un system yma i greu rhwydwaith ar y blaned Mawrth,” meddai wrth ei staff. “Bydd angen system gyfathrebu fyd-eang ar y blaned Mawrth hefyd, ac nid oes llinellau na gwifrau ffibr optig na dim.”
Rhai hysbysebion 🙂
Diolch am aros gyda ni. Ydych chi'n hoffi ein herthyglau? Eisiau gweld cynnwys mwy diddorol? Cefnogwch ni trwy osod archeb neu argymell i ffrindiau, Gostyngiad o 30% i ddefnyddwyr Habr ar analog unigryw o weinyddion lefel mynediad, a ddyfeisiwyd gennym ni ar eich cyfer chi: (ar gael gyda RAID1 a RAID10, hyd at 24 craidd a hyd at 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 gwaith yn rhatach? Dim ond yma yn yr Iseldiroedd! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - o $99! Darllenwch am
Ffynhonnell: hab.com