Satellite Internet - àite ùr "rèis"?

Àicheadh. Tha an artaigil na eadar-theangachadh leudaichte, air a cheartachadh agus air ùrachadh foillseachaidhean Nathan Hurst. Chleachd sinn cuideachd beagan fiosrachaidh bhon artaigil mu dheidhinn nanosatellites nuair a thathar a’ togail an stuth deireannach.

Tha teòiridh (no is dòcha sgeulachd rabhaidh) am measg speuradairean ris an canar Kessler syndrome, air ainmeachadh às deidh an speuradair NASA a mhol e ann an 1978. Anns an t-suidheachadh seo, bidh saideal ann an orbit no rud eile a’ bualadh fear eile gun fhiosta agus a’ briseadh na phìosan. Bidh na pàirtean sin a’ tionndadh timcheall na Talmhainn aig astaran deichean de mhìltean de chilemeatairean san uair, a’ sgrios a h-uile càil san t-slighe aca, saidealan eile nam measg. Bidh e a’ cuir air bhog freagairt slabhraidh tubaisteach a thig gu crìch ann an sgòth de mhilleanan de phìosan de sgudal fànais mì-ghnàthach a bhios a’ cuairteachadh a’ phlanaid gun stad.

Dh’ fhaodadh tachartas leithid seo àite faisg air an Talamh a dhèanamh gun fheum, a’ sgrios saidealan ùra sam bith a thèid a chuir a-steach ann agus is dòcha a’ cur bacadh air ruigsinneachd gu àite gu tur.

Mar sin nuair a tha SpaceX iarrtas a chuir a-steach leis an FCC (Coimisean Conaltraidh Feadarail - Coimisean Conaltraidh Feadarail, na SA) gus 4425 saideal a chuir gu orbit ìosal na Talmhainn (LEO, orbit ìosal na Talmhainn) gus lìonra eadar-lìn àrd-astar cruinne a thoirt seachad, bha dragh air an FCC mu dheidhinn seo. Companaidh còrr is bliadhna fhreagair ceistean coimiseanan agus athchuingean farpaiseach air am faidhleadh gus an tagradh a dhiùltadh, a’ toirt a-steach faidhleadh “plana lughdachadh sprùilleach orbital” gus eagal a chuir air apocalypse Kessler. Air 28 Màrt, dh’ aontaich an FCC tagradh SpaceX.

Chan e sprùilleach fànais an aon rud a tha a’ cur dragh air an FCC, agus chan e SpaceX an aon bhuidheann a tha a’ feuchainn ris an ath ghinealach de constellations saideal a thogail. Tha dòrlach de chompanaidhean, sean is ùr, a’ gabhail ri teicneòlasan ùra, a’ leasachadh phlanaichean gnìomhachais ùra agus ag athchuinge don FCC airson faighinn gu pàirtean den speactram conaltraidh a dh’ fheumas iad gus an Talamh a chòmhdach le eadar-lìn luath, earbsach.

Tha ainmean mòra an sàs - bho Richard Branson gu Elon Musk - còmhla ri airgead mòr. Tha OneWeb aig Branson air $1,7 billean a thogail gu ruige seo, agus tha Ceann-suidhe SpaceX agus COO Gwynne Shotwell air tuairmse a dhèanamh air luach a’ phròiseict aig $10 billean.

Gu dearbh, tha duilgheadasan mòra ann, agus tha eachdraidh a 'moladh gu bheil a' bhuaidh aca gu tur mì-fhàbharach. Tha na daoine math a’ feuchainn ris an sgaradh didseatach ann an roinnean nach eil gu leòr a dhùnadh, fhad ‘s a tha na droch ghillean a’ cur saidealan mì-laghail air rocaidean. Agus tha seo uile a ’tighinn leis gu bheil an t-iarrtas airson lìbhrigeadh dàta skyrocketing: ann an 2016, chaidh trafaic eadar-lìn cruinne thairis air 1 sextillion bytes, a rèir aithisg bho Cisco, a’ cur crìoch air àm zettabyte.

Mas e an amas deagh chothrom eadar-lìn a thoirt seachad far nach robh gin ann roimhe, tha saidealan nan dòigh snasail air seo a choileanadh. Gu dearbh, tha companaidhean air a bhith a ’dèanamh seo airson deicheadan a’ cleachdadh saidealan geostationary mòra (GSO), a tha ann an orbitan fìor àrd far a bheil an ùine cuairteachaidh co-ionann ri ìre cuairteachaidh na Talmhainn, ag adhbhrachadh gun tèid an suidheachadh thairis air sgìre shònraichte. Ach a-mhàin beagan ghnìomhan le fòcas cumhang, mar eisimpleir, a’ sgrùdadh uachdar na Talmhainn a’ cleachdadh 175 saideal ìosal-orbit agus a’ cur 7 petabytes de dhàta chun Talamh aig astar 200 Mbps, no an obair a bhith a’ cumail sùil air bathar no a’ toirt seachad lìonra. ruigsinneachd aig ionadan armachd, cha robh an seòrsa seo de chonaltradh saideal luath agus earbsach gu leòr airson a bhith a’ farpais ri eadar-lìn fiber optic no càball an latha an-diugh.

Tha saidealan neo-geostationary (Neo-GSOs) a’ toirt a-steach saidealan a bhios ag obair ann an orbit na Talmhainn Meadhanach (MEO), aig àirdean eadar 1900 agus 35000 km os cionn uachdar na Talmhainn, agus saidealan ìosal orbit na Talmhainn (LEO), a bhios a’ orbit aig àirdean nas lugha na 1900 km. . An-diugh tha LEOs a’ fàs mòr-chòrdte agus a dh’ aithghearr thathar an dùil mura bi a h-uile saideal mar seo, gu cinnteach bidh e.

Aig an aon àm, tha riaghailtean airson saidealan neo-geostationary air a bhith ann o chionn fhada agus tha iad air an roinn eadar buidhnean taobh a-staigh agus taobh a-muigh nan SA: NASA, FCC, DOD, FAA agus eadhon Aonadh Tele-chonaltraidh Eadar-nàiseanta nan Dùthchannan Aonaichte uile sa gheama.

Ach, bho shealladh teicneòlach tha buannachdan mòra ann. Tha cosgais togail saideal air tuiteam mar a tha gyroscopes agus bataraidhean air fàs nas fheàrr mar thoradh air leasachadh fònaichean cealla. Tha iad cuideachd air fàs nas saoire a chuir air bhog, le taing gu ìre air sgàth cho beag sa tha na saidealan fhèin. Tha comas air a dhol am meud, tha conaltradh eadar-saideal air siostaman a dhèanamh nas luaithe, agus tha soithichean mòra a tha ag amas air na speuran a’ dol a-mach à stoidhle.

Tha aon chompanaidh deug air faidhleadh a chuir a-steach leis an FCC, còmhla ri SpaceX, gach fear a’ dèiligeadh ris an duilgheadas na dhòigh fhèin.

Dh’ ainmich Elon Musk am prògram SpaceX Starlink ann an 2015 agus dh’ fhosgail i meur den chompanaidh ann an Seattle. Thuirt e ri luchd-obrach: “Tha sinn airson conaltradh saideal ath-nuadhachadh san aon dòigh sa dh’ atharraich sinn saidheans rocaid."

Ann an 2016, chuir a’ chompanaidh tagradh a-steach leis a’ Choimisean Conaltraidh Feadarail a’ sireadh cead 1600 saideal a chuir air bhog (air a lughdachadh nas fhaide air adhart gu 800) eadar seo agus 2021, agus an uairsin an còrr a chuir air bhog gu 2024. Bidh na saidealan sin a tha faisg air an Talamh a’ cuairteachadh ann an 83 diofar phlèanaichean orbital. Bidh an reul-bhad, mar a chanar ris a’ bhuidheann de shaidealan, a’ conaltradh ri chèile tro cheanglaichean conaltraidh optigeach (laser) air bòrd gus an tèid dàta a bhreabadh thairis air na speuran seach a bhith a’ tilleadh gu talamh - a’ dol thairis air “drochaid” fhada seach a bhith air a chuir. suas is sìos.

Anns an raon, cuiridh luchd-ceannach a-steach seòrsa ùr de chrìoch le antennas fo smachd dealanach a cheanglas gu fèin-ghluasadach ris an saideal a tha an-dràsta a ’tabhann an comharra as fheàrr - coltach ri mar a bhios fòn cealla a’ taghadh tùir. Mar a bhios saidealan LEO a’ gluasad an coimeas ris an Talamh, gluaisidh an siostam eatorra a h-uile 10 mionaidean no mar sin. Agus leis gum bi mìltean de dhaoine a’ cleachdadh an t-siostam, bidh an-còmhnaidh co-dhiù 20 rim faighinn airson taghadh, a rèir Patricia Cooper, iar-cheann-suidhe gnìomhachd saideal aig SpaceX.

Bu chòir don ionad-talmhainn a bhith nas saoire agus nas fhasa a chuir a-steach na antennas saideal traidiseanta, a dh’ fheumas a bhith air an stiùireadh gu corporra a dh’ ionnsaigh a ’phàirt de na speuran far a bheil an saideal geostationary iomchaidh suidhichte. Tha SpaceX ag ràdh nach bi an inneal-crìochnachaidh nas motha na bogsa piotsa (ged nach eil e ag ràdh dè am meud piotsa a bhios ann).

Thèid conaltradh a thoirt seachad ann an dà chòmhlan tricead: Ka agus Ku. Buinidh an dà chuid don speactram rèidio, ged a bhios iad a’ cleachdadh triceadan mòran nas àirde na an fheadhainn a thathas a’ cleachdadh airson stereo. Is e Ka-band an ìre as àirde den dhà, le triceadan eadar 26,5 GHz agus 40 GHz, fhad ‘s a tha Ku-band suidhichte bho 12 GHz gu 18 GHz san speactram. Tha Starlink air cead fhaighinn bhon FCC gus triceadan sònraichte a chleachdadh, mar as trice bidh an uplink bhon cheann-uidhe gu saideal ag obair aig triceadan bho 14 GHz gu 14,5 GHz agus an ceangal sìos bho 10,7 GHz gu 12,7 GHz, agus thèid an còrr a chleachdadh airson telemetry, tracadh agus smachd, a bharrachd air saidealan a cheangal ris an eadar-lìn talmhaidh.

A bharrachd air na faidhlichean FCC, tha SpaceX air fuireach sàmhach agus chan eil e air na planaichean aige fhoillseachadh fhathast. Agus tha e duilich fios a bhith agad air mion-fhiosrachadh teicnigeach sam bith leis gu bheil SpaceX a’ ruith an t-siostam gu lèir, bho na pàirtean a thèid air na saidealan gu na rocaidean a bheir a-steach do na speuran iad. Ach airson gum bi am pròiseact soirbheachail, bidh e an urra ri co-dhiù a thathas ag ràdh gum bi an t-seirbheis comasach air astaran a tha coltach ri no nas fheàrr na snàithleach aig an aon phrìs a thabhann, còmhla ri earbsachd agus eòlas cleachdaiche math.

Anns a’ Ghearran, chuir SpaceX a’ chiad dà phrototeip aca air bhog de na saidealan Starlink, a tha ann an cumadh siolandair le panalan grèine coltach ri sgiathan. Tha Tintin A agus B mu mheatair a dh'fhaid, agus dhearbh Musk tro Twitter gun do rinn iad conaltradh soirbheachail. Ma chumas na prototypes ag obair, bidh na ceudan eile còmhla riutha ro 2019. Aon uair ‘s gu bheil an siostam ag obair, cuiridh SpaceX an àite saidealan dì-choimiseanadh gu leantainneach gus casg a chuir air sprùilleach fànais a chruthachadh, stiùiridh an siostam dhaibh na orbitan aca a lughdachadh aig àm sònraichte, às deidh sin tòisichidh iad a’ tuiteam agus a ’losgadh suas. an àile. Anns an dealbh gu h-ìosal chì thu cò ris a bhios lìonra Starlink coltach às deidh 6 a chuir air bhog.

Pàirt de dh'eachdraidh

Air ais anns na 80n, bha HughesNet na innleachdaiche ann an teicneòlas saideal. A bheil fios agad air na h-antennas glas meud mias sin a bhios DirecTV a’ cur suas air taobh a-muigh nan dachaighean? Tha iad a’ tighinn bho HughesNet, a thàinig e fhèin bho thùsaire itealain Howard Hughes. “Dh’innlich sinn teicneòlas a leigeas leinn conaltradh eadar-ghnìomhach a thoirt seachad tro saideal,” thuirt an EVP Mike Cook.

Sna làithean sin, bha DirecTV aig na Hughes Network Systems aig an àm agus bha iad a’ ruith saidealan geostationary mòra a bha a’ sgaoileadh fiosrachadh gu telebhiseanan. An-dràsta agus an-dràsta, bha a’ chompanaidh cuideachd a’ tabhann sheirbheisean do ghnìomhachasan, leithid a bhith a’ làimhseachadh gnothaichean cairt creideas aig stèiseanan gas. B’ e Walmart a’ chiad neach-dèiligidh malairteach, a bha airson luchd-obrach air feadh na dùthcha a cheangal ri oifis dachaigh ann am Bentonville.

Ann am meadhan nan 90n, chruthaich a’ chompanaidh siostam eadar-lìn tar-chinealach leis an t-ainm DirecPC: chuir coimpiutair an neach-cleachdaidh iarrtas a-steach airson ceangal dial-up gu frithealaiche lìn agus fhuair e freagairt tro saideal, a chuir am fiosrachadh a chaidh iarraidh sìos gu mias an neach-cleachdaidh. aig astaran fada nas luaithe na dh’ fhaodadh dial-up a thoirt seachad. .

Timcheall air 2000, thòisich Hughes a’ tabhann seirbheisean ruigsinneachd lìonra dà-thaobhach. Ach tha e air a bhith na dhùbhlan cosgais na seirbheis a chumail, a’ gabhail a-steach cosgais uidheamachd teachdaiche, ìosal gu leòr airson daoine a cheannach. Gus seo a dhèanamh, cho-dhùin a’ chompanaidh gu robh feum aca air na saidealan aca fhèin agus ann an 2007 chuir iad Spaceway air bhog. A rèir Hughes, bha an saideal seo, a tha fhathast ga chleachdadh an-diugh, gu sònraichte cudromach aig àm cur air bhog oir b’ e a’ chiad fhear a thug taic do theicneòlas tionndadh pacaidean air bòrd, gu ìre mhòr mar a’ chiad tionndadh fànais gus cuir às don hop a bharrachd de stèisean talmhainn airson luchd-aontachaidh gach fear. eile. Tha an comas aige thairis air 10 Gbit/s, 24 tar-fhreagairt de 440 Mbit/s, a’ leigeil le luchd-aontachaidh fa leth suas ri 2 Mbit/s a bhith aca airson an tar-chuir agus suas ri 5 Mbit/s airson luchdachadh sìos. Chaidh Spaceway 1 a dhèanamh le Boeing air bunait an àrd-ùrlar saideal Boeing 702. B 'e cuideam cur air bhog an inneal 6080 kg. Aig an àm seo, is e Spaceway 1 aon de na soithichean-fànais malairteach as truime (SC) - bhris e clàr an saideal Inmarsat 5 F4 a chaidh a chuir air bhog a’ cleachdadh carbad cur air bhog Atlas 1 (5959 kg), mìos roimhe sin. Fhad ‘s a tha an GSO malairteach as truime, a rèir Wikipedia, a chaidh a chuir air bhog ann an 2018, le tomad de 7 tonna. Tha an inneal uidheamaichte le uallach pàighidh sealaidheachd Ka-band (RP). Tha am PN a’ toirt a-steach sreath antenna ìre 2-meatair fo smachd anns a bheil eileamaidean 1500. Bidh PN a’ cruthachadh còmhdach ioma-beam gus dèanamh cinnteach gun tèid diofar lìonraidhean phrògraman Tbh a chraoladh ann an diofar roinnean. Tha antenna mar seo a’ ceadachadh comasan bàta-fànais a chleachdadh gu sùbailte ann an suidheachaidhean margaidh ag atharrachadh.

Aig an aon àm, chuir companaidh leis an t-ainm Viasat seachad timcheall air deich bliadhna ann an rannsachadh agus leasachadh mus do chuir iad a’ chiad saideal aca air bhog ann an 2008. Thug an saideal seo, ris an canar ViaSat-1, a-steach cuid de theicneòlasan ùra leithid ath-chleachdadh speactram. Leig seo leis an saideal taghadh eadar diofar leud-bann gus dàta a chuir chun Talamh gun bhacadh, eadhon ged a bhiodh e a’ tar-chuir dàta còmhla ri beam bho saideal eile, dh’ fhaodadh e an raon speactram sin ath-chleachdadh ann an ceanglaichean nach robh faisg air làimh.

Thug seo seachad astar agus coileanadh nas àirde. Nuair a chaidh e a-steach don t-seirbheis, bha trochur de 140 Gbps aige, barrachd air a h-uile saideal eile còmhla a ’còmhdach na SA, a rèir Ceann-suidhe Viasat Rick Baldridge.

“Bha a’ mhargaidh saideal dha-rìribh dha daoine aig nach robh roghainn, ”tha Baldrige ag ràdh. “Mura b’ urrainn dhut faighinn a-steach ann an dòigh sam bith eile, b ’e teicneòlas an roghainn mu dheireadh a bh’ ann. Gu bunaiteach bha craoladh uile-làthaireach ann, ach cha robh mòran dàta ann. Mar sin, chaidh an teicneòlas seo a chleachdadh sa mhòr-chuid airson gnìomhan leithid gnothaichean aig stèiseanan gas.”

Thar nam bliadhnaichean, tha HughesNet (a-nis le EchoStar) agus Viasat air a bhith a’ togail saidealan geostationary nas luaithe agus nas luaithe. Leig HughesNet a-mach EchoStar XVII (120 Gbps) ann an 2012, EchoStar XIX (200 Gbps) ann an 2017, agus tha iad an dùil EchoStar XXIV a chuir air bhog ann an 2021, a tha a ’chompanaidh ag ràdh a bheir 100 Mbps do luchd-cleachdaidh.

Chaidh ViaSat-2 a chuir air bhog ann an 2017 agus a-nis tha comas timcheall air 260 Gbit / s, agus tha trì diofar ViaSat-3 san amharc airson 2020 no 2021, gach fear a’ còmhdach diofar phàirtean den t-saoghal. Thuirt Viasat gu bheilear an dùil gum bi trochur de terabits gach diog aig gach aon de na trì siostaman ViaSat-3, dà uair nas motha na saidealan eile a tha a’ orbitadh na Talmhainn còmhla.

“Tha uimhir de chomas againn san fhànais is gu bheil e ag atharrachadh spionnadh iomlan lìbhrigeadh na trafaic seo. Chan eil bacadh sam bith air na ghabhas a thoirt seachad, ”arsa DK Sachdev, saideal agus comhairliche teicneòlas cian-conaltraidh a tha ag obair dha LeoSat, aon de na companaidhean a tha a’ cur air bhog an reul-bhad LEO. “An-diugh, thathas a’ cuir às do na h-uireasbhaidhean uile a th ’aig saideal aon às deidh aon.”

Cha do thachair an rèis astair slàn seo le tubaist, leis gun do thòisich an eadar-lìn (conaltradh dà-shligheach) a’ gluasad telebhisean (conaltradh aon-shligheach) mar sheirbheis a bhios a’ cleachdadh saidealan.

“Tha an gnìomhachas saideal ann am frenzy glè fhada, a’ faighinn a-mach mar a ghluaiseas e bho bhith a ’sgaoileadh bhidio aon-stiùiridh gu làn sgaoileadh dàta,” thuirt Ronald van der Breggen, stiùiriche gèillidh aig LeoSat. “Tha mòran bheachdan ann mu mar a nì thu e, dè a nì thu, dè a’ mhargaidh airson a bhith a ’frithealadh.”

Tha aon duilgheadas air fhàgail

Moill. Eu-coltach ri astar iomlan, is e latency an ùine a bheir e airson iarrtas siubhal bhon choimpiutair agad chun cheann-uidhe agus air ais. Canaidh sinn gu bheil thu a’ briogadh air ceangal air làrach-lìn, feumaidh an t-iarrtas seo a dhol chun t-seirbheisiche agus tilleadh air ais (gu bheil an frithealaiche air an t-iarrtas fhaighinn gu soirbheachail agus gu bheil e gu bhith a’ toirt dhut an t-susbaint a chaidh iarraidh), às deidh sin bidh an duilleag lìn a’ luchdachadh.

Bidh an ùine a bheir e gus làrach a luchdachadh an urra ri d’ astar ceangail. Is e an ùine a dh’ fheumar gus iarrtas luchdaich sìos a chrìochnachadh an ùine ghoirid. Mar as trice tha e air a thomhas ann am milliseconds, agus mar sin chan eil e follaiseach nuair a tha thu a’ brobhsadh air an lìon, ach tha e cudromach nuair a tha thu a’ cluich gheamannan air-loidhne. Ach, tha fìrinnean ann nuair a rinn luchd-cleachdaidh bho Chaidreachas na Ruis riaghladh agus riaghladh air cuid de na geamannan a chluich air-loidhne eadhon nuair a tha an latency (ping) faisg air aon diog.

Tha an dàil ann an siostam fibre optic an urra ris an astar, ach mar as trice bidh e a’ tighinn gu grunn microseconds gach cilemeatair; thig am prìomh latency bhon uidheamachd, ged le ceanglaichean optigeach fada tha an dàil nas cudromaiche air sgàth gu bheil ann am freumhag -optic conaltraidh loidhne (FOCL) tha astar an t-solais a-mhàin 60% de astar an t-solais ann falamh, agus cuideachd gu mòr an urra ri tonn-tonn. A rèir Baldrige, tha an ùine fhada nuair a chuireas tu iarrtas gu saideal GSO timcheall air 700 milliseconds - bidh solas a’ siubhal nas luaithe anns an àite falamh na ann am freumhag, ach tha na seòrsaichean saidealan sin fada air falbh, agus is e sin as coireach gun toir e cho fada. A bharrachd air gèamadh, tha an duilgheadas seo cudromach airson co-labhairtean bhidio, gnothaichean ionmhais agus margaidh nan stoc, sgrùdadh Internet of Things, agus tagraidhean eile a tha an urra ri astar eadar-obrachaidh.

Ach dè cho cudromach sa tha an duilgheadas latency? Tha a’ mhòr-chuid den leud-bann a thathar a’ cleachdadh air feadh an t-saoghail coisrigte do bhidio. Aon uair ‘s gu bheil a’ bhidio a ’ruith agus air a bufferadh gu ceart, bidh latency a’ fàs nas lugha de fhactar agus bidh astar a ’fàs tòrr nas cudromaiche. Chan eil e na iongnadh gu bheil Viasat agus HughesNet buailteach a bhith a’ lughdachadh cho cudromach sa tha latency airson a ’mhòr-chuid de thagraidhean, ged a tha an dithis ag obair gus a lughdachadh anns na siostaman aca cuideachd. Bidh HughesNet a’ cleachdadh algairim gus trafaic a phrìomhachadh stèidhichte air na tha luchd-cleachdaidh a’ toirt aire dha gus lìbhrigeadh dàta a mheudachadh. Dh’ainmich Viasat gun deidheadh ​​​​reul-aithris de shaidealan orbit talmhainn meadhanach (MEO) a thoirt a-steach gus cur ris an lìonra a th’ ann mar-thà, a bu chòir latency a lughdachadh agus còmhdach a leudachadh, a ’toirt a-steach aig domhan-leud àrd far a bheil latency nas àirde aig GSOn crios-meadhain.

“Tha sinn gu mòr ag amas air meud àrd agus cosgaisean calpa glè ìosal airson an tomhas sin a chleachdadh,” tha Baldrige ag ràdh. “A bheil latency cho cudromach ri feartan eile airson a’ mhargaidh ris a bheil sinn a ’toirt taic”?

Ach a dh’ aindeoin sin, tha fuasgladh ann; Tha saidealan LEO fhathast fada nas fhaisge air luchd-cleachdaidh. Mar sin tha companaidhean mar SpaceX agus LeoSat air an t-slighe seo a thaghadh, an dùil constellation de shaidealan mòran nas lugha agus nas dlùithe a chuir a-steach, le dùil ri latency de 20 gu 30 milliseconds airson luchd-cleachdaidh.

“Is e malairt a th’ ann a thaobh sin leis gu bheil iad ann an orbit nas ìsle, gheibh thu nas lugha de dh ’ùine bhon t-siostam LEO, ach tha siostam nas iom-fhillte agad,” tha Cook ag ràdh. “Gus crìoch a chuir air reul-bhad, feumaidh co-dhiù na ceudan de shaidealan a bhith agad leis gu bheil iad ann an orbit ìosal, agus bidh iad a’ gluasad timcheall na Talmhainn, a ’dol thairis air fàire nas luaithe agus a’ dol à sealladh ... agus feumaidh siostam antenna a bhith agad as urrainn lean iad.”

Ach is fhiach cuimhneachadh air dà sgeulachd. Tràth anns na 90n, chuir Bill Gates agus grunn de na com-pàirtichean aige timcheall air billean dolar ann am pròiseact ris an canar Teledesic gus bann-leathann a thoirt do sgìrean nach b’ urrainn pàigheadh ​​​​airson an lìonra no nach fhaiceadh loidhnichean snàithleach optic a dh’ aithghearr. Bha feum air reul-bhad de 840 saideal LEO a thogail (air a lughdachadh an dèidh sin gu 288). Bhruidhinn an luchd-stèidheachaidh mu bhith a’ fuasgladh na trioblaid latency agus ann an 1994 dh’ iarr iad air an FCC speactram Ka-band a chleachdadh. Fuaimean eòlach?

Dh'ith Teledesic suas mu $9 billean mus do dh'fhàillig e ann an 2003.

“Cha do dh’ obraich am beachd air ais an uairsin air sgàth cosgais àrd cumail suas agus seirbheisean don neach-cleachdaidh deireannach, ach tha e coltach gu bheil e comasach a-nis," thuirt Clò Larry, àrd-ollamh siostaman fiosrachaidh aig Oilthigh Stàite California Dominguez Hills a tha air a bhith a’ cumail sùil air siostaman LEO bho thàinig Teledesic a-mach. "Cha robh an teicneòlas adhartach gu leòr airson sin."

Thug Lagh Moore agus leasachaidhean ann an teicneòlas bataraidh fòn cealla, mothachaidh agus pròiseasar an dàrna cothrom dha constellations LEO. Tha iarrtas nas motha a’ toirt air an eaconamaidh a bhith tàmailteach. Ach fhad ‘s a bha saga Teledesic a’ cluich a-mach, fhuair gnìomhachas eile eòlas cudromach a ’cur siostaman conaltraidh air bhog don fhànais. Aig deireadh na 90n, chuir Iridium, Globalstar agus Orbcomm còmhla còrr air 100 saideal ìosal-orbit air bhog gus còmhdach fòn cealla a thoirt seachad.

“Bheir e bliadhnaichean airson reul-bhad iomlan a thogail oir tha feum agad air dòrlach de chuir air bhog, agus tha e gu math daor,” thuirt Zach Manchester, àrd-ollamh cuideachaidh itealain agus speuradaireachd aig Oilthigh Stanford. “Thar na h-ùine de, can, còig bliadhna no dhà, tha bun-structar tùr cealla talmhaidh air leudachadh chun na h-ìre far a bheil an còmhdach fìor mhath agus a’ ruighinn a ’mhòr-chuid de dhaoine.”

Chaidh na trì companaidhean gu sgiobalta briste ann an creideas. Agus ged a tha gach fear air ath-chruthachadh le bhith a’ tabhann raon nas lugha de sheirbheisean airson adhbharan sònraichte, leithid lòchrain èiginneach agus tracadh bathair, cha do shoirbhich leotha le bhith a’ cur an àite seirbheis fòn cealla stèidhichte air tùr. Airson na beagan bhliadhnaichean a dh ’fhalbh, tha SpaceX air a bhith a’ cur air bhog saidealan airson Iridium fo chùmhnant.

“Chunnaic sinn am film seo roimhe seo,” thuirt Manchester. “Chan eil mi a’ faicinn dad gu tur eadar-dhealaichte san t-suidheachadh làithreach. ”

Farpais

Tha beachd eadar-dhealaichte aig SpaceX agus 11 corporaidean eile (agus an luchd-tasgaidh). Tha OneWeb a’ cur air bhog saidealan am-bliadhna agus tha dùil gun tòisich seirbheisean cho tràth ris an ath-bhliadhna, agus an uairsin barrachd constellations ann an 2021 agus 2023, le amas mu dheireadh de 1000 Tbps ro 2025. Tha constellation de 3 saidealan MEO aig O16b, a tha a-nis na fho-bhuidheann de SAS, a tha air a bhith ag obair airson grunn bhliadhnaichean. Tha Telesat mu thràth ag obrachadh saidealan GSO, ach tha iad a’ dealbhadh siostam LEO airson 2021 aig am bi ceanglaichean optigeach le latency de 30 gu 50 ms.

Tha saideal aig Upstart Astranis cuideachd ann an orbit geosynchronous agus bidh e a’ cleachdadh barrachd anns na beagan bhliadhnaichean a tha romhainn. Ged nach eil iad a’ fuasgladh na trioblaid latency, tha a’ chompanaidh a’ coimhead ri cosgaisean a lughdachadh gu mòr le bhith ag obair le solaraichean eadar-lìn ionadail agus a’ togail saidealan nas lugha, tòrr nas saoire.

Tha LeoSat cuideachd an dùil a’ chiad sreath de shaidealan a chuir air bhog ann an 2019, agus an reul-bhad a chrìochnachadh ann an 2022. Bidh iad ag itealaich timcheall na Talmhainn aig àirde 1400 km, a ’ceangal ri saidealan eile san lìonra a’ cleachdadh conaltradh optigeach agus a ’sgaoileadh fiosrachadh suas is sìos anns a’ chòmhlan Ka. Tha iad air an speactram riatanach fhaighinn gu h-eadar-nàiseanta, arsa Richard van der Breggen, àrd-oifigear LeoSat, agus tha dùil aca ri cead FCC a dh’ aithghearr.

A rèir van der Breggen, bha an oidhirp airson eadar-lìn saideal nas luaithe stèidhichte gu ìre mhòr air a bhith a’ togail saidealan nas motha agus nas luaithe a bha comasach air barrachd dàta a thar-chuir. Canaidh e “pìob” ris: mar as motha a bhios a’ phìob, is ann as motha as urrainn don eadar-lìn a dhol troimhe. Ach tha companaidhean mar an fheadhainn aige a’ lorg raointean ùra airson leasachadh le bhith ag atharrachadh an t-siostam gu lèir.

“Smaoinich air an seòrsa lìonra as lugha - dà router Cisco agus uèir eatorra,” thuirt van der Breggen. “Is e na bhios a h-uile saideal a’ dèanamh uèir a thoirt seachad eadar dà bhogsa ... lìbhrigidh sinn an seata iomlan de thrì don fhànais. ”

Tha LeoSat an dùil 78 saideal a chuir a-steach, gach fear meud bòrd-ithe mòr agus le cuideam timcheall air 1200 kg. Air an togail le Iridium, tha iad air an uidheamachadh le ceithir panalan grèine agus ceithir lasers (aon aig gach oisean) gus ceangal ri nàbaidhean. Is e seo an ceangal a tha van der Breggen den bheachd as cudromaiche. Gu h-eachdraidheil, bha saidealan a’ nochdadh a’ chomharra ann an cumadh V bho stèisean talmhainn chun saideal agus an uairsin chun ghlacadair. Leis gu bheil saidealan LEO nas ìsle, chan urrainn dhaibh pròiseact a dhèanamh cho fada, ach is urrainn dhaibh dàta a chuir a-mach eatorra gu math luath.

Gus tuigse fhaighinn air mar a tha seo ag obair, tha e cuideachail smaoineachadh air an eadar-lìn mar rud aig a bheil fìor bhuidheann corporra. Chan e dìreach dàta a th’ ann, ach far a bheil an dàta sin a’ fuireach agus mar a ghluaiseas e. Chan eil an eadar-lìn air a stòradh ann an aon àite, tha frithealaichean air feadh an t-saoghail anns a bheil pìos fiosrachaidh, agus nuair a gheibh thu cothrom orra, bheir an coimpiutair agad an dàta bhon fhear as fhaisge aig a bheil na tha thu a’ sireadh. Càite a bheil e cudromach? Dè cho mòr 'sa tha e gu diofar? Bidh solas (fiosrachadh) a’ siubhal san fhànais cha mhòr dà uair cho luath ri ann am freumhag. Agus nuair a bhios tu a’ ruith ceangal fiber timcheall air planaid, feumaidh e slighe detour a leantainn bho nód gu nód, le cuairtean timcheall bheanntan is mòr-thìrean. Chan eil na h-eas-bhuannachdan sin aig Satellite Internet, agus nuair a tha an stòr dàta fada air falbh, a dh’ aindeoin a bhith a’ cur mìle no dhà de dh’ astar dìreach, bidh an latency le LEO nas lugha na an latency le eadar-lìn fibre optic. Mar eisimpleir, dh’ fhaodadh am ping bho Lunnainn gu Singapore a bhith 112 ms an àite 186, a bheireadh leasachadh mòr air ceanglaichean.

Seo mar a tha van der Breggen a’ toirt cunntas air a’ ghnìomh: faodar beachdachadh air gnìomhachas slàn mar leasachadh lìonra sgaoilte nach eil eadar-dhealaichte bhon eadar-lìn gu h-iomlan, dìreach san fhànais. Tha àite aig latency agus astar an dà chuid.

Ged a dh’ fhaodadh teicneòlas aon chompanaidh a bhith nas fheàrr, chan e geama gun suim a tha seo agus cha bhi buannaichean no luchd-call ann. Bidh mòran de na companaidhean sin ag amas air margaidhean eadar-dhealaichte agus eadhon a’ cuideachadh a chèile gus na toraidhean a tha iad ag iarraidh a choileanadh. Dha cuid is e soithichean, plèanaichean no ionadan armachd a th’ ann; dha cuid eile is e luchd-ceannach dùthchail no dùthchannan fo leasachadh a th’ ann. Ach aig a 'cheann thall, tha amas coitcheann aig na companaidhean: an eadar-lìon a chruthachadh far nach eil gin ann, no far nach eil gu leòr dheth, agus a dhèanamh aig cosgais ìseal gu leòr gus taic a thoirt don mhodail gnìomhachais aca.

“Tha sinn den bheachd nach e teicneòlas farpaiseach a th’ ann dha-rìribh. Tha sinn den bheachd gu bheil feum air teicneòlasan LEO agus GEO ann an dòigh air choreigin," arsa Cook à HughesNet. “Airson cuid de thagraidhean, leithid sruthadh bhidio mar eisimpleir, tha an siostam GEO gu math cosg-èifeachdach. Ach, ma tha thu airson tagraidhean a ruith a dh’ fheumas latency ìosal ... is e LEO an dòigh air adhart."

Gu dearbh, tha HughesNet a’ com-pàirteachadh le OneWeb gus teicneòlas geata a thoirt seachad a bhios a’ riaghladh trafaic agus a bhios ag eadar-obrachadh leis an t-siostam thairis air an eadar-lìn.

Is dòcha gu bheil thu air mothachadh gu bheil an reul-bhad a tha san amharc aig LeoSat cha mhòr 10 tursan nas lugha na an fheadhainn aig SpaceX. Tha sin ceart gu leòr, tha Van der Breggen ag ràdh, leis gu bheil LeoSat an dùil seirbheis a thoirt do luchd-ceannach corporra agus riaghaltais agus cha bhith e a’ còmhdach ach beagan raointean sònraichte. Bidh O3b a’ reic eadar-lìn ri soithichean turais, a’ toirt a-steach Royal Caribbean, agus com-pàirtichean le solaraichean cian-conaltraidh ann an Samoa Ameireagaidh agus na h-Eileanan Solomon, far a bheil gainnead de cheanglaichean àrd-astar uèirleas.

Bidh companaidh tòiseachaidh beag Toronto ris an canar Kepler Communications a’ cleachdadh CubeSats beag bìodach (timcheall air meud builg arain) gus ruigsinneachd lìonra a thoirt do luchd-dèiligidh a tha dian air latency, gheibhear 5 GB de dhàta no barrachd ann an ùine 10-mionaid, a tha buntainneach airson. sgrùdadh pòla, saidheans, gnìomhachas agus turasachd. Mar sin, nuair a stàlaicheas tu antenna beag, bidh an astar suas ri 20 Mbit / s airson luchdachadh suas agus suas ri 50 Mbit / s airson luchdachadh sìos, ach ma chleachdas tu “mias” mòr, bidh na h-astaran nas àirde - 120 Mbit / s s airson luchdachadh suas agus 150 Mbit/s airson fàilteachadh. A rèir Baldrige, tha fàs làidir Viasat a’ tighinn bho bhith a’ toirt seachad eadar-lìn do chompanaidhean-adhair malairteach; tha iad air ainm a chuir ri aontaidhean le United, JetBlue agus American, a bharrachd air Qantas, SAS agus feadhainn eile.

Ciamar, ma-thà, a bheir am modail malairteach seo, a tha air a stiùireadh le prothaid, an sgaradh didseatach agus a bheir an eadar-lìon gu dùthchannan fo leasachadh agus àireamhan nach eil gu leòr a dh’ fhaodadh a bhith comasach air uimhir a phàigheadh ​​air a shon agus a tha deònach nas lugha a phàigheadh? Bidh seo comasach le taing do chruth an t-siostaim. Leis gu bheil na saidealan fa leth de reul-bhad LEO (Low Earth Orbit) a’ gluasad gu cunbhalach, bu chòir dhaibh a bhith air an cuairteachadh gu cothromach timcheall na Talmhainn, ag adhbhrachadh gum bi iad uaireannan a’ còmhdach roinnean far nach eil duine beò no an sluagh gu math bochd. Mar sin, bidh iomall sam bith a gheibhear bho na roinnean sin na phrothaid.

“Is e mo bheachd-sa gum bi prìsean ceangail eadar-dhealaichte aca airson diofar dhùthchannan, agus leigidh seo leotha an eadar-lìn a thoirt seachad anns a h-uile àite, eadhon ged is e sgìre gu math bochd a th’ ann, ”tha Press ag ràdh. “Cho luath‘ s a bhios constellation de shaidealan ann, tha a chosgais stèidhichte mar-thà, agus ma tha an saideal seachad air Cuba agus nach eil duine ga chleachdadh, tha teachd-a-steach sam bith a gheibh iad bho Chuba beag agus saor (chan eil feum air tasgadh a bharrachd) ”.

Faodaidh e a bhith gu math duilich faighinn a-steach don mhargaidh luchd-cleachdaidh mòr. Gu dearbh, tha mòran den t-soirbheachas a tha an gnìomhachas air a choileanadh air tighinn bho bhith a’ toirt seachad eadar-lìn àrd-chosgais do riaghaltasan agus gnìomhachasan. Ach tha SpaceX agus OneWeb gu sònraichte ag amas air luchd-aontachaidh brick-and-mortar anns na planaichean gnìomhachais aca.

A rèir Sachdev, bidh eòlas luchd-cleachdaidh cudromach don mhargaidh seo. Feumaidh tu an Talamh a chòmhdach le siostam a tha furasta a chleachdadh, èifeachdach agus cosg-èifeachdach. " Ach cha leoir sin a mhain," arsa Sachdev. “Feumaidh tu comas gu leòr, agus ron sin, feumaidh tu dèanamh cinnteach à prìsean ruigsinneach airson uidheamachd teachdaiche."

Cò air a bheil uallach airson riaghladh?

B ’e an dà phrìomh dhuilgheadas a bha aig SpaceX ri fhuasgladh leis an FCC mar a bhiodh an speactram conaltraidh saideal a th’ ann (agus san àm ri teachd) air a riarachadh agus mar a chuireadh casg air sprùilleach fànais. Tha a 'chiad cheist an urra ris an FCC, ach tha coltas gu bheil an dàrna fear nas freagarraiche airson NASA no Roinn Dìon na SA. Bidh an dithis a’ cumail sùil air nithean a tha a’ orbitadh gus casg a chuir air tubaistean, ach chan e riaghladair a th’ ann an dàrna cuid.

“Chan eil fìor phoileasaidh co-òrdanaichte ann a thaobh dè bu chòir dhuinn a dhèanamh mu sprùilleach fànais," arsa Stanford's Manchester. “An-dràsta, chan eil na daoine sin a’ conaltradh ri chèile gu h-èifeachdach, agus chan eil poileasaidh cunbhalach ann. ”

Tha an duilgheadas nas toinnte leis gu bheil saidealan LEO a’ dol tro iomadh dùthaich. Tha àite aig an Aonadh Tele-chonaltraidh Eadar-nàiseanta coltach ris an FCC, a’ sònrachadh speactram, ach airson obrachadh taobh a-staigh dùthaich, feumaidh companaidh cead fhaighinn bhon dùthaich sin. Mar sin, feumaidh saidealan LEO a bhith comasach air na bannan speactra a bhios iad a’ cleachdadh atharrachadh a rèir na dùthcha anns a bheil iad.

“A bheil thu dha-rìribh ag iarraidh gum bi monopoly aig SpaceX air ceanglaichean san roinn seo?” Tha na meadhanan a’ faighneachd. “Feumar na gnìomhan aca a riaghladh, agus cò aig a bheil còir seo a dhèanamh? Tha iad thar-nàiseanta. Chan eil uachdranas aig an FCC ann an dùthchannan eile."

Ach, chan eil seo a’ fàgail an FCC gun chumhachd. Aig deireadh na bliadhna an-uiridh, chaidh cead a dhiùltadh do chompanaidh tòiseachaidh beag Silicon Valley leis an t-ainm Swarm Technologies ceithir prototypes de shaidealan conaltraidh LEO a chuir air bhog, gach fear nas lugha na leabhar pàipear-taice. B’ e prìomh ghearan an FCC gum faodadh na saidealan beaga bìodach a bhith ro dhoirbh an lorg agus mar sin do-chreidsinneach agus cunnartach.

Chuir Swarm air bhog iad co-dhiù. Chuir companaidh Seattle a tha a’ toirt seachad seirbheisean cur air bhog gu na h-Innseachan iad, far an do mharcaich iad air rocaid a’ giùlan dusanan de shaidealan nas motha, thuirt IEEE Spectrum. Lorg an FCC seo agus chuir iad càin air a’ chompanaidh $900, ri phàigheadh ​​thairis air 000 bliadhna, agus a-nis tha tagradh Swarm airson ceithir saidealan nas motha ann an limbo leis gu bheil a’ chompanaidh ag obair ann an dìomhaireachd. Ach, beagan làithean air ais nochd naidheachdan gun d’ fhuaireadh cead agus airson 150 saideal beag. San fharsaingeachd, b 'e airgead agus an comas barganachadh am fuasgladh. Tha cuideam nan saidealan bho 310 gu 450 gram, an-dràsta tha 7 saidealan ann an orbit, agus thèid an lìonra slàn a chuir a-steach ann am meadhan 2020. Tha an aithisg as ùire a 'moladh gu bheil timcheall air $ 25 millean air a thasgadh anns a' chompanaidh mar-thà, a tha a 'fosgladh ruigsinneachd don mhargaidh chan ann a-mhàin do chorporra cruinneil.

Airson companaidhean eadar-lìn saideal eile a tha ri thighinn agus feadhainn a tha ann mar-thà a’ sgrùdadh chleasan ùra, bidh na ceithir gu ochd bliadhna a tha romhainn deatamach ann a bhith a’ dearbhadh a bheil iarrtas ann airson an teicneòlas aca an-dràsta agus an-dràsta, no am faic sinn eachdraidh ag ath-aithris le Teledesic agus Iridium. Ach dè thachras às deidh sin? Mars, a rèir Musk, is e an t-amas aige Starlink a chleachdadh gus teachd-a-steach a thoirt seachad airson sgrùdadh Mars, a bharrachd air deuchainn a dhèanamh.

“Dh’ fhaodadh sinn an aon shiostam seo a chleachdadh gus lìonra a chruthachadh air Mars, ”thuirt e ris an luchd-obrach aige. “Bidh feum aig Mars cuideachd air siostam conaltraidh cruinneil, agus chan eil loidhnichean fiber optic no uèirichean no dad ann.”

Cuid de shanasan 🙂

Tapadh leibh airson fuireach còmhla rinn. An toil leat na h-artaigilean againn? A bheil thu airson susbaint nas inntinniche fhaicinn? Thoir taic dhuinn le bhith a’ cur òrdugh no a’ moladh do charaidean, Lasachadh de 30% airson luchd-cleachdaidh Habr air analog sònraichte de luchd-frithealaidh ìre inntrigidh, a chaidh a chruthachadh leinn dhut: An fhìrinn gu lèir mu VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps bho $ 20 no ciamar a roinn thu frithealaiche? (ri fhaighinn le RAID1 agus RAID10, suas ri 24 cores agus suas ri 40GB DDR4).

Dell R730xd 2 uair nas saoire? A-mhàin an seo 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV bho $199 anns an Òlaind! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - bho $99! Leugh mu dheidhinn Ciamar a thogail bun-structair Corp. clas le bhith a’ cleachdadh frithealaichean Dell R730xd E5-2650 v4 luach 9000 iùro airson sgillinn?

Source: www.habr.com