Disclaimer. Het artikel is een uitgebreide, gecorrigeerde en bijgewerkte vertaling Nathan Hurst. Ook wat informatie gebruikt uit het artikel over bij het maken van het uiteindelijke materiaal.
Er bestaat onder astronomen een theorie (of misschien een waarschuwend verhaal) genaamd het Kessler-syndroom, genoemd naar de NASA-astrofysicus die deze in 1978 voorstelde. In dit scenario raakt een in een baan om de aarde draaiende satelliet of een ander object per ongeluk een ander object en breekt in stukken. Deze delen draaien met snelheden van tienduizenden kilometer per uur rond de aarde en vernietigen alles op hun pad, inclusief andere satellieten. Het veroorzaakt een catastrofale kettingreactie die eindigt in een wolk van miljoenen stukjes disfunctioneel ruimteafval die eindeloos rond de planeet cirkelt.
Een dergelijke gebeurtenis zou de ruimte nabij de aarde onbruikbaar kunnen maken, alle nieuwe satellieten die erin worden gestuurd vernietigen en mogelijk de toegang tot de ruimte helemaal blokkeren.
Dus toen SpaceX (Federal Communications Commission - Federal Communications Commission, VS) om 4425 satellieten in een lage baan om de aarde (LEO, lage baan om de aarde) te sturen om een wereldwijd hogesnelheidsinternetnetwerk te bieden, maakte de FCC zich hierover zorgen. Ruim een jaar bedrijf commissies en petities van concurrenten die zijn ingediend om de aanvraag af te wijzen, waaronder het indienen van een “plan voor de vermindering van orbitaal puin” om de angst voor een Kessler-apocalyps weg te nemen. Op 28 maart keurde de FCC de aanvraag van SpaceX goed.
Ruimteschroot is niet het enige waar de FCC zich zorgen over maakt, en SpaceX is niet de enige organisatie die probeert de volgende generatie satellietconstellaties te bouwen. Een handvol bedrijven, zowel nieuwe als oude, omarmt nieuwe technologieën, ontwikkelt nieuwe bedrijfsplannen en verzoekt de FCC om toegang tot delen van het communicatiespectrum dat ze nodig hebben om de aarde te bedekken met snel, betrouwbaar internet.
Er zijn grote namen bij betrokken – van Richard Branson tot Elon Musk – en ook veel geld. Branson's OneWeb heeft tot nu toe 1,7 miljard dollar opgehaald, en SpaceX-president en COO Gwynne Shotwell heeft de waarde van het project geschat op 10 miljard dollar.
Natuurlijk zijn er grote problemen, en de geschiedenis leert dat de impact ervan volkomen ongunstig is. De goeden proberen de digitale kloof in achtergestelde regio's te overbruggen, terwijl de slechteriken illegale satellieten op raketten plaatsen. En dit alles komt terwijl de vraag naar datalevering enorm stijgt: in 2016 bedroeg het wereldwijde internetverkeer volgens een rapport van Cisco meer dan 1 triljoen bytes, waarmee een einde kwam aan het zettabyte-tijdperk.
Als het doel is om goede internettoegang te bieden waar die voorheen niet bestond, dan zijn satellieten een slimme manier om dit te bereiken. In feite doen bedrijven dit al tientallen jaren met behulp van grote geostationaire satellieten (GSO), die zich in zeer hoge banen bevinden waar de rotatieperiode gelijk is aan de snelheid van de rotatie van de aarde, waardoor ze boven een specifiek gebied worden gefixeerd. Maar met uitzondering van enkele taken met een beperkte focus, bijvoorbeeld het onderzoeken van het aardoppervlak met behulp van 175 satellieten in een lage baan en het verzenden van 7 petabytes aan gegevens naar de aarde met een snelheid van 200 Mbps, of de taak om vracht te volgen of een netwerk aan te bieden. toegang op militaire bases was dit soort satellietcommunicatie niet snel en betrouwbaar genoeg om te concurreren met modern glasvezel- of kabelinternet.
Niet-geostationaire satellieten (niet-GSO's) omvatten satellieten die in een middellange baan om de aarde (MEO) opereren, op hoogten tussen 1900 en 35000 km boven het aardoppervlak, en satellieten in een lage baan om de aarde (LEO), die op een hoogte van minder dan 1900 km draaien. . Tegenwoordig worden LEO's extreem populair en in de nabije toekomst wordt verwacht dat als niet alle satellieten zo zullen zijn, het dat zeker wel zal zijn.
Ondertussen bestaan er al lang regels voor niet-geostationaire satellieten, die verdeeld zijn onder instanties binnen en buiten de VS: NASA, FCC, DOD, FAA en zelfs de Internationale Telecommunicatie Unie van de VN doen allemaal mee.
Vanuit technologisch oogpunt zijn er echter enkele grote voordelen. De kosten voor het bouwen van een satelliet zijn gedaald omdat gyroscopen en batterijen zijn verbeterd als gevolg van de ontwikkeling van mobiele telefoons. Ze zijn ook goedkoper geworden om te lanceren, deels dankzij het kleinere formaat van de satellieten zelf. De capaciteit is toegenomen, communicatie tussen satellieten heeft systemen sneller gemaakt en grote schotels die naar de hemel wijzen, raken uit de mode.
Elf bedrijven hebben, samen met SpaceX, een aanvraag ingediend bij de FCC, waarbij elk het probleem op zijn eigen manier aanpakt.
Elon Musk kondigde in 2015 het SpaceX Starlink-programma aan en opende een filiaal van het bedrijf in Seattle. Hij zei tegen de medewerkers: “We willen een revolutie teweegbrengen in de satellietcommunicatie op dezelfde manier waarop we een revolutie teweegbrachten in de raketwetenschap.”
In 2016 diende het bedrijf een aanvraag in bij de Federal Communications Commission om toestemming te vragen om tussen nu en 1600 800 (later teruggebracht tot 2021) satellieten te lanceren, en vervolgens de overige tot 2024. Deze nabij-de-aarde-satellieten zullen in 83 verschillende baanvlakken rond de aarde draaien. De constellatie, zoals de groep satellieten wordt genoemd, zal met elkaar communiceren via ingebouwde optische (laser)communicatieverbindingen, zodat gegevens door de lucht kunnen worden gestuurd in plaats van terug te keren naar de aarde - waarbij ze over een lange "brug" gaan in plaats van over een lange "brug". op en neer gestuurd worden.
In het veld zullen klanten een nieuw type terminal installeren met elektronisch gestuurde antennes die automatisch verbinding maken met de satelliet die momenteel het beste signaal biedt, vergelijkbaar met hoe een mobiele telefoon torens selecteert. Terwijl LEO-satellieten ten opzichte van de aarde bewegen, zal het systeem ongeveer elke tien minuten tussen deze satellieten schakelen. En aangezien er duizenden mensen gebruik zullen maken van het systeem, zullen er volgens Patricia Cooper, vice-president van satellietoperaties bij SpaceX, altijd minstens twintig mensen zijn om uit te kiezen.
De grondterminal moet goedkoper en gemakkelijker te installeren zijn dan traditionele satellietantennes, die fysiek gericht moeten zijn op het deel van de hemel waar de overeenkomstige geostationaire satelliet zich bevindt. SpaceX zegt dat de terminal niet groter zal zijn dan een pizzadoos (hoewel er niet staat hoe groot de pizza zal zijn).
Er zal communicatie plaatsvinden in twee frequentiebanden: Ka en Ku. Beide behoren tot het radiospectrum, hoewel ze veel hogere frequenties gebruiken dan die voor stereo. De Ka-band is de hoogste van de twee, met frequenties tussen 26,5 GHz en 40 GHz, terwijl de Ku-band zich in het spectrum bevindt van 12 GHz tot 18 GHz. Starlink heeft toestemming gekregen van de FCC om bepaalde frequenties te gebruiken. Normaal gesproken zal de uplink van de terminal naar de satelliet werken op frequenties van 14 GHz tot 14,5 GHz en de downlink van 10,7 GHz tot 12,7 GHz, en de rest zal worden gebruikt voor telemetrie. tracking en controle, en om satellieten met het terrestrische internet te verbinden.
Afgezien van de FCC-aangiften heeft SpaceX gezwegen en zijn plannen nog niet bekendgemaakt. En het is moeilijk om technische details te kennen, omdat SpaceX het hele systeem beheert, van de componenten die op de satellieten zullen worden geplaatst tot de raketten die ze de lucht in zullen brengen. Maar om het project succesvol te laten zijn, zal het afhangen van de vraag of de dienst snelheden kan bieden die vergelijkbaar zijn met of beter zijn dan vergelijkbaar geprijsde glasvezel, samen met betrouwbaarheid en een goede gebruikerservaring.
In februari lanceerde SpaceX zijn eerste twee prototypes van de Starlink-satellieten, die cilindrisch van vorm zijn en vleugelachtige zonnepanelen hebben. Kuifje A en B zijn ongeveer een meter lang en Musk bevestigde via Twitter dat ze succesvol communiceerden. Als de prototypes blijven functioneren, zullen er in 2019 honderden anderen bij komen. Zodra het systeem operationeel is, zal SpaceX buiten gebruik gestelde satellieten voortdurend vervangen om de vorming van ruimteschroot te voorkomen. Het systeem zal hen op een bepaald moment instrueren hun banen te verlagen, waarna ze zullen beginnen te vallen en op te branden. de atmosfeer. In de onderstaande afbeelding kun je zien hoe het Starlink-netwerk eruit ziet na 6 lanceringen.
Een beetje geschiedenis
In de jaren tachtig was HughesNet een vernieuwer op het gebied van satelliettechnologie. Kent u die grijze antennes ter grootte van een schotel die DirecTV aan de buitenkant van huizen monteert? Ze komen van HughesNet, dat zelf voortkwam uit luchtvaartpionier Howard Hughes. “We hebben technologie uitgevonden waarmee we interactieve communicatie via satelliet kunnen verzorgen”, zegt EVP Mike Cook.
In die tijd was het toenmalige Hughes Network Systems eigenaar van DirecTV en exploiteerde het grote geostationaire satellieten die informatie naar televisies stuurden. Toen en nu bood het bedrijf ook diensten aan bedrijven, zoals het verwerken van creditcardtransacties bij tankstations. De eerste commerciële klant was Walmart, die werknemers in het hele land wilde verbinden met een thuiskantoor in Bentonville.
Halverwege de jaren negentig creëerde het bedrijf een hybride internetsysteem genaamd DirecPC: de computer van de gebruiker stuurde een verzoek via een inbelverbinding naar een webserver en ontving een reactie via een satelliet, die de gevraagde informatie naar de schotel van de gebruiker stuurde. met veel hogere snelheden dan een inbelverbinding zou kunnen bieden.
Rond 2000 begon Hughes met het aanbieden van bidirectionele netwerktoegangsdiensten. Maar het was een uitdaging om de kosten van de dienst, inclusief de kosten van klantapparatuur, laag genoeg te houden zodat mensen deze konden kopen. Om dit te doen besloot het bedrijf dat het zijn eigen satellieten nodig had en in 2007 lanceerde het Spaceway. Volgens Hughes was deze satelliet, die vandaag de dag nog steeds in gebruik is, vooral belangrijk bij de lancering omdat hij de eerste was die ingebouwde pakketschakelingstechnologie ondersteunde en daarmee in wezen de eerste ruimteschakelaar werd die de extra hop van een grondstation voor communicatie elimineerde. ander. De capaciteit bedraagt meer dan 10 Gbit/s, 24 transponders van 440 Mbit/s, waardoor individuele abonnees tot 2 Mbit/s kunnen beschikken voor verzending en tot 5 Mbit/s voor downloaden. Spaceway 1 werd door Boeing vervaardigd op basis van het satellietplatform Boeing 702. Het lanceergewicht van het apparaat was 6080 kg. Op dit moment is Spaceway 1 een van de zwaarste commerciële ruimtevaartuigen (SC) - het brak het record van de Inmarsat 5 F4-satelliet die een maand eerder werd gelanceerd met behulp van het Atlas 1-draagraket (5959 kg). Terwijl de zwaarste commerciële GSO, volgens Wikipedia, gelanceerd in 2018, een massa heeft van 7 ton. Het apparaat is uitgerust met een Ka-band relais-payload (RP). De PN omvat een gecontroleerde gefaseerde antenne-array van 2 meter, bestaande uit 1500 elementen. PN vormt een dekking met meerdere bundels om de uitzending van verschillende tv-programmanetwerken in verschillende regio's te garanderen. Een dergelijke antenne maakt flexibel gebruik van de mogelijkheden van ruimtevaartuigen mogelijk in veranderende marktomstandigheden.
Ondertussen heeft een bedrijf genaamd Viasat ongeveer tien jaar besteed aan onderzoek en ontwikkeling voordat het in 2008 zijn eerste satelliet lanceerde. Deze satelliet, ViaSat-1 genaamd, bevatte een aantal nieuwe technologieën, zoals hergebruik van spectrum. Hierdoor kon de satelliet kiezen tussen verschillende bandbreedtes om zonder interferentie gegevens naar de aarde te verzenden. Zelfs als hij gegevens uitzond samen met een straal van een andere satelliet, kon hij dat spectrale bereik hergebruiken in verbindingen die niet aaneengesloten waren.
Dit zorgde voor meer snelheid en prestaties. Toen het in gebruik werd genomen, had het een doorvoersnelheid van 140 Gbps, meer dan alle andere satellieten samen die de VS bestrijken, aldus Viasat-president Rick Baldridge.
“De satellietmarkt was eigenlijk bedoeld voor mensen die geen keus hadden”, zegt Baldrige. “Als je op geen enkele andere manier toegang kon krijgen, was dit de technologie van het laatste redmiddel. Het had in wezen alomtegenwoordige dekking, maar bevatte niet echt veel gegevens. Daarom werd deze technologie vooral gebruikt voor taken als transacties bij tankstations.”
Door de jaren heen hebben HughesNet (nu eigendom van EchoStar) en Viasat steeds snellere geostationaire satellieten gebouwd. HughesNet bracht EchoStar XVII (120 Gbps) uit in 2012, EchoStar XIX (200 Gbps) in 2017, en is van plan om EchoStar XXIV in 2021 te lanceren, waarvan het bedrijf zegt dat het consumenten 100 Mbps zal bieden.
ViaSat-2 werd gelanceerd in 2017 en heeft nu een capaciteit van ongeveer 260 Gbit/s, en er zijn drie verschillende ViaSat-3 gepland voor 2020 of 2021, die elk verschillende delen van de wereld bestrijken. Viasat zei dat elk van de drie ViaSat-3-systemen naar verwachting een doorvoersnelheid van terabits per seconde zal hebben, tweemaal zoveel als alle andere satellieten die in een baan om de aarde draaien samen.
“We hebben zoveel capaciteit in de ruimte dat dit de hele dynamiek van het leveren van dit verkeer verandert. Er zijn geen beperkingen op wat kan worden geleverd”, zegt DK Sachdev, een consultant op het gebied van satelliet- en telecomtechnologie die werkt voor LeoSat, een van de bedrijven die de LEO-constellatie lanceren. “Tegenwoordig worden alle tekortkomingen van satellieten één voor één geëlimineerd.”
Deze hele snelheidsrace ontstond met een reden, toen internet (tweerichtingscommunicatie) de televisie (eenrichtingscommunicatie) begon te verdringen als een dienst die gebruik maakt van satellieten.
“De satellietindustrie is al heel lang bezig met het uitzoeken hoe zij zal evolueren van het verzenden van unidirectionele video naar volledige datatransmissie”, zegt Ronald van der Breggen, directeur compliance bij LeoSat. “Er zijn veel meningen over hoe je het moet doen, wat je moet doen en welke markt je moet bedienen.”
Er blijft één probleem bestaan
Vertraging. In tegenstelling tot de algehele snelheid is latentie de hoeveelheid tijd die een verzoek nodig heeft om van uw computer naar de bestemming en terug te reizen. Laten we zeggen dat u op een link op een website klikt, dit verzoek moet naar de server gaan en terugkeren (dat de server het verzoek succesvol heeft ontvangen en op het punt staat u de gevraagde inhoud te geven), waarna de webpagina wordt geladen.
Hoe lang het duurt om een site te laden, hangt af van uw verbindingssnelheid. De tijd die nodig is om een downloadverzoek te voltooien, is de latentie. Het wordt meestal gemeten in milliseconden, dus het valt niet op als u op internet surft, maar het is wel belangrijk als u online games speelt. Er zijn echter feiten waarin gebruikers uit de Russische Federatie erin slaagden en erin slaagden sommige games online te spelen, zelfs als de latentie (ping) bijna een seconde bedroeg.
De vertraging in een glasvezelsysteem is afhankelijk van de afstand, maar bedraagt doorgaans enkele microseconden per kilometer; de belangrijkste latentie komt van de apparatuur, hoewel bij optische verbindingen van aanzienlijke lengte de vertraging groter is vanwege het feit dat in een glasvezelsysteem -optische communicatielijn (FOCL) de lichtsnelheid bedraagt slechts 60% van de lichtsnelheid in een vacuüm, en is ook sterk afhankelijk van de golflengte. Volgens Baldrige is de latentie wanneer je een verzoek naar een GSO-satelliet stuurt ongeveer 700 milliseconden. Licht reist sneller in het vacuüm van de ruimte dan in glasvezel, maar dit soort satellieten bevinden zich ver weg, en daarom duurt het zo lang. Naast gaming is dit probleem van belang voor videoconferenties, financiële transacties en de aandelenmarkt, monitoring van het Internet of Things en andere toepassingen die afhankelijk zijn van de snelheid van interactie.
Maar hoe groot is het latentieprobleem? Het grootste deel van de bandbreedte die wereldwijd wordt gebruikt, is bestemd voor video. Zodra de video draait en op de juiste manier is gebufferd, wordt latentie minder een factor en wordt snelheid veel belangrijker. Het is niet verrassend dat Viasat en HughesNet de neiging hebben om het belang van latentie voor de meeste toepassingen te minimaliseren, hoewel beide er ook aan werken om dit in hun systemen te minimaliseren. HughesNet gebruikt een algoritme om verkeer te prioriteren op basis van waar gebruikers op letten om de gegevenslevering te optimaliseren. Viasat kondigde de introductie aan van een constellatie van satellieten in een middellange baan om de aarde (MEO) als aanvulling op zijn bestaande netwerk, dat de latentie zou moeten verminderen en de dekking zou moeten vergroten, ook op hoge breedtegraden waar equatoriale GSO's een hogere latentie hebben.
"We zijn echt gefocust op grote volumes en zeer lage kapitaalkosten om dat volume in te zetten", zegt Baldrige. “Is latentie net zo belangrijk als andere functies voor de markt die we ondersteunen”?
Toch is er een oplossing; LEO-satellieten staan nog steeds veel dichter bij de gebruikers. Bedrijven als SpaceX en LeoSat hebben dus voor deze route gekozen, met het plan een constellatie van veel kleinere, dichterbij gelegen satellieten in te zetten, met een verwachte latentie van 20 tot 30 milliseconden voor gebruikers.
"Het is een afweging omdat je, omdat ze zich in een lagere baan bevinden, minder latentie krijgt van het LEO-systeem, maar je hebt een complexer systeem", zegt Cook. “Om een constellatie compleet te maken, heb je minstens honderden satellieten nodig omdat ze zich in een lage baan om de aarde bevinden, en ze bewegen zich rond de aarde, gaan sneller over de horizon en verdwijnen... en je hebt een antennesysteem nodig dat dat kan doen. volg ze.”
Maar het is de moeite waard om twee verhalen te onthouden. Begin jaren negentig investeerden Bill Gates en een aantal van zijn partners ongeveer een miljard dollar in een project genaamd Teledesic, om breedband aan te bieden aan gebieden die het netwerk niet konden betalen of waar niet snel glasvezellijnen zouden komen. Het was noodzakelijk om een constellatie van 90 (later teruggebracht tot 840) LEO-satellieten te bouwen. De oprichters spraken over het oplossen van het latentieprobleem en vroegen de FCC in 288 om het Ka-bandspectrum te gebruiken. Klinkt bekend?
Teledesic heeft naar schatting 9 miljard dollar opgegeten voordat het in 2003 failliet ging.
“Het idee werkte toen niet vanwege de hoge kosten van onderhoud en services voor de eindgebruiker, maar nu lijkt het haalbaar”, zegt , een professor in informatiesystemen aan de California State University Dominguez Hills, die LEO-systemen monitort sinds Teledesic uitkwam. "Daarvoor was de technologie nog niet geavanceerd genoeg."
De wet van Moore en verbeteringen in de batterij-, sensor- en processortechnologie van mobiele telefoons gaven LEO-constellaties een tweede kans. Door de toegenomen vraag lijkt de economie verleidelijk. Maar terwijl de Teledesic-saga zich afspeelde, deed een andere industrie belangrijke ervaring op met het lanceren van communicatiesystemen in de ruimte. Eind jaren negentig lanceerden Iridium, Globalstar en Orbcomm gezamenlijk meer dan 90 satellieten in een lage baan om dekking voor mobiele telefoons te bieden.
"Het duurt jaren om een hele constellatie te bouwen, omdat je een hele reeks lanceringen nodig hebt, en het is erg duur", zegt Zach Manchester, assistent-professor luchtvaart en ruimtevaart aan de Stanford University. “Gedurende een periode van pakweg vijf jaar is de infrastructuur van de terrestrische zendmasten uitgebreid tot het punt waarop de dekking echt goed is en de meeste mensen bereikt.”
Alle drie de bedrijven gingen snel failliet. En hoewel elk van hen zichzelf opnieuw heeft uitgevonden door een kleiner aanbod aan diensten aan te bieden voor specifieke doeleinden, zoals noodbakens en het volgen van vracht, is geen enkele erin geslaagd de op torens gebaseerde mobiele telefoondiensten te vervangen. De afgelopen jaren heeft SpaceX onder contract satellieten gelanceerd voor Iridium.
"We hebben deze film eerder gezien", zegt Manchester. “Ik zie in de huidige situatie niets fundamenteel anders.”
Wedstrijd
SpaceX en elf andere bedrijven (en hun investeerders) hebben een andere mening. OneWeb lanceert dit jaar satellieten en de diensten zullen naar verwachting al volgend jaar van start gaan, gevolgd door meer constellaties in 11 en 2021, met een uiteindelijk doel van 2023 Tbps in 1000. O2025b, nu een dochteronderneming van SAS, beschikt over een constellatie van 3 MEO-satellieten die al enkele jaren in gebruik zijn. Telesat exploiteert al GSO-satellieten, maar plant voor 16 een LEO-systeem dat optische verbindingen zal hebben met een latentie van 2021 tot 30 ms.
De startup Astranis heeft ook een satelliet in een geosynchrone baan en zal de komende jaren nog meer satellieten inzetten. Hoewel ze het latentieprobleem niet oplossen, wil het bedrijf de kosten radicaal verlagen door samen te werken met lokale internetproviders en kleinere, veel goedkopere satellieten te bouwen.
LeoSat is ook van plan om de eerste serie satellieten in 2019 te lanceren en de constellatie in 2022 te voltooien. Ze zullen op een hoogte van 1400 km rond de aarde vliegen, via optische communicatie verbinding maken met andere satellieten in het netwerk en informatie op en neer verzenden in de Ka-band. Ze hebben het benodigde spectrum internationaal verworven, zegt Richard van der Breggen, CEO van LeoSat, en verwachten binnenkort goedkeuring van de FCC.
Volgens van der Breggen was de drang naar sneller satellietinternet grotendeels gebaseerd op het bouwen van grotere, snellere satellieten die meer gegevens konden verzenden. Hij noemt het een ‘pijp’: hoe groter de pijp, hoe meer het internet er doorheen kan barsten. Maar bedrijven als hij vinden nieuwe verbeterpunten door het hele systeem te veranderen.
"Stel je het kleinste type netwerk voor: twee Cisco-routers en een draad daartussen", zegt van der Breggen. “Wat alle satellieten doen is een draad tussen twee dozen leggen... wij zullen de hele set van drie de ruimte in sturen.”
LeoSat is van plan 78 satellieten in te zetten, elk ter grootte van een grote eettafel en met een gewicht van ongeveer 1200 kg. Ze zijn gebouwd door Iridium en uitgerust met vier zonnepanelen en vier lasers (één op elke hoek) om verbinding te maken met de buren. Dit is de verbinding die Van der Breggen het belangrijkst vindt. Historisch gezien reflecteerden satellieten het signaal in een V-vorm van een grondstation naar de satelliet en vervolgens naar de ontvanger. Omdat LEO-satellieten lager zijn, kunnen ze niet zo ver projecteren, maar kunnen ze wel zeer snel onderling gegevens verzenden.
Om te begrijpen hoe dit werkt, is het nuttig om internet te beschouwen als iets dat een daadwerkelijke fysieke entiteit heeft. Het zijn niet alleen gegevens, het gaat erom waar die gegevens zich bevinden en hoe ze zich verplaatsen. Het internet is niet op één plek opgeslagen; er zijn servers over de hele wereld die een deel van de informatie bevatten, en wanneer u deze opent, haalt uw computer de gegevens van de dichtstbijzijnde server die heeft wat u zoekt. Waar is het belangrijk? Hoeveel maakt het uit? Licht (informatie) reist bijna twee keer zo snel in de ruimte als in glasvezel. En als je een glasvezelverbinding rond een planeet legt, moet deze een omleidingspad volgen van knooppunt naar knooppunt, met omwegen rond bergen en continenten. Satellietinternet heeft deze nadelen niet, en als de gegevensbron ver weg is, zal de latentie met LEO, ondanks het toevoegen van een paar duizend kilometer verticale afstand, minder zijn dan de latentie met glasvezelinternet. De ping van Londen naar Singapore zou bijvoorbeeld 112 ms kunnen zijn in plaats van 186, wat de connectiviteit aanzienlijk zou verbeteren.
Dit is hoe Van der Breggen de taak beschrijft: een hele industrie kan worden beschouwd als de ontwikkeling van een gedistribueerd netwerk dat niet verschilt van het internet als geheel, alleen in de ruimte. Latentie en snelheid spelen beide een rol.
Hoewel de technologie van één bedrijf superieur kan zijn, is dit geen nulsomspel en zullen er geen winnaars of verliezers zijn. Veel van deze bedrijven richten zich op verschillende markten en helpen elkaar zelfs de gewenste resultaten te bereiken. Voor sommigen zijn het schepen, vliegtuigen of militaire bases; voor anderen zijn het consumenten op het platteland of ontwikkelingslanden. Maar uiteindelijk hebben de bedrijven een gemeenschappelijk doel: het internet creëren waar er geen is, of waar er niet genoeg is, en dat tegen kosten die laag genoeg zijn om hun bedrijfsmodel te ondersteunen.
“Wij denken dat het niet echt een concurrerende technologie is. Wij geloven dat in zekere zin zowel LEO- als GEO-technologieën nodig zijn”, zegt Cook van HughesNet. “Voor bepaalde soorten toepassingen, zoals videostreaming bijvoorbeeld, is het GEO-systeem zeer kosteneffectief. Als je echter applicaties wilt draaien die een lage latentie vereisen... is LEO de juiste keuze."
HughesNet werkt zelfs samen met OneWeb om gatewaytechnologie te leveren die het verkeer beheert en via internet met het systeem communiceert.
Het is je misschien opgevallen dat de door LeoSat voorgestelde constellatie bijna tien keer kleiner is dan die van SpaceX. Dat is prima, zegt Van der Breggen, want LeoSat wil klanten uit het bedrijfsleven en de overheid bedienen en slechts een paar specifieke gebieden bestrijken. O10b verkoopt internet aan cruiseschepen, waaronder Royal Caribbean, en werkt samen met telecommunicatieaanbieders in Amerikaans-Samoa en de Salomonseilanden, waar een tekort is aan bekabelde hogesnelheidsverbindingen.
Een kleine startup uit Toronto, Kepler Communications genaamd, gebruikt kleine CubeSats (ongeveer zo groot als een brood) om netwerktoegang te bieden aan latentie-intensieve clients. In een periode van 5 minuten kan 10 GB aan gegevens of meer worden verkregen, wat relevant is voor polaire netwerken. exploratie, wetenschap, industrie en toerisme. Dus als u een kleine antenne installeert, zal de snelheid maximaal 20 Mbit/s zijn voor uploaden en maximaal 50 Mbit/s voor downloaden, maar als u een grote “schotel” gebruikt, zullen de snelheden hoger zijn: 120 Mbit/s. s voor upload en 150 Mbit/s voor ontvangst. Volgens Baldrige komt de sterke groei van Viasat voort uit het aanbieden van internet aan commerciële luchtvaartmaatschappijen; ze hebben overeenkomsten getekend met United, JetBlue en American, maar ook met Qantas, SAS en anderen.
Hoe zal dit op winst gerichte commerciële model dan de digitale kloof overbruggen en internet naar ontwikkelingslanden en achtergestelde bevolkingsgroepen brengen die er misschien niet zoveel voor kunnen betalen en bereid zijn minder te betalen? Dit is mogelijk dankzij het systeemformaat. Omdat de individuele satellieten van de LEO-constellatie (Low Earth Orbit) voortdurend in beweging zijn, moeten ze gelijkmatig over de aarde worden verdeeld, waardoor ze af en toe gebieden bestrijken waar niemand woont of waar de bevolking behoorlijk arm is. Elke marge die uit deze regio's kan worden ontvangen, zal dus winst zijn.
“Ik vermoed dat ze verschillende verbindingsprijzen zullen hebben voor verschillende landen, en dit zal hen in staat stellen internet overal beschikbaar te maken, zelfs als het een zeer arme regio is”, zegt Press. “Als er eenmaal een constellatie van satellieten is, staan de kosten ervan al vast, en als de satelliet zich boven Cuba bevindt en niemand hem gebruikt, dan zijn alle inkomsten die ze uit Cuba kunnen halen marginaal en gratis (vereist geen extra investeringen).”
Het betreden van de massaconsumptiemarkt kan behoorlijk moeilijk zijn. In feite is een groot deel van het succes dat de sector heeft behaald te danken aan het aanbieden van duur internet aan overheden en bedrijven. Maar SpaceX en OneWeb richten zich in hun bedrijfsplannen vooral op fysieke abonnees.
Volgens Sachdev zal de gebruikerservaring belangrijk zijn voor deze markt. Jullie moeten de aarde bedekken met een systeem dat gemakkelijk te gebruiken, efficiënt en kosteneffectief is. “Maar dat alleen is niet genoeg”, zegt Sachdev. “Je hebt voldoende capaciteit nodig, en daarvoor moet je zorgen voor betaalbare prijzen voor klantapparatuur.”
Wie is verantwoordelijk voor de regelgeving?
De twee grote problemen die SpaceX met de FCC moest oplossen, waren hoe het bestaande (en toekomstige) satellietcommunicatiespectrum zou worden toegewezen en hoe ruimteschroot kon worden voorkomen. De eerste vraag is de verantwoordelijkheid van de FCC, maar de tweede lijkt meer geschikt voor NASA of het Amerikaanse ministerie van Defensie. Beide monitoren objecten in een baan om botsingen te voorkomen, maar geen van beide is een toezichthouder.
"Er bestaat echt geen goed gecoördineerd beleid over wat we moeten doen tegen ruimteschroot", zegt Stanford's Manchester. "Op dit moment communiceren deze mensen niet effectief met elkaar en is er geen consistent beleid."
Het probleem wordt nog ingewikkelder omdat LEO-satellieten door veel landen gaan. De International Telecommunication Union speelt een rol die vergelijkbaar is met de FCC, namelijk het toewijzen van spectrum, maar om binnen een land te kunnen opereren, moet een bedrijf toestemming van dat land krijgen. LEO-satellieten moeten dus in staat zijn de spectrale banden die ze gebruiken te veranderen, afhankelijk van het land waar ze zich bevinden.
“Wil je echt dat SpaceX het monopolie krijgt op de connectiviteit in deze regio?”, vraagt Press. “Het is noodzakelijk om hun activiteiten te reguleren, en wie heeft het recht om dit te doen? Ze zijn supranationaal. De FCC heeft geen jurisdictie in andere landen."
Dit maakt de FCC echter niet machteloos. Eind vorig jaar kreeg een kleine startup in Silicon Valley, Swarm Technologies genaamd, de toestemming geweigerd om vier prototypes van LEO-communicatiesatellieten te lanceren, elk kleiner dan een paperback. Het belangrijkste bezwaar van de FCC was dat de kleine satellieten te moeilijk te volgen zouden kunnen zijn en daardoor onvoorspelbaar en gevaarlijk.
Swarm heeft ze toch gelanceerd. Een bedrijf uit Seattle dat satellietlanceringsdiensten levert, stuurde ze naar India, waar ze op een raket reden met tientallen grotere satellieten, meldde IEEE Spectrum. De FCC ontdekte dit en legde het bedrijf een boete op van $900, te betalen over vijf jaar, en nu ligt de aanvraag van Swarm voor vier grotere satellieten in het ongewisse omdat het bedrijf in het geheim opereert. Een paar dagen geleden verscheen echter het nieuws dat de goedkeuring was ontvangen en . Over het algemeen waren geld en het vermogen om te onderhandelen de oplossing. Het gewicht van de satellieten varieert van 310 tot 450 gram, er zijn momenteel 7 satellieten in een baan om de aarde en het volledige netwerk zal medio 2020 worden ingezet. Uit het laatste rapport blijkt dat er al zo'n 25 miljoen dollar in het bedrijf is geïnvesteerd, waardoor niet alleen mondiale bedrijven toegang krijgen tot de markt.
Voor andere opkomende satellietinternetbedrijven en bestaande bedrijven die nieuwe trucs onderzoeken, zullen de komende vier tot acht jaar van cruciaal belang zijn om te bepalen of er hier en nu vraag is naar hun technologie, of dat we de geschiedenis zich zullen zien herhalen met Teledesic en Iridium. Maar wat gebeurt er daarna? Volgens Musk is het zijn doel om Starlink te gebruiken om inkomsten te genereren voor de verkenning van Mars, en om een test uit te voeren.
“We zouden hetzelfde systeem kunnen gebruiken om een netwerk op Mars te creëren”, zei hij tegen zijn staf. “Mars zal ook een mondiaal communicatiesysteem nodig hebben, en er zijn geen glasvezellijnen of draden of zoiets.”
Sommige advertenties 🙂
Bedankt dat je bij ons bent gebleven. Vind je onze artikelen leuk? Wil je meer interessante inhoud zien? Steun ons door een bestelling te plaatsen of door vrienden aan te bevelen, 30% korting voor Habr-gebruikers op een unieke analoog van instapservers, die door ons voor u is uitgevonden: (beschikbaar met RAID1 en RAID10, tot 24 cores en tot 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 keer goedkoper? Alleen hier in Nederland! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - vanaf $99! Lees over
Bron: www.habr.com