위성인터넷 - 새로운 공간 '경주'?

책임 부인. 이 기사는 확장, 수정 및 업데이트된 번역입니다. 출판 네이선 허스트. 또한 기사의 일부 정보를 사용했습니다. 나노위성 최종 재료를 만들 때.

천문학자들 사이에는 1978년에 이를 제안한 NASA 천체물리학자의 이름을 딴 케슬러 증후군이라는 이론(또는 경고적인 이야기)이 있습니다. 이 시나리오에서는 궤도를 도는 위성이나 기타 물체가 우연히 다른 물체와 충돌하여 산산조각이 납니다. 이 부품은 시속 수만 킬로미터의 속도로 지구 주위를 회전하며 다른 위성을 포함하여 경로에 있는 모든 것을 파괴합니다. 그것은 행성을 끝없이 공전하는 수백만 개의 기능 장애 우주 쓰레기 구름으로 끝나는 치명적인 연쇄 반응을 시작합니다.

그러한 사건은 지구 근처 공간을 쓸모없게 만들어 그곳으로 보내진 모든 새로운 위성을 파괴하고 우주에 대한 접근을 완전히 차단할 수도 있습니다.

그렇다면 SpaceX는 FCC에 요청을 제출했습니다. (미국 연방통신위원회(Federal Communications Commission))가 4425개의 위성을 저궤도(LEO, low-Earth Orbit)에 보내 글로벌 초고속 인터넷 네트워크를 제공하겠다는 계획을 발표하자 FCC는 이에 대해 우려했다. XNUMX년 이상 회사 질문에 답변함 케슬러 종말에 대한 두려움을 완화하기 위해 "궤도 잔해 감소 계획"을 제출하는 것을 포함하여 신청을 거부하기 위해 제출된 커미션 및 경쟁사 청원서입니다. 28월 XNUMX일 FCC는 SpaceX의 신청을 승인했습니다.

우주 잔해가 FCC를 걱정하는 유일한 것은 아니며, SpaceX는 차세대 위성군을 구축하려는 유일한 조직도 아닙니다. 신규 및 기존 기업을 막론하고 소수의 기업이 새로운 기술을 수용하고 새로운 사업 계획을 개발하며 빠르고 안정적인 인터넷으로 지구를 덮는 데 필요한 통신 스펙트럼의 일부에 액세스할 수 있도록 FCC에 청원하고 있습니다.

Richard Branson에서 Elon Musk에 이르기까지 큰 이름과 큰 돈이 관련되어 있습니다. Branson의 OneWeb은 지금까지 1,7억 달러를 모금했으며 SpaceX 사장 겸 COO인 Gwynne Shotwell은 이 프로젝트의 가치를 10억 달러로 추정했습니다.

물론 큰 문제가 있으며, 역사에 따르면 그 영향이 완전히 불리한 것으로 나타났습니다. 좋은 사람들은 서비스가 부족한 지역의 디지털 격차를 해소하려고 노력하는 반면, 나쁜 사람들은 로켓에 불법 위성을 설치하려고 합니다. 그리고 이 모든 것은 데이터 전달에 대한 수요가 급증함에 따라 발생합니다. Cisco의 보고서에 따르면 2016년 전 세계 인터넷 트래픽이 1조 바이트를 초과하여 제타바이트 시대가 끝났습니다.

목표가 이전에는 없었던 우수한 인터넷 액세스를 제공하는 것이라면 위성은 이를 달성하는 현명한 방법입니다. 실제로 기업에서는 회전 주기가 지구의 자전 속도와 동일한 매우 높은 궤도에 있는 대형 정지궤도 위성(GSO)을 사용하여 수십 년 동안 이 작업을 수행해 왔으며 이로 인해 특정 지역에 고정되었습니다. 그러나 175개의 저궤도 위성을 사용하여 지구 표면을 측량하고 7Mbps의 속도로 200페타바이트의 데이터를 지구에 전송하는 작업이나 화물을 추적하거나 네트워크를 제공하는 작업 등 몇 가지 좁게 초점을 맞춘 작업을 제외하고는 군사 기지에서 접속할 수 있는 이러한 유형의 위성 통신은 최신 광섬유 또는 케이블 인터넷과 경쟁할 만큼 빠르고 안정적이지 않았습니다.

비정지궤도 위성(Non-GSO)에는 지구 표면 위 1900~35000km 고도의 중지구궤도(MEO)에서 작동하는 위성과 1900km 미만의 고도에서 궤도를 도는 저궤도(LEO) 위성이 포함됩니다. . 오늘날 LEO는 매우 인기를 얻고 있으며 가까운 미래에 모든 위성이 이와 같지는 않더라도 가장 확실하게 그렇게 될 것으로 예상됩니다.

한편, 비정지궤도 위성에 대한 규정은 오랫동안 존재해 왔으며 미국 내부와 외부 기관 간에 나누어져 있습니다. NASA, FCC, DOD, FAA, 심지어 UN의 국제 통신 연합(International Telecommunication Union)도 모두 참여하고 있습니다.

그러나 기술적 관점에서 보면 몇 가지 큰 장점이 있습니다. 휴대폰의 발달로 자이로스코프와 배터리가 향상되면서 위성 제작 비용이 낮아졌다. 또한 위성 자체의 크기가 작아진 덕분에 발사 비용도 저렴해졌습니다. 용량은 증가했고, 위성 간 통신은 시스템 속도를 더욱 빠르게 만들었으며, 하늘을 가리키는 큰 접시는 유행에 뒤떨어지고 있습니다.

11개 회사가 SpaceX와 함께 FCC에 서류를 제출했으며 각각 고유한 방식으로 문제를 해결하고 있습니다.

Elon Musk는 2015년 SpaceX Starlink 프로그램을 발표하고 시애틀에 회사 지점을 열었습니다. 그는 직원들에게 이렇게 말했습니다. "우리는 로켓 과학에 혁명을 일으켰던 것처럼 위성 통신에도 혁명을 일으키고 싶습니다."

2016년에 회사는 지금부터 1600년까지 800개(나중에 2021개로 축소)의 위성을 발사하고 2024년까지 나머지 위성을 발사할 수 있는 허가를 구하는 신청서를 연방통신위원회에 제출했습니다. 이 지구 근처 위성은 83개의 서로 다른 궤도면에서 궤도를 돌게 됩니다. 위성 그룹이라고 불리는 별자리는 온보드 광학(레이저) 통신 링크를 통해 서로 통신하므로 데이터는 지구로 돌아오는 대신 하늘을 가로질러 튕겨 나갈 수 있습니다. 위아래로 전송됩니다.

현장에서 고객은 휴대폰이 타워를 선택하는 방법과 유사하게 현재 최상의 신호를 제공하는 위성에 자동으로 연결되는 전자 제어 안테나가 있는 새로운 유형의 터미널을 설치하게 됩니다. LEO 위성이 지구를 기준으로 이동함에 따라 시스템은 약 10분마다 위성 간을 전환합니다. SpaceX의 위성 운영 담당 부사장인 Patricia Cooper에 따르면 이 시스템을 사용하는 사람은 수천 명이므로 항상 최소 20명 중에서 선택할 수 있습니다.

지상 터미널은 물리적으로 해당 정지궤도 위성이 위치한 하늘 부분을 향해야 하는 기존 위성 안테나보다 저렴하고 설치가 쉬워야 합니다. SpaceX는 터미널이 피자 상자보다 크지 않을 것이라고 밝혔습니다(단, 피자 크기가 얼마나 될지는 밝히지 않았습니다).

통신은 Ka와 Ku의 두 가지 주파수 대역에서 제공됩니다. 둘 다 무선 스펙트럼에 속하지만 스테레오에 사용되는 것보다 훨씬 높은 주파수를 사용합니다. Ka 대역은 둘 중 더 높은 대역으로 26,5GHz~40GHz 사이의 주파수를 가지며, Ku 대역은 스펙트럼에서 12GHz~18GHz에 위치합니다. Starlink는 FCC로부터 특정 주파수를 사용하도록 허가를 받았습니다. 일반적으로 터미널에서 위성까지의 업링크는 14GHz~14,5GHz의 주파수에서 작동하고 다운링크는 10,7GHz~12,7GHz의 주파수에서 작동하며 나머지는 원격 측정에 사용됩니다. 추적 및 제어는 물론 위성을 지상 인터넷에 연결합니다.

FCC 제출과는 별도로 SpaceX는 침묵을 지켰으며 아직 계획을 공개하지 않았습니다. 그리고 SpaceX가 위성에 실릴 구성 요소부터 하늘로 쏘아올릴 로켓에 이르기까지 전체 시스템을 실행하고 있기 때문에 기술적인 세부 사항을 아는 것도 어렵습니다. 그러나 프로젝트가 성공하려면 해당 서비스가 비슷한 가격의 광섬유와 비슷하거나 더 나은 속도를 제공할 수 있는지, 안정성과 우수한 사용자 경험을 제공할 수 있는지 여부에 따라 달라집니다.

지난 2019월 SpaceX는 날개 모양의 태양 전지판을 갖춘 원통형 Starlink 위성의 첫 두 프로토타입을 출시했습니다. Tintin A와 B의 길이는 약 6미터이며 머스크는 트위터를 통해 두 사람이 성공적으로 소통했다고 확인했습니다. 프로토타입이 계속 작동한다면 XNUMX년까지 수백 개의 다른 프로토타입이 합류하게 될 것입니다. 시스템이 작동되면 SpaceX는 우주 잔해의 생성을 방지하기 위해 퇴역 위성을 지속적으로 교체합니다. 시스템은 특정 시점에 궤도를 낮추도록 지시합니다. 분위기. 아래 그림에서 XNUMX개 출시 후 Starlink 네트워크가 어떤 모습인지 확인할 수 있습니다.

역사의 비트

80년대에 HughesNet은 위성 기술 분야의 혁신가였습니다. DirecTV가 집 외부에 장착하는 접시 크기의 회색 안테나를 아시나요? 이는 항공 선구자인 Howard Hughes에서 유래한 HughesNet에서 나왔습니다. “우리는 위성을 통해 대화형 통신을 제공할 수 있는 기술을 개발했습니다.”라고 Mike Cook EVP는 말합니다.

당시 Hughes Network Systems는 DirecTV를 소유하고 텔레비전에 정보를 전송하는 대형 정지궤도 위성을 운영했습니다. 그때나 지금이나 회사는 주유소에서 신용카드 거래를 처리하는 등 기업에 서비스를 제공하기도 했습니다. 최초의 상업 고객은 Walmart였습니다. Walmart는 전국의 직원을 Bentonville의 홈 오피스와 연결하기를 원했습니다.

90년대 중반에 회사는 DirecPC라는 하이브리드 인터넷 시스템을 만들었습니다. 사용자의 컴퓨터는 전화 접속 연결을 통해 웹 서버에 요청을 보내고 위성을 통해 응답을 받아 요청된 정보를 사용자의 접시로 전송했습니다. 전화 접속보다 훨씬 빠른 속도로 제공됩니다.

2000년경에 Hughes는 양방향 네트워크 액세스 서비스를 제공하기 시작했습니다. 그러나 클라이언트 장비 비용을 포함한 서비스 비용을 사람들이 구매할 수 있을 만큼 낮게 유지하는 것은 어려운 일이었습니다. 이를 위해 회사는 자체 위성이 필요하다고 결정하고 2007년에 Spaceway를 출시했습니다. Hughes에 따르면 오늘날에도 여전히 사용되고 있는 이 위성은 온보드 패킷 스위칭 기술을 최초로 지원하고 본질적으로 통신을 위한 지상국의 추가 홉을 제거하는 최초의 우주 스위치가 되었기 때문에 발사 당시 특히 중요했습니다. 다른. 용량은 10Gbit/s 이상, 24Mbit/s의 트랜스폰더 440개로 개별 가입자가 최대 2Mbit/s의 전송 속도와 최대 5Mbit/s의 다운로드 속도를 가질 수 있습니다. Spaceway 1은 Boeing 702 위성 플랫폼을 기반으로 Boeing이 제작했으며 장치의 발사 중량은 6080kg입니다. 현재 Spaceway 1은 가장 무거운 상업용 우주선(SC) 중 하나입니다. 한 달 전 Atlas 5 발사체(4kg)를 사용하여 발사된 Inmarsat 1 F5959 위성의 기록을 깨뜨린 것입니다. Wikipedia에 따르면 2018년에 출시된 가장 무거운 상업용 GSO의 질량은 7톤입니다. 이 장치에는 Ka 대역 릴레이 페이로드(RP)가 장착되어 있습니다. PN에는 2개의 요소로 구성된 제어형 1500미터 위상 안테나 어레이가 포함되어 있습니다. PN은 멀티빔 커버리지를 형성하여 다양한 지역의 다양한 TV 프로그램 네트워크 방송을 보장합니다. 이러한 안테나를 사용하면 변화하는 시장 상황에서 우주선 기능을 유연하게 사용할 수 있습니다.

한편 Viasat라는 회사는 2008년에 첫 번째 위성을 발사하기 전까지 약 1년 동안 연구 개발을 진행했습니다. ViaSat-XNUMX이라고 불리는 이 위성은 스펙트럼 재사용과 같은 몇 가지 새로운 기술을 통합했습니다. 이를 통해 위성은 간섭 없이 지구로 데이터를 전송하기 위해 서로 다른 대역폭 중에서 선택할 수 있었으며, 다른 위성의 빔과 함께 데이터를 전송하는 경우에도 연속되지 않은 연결에서 해당 스펙트럼 범위를 재사용할 수 있었습니다.

이는 더 빠른 속도와 성능을 제공했습니다. Viasat 사장인 Rick Baldridge에 따르면 서비스가 시작되었을 때 처리량은 140Gbps에 달했는데, 이는 미국을 덮고 있는 다른 모든 위성을 합친 것보다 더 많은 수치입니다.

"위성 시장은 선택의 여지가 없는 사람들을 위한 시장이었습니다."라고 Baldrige는 말합니다. “다른 방법으로 접근할 수 없다면 최후의 수단이 되는 기술이었습니다. 본질적으로 어디에서나 커버할 수 있었지만 실제로는 많은 데이터를 전달하지 못했습니다. 그래서 이 기술은 주로 주유소 거래 등의 업무에 활용됐다”고 설명했다.

수년에 걸쳐 HughesNet(현재 EchoStar 소유)과 Viasat는 점점 더 빠른 정지궤도 위성을 구축해 왔습니다. HughesNet은 120년에 EchoStar XVII(2012Gbps), 200년에 EchoStar XIX(2017Gbps)를 출시했으며, 2021년에는 EchoStar XXIV를 출시할 계획이며 소비자에게 100Mbps를 제공할 것이라고 회사측은 밝혔습니다.

ViaSat-2는 2017년에 출시되어 현재 약 260Gbit/s의 용량을 보유하고 있으며, 3년 또는 2020년에 세 가지 다른 ViaSat-2021가 계획되어 있으며 각각은 전 세계의 서로 다른 지역을 담당합니다. Viasat는 세 개의 ViaSat-3 시스템 각각이 지구 궤도를 도는 다른 모든 위성을 합친 것의 두 배인 초당 테라비트의 처리량을 가질 것으로 예상된다고 말했습니다.

“우리는 공간에 너무 많은 용량을 보유하고 있어 트래픽 전달의 전체적인 역학을 변화시킵니다. 제공할 수 있는 것에는 제한이 없습니다.”라고 LEO 별자리를 출시하는 회사 중 하나인 LeoSat에서 일하는 위성 및 통신 기술 컨설턴트인 DK Sachdev는 말합니다. "오늘날 위성의 모든 단점이 하나씩 제거되고 있습니다."

위성을 사용하는 서비스로서 인터넷(양방향 통신)이 텔레비전(단방향 통신)을 대체하기 시작하면서 이러한 전체 속도 경쟁은 우연히 발생한 것이 아닙니다.

LeoSat의 규정 준수 이사인 Ronald van der Breggen은 "위성 산업은 단방향 비디오 전송에서 전체 데이터 전송으로 어떻게 전환할지 파악하기 위해 매우 오랫동안 열광해 왔습니다."라고 말합니다. “어떻게 해야 할지, 무엇을 해야 할지, 어떤 시장에 서비스를 제공할지에 대한 의견이 많습니다.”

한 가지 문제가 남아 있습니다

지연. 전체 속도와 달리 대기 시간은 요청이 컴퓨터에서 대상까지 이동한 후 다시 돌아오는 데 걸리는 시간입니다. 웹사이트의 링크를 클릭한다고 가정해 보겠습니다. 이 요청은 서버로 이동한 후 다시 돌아와야 합니다(서버가 요청을 성공적으로 수신했으며 요청한 콘텐츠를 제공하려고 함). 그런 다음 웹페이지가 로드됩니다.

사이트를 로드하는 데 걸리는 시간은 연결 속도에 따라 다릅니다. 다운로드 요청을 완료하는 데 걸리는 시간이 대기 시간입니다. 일반적으로 밀리초 단위로 측정되므로 웹을 검색할 때는 눈에 띄지 않지만 온라인 게임을 할 때는 중요합니다. 그러나 러시아 연방 사용자가 지연 시간(핑)이 1초에 가까울 때에도 일부 게임을 온라인으로 관리하고 플레이할 수 있었던 사실이 있습니다.

광섬유 시스템의 지연은 거리에 따라 다르지만 일반적으로 킬로미터당 수 마이크로초에 달합니다. 주요 대기 시간은 장비에서 발생하지만 상당한 길이의 광학 링크의 경우 광섬유에서 지연이 더 중요합니다. -광통신선(FOCL) 빛의 속도는 진공 상태의 빛 속도의 60%에 불과하며 파장에 따라 크게 달라집니다. Baldrige에 따르면 GSO 위성에 요청을 보낼 때의 대기 시간은 약 700밀리초입니다. 빛은 광섬유보다 진공 공간에서 더 빠르게 이동하지만 이러한 유형의 위성은 멀리 떨어져 있기 때문에 시간이 오래 걸립니다. 게임 외에도 이 문제는 화상 회의, 금융 거래, 주식 시장, 사물 인터넷 모니터링 및 상호 작용 속도에 의존하는 기타 애플리케이션에서 중요합니다.

그러나 대기 시간 문제는 얼마나 심각한가요? 전 세계적으로 사용되는 대부분의 대역폭은 비디오 전용입니다. 비디오가 실행되고 적절하게 버퍼링되면 대기 시간은 문제가 되지 않으며 속도가 훨씬 더 중요해집니다. 당연히 Viasat과 HughesNet은 대부분의 애플리케이션에서 대기 시간의 중요성을 최소화하는 경향이 있지만 둘 다 시스템에서도 대기 시간을 최소화하기 위해 노력하고 있습니다. HughesNet은 알고리즘을 사용하여 데이터 전달을 최적화하기 위해 사용자가 주의를 기울이는 항목에 따라 트래픽의 우선순위를 지정합니다. Viasat는 기존 네트워크를 보완하기 위해 중지구궤도(MEO) 위성군을 도입한다고 발표했습니다. 이는 적도 GSO의 대기 시간이 더 긴 고위도 지역을 포함하여 대기 시간을 줄이고 적용 범위를 확장해야 합니다.

Baldrige는 “우리는 대량 배포에 중점을 두고 있으며 매우 낮은 자본 비용으로 대량 배포를 진행하고 있습니다.”라고 말합니다. "우리가 지원하는 시장의 다른 기능만큼 지연 시간이 중요합니까?"

그럼에도 불구하고 해결책은 있습니다. LEO 위성은 여전히 ​​사용자에게 훨씬 더 가깝습니다. 따라서 SpaceX 및 LeoSat과 같은 회사는 이 경로를 선택하여 사용자의 예상 대기 시간이 20~30밀리초인 훨씬 더 작고 가까운 위성 집합을 배포할 계획입니다.

Cook은 “낮은 궤도에 있기 때문에 LEO 시스템의 대기 시간이 줄어들지만 시스템이 더 복잡해진다는 점에서 절충점입니다.”라고 Cook은 말합니다. “성좌를 완성하려면 저궤도에 있는 위성이 최소 수백 개는 있어야 하고, 위성은 지구 주위를 돌며 더 빠르게 지평선 너머로 사라지고… 추적해 보세요.”

그러나 두 가지 이야기를 기억할 가치가 있습니다. 90년대 초, Bill Gates와 그의 파트너 중 몇몇은 네트워크를 감당할 수 없거나 광섬유 회선을 곧 볼 수 없는 지역에 광대역을 제공하기 위해 Teledesic이라는 프로젝트에 약 840억 달러를 투자했습니다. 288개(나중에 1994개로 감소)의 LEO 위성 집합을 구축해야 했습니다. 창립자들은 대기 시간 문제 해결에 대해 논의했고 XNUMX년에 FCC에 Ka 대역 스펙트럼을 사용하도록 요청했습니다. 익숙한 것 같나요?

Teledesic은 9년에 실패하기 전까지 약 2003억 달러를 먹어치웠습니다.

"당시에는 최종 사용자를 위한 유지 관리 및 서비스 비용이 많이 들었기 때문에 이 아이디어는 효과가 없었지만 지금은 실현 가능한 것 같습니다."라고 말합니다. 래리 프레스, Teledesic이 나온 이후 LEO 시스템을 모니터링해온 캘리포니아 주립 대학 Dominguez Hills의 정보 시스템 교수입니다. "그럴 만큼 기술이 발달하지 않았거든요."

무어의 법칙과 휴대폰 배터리, 센서 및 프로세서 기술의 개선으로 LEO 별자리에 두 번째 기회가 주어졌습니다. 수요 증가로 인해 경제가 매력적으로 보입니다. 그러나 Teledesic 사가가 진행되는 동안 다른 업계에서는 통신 시스템을 우주로 발사하는 중요한 경험을 얻었습니다. 90년대 후반에 Iridium, Globalstar 및 Orbcomm은 휴대폰 서비스를 제공하기 위해 100개 이상의 저궤도 위성을 공동으로 발사했습니다.

스탠포드 대학의 항공학 및 우주 비행학과 조교수인 Zach Manchester는 "수차례의 발사가 필요하기 때문에 전체 별자리를 구축하는 데 수년이 걸리고 비용도 많이 듭니다"라고 말합니다. "예를 들어 5년 정도의 기간 동안 지상파 기지국 인프라는 서비스 범위가 정말 좋고 대부분의 사람들에게 도달할 정도로 확장되었습니다."

세 회사 모두 순식간에 파산했다. 그리고 각각은 비상 신호 장치 및 화물 추적과 같은 특정 목적을 위해 더 작은 범위의 서비스를 제공함으로써 스스로를 재창조했지만 타워 기반 휴대폰 서비스를 대체하는 데 성공한 곳은 없습니다. 지난 몇 년 동안 SpaceX는 계약에 따라 Iridium용 위성을 발사해 왔습니다.

맨체스터는 “이 영화를 본 적이 있어요.”라고 말했습니다. “현재 상황에서 근본적으로 다른 점은 없습니다.”

경쟁

SpaceX와 기타 11개 기업(및 해당 투자자)은 다른 의견을 가지고 있습니다. OneWeb은 올해 위성을 출시하고 이르면 내년에 서비스를 시작하고 2021년과 2023년에 더 많은 서비스를 제공할 예정이며 최종 목표는 1000년까지 2025Tbps입니다. 현재 SAS의 자회사인 O3b는 수년 동안 운용되어 온 16개의 MEO 위성으로 구성된 집합체를 보유하고 있습니다. Telesat은 이미 GSO 위성을 운영하고 있지만 2021년에는 대기 시간이 30~50ms인 광 링크를 갖춘 LEO 시스템을 계획하고 있습니다.

신생 기업인 Astranis는 지구 동기 궤도에 위성을 보유하고 있으며 향후 몇 년 내에 더 많은 위성을 배치할 예정입니다. 대기 시간 문제를 해결하지는 못하지만 회사는 현지 인터넷 제공업체와 협력하고 더 작고 훨씬 저렴한 위성을 구축하여 비용을 근본적으로 절감할 방법을 모색하고 있습니다.

LeoSat은 또한 2019년에 첫 번째 위성 시리즈를 발사하고 2022년에 위성군을 완성할 계획입니다. 그들은 고도 1400km에서 지구 주위를 비행하고 광통신을 사용하여 네트워크의 다른 위성과 연결하고 Ka 대역에서 위아래로 정보를 전송합니다. LeoSat의 CEO인 Richard van der Breggen은 그들이 국제적으로 필요한 스펙트럼을 획득했으며 곧 FCC 승인을 기대한다고 말했습니다.

van der Breggen에 따르면 더 빠른 위성 인터넷에 대한 추진은 주로 더 많은 데이터를 전송할 수 있는 더 크고 빠른 위성을 구축하는 데 기반을 두고 있습니다. 그는 이를 "파이프"라고 부릅니다. 파이프가 클수록 인터넷이 더 많이 터질 수 있습니다. 그러나 그와 같은 회사는 전체 시스템을 변경하여 개선할 새로운 영역을 찾습니다.

van der Breggen은 "두 개의 Cisco 라우터와 그 사이의 와이어로 구성된 가장 작은 유형의 네트워크를 상상해 보십시오."라고 말합니다. "모든 위성이 하는 일은 두 개의 상자 사이에 전선을 제공하는 것입니다. 우리는 세 개의 전체 세트를 우주로 전달할 것입니다."

LeoSat은 각각 대형 식탁 크기에 무게가 약 78kg인 1200개의 위성을 배치할 계획입니다. Iridium이 제작한 이 장치에는 XNUMX개의 태양광 패널과 XNUMX개의 레이저(각 모서리에 하나씩)가 장착되어 이웃과 연결됩니다. 이것이 van der Breggen이 가장 중요하게 생각하는 연결입니다. 역사적으로 위성은 지상국에서 위성으로, 그리고 수신기로 신호를 V자 형태로 반사했습니다. LEO 위성은 높이가 낮기 때문에 멀리 투사할 수는 없지만 매우 빠르게 데이터를 전송할 수 있습니다.

이것이 어떻게 작동하는지 이해하려면 인터넷을 실제 물리적 실체를 가진 것으로 생각하는 것이 도움이 됩니다. 이는 단순한 데이터가 아니라 해당 데이터가 어디에 있고 어떻게 이동하는지에 대한 것입니다. 인터넷은 한 곳에 저장되어 있지 않으며 일부 정보를 포함하는 서버가 전 세계에 있으며, 해당 서버에 액세스하면 컴퓨터는 찾고 있는 것이 있는 가장 가까운 서버에서 데이터를 가져옵니다. 어디가 중요한가요? 얼마나 중요한가요? 빛(정보)은 섬유보다 거의 두 배 빠른 속도로 공간에서 이동합니다. 그리고 행성 주위에 광섬유 연결을 실행할 때 산과 대륙을 우회하는 우회 경로를 따라 노드에서 노드로 우회 경로를 따라야 합니다. 위성 인터넷에는 이러한 단점이 없으며 데이터 소스가 멀리 떨어져 있으면 수천 마일의 수직 거리를 추가하더라도 LEO의 대기 시간은 광섬유 인터넷의 대기 시간보다 짧습니다. 예를 들어, 런던에서 싱가포르까지의 핑은 112이 아닌 186ms가 될 수 있으며 이는 연결성을 크게 향상시킵니다.

이것이 van der Breggen이 작업을 설명하는 방법입니다. 전체 산업은 공간에서만 인터넷 전체와 다르지 않은 분산 네트워크의 개발로 간주될 수 있습니다. 지연 시간과 속도 모두 중요한 역할을 합니다.

한 기업의 기술이 뛰어나더라도 이는 제로섬 게임이 아니며 승자도 패자도 없습니다. 이들 회사 중 다수는 서로 다른 시장을 목표로 하고 있으며 심지어 원하는 결과를 달성하기 위해 서로를 돕습니다. 어떤 사람에게는 선박, 비행기, 군사 기지가 있고 다른 사람에게는 농촌 소비자나 개발도상국이 있습니다. 그러나 궁극적으로 두 회사는 공통의 목표를 가지고 있습니다. 인터넷이 없거나 충분하지 않은 곳에 인터넷을 만들고 비즈니스 모델을 지원할 수 있을 만큼 저렴한 비용으로 인터넷을 만드는 것입니다.

“우리는 이것이 실제로 경쟁 기술이 아니라고 생각합니다. 우리는 어떤 의미에서 LEO와 GEO 기술이 모두 필요하다고 믿습니다.”라고 HughesNet의 Cook은 말합니다. “예를 들어 비디오 스트리밍과 같은 특정 유형의 애플리케이션의 경우 GEO 시스템은 매우 비용 효율적입니다. 그러나 낮은 대기 시간이 필요한 애플리케이션을 실행하려면 LEO가 적합합니다."

실제로 HughesNet은 OneWeb과 협력하여 트래픽을 관리하고 인터넷을 통해 시스템과 상호 작용하는 게이트웨이 기술을 제공합니다.

LeoSat이 제안한 별자리는 SpaceX보다 거의 10배 더 작다는 것을 눈치채셨을 것입니다. Van der Breggen은 LeoSat이 기업 및 정부 고객에게 서비스를 제공할 계획이며 몇 가지 특정 영역만 다룰 것이기 때문에 괜찮다고 말합니다. O3b는 Royal Caribbean을 포함한 유람선에 인터넷을 판매하고 유선 초고속 연결이 부족한 미국령 사모아와 솔로몬 제도의 통신 제공업체와 제휴하고 있습니다.

Kepler Communications라는 토론토의 소규모 스타트업은 작은 CubeSats(빵 한 덩어리 크기)를 사용하여 지연 시간이 많은 클라이언트에 네트워크 액세스를 제공합니다. 5분 안에 10GB 이상의 데이터를 얻을 수 있습니다. 탐사, 과학, 산업 및 관광. 따라서 소형 안테나를 설치하면 업로드 속도는 최대 20Mbit/s, 다운로드 속도는 최대 50Mbit/s가 되지만, 대형 "접시"를 사용하면 속도가 더 높아져 120Mbit/s가 됩니다. s 업로드용, 150Mbit/s 수신용. Baldrige에 따르면 Viasat의 강력한 성장은 상업 항공사에 인터넷을 제공함으로써 비롯되었습니다. United, JetBlue, American은 물론 Qantas, SAS 등과도 계약을 체결했습니다.

그렇다면 이 이익 중심의 상업 모델이 어떻게 디지털 격차를 해소하고 인터넷에 대해 많은 비용을 지불할 수 없고 더 적은 비용을 지불할 의향이 있는 개발 도상국과 소외된 인구에게 인터넷을 제공할 수 있습니까? 이는 시스템 형식 덕분에 가능합니다. LEO(낮은 지구 궤도) 별자리의 개별 위성은 끊임없이 움직이기 때문에 지구 주위에 고르게 분포되어야 하며 때로는 사람이 살지 않거나 인구가 상당히 가난한 지역을 커버해야 합니다. 따라서 이들 지역에서 받을 수 있는 마진은 모두 이익이 됩니다.

Press는 “내 생각에는 국가마다 연결 가격이 다를 것이며 이를 통해 매우 가난한 지역이라도 어디에서나 인터넷을 사용할 수 있게 될 것입니다.”라고 Press는 말합니다. “일단 위성 집합이 있으면 그 비용은 이미 고정되어 있으며, 위성이 쿠바 상공에 있고 아무도 이를 사용하지 않는다면 쿠바에서 얻을 수 있는 수입은 미미하고 무료입니다(추가 투자가 필요하지 않음).”

대중 소비자 시장에 진입하는 것은 상당히 어려울 수 있습니다. 실제로 업계가 달성한 성공의 대부분은 정부와 기업에 고가의 인터넷을 제공함으로써 이루어졌습니다. 그러나 특히 SpaceX와 OneWeb은 사업 계획에서 오프라인 가입자를 목표로 삼고 있습니다.

Sachdev에 따르면 이 시장에서는 사용자 경험이 중요할 것입니다. 사용하기 쉽고 효율적이며 비용 효율적인 시스템으로 지구를 보호해야 합니다. "하지만 그것만으로는 충분하지 않습니다"라고 Sachdev는 말합니다. “충분한 용량이 필요하고, 그 전에 클라이언트 장비의 저렴한 가격을 보장해야 합니다.”

규제 책임자는 누구인가?

SpaceX가 FCC와 함께 해결해야 했던 두 가지 큰 문제는 기존(및 미래) 위성 통신 스펙트럼을 할당하는 방법과 우주 잔해를 방지하는 방법이었습니다. 첫 번째 질문은 FCC의 책임이지만 두 번째 질문은 NASA나 미국 국방부에 더 적합해 보입니다. 둘 다 충돌을 방지하기 위해 궤도를 도는 물체를 모니터링하지만 둘 다 조절기는 아닙니다.

"우주 쓰레기에 대해 우리가 무엇을 해야 하는지에 대해 제대로 조율된 정책이 실제로 없습니다"라고 스탠포드 대학의 맨체스터는 말합니다. "지금 이 사람들은 서로 효과적으로 소통하지 못하고 있고 일관된 정책도 없습니다."

LEO 위성이 여러 국가를 통과하기 때문에 문제는 더욱 복잡해집니다. 국제전기통신연합(International Telecommunication Union)은 스펙트럼을 할당하는 등 FCC와 유사한 역할을 수행하지만 회사가 한 국가 내에서 운영하려면 해당 국가의 허가를 받아야 합니다. 따라서 LEO 위성은 위성이 위치한 국가에 따라 사용하는 스펙트럼 대역을 변경할 수 있어야 합니다.

Press는 “SpaceX가 이 지역의 연결성을 독점하기를 정말로 원하십니까?”라고 묻습니다. “그들의 활동을 규제하는 것이 필요하며, 누가 이를 할 권리가 있습니까? 그들은 초국가적입니다. FCC는 다른 국가에서는 관할권이 없습니다."

그러나 이것이 FCC를 무력하게 만드는 것은 아닙니다. 작년 말, Swarm Technologies라는 소규모 실리콘밸리 스타트업은 각각 문고판 책보다 작은 4개의 LEO 통신 위성 프로토타입을 발사하는 허가를 거부당했습니다. FCC의 주된 반대는 작은 위성이 추적하기가 너무 어려워 예측할 수 없고 위험할 수 있다는 것이었습니다.

Swarm은 어쨌든 그들을 시작했습니다. 위성 발사 서비스를 제공하는 시애틀 회사는 그들을 인도로 보냈고 그곳에서 수십 개의 더 큰 위성을 운반하는 로켓에 탔다고 IEEE Spectrum은 보도했습니다. FCC는 이를 발견하고 회사에 900년에 걸쳐 지불해야 하는 $000의 벌금을 부과했으며 이제 회사가 비밀리에 운영됨에 따라 5개의 대형 위성에 대한 Swarm의 신청은 불명예에 빠졌습니다. 그런데 며칠 전 승인이 났다는 소식이 나왔고, 150개의 소형 위성용. 일반적으로 돈과 협상 능력이 해결책이었습니다. 위성의 무게는 310~450g이며 현재 궤도에는 7개의 위성이 있으며 전체 네트워크는 2020년 중반에 배치될 예정입니다. 최신 보고서에 따르면 이미 회사에 약 25만 달러가 투자되었으며, 이를 통해 글로벌 기업뿐만 아니라 시장에 접근할 수 있게 되었습니다.

앞으로 4~8년은 새로운 기술을 모색하는 다른 위성 인터넷 기업과 기존 기업에 있어 현재 기술에 대한 수요가 있는지, 아니면 Teledesic 및 Iridium과 같은 역사가 반복되는지 여부를 결정하는 데 매우 중요할 것입니다. 하지만 그 후에는 어떻게 되나요? 머스크에 따르면 화성은 그의 목표는 스타링크를 이용해 화성 탐사에 대한 수익을 제공하고 테스트를 수행하는 것입니다.

“우리는 이 동일한 시스템을 사용하여 화성에 네트워크를 만들 수 있습니다.”라고 그는 직원에게 말했습니다. "화성에는 글로벌 통신 시스템도 필요하며 광섬유 라인이나 전선 등이 없습니다."

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출처 : habr.com