Vastuun kieltäminen. Artikkeli on laajennettu, korjattu ja päivitetty käännös Nathan Hurst. Käytettiin myös joitain tietoja artikkelista aiheesta lopullista materiaalia rakennettaessa.
Tähtitieteilijöiden keskuudessa on teoria (tai ehkä varoittava tarina), nimeltään Kesslerin oireyhtymä, joka on nimetty NASAn astrofyysikon mukaan, joka ehdotti sitä vuonna 1978. Tässä skenaariossa kiertävä satelliitti tai jokin muu esine osuu vahingossa toiseen ja hajoaa palasiksi. Nämä osat pyörivät Maan ympäri kymmenien tuhansien kilometrien tunnissa tuhoten kaiken tiellään, mukaan lukien muut satelliitit. Se käynnistää katastrofaalisen ketjureaktion, joka päättyy miljoonien huonokuntoisten avaruusromupalojen pilveen, joka kiertää loputtomasti planeettaa.
Tällainen tapahtuma voi tehdä Maanläheisen avaruuden hyödyttömäksi, tuhota kaikki siihen lähetetyt uudet satelliitit ja mahdollisesti estää pääsyn avaruuteen kokonaan.
Joten kun SpaceX (Federal Communications Commission - Federal Communications Commission, USA) lähettää 4425 satelliittia matalalle Maan kiertoradalle (LEO, Low-Earth Orbit) tarjotakseen maailmanlaajuisen nopean Internet-verkon, FCC oli huolissaan tästä. Yli vuoden yritys komissiot ja kilpailijoiden vetoomukset, jotka on jätetty hakemuksen hylkäämiseksi, mukaan lukien "kiertoratajätteen vähentämissuunnitelman" jättäminen Kesslerin apokalypsin pelkojen lieventämiseksi. FCC hyväksyi SpaceX:n hakemuksen 28. maaliskuuta.
Avaruusromu ei ole ainoa asia, joka huolestuttaa FCC:tä, eikä SpaceX ole ainoa organisaatio, joka yrittää rakentaa seuraavan sukupolven satelliittikonstellaatioita. Kourallinen yrityksiä, sekä uusia että vanhoja, omaksuvat uusia tekniikoita, kehittävät uusia liiketoimintasuunnitelmia ja anovat FCC:ltä pääsyä tietoliikennetaajuuksien osiin, joita he tarvitsevat peittääkseen maapallon nopealla ja luotettavalla Internetillä.
Mukana on suuria nimiä – Richard Bransonista Elon Muskiin – sekä suuria rahaa. Bransonin OneWeb on kerännyt tähän mennessä 1,7 miljardia dollaria, ja SpaceX:n toimitusjohtaja ja operatiivinen johtaja Gwynne Shotwell on arvioinut projektin arvoksi 10 miljardia dollaria.
Tietenkin on suuria ongelmia, ja historia viittaa siihen, että niiden vaikutus on täysin epäsuotuisa. Hyvät pojat yrittävät kuroa umpeen digitaalista kuilua alipalveltuilla alueilla, kun taas pahat pojat laittavat laittomat satelliitit raketteihin. Ja kaikki tämä tulee tiedon toimittamisen kysynnän kasvaessa pilviin: vuonna 2016 maailmanlaajuinen Internet-liikenne ylitti 1 sektillijoona tavua Ciscon raportin mukaan, mikä lopetti zettatavujen aikakauden.
Jos tavoitteena on tarjota hyvä Internet-yhteys siellä, missä sitä ei aiemmin ollut, satelliitit ovat fiksu tapa saavuttaa tämä. Itse asiassa yritykset ovat tehneet tätä vuosikymmeniä käyttämällä suuria geostationaarisia satelliitteja (GSO), jotka ovat erittäin korkeilla kiertoradoilla, joissa pyörimisjakso on yhtä suuri kuin Maan pyörimisnopeus, mikä saa ne kiinnittymään tietylle alueelle. Mutta lukuun ottamatta muutamia kapeasti kohdennettuja tehtäviä, kuten Maan pinnan kartoittaminen 175 matalan kiertoradan satelliitin avulla ja 7 petabuun datan lähettäminen Maahan 200 Mbps:n nopeudella tai lastin seuranta tai verkon tarjoaminen. pääsy sotilastukikohtiin, tämän tyyppinen satelliittiviestintä ei ollut tarpeeksi nopea ja luotettava kilpaillakseen nykyaikaisen valokuitu- tai kaapeli-Internetin kanssa.
Ei-geostationaariset satelliitit (Non-GSO) sisältävät satelliitit, jotka toimivat Medium Earth -kiertoradalla (MEO) 1900 35000 - 1900 XNUMX km korkeudella maan pinnasta, ja matalan maapallon kiertoradalla (LEO) satelliitteja, jotka kiertävät alle XNUMX XNUMX km korkeudessa. . Nykyään LEO:sta on tulossa erittäin suosittuja ja lähitulevaisuudessa on odotettavissa, että jos kaikki satelliitit eivät ole tällaisia, niin varmasti ovat.
Samaan aikaan ei-geostationaarisia satelliitteja koskevat määräykset ovat olleet olemassa pitkään, ja ne on jaettu virastojen kesken Yhdysvalloissa ja sen ulkopuolella: NASA, FCC, DOD, FAA ja jopa YK:n kansainvälinen televiestintäliitto ovat kaikki mukana.
Teknologisesta näkökulmasta katsottuna on kuitenkin joitain suuria etuja. Satelliitin rakentamiskustannukset ovat laskeneet gyroskooppien ja akkujen parantuessa matkapuhelimien kehityksen myötä. Niiden laukaisu on myös tullut halvemmaksi, mikä johtuu osittain itse satelliittien pienemmästä koosta. Kapasiteetti on lisääntynyt, satelliittien välinen viestintä on tehnyt järjestelmistä nopeampia ja taivaalle osoittavat suuret lautaset ovat menossa pois muodista.
Yksitoista yritystä on jättänyt hakemukset FCC:lle sekä SpaceX, joista jokainen on ratkaissut ongelman omalla tavallaan.
Elon Musk ilmoitti SpaceX Starlink -ohjelmasta vuonna 2015 ja avasi yhtiön sivuliikkeen Seattlessa. Hän kertoi työntekijöille: "Haluamme mullistaa satelliittiviestinnän samalla tavalla kuin mullistamme rakettitieteen."
Vuonna 2016 yhtiö jätti hakemuksen liittovaltion viestintäkomissiolle pyytääkseen lupaa laukaista 1600 800 (myöhemmin 2021) satelliittia tämän hetken ja vuoden 2024 välisenä aikana ja sitten loput vuoteen 83 asti. Nämä maata lähellä olevat satelliitit kiertävät XNUMX eri kiertoradalla. Tähdistö, kuten satelliittiryhmää kutsutaan, kommunikoi keskenään sisäisten optisten (laser) viestintälinkkien kautta, jotta tiedot voidaan pomppia taivaan poikki sen sijaan, että ne palaisivat maan päälle - kulkevat pitkän "sillan" yli. lähetetään ylös ja alas.
Kentälle asiakkaat asentavat uudentyyppisen päätelaitteen, jossa on elektronisesti ohjatut antennit, jotka muodostavat automaattisesti yhteyden tällä hetkellä parhaan signaalin tarjoavaan satelliittiin – samalla tavalla kuin matkapuhelin valitsee torneja. Kun LEO-satelliitit liikkuvat suhteessa maahan, järjestelmä vaihtaa niiden välillä noin 10 minuutin välein. Ja koska järjestelmää käyttää tuhansia ihmisiä, valittavana on aina vähintään 20, SpaceX:n satelliittitoimintojen varatoimitusjohtajan Patricia Cooperin mukaan.
Maaterminaalin tulee olla halvempi ja helpompi asentaa kuin perinteiset satelliittiantennit, joiden tulee olla fyysisesti suunnattu taivaan puolelle, jossa vastaava geostationaarinen satelliitti sijaitsee. SpaceX sanoo, että terminaali ei ole pizzalaatikkoa suurempi (vaikka se ei kerro, minkä kokoinen pizza siitä tulee).
Viestintä tarjotaan kahdella taajuuskaistalla: Ka ja Ku. Molemmat kuuluvat radiospektriin, vaikka ne käyttävätkin paljon korkeampia taajuuksia kuin stereoihin. Ka-kaista on näistä kahdesta korkeampi, taajuudet välillä 26,5 GHz - 40 GHz, kun taas Ku-kaista sijaitsee taajuudella 12 GHz - 18 GHz. Starlink on saanut FCC:ltä luvan käyttää tiettyjä taajuuksia, tyypillisesti nouseva linkki terminaalista satelliittiin toimii taajuuksilla 14 GHz - 14,5 GHz ja alaslinkki 10,7 GHz - 12,7 GHz, ja loput käytetään telemetriaan. seurantaa ja ohjausta sekä satelliittien yhdistämistä maanpäälliseen Internetiin.
FCC-ilmoituksia lukuun ottamatta SpaceX on pysynyt vaiti eikä ole vielä paljastanut suunnitelmiaan. Ja on vaikea tietää mitään teknisiä yksityiskohtia, koska SpaceX käyttää koko järjestelmää satelliiteille menevistä komponenteista raketteihin, jotka vievät ne taivaalle. Projektin onnistuminen riippuu kuitenkin siitä, pystyykö palvelu tarjoamaan samanhintaista kuitua vastaavaa tai sitä parempia nopeuksia sekä luotettavuutta ja hyvää käyttökokemusta.
Helmikuussa SpaceX laukaisi kaksi ensimmäistä prototyyppiään Starlink-satelliiteista, jotka ovat muodoltaan lieriömäisiä ja niissä on siipimäiset aurinkopaneelit. Tintin A ja B ovat noin metrin pituisia, ja Musk vahvisti Twitterin kautta viestinnän onnistuneesti. Jos prototyypit jatkavat toimintaansa, niihin liittyy satoja muita vuoteen 2019 mennessä. Kun järjestelmä on toiminnassa, SpaceX korvaa käytöstä poistettuja satelliitteja jatkuvasti estääkseen avaruusromun syntymisen, järjestelmä ohjeistaa niitä laskemaan kiertoradansa tietyllä hetkellä, minkä jälkeen ne alkavat pudota ja palaa ilmakehä. Alla olevasta kuvasta näet miltä Starlink-verkko näyttää 6 käynnistyksen jälkeen.
Vähän historiaa
80-luvulla HughesNet oli satelliittitekniikan uudistaja. Tiedätkö ne harmaat lautasen kokoiset antennit, jotka DirecTV asennetaan kodin ulkopuolelle? Ne tulevat HughesNetistä, joka itse sai alkunsa ilmailun pioneerista Howard Hughesista. "Keksimme teknologian, jonka avulla voimme tarjota interaktiivista viestintää satelliitin kautta", sanoo EVP Mike Cook.
Tuolloin silloinen Hughes Network Systems omisti DirecTV:n ja käytti suuria geostationaarisia satelliitteja, jotka lähettivät tietoa televisioihin. Silloin ja nyt yritys tarjosi palveluita myös yrityksille, kuten luottokorttitapahtumien käsittelyä huoltoasemilla. Ensimmäinen kaupallinen asiakas oli Walmart, joka halusi yhdistää työntekijät eri puolilla maata kotitoimistoon Bentonvillessä.
90-luvun puolivälissä yritys loi hybridi-Internet-järjestelmän nimeltä DirecPC: käyttäjän tietokone lähetti pyynnön puhelinverkkoyhteyden kautta web-palvelimelle ja sai vastauksen satelliitin kautta, joka välitti pyydetyt tiedot alas käyttäjän lautaselle. paljon suuremmilla nopeuksilla kuin puhelinverkkoyhteys pystyisi tarjoamaan.
Vuoden 2000 tienoilla Hughes alkoi tarjota kaksisuuntaisia verkkoyhteyksiä. Mutta palvelun kustannusten pitäminen, mukaan lukien asiakkaan laitteiden kustannukset, riittävän alhaisina, jotta ihmiset voivat ostaa sen, on ollut haaste. Tätä varten yhtiö päätti tarvitsevansa omat satelliitit ja vuonna 2007 se laukaisi Spacewayn. Hughesin mukaan tämä edelleen käytössä oleva satelliitti oli erityisen tärkeä laukaisuhetkellä, koska se tuki ensimmäisenä pakettikytkentätekniikkaa, ja siitä tuli käytännössä ensimmäinen avaruuskytkin, joka eliminoi maa-aseman ylimääräisen hypyn viestintää varten. muu. Sen kapasiteetti on yli 10 Gbit/s, 24 transponderia 440 Mbit/s, mikä mahdollistaa yksittäisten tilaajien 2 Mbit/s tiedonsiirron ja 5 Mbit/s latausnopeuden. Boeing valmisti Spaceway 1:n Boeing 702 -satelliittialustan pohjalta. Laitteen laukaisupaino oli 6080 kg. Tällä hetkellä Spaceway 1 on yksi raskaimmista kaupallisista avaruusaluksista (SC) - se rikkoi kuukautta aiemmin Atlas 5 -kantoraketilla (4 kg) laukaisun Inmarsat 1 F5959 -satelliitin ennätyksen. Wikipedian mukaan vuonna 2018 lanseeratun raskaan kaupallisen GSO:n massa on 7 tonnia. Laite on varustettu Ka-kaistareleen hyötykuormalla (RP). PN sisältää ohjatun 2 metrin vaiheistetun antenniryhmän, joka koostuu 1500 elementistä. PN muodostaa monikeilapeiton varmistaakseen erilaisten TV-ohjelmaverkkojen lähetyksen eri alueilla. Tällainen antenni mahdollistaa avaruusalusten ominaisuuksien joustavan käytön muuttuvissa markkinaolosuhteissa.
Samaan aikaan Viasat-niminen yritys vietti noin vuosikymmenen tutkimuksessa ja kehityksessä ennen kuin se laukaisi ensimmäisen satelliittinsa vuonna 2008. Tämä ViaSat-1-niminen satelliitti sisälsi joitain uusia teknologioita, kuten spektrin uudelleenkäyttöä. Tämä antoi satelliitille mahdollisuuden valita eri kaistanleveyksien välillä datan lähettämiseksi Maahan ilman häiriöitä, vaikka se olisikin lähettänyt dataa toisesta satelliitista tulevan säteen mukana, se saattoi käyttää tätä spektrialuetta uudelleen yhteyksissä, jotka eivät olleet vierekkäisiä.
Tämä lisäsi nopeutta ja suorituskykyä. Kun se otettiin käyttöön, sen nopeus oli 140 Gbps, mikä on enemmän kuin kaikki muut Yhdysvaltojen kattavat satelliitit yhteensä, Viasatin presidentin Rick Baldridgen mukaan.
"Satelliittimarkkinat olivat todella ihmisille, joilla ei ollut vaihtoehtoa", Baldrige sanoo. ”Jos et päässyt käsiksi muulla tavalla, se oli viimeisen keinon tekniikka. Sillä oli pohjimmiltaan kaikkialla kattavuus, mutta se ei todellakaan sisältänyt paljon dataa. Siksi tätä tekniikkaa käytettiin pääasiassa tehtäviin, kuten asioihin huoltoasemilla.
Vuosien varrella HughesNet (nyt EchoStarin omistama) ja Viasat ovat rakentaneet yhä nopeampia geostationaarisia satelliitteja. HughesNet julkaisi EchoStar XVII:n (120 Gbps) vuonna 2012, EchoStar XIX (200 Gbps) vuonna 2017 ja aikoo julkaista EchoStar XXIV:n vuonna 2021, jonka yritys sanoo tarjoavan 100 Mbps:n kuluttajille.
ViaSat-2 lanseerattiin vuonna 2017 ja sen kapasiteetti on nyt noin 260 Gbit/s, ja vuodelle 3 tai 2020 on suunniteltu kolme erilaista ViaSat-2021:a, joista jokainen kattaa eri osia maapalloa. Viasat sanoi, että kunkin kolmesta ViaSat-3-järjestelmästä ennustetaan olevan terabittiä sekunnissa, kaksinkertainen kaikkien muiden Maata kiertävien satelliittien suorituskyvyn ennustetaan olevan.
”Meillä on niin paljon kapasiteettia avaruudessa, että se muuttaa koko tämän liikenteen toimittamisen dynamiikkaa. Tarjottavalle ei ole rajoituksia", sanoo DK Sachdev, satelliitti- ja televiestintäteknologiakonsultti, joka työskentelee LeoSatissa, yhdessä LEO-konstellaation käynnistävistä yrityksistä. "Tänään kaikki satelliittien puutteet poistetaan yksitellen."
Tämä koko nopeuskilpailu syntyi syystä, kun Internet (kaksisuuntainen viestintä) alkoi syrjäyttää television (yksisuuntainen viestintä) satelliitteja käyttävänä palveluna.
"Satelliittiteollisuudella on erittäin pitkä kiihko, ja se miettii, kuinka se siirtyy yksisuuntaisen videon lähettämisestä täydelliseen tiedonsiirtoon", sanoo Ronald van der Breggen, LeoSatin vaatimustenmukaisuusjohtaja. "On monia mielipiteitä siitä, miten se tehdään, mitä tehdä, mitä markkinoita palvella."
Yksi ongelma jää
Viive. Toisin kuin yleinen nopeus, latenssi on aika, joka kuluu pyynnön kulkemiseen tietokoneelta määränpäähänsä ja takaisin. Oletetaan, että napsautat linkkiä verkkosivustolla, tämän pyynnön on mentävä palvelimelle ja palattava takaisin (että palvelin on vastaanottanut pyynnön onnistuneesti ja antamaan sinulle pyydetyn sisällön), minkä jälkeen verkkosivu latautuu.
Kuinka kauan sivuston lataaminen kestää, riippuu yhteyden nopeudesta. Latenssipyynnön suorittamiseen kuluva aika on latenssi. Se mitataan yleensä millisekunteina, joten se ei ole havaittavissa nettiä selatessasi, mutta se on tärkeää, kun pelaat verkkopelejä. On kuitenkin olemassa tosiasioita, joissa Venäjän federaation käyttäjät onnistuivat ja onnistuvat pelaamaan joitakin pelejä verkossa, vaikka latenssi (ping) on lähellä sekuntia.
Kuituoptisessa järjestelmässä viive riippuu etäisyydestä, mutta on yleensä useita mikrosekunteja kilometriä kohden; päälatenssi tulee laitteista, vaikka huomattavan pituisilla optisilla linkeillä viive on suurempi, koska kuitussa -optinen tietoliikennelinja (FOCL) valon nopeus on vain 60% valon nopeudesta tyhjiössä ja riippuu myös paljon aallonpituudesta. Baldrigen mukaan latenssi, kun lähetät pyynnön GSO-satelliittiin, on noin 700 millisekuntia - valo kulkee avaruuden tyhjiössä nopeammin kuin kuidussa, mutta tämäntyyppiset satelliitit ovat kaukana, minkä vuoksi se kestää niin kauan. Pelin lisäksi tämä ongelma on merkittävä videoneuvotteluissa, rahoitustapahtumissa ja osakemarkkinoilla, esineiden internetin seurannassa ja muissa vuorovaikutuksen nopeuteen tukevissa sovelluksissa.
Mutta kuinka merkittävä latenssiongelma on? Suurin osa maailmanlaajuisesti käytetystä kaistanleveydestä on omistettu videolle. Kun video on käynnissä ja puskuroitu oikein, latenssista tulee vähemmän tärkeä tekijä ja nopeudesta tulee paljon tärkeämpi. Ei ole yllättävää, että Viasat ja HughesNet pyrkivät minimoimaan latenssin tärkeyden useimmissa sovelluksissa, vaikka molemmat pyrkivät minimoimaan sen myös järjestelmissään. HughesNet käyttää algoritmia liikenteen priorisoimiseen sen perusteella, mihin käyttäjät kiinnittävät huomiota tietojen toimituksen optimoimiseksi. Viasat ilmoitti ottavansa käyttöön MEO-satelliittien (Medium Earth Orbit) -satelliitit täydentämään nykyistä verkkoaan, mikä vähentää latenssia ja laajentaa peittoaluetta, myös korkeilla leveysasteilla, joilla ekvatoriaalisilla GSO-satelliiteilla on korkeampi latenssi.
"Olemme todella keskittyneet suureen volyymiin ja erittäin alhaisiin pääomakustannuksiin tuon volyymin käyttöönottamiseksi", Baldrige sanoo. "Onko latenssi yhtä tärkeä kuin muut ominaisuudet tukemillamme markkinoilla"?
Ratkaisu on kuitenkin olemassa: LEO-satelliitit ovat edelleen paljon lähempänä käyttäjiä. Joten yritykset, kuten SpaceX ja LeoSat, ovat valinneet tämän reitin ja aikovat ottaa käyttöön joukon paljon pienempiä, läheisempiä satelliitteja, joiden odotettu latenssi on 20–30 millisekuntia käyttäjille.
"Se on kompromissi siinä, että koska ne ovat alemmalla kiertoradalla, saat vähemmän latenssia LEO-järjestelmästä, mutta sinulla on monimutkaisempi järjestelmä", Cook sanoo. "Tähdistyksen viimeistelemiseksi sinulla on oltava vähintään satoja satelliitteja, koska ne ovat matalalla kiertoradalla, ja ne liikkuvat Maan ympäri, kulkevat horisontin yli nopeammin ja katoavat... ja sinulla on oltava antennijärjestelmä, joka pystyy seurata niitä."
Mutta kannattaa muistaa kaksi tarinaa. 90-luvun alussa Bill Gates ja useat hänen kumppaninsa sijoittivat noin miljardi dollaria Teledesic-nimiseen projektiin tarjotakseen laajakaistaa alueille, joilla ei ollut varaa verkkoon tai joilla ei pian näkyisi valokuitulinjoja. Oli tarpeen rakentaa 840 (myöhemmin 288) LEO-satelliitin tähdistö. Sen perustajat puhuivat latenssiongelman ratkaisemisesta ja pyysivät vuonna 1994 FCC:tä käyttämään Ka-kaistaspektriä. Kuulostaa tutulta?
Teledesic söi arviolta 9 miljardia dollaria ennen kuin se epäonnistui vuonna 2003.
"Ajatus ei toiminut silloin, koska ylläpito ja palvelut kallistivat loppukäyttäjälle, mutta nyt se näyttää toteuttamiskelpoiselta", sanoo , Kalifornian osavaltion yliopiston Dominguez Hillsin tietojärjestelmien professori, joka on seurannut LEO-järjestelmiä Teledesicin julkaisusta lähtien. "Tekniikka ei ollut tarpeeksi kehittynyt siihen."
Mooren laki ja matkapuhelimen akku-, anturi- ja prosessoriteknologian parannukset antoivat LEO-konstellaatioille toisen mahdollisuuden. Lisääntynyt kysyntä saa talouden näyttämään houkuttelevalta. Mutta samalla kun Teledesic-saaga pelattiin, toinen toimiala sai tärkeän kokemuksen viestintäjärjestelmien lähettämisestä avaruuteen. 90-luvun lopulla Iridium, Globalstar ja Orbcomm lähettivät yhdessä yli 100 matalan kiertoradan satelliittia tarjotakseen matkapuhelinpeiton.
"Kokonaisen tähdistön rakentaminen vie vuosia, koska tarvitset kokonaisen joukon laukaisuja, ja se on todella kallista", sanoo Zach Manchester, Stanfordin yliopiston ilmailun ja astronautian apulaisprofessori. "Esimerkiksi viiden vuoden aikana maanpäällinen solutorniinfrastruktuuri on laajentunut siihen pisteeseen, että peitto on todella hyvä ja tavoittaa useimmat ihmiset."
Kaikki kolme yritystä menivät nopeasti konkurssiin. Ja vaikka jokainen on keksinyt itsensä uudelleen tarjoamalla pienempiä palveluja tiettyihin tarkoituksiin, kuten hätämajakoita ja lastin seurantaa, mikään ei ole onnistunut korvaamaan tornipohjaista matkapuhelinpalvelua. Muutaman viime vuoden ajan SpaceX on lähettänyt satelliitteja Iridiumille sopimuksen perusteella.
"Olemme nähneet tämän elokuvan ennenkin", Manchester sanoo. "En näe nykyisessä tilanteessa mitään olennaisesti poikkeavaa."
kilpailu
SpaceX ja 11 muuta yritystä (ja heidän sijoittajansa) ovat eri mieltä. OneWeb laukaisee satelliitteja tänä vuonna, ja palvelujen odotetaan alkavan jo ensi vuonna, ja sitä seuraa lisää konstellaatioita vuosina 2021 ja 2023, ja lopullinen tavoite on 1000 2025 Tbps vuoteen 3 mennessä. O16b, joka on nyt SAS:n tytäryhtiö, sisältää 2021 MEO-satelliittia, jotka ovat olleet toiminnassa useita vuosia. Telesat operoi jo GSO-satelliitteja, mutta suunnittelee LEO-järjestelmää vuodelle 30, jossa on optiset linkit, joiden latenssi on 50-XNUMX ms.
Alkuvaiheessa olevalla Astraniksella on myös geosynkronisella kiertoradalla oleva satelliitti, ja se otetaan käyttöön lisää lähivuosina. Vaikka ne eivät ratkaise latenssiongelmaa, yritys pyrkii vähentämään kustannuksia radikaalisti työskentelemällä paikallisten Internet-palveluntarjoajien kanssa ja rakentamalla pienempiä, paljon halvempia satelliitteja.
LeoSat aikoo myös laukaista ensimmäisen satelliittisarjan vuonna 2019 ja saattaa tähdistön valmiiksi vuonna 2022. Ne lentävät maapallon ympäri 1400 XNUMX km:n korkeudessa, muodostavat yhteyden muihin verkon satelliitteihin optisen viestinnän avulla ja välittävät tietoa ylös ja alas Ka-kaistalla. He ovat hankkineet tarvittavan taajuuden kansainvälisesti, sanoo Richard van der Breggen, LeoSatin toimitusjohtaja, ja odottaa FCC:n hyväksyntää pian.
Van der Breggenin mukaan pyrkimys nopeampaan satelliittiverkkoon perustui suurelta osin suurempien, nopeampien satelliittien rakentamiseen, jotka pystyvät lähettämään enemmän dataa. Hän kutsuu sitä "putkeksi": mitä suurempi putki, sitä enemmän Internet voi purskahtaa sen läpi. Mutta hänen kaltaiset yritykset löytävät uusia parannuskohteita muuttamalla koko järjestelmää.
"Kuvittele pienin verkkotyyppi – kaksi Cisco-reititintä ja johto niiden välillä", van der Breggen sanoo. "Kaikki satelliitit tarjoavat johdon kahden laatikon väliin... toimitamme koko kolmen sarjan avaruuteen."
LeoSat aikoo ottaa käyttöön 78 satelliittia, joista jokainen on suuren ruokapöydän kokoinen ja painaa noin 1200 kg. Iridiumin rakentamat ne on varustettu neljällä aurinkopaneelilla ja neljällä laserilla (yksi kummassakin kulmassa) naapureihin liittämistä varten. Tämä on yhteys, jota van der Breggen pitää tärkeimpänä. Historiallisesti satelliitit heijastivat signaalin V-muodossa maa-asemalta satelliittiin ja sitten vastaanottimeen. Koska LEO-satelliitit ovat matalampia, ne eivät voi projisoida niin pitkälle, mutta ne voivat siirtää tietoja keskenään hyvin nopeasti.
Tämän toiminnan ymmärtämiseksi on hyödyllistä ajatella Internetiä jonakin, jolla on todellinen fyysinen kokonaisuus. Kyse ei ole vain datasta, vaan siitä, missä data elää ja miten se liikkuu. Internetiä ei tallenneta yhteen paikkaan, kaikkialla maailmassa on palvelimia, jotka sisältävät osan tiedoista, ja kun pääset niihin käsiksi, tietokoneesi ottaa tiedot lähimmältä, jossa on etsimäsi. Missä se on tärkeää? Kuinka paljon sillä on väliä? Valo (informaatio) kulkee avaruudessa lähes kaksi kertaa nopeammin kuin kuitu. Ja kun käytät kuituyhteyttä planeetan ympärillä, sen on seurattava kiertotietä solmusta solmuun ja kiertoteitä vuorten ja maanosien ympärillä. Satelliitti-Internetissä ei ole näitä haittoja, ja kun tietolähde on kaukana, huolimatta muutaman tuhannen mailin pystyetäisyyden lisäämisestä, latenssi LEO:lla on pienempi kuin valokuitu-Internetin latenssi. Esimerkiksi ping Lontoosta Singaporeen voisi olla 112 ms 186 ms sijasta, mikä parantaisi yhteyksiä merkittävästi.
Näin van der Breggen kuvailee tehtävää: kokonaista toimialaa voidaan pitää hajautetun verkon kehittämisenä, joka ei eroa Internetistä kokonaisuutena, vain avaruudessa. Sekä viiveellä että nopeudella on merkitystä.
Vaikka yhden yrityksen tekniikka voi olla parempi, tämä ei ole nollasummapeli, eikä voittajia tai häviäjiä ole. Monet näistä yrityksistä tähtäävät eri markkinoille ja jopa auttavat toisiaan saavuttamaan haluamansa tulokset. Joillekin ne ovat laivoja, lentokoneita tai sotilastukikohtia, toisille maaseudun kuluttajia tai kehitysmaita. Mutta viime kädessä yrityksillä on yhteinen tavoite: luoda Internet sinne, missä sitä ei ole tai missä sitä ei ole tarpeeksi, ja tehdä se riittävän alhaisin kustannuksin tukemaan liiketoimintamalliaan.
”Mielestämme se ei ole kilpaileva tekniikka. Uskomme, että jossain mielessä sekä LEO- että GEO-tekniikoita tarvitaan”, sanoo Cook HughesNetistä. ”Tietyn tyyppisissä sovelluksissa, kuten esimerkiksi videon suoratoistossa, GEO-järjestelmä on erittäin kustannustehokas. Jos kuitenkin haluat käyttää sovelluksia, jotka vaativat pientä latenssia... LEO on oikea tapa."
Itse asiassa HughesNet tekee yhteistyötä OneWebin kanssa tarjotakseen yhdyskäytäväteknologiaa, joka hallitsee liikennettä ja on vuorovaikutuksessa järjestelmän kanssa Internetin kautta.
Olet ehkä huomannut, että LeoSatin ehdotettu tähdistö on lähes 10 kertaa pienempi kuin SpaceX:n. Se on hyvä, Van der Breggen sanoo, koska LeoSat aikoo palvella yritys- ja julkishallinnon asiakkaita ja kattaa vain muutaman tietyn alueen. O3b myy Internetiä risteilyaluksille, mukaan lukien Royal Caribbean, ja tekee yhteistyötä tietoliikennepalvelujen tarjoajien kanssa Amerikan Samoalla ja Salomonsaarilla, joissa on pulaa langallisista nopeista yhteyksistä.
Pieni Toronton startup nimeltään Kepler Communications käyttää pieniä (noin leivän kokoisia) CubeSatteja tarjotakseen verkkoon pääsyn viiveintensiivisille asiakkaille. 5 Gt tai enemmän dataa voidaan saada 10 minuutin aikana, mikä on olennaista napa-alueella. etsintä, tiede, teollisuus ja matkailu. Pientä antennia asennettaessa nopeus on siis jopa 20 Mbit/s latauksessa ja 50 Mbit/s latauksessa, mutta jos käytät suurta "lautasta", nopeudet ovat suurempia - 120 Mbit/ s siirtoon ja 150 Mbit/s vastaanottoon . Baldrigen mukaan Viasatin vahva kasvu tulee Internetin tarjoamisesta kaupallisille lentoyhtiöille; he ovat allekirjoittaneet sopimuksia Unitedin, JetBluen ja American sekä Qantasin, SAS:n ja muiden kanssa.
Kuinka tämä voittoa tavoitteleva kaupallinen malli sitten kattaa digitaalisen kuilun ja tuo Internetin kehitysmaihin ja alipalveltuihin väestöryhmiin, jotka eivät ehkä pysty maksamaan siitä yhtä paljon ja ovat valmiita maksamaan vähemmän? Tämä on mahdollista järjestelmämuodon ansiosta. Koska LEO (Low Earth Orbit) -tähdistön yksittäiset satelliitit ovat jatkuvassa liikkeessä, niiden tulisi olla tasaisesti jakautuneita ympäri maata, jolloin ne peittävät ajoittain alueita, joilla ei asu ketään tai joilla väestö on melko köyhää. Näin ollen mikä tahansa näiltä alueilta saatava kate on voittoa.
"Arvaan, että heillä on erilaiset yhteyshinnat eri maissa, ja tämä mahdollistaa Internetin saatavuuden kaikkialla, vaikka se olisi erittäin köyhä alue", Press sanoo. "Kun satelliittien tähdistö on olemassa, sen hinta on jo kiinteä, ja jos satelliitti on Kuuban yläpuolella eikä kukaan käytä sitä, heidän Kuubasta saamansa tulot ovat marginaalisia ja ilmaisia (ei vaadi lisäinvestointeja)" .
Joukkokuluttajamarkkinoille pääsy voi olla melko vaikeaa. Itse asiassa suuri osa alan menestyksestä on peräisin kalliiden Internetin tarjoamisesta hallituksille ja yrityksille. Mutta erityisesti SpaceX ja OneWeb kohdistavat liiketoimintasuunnitelmissaan tavallisia tilaajia.
Sachdevin mukaan käyttäjäkokemus on tärkeä näille markkinoille. Sinun on peitettävä maapallo järjestelmällä, joka on helppokäyttöinen, tehokas ja kustannustehokas. "Mutta se ei yksin riitä", sanoo Sachdev. "Tarvitset tarpeeksi kapasiteettia, ja sitä ennen pitää varmistaa edulliset hinnat asiakaslaitteille."
Kuka vastaa sääntelystä?
Kaksi suurta ongelmaa, jotka SpaceX:n oli ratkaistava FCC:n kanssa, olivat nykyisten (ja tulevien) satelliittiviestintätaajuuksien jakaminen ja avaruusromujen estäminen. Ensimmäinen kysymys on FCC:n vastuulla, mutta toinen näyttää sopivammalta NASAlle tai Yhdysvaltain puolustusministeriölle. Molemmat valvovat kiertäviä esineitä törmäysten estämiseksi, mutta kumpikaan ei ole säädin.
"Ei todellakaan ole olemassa hyvää koordinoitua politiikkaa siitä, mitä meidän pitäisi tehdä avaruusromuille", sanoo Stanfordin Manchester. "Tällä hetkellä nämä ihmiset eivät kommunikoi keskenään tehokkaasti, eikä johdonmukaista politiikkaa ole."
Ongelma on vielä monimutkaisempi, koska LEO-satelliitit kulkevat monien maiden läpi. Kansainvälisellä televiestintäliitolla on FCC:n kaltainen rooli jakaa taajuuksia, mutta toimiakseen maan sisällä yrityksen on saatava lupa kyseiseltä maalta. Siten LEO-satelliittien on voitava muuttaa käyttämiään spektrikaistoja sen maan mukaan, jossa ne sijaitsevat.
"Haluatko todella, että SpaceX:llä on monopoli yhteyksissä tällä alueella?" Lehdistö kysyy. ”On välttämätöntä säännellä heidän toimintaansa, ja kenellä on siihen oikeus? Ne ovat ylikansallisia. FCC:llä ei ole lainkäyttövaltaa muissa maissa."
Tämä ei kuitenkaan tee FCC:stä voimatonta. Viime vuoden lopulla pieneltä Piilaakson startupilta nimeltä Swarm Technologies evättiin lupa laukaista neljä LEO-viestintäsatelliittien prototyyppiä, joista jokainen on pienempi kuin pokkarikantinen kirja. FCC:n suurin vastalause oli, että pieniä satelliitteja voi olla liian vaikea jäljittää ja siksi arvaamattomia ja vaarallisia.
Swarm laukaisi ne joka tapauksessa. Satelliittien laukaisupalveluita tarjoava Seattle-yhtiö lähetti ne Intiaan, missä he ratsastivat raketilla, joka kuljetti kymmeniä suurempia satelliitteja, raportoi IEEE Spectrum. FCC havaitsi tämän ja määräsi yritykselle 900 000 dollarin sakot, jotka maksetaan viiden vuoden ajalta, ja nyt Swarmin hakemus neljälle suurelle satelliitille on hämärässä, koska yritys toimii salassa. Kuitenkin muutama päivä sitten ilmestyi uutinen, että hyväksyntä oli saatu ja . Yleensä raha ja neuvottelukyky olivat ratkaisu. Satelliittien paino on 310-450 grammaa, kiertoradalla on tällä hetkellä 7 satelliittia ja koko verkko otetaan käyttöön vuoden 2020 puolivälissä. Viimeisimmän raportin mukaan yritykseen on jo investoitu noin 25 miljoonaa dollaria, mikä avaa pääsyn markkinoille paitsi globaaleille yrityksille.
Muille tuleville satelliitti-Internet-yrityksille ja nykyisille uusia temppuja tutkiville yrityksille seuraavat XNUMX–XNUMX vuotta ovat ratkaisevia määritettäessä, onko heidän teknologialleen kysyntää tässä ja nyt, vai toistaako historia Teledesicin ja Iridiumin kanssa. Mutta mitä sen jälkeen tapahtuu? Mars Muskin mukaan hänen tavoitteenaan on käyttää Starlinkiä tuottamaan tuloja Marsin etsintään sekä suorittamaan testi.
"Voisimme käyttää tätä samaa järjestelmää verkon luomiseen Marsiin", hän kertoi henkilökunnalleen. "Mars tarvitsee myös maailmanlaajuisen viestintäjärjestelmän, eikä siellä ole valokuitulinjoja tai -johtoja tai mitään."
Muutamia mainoksia 🙂
Kiitos, että pysyt kanssamme. Pidätkö artikkeleistamme? Haluatko nähdä mielenkiintoisempaa sisältöä? Tue meitä tekemällä tilauksen tai suosittelemalla ystäville, 30 %:n alennus Habr-käyttäjille ainutlaatuisesta lähtötason palvelimien analogista, jonka me keksimme sinulle: (saatavana RAID1:n ja RAID10:n kanssa, jopa 24 ydintä ja jopa 40 Gt DDR4-muistia).
Dell R730xd 2 kertaa halvempi? Vain täällä Alankomaissa! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2 Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - alkaen 99 dollaria! Lukea
Lähde: will.com