Спутниковый интернет — новая космическая «гонка»?
Disclaimer. Cтатья является дополненым, исправленым и актуализированным переводом публикации Натана Хёрста. Также была использована некоторая информация из статьи о наноспутниках при построении конечного материала.
Существует теория (или, возможно, предостерегающая сказка) среди астрономов, называемая синдромом Кесслера, получившая имя в честь астрофизика NASA, предложившего её в 1978 году. В этом сценарии орбитальный спутник или какой-либо другой объект случайно ударяет по другому и разбивается на куски. Эти части вращаются вокруг Земли со скоростью десятки тысяч километров в час, уничтожая все на своем пути, включая другие спутники. Он запускает катастрофическую цепную реакцию, которая заканчивается облаком из миллионов кусочков нефункционального космического мусора, который бесконечно вращается вокруг планеты.
Такое событие может сделать околоземное пространство бесполезным, уничтожив любые новые спутники, посланные в него, и, возможно, заблокировав доступ к космосу в целом.
Поэтому, когда SpaceX подал запрос в FCC (Federal Communications Commission — Федеральная комиссия по связи, США) на отправку 4425 спутников на низкую околоземную орбиту (LEO, low-Earth orbit) для обеспечения глобальной высокоскоростной сети Интернет, FCC была обеспокоена этим. Более года компания отвечала на вопросы комиссии и петиции конкурентов подававшиеся с целью отказа в заявлении, включая подачу «плана по снижению орбитального мусора», чтобы развеять страхи перед кесслеровским апокалипсисом. 28 марта FCC удовлетворил заявку SpaceX.
Космический мусор — не единственное, что беспокоит FCC, а SpaceX — не единственная организация, пытающаяся построить спутниковые группировки следующего поколения. Горстка компаний, как новых, так и старых, используют новые технологии, разрабатывают новые бизнес-планы и обращаются в FCC с просьбой о доступе к частям спектра связи, которые им необходимы, чтобы охватить Землю быстрым и надежным Интернетом.
Вовлечены крупные имена — от Ричарда Брэнсона до Элона Маска — вместе с большими деньгами. На данный момент OneWeb Брэнсона привлекла 1,7 миллиарда долларов, а президент и главный операционный директор SpaceX Гвинн Шотвелл оценили стоимость проекта в 10 миллиардов долларов.
Конечно, существуют большие проблемы, и история говорит о том, что они влияют совсем неблагоприятно. Хорошие ребята пытаются преодолеть цифровое неравенство в недостаточно обслуживаемых регионах, в то время как плохие — устанавливают нелегальные спутники на ракеты. И все это происходит из-за того, что наблюдается стремительный рост спроса на доставку данных: в 2016 году глобальный интернет-трафик превысил 1 секстиллионный байт, согласно отчёта Cisco, завершая эпоху зетабайтов.
Если цель состоит в том, чтобы обеспечить хороший доступ в Интернет там, где его раньше не было, то спутники — разумный способ достичь этого. Фактически, компании делали это в течение десятилетий с помощью больших геостационарных спутников (GSO), которые находятся на очень высокой орбите, где период вращения равен скорости вращения Земли, за счёт чего они оказываются зафиксированными над определенным регионом. Но за исключением нескольких узконаправленых задач, к примеру съемки поверхности Земли при помощи 175 низкоорбитальных спутников и передачи 7 петабайт данных на Землю со скоростью 200 Мбит / с, или задачи отслеживания грузов или обеспечения доступа к сети на военных базах, этот вид спутниковой связи не был быстрым и настолько надежным, чтобы составить конкуренцию современному оптоволоконному или кабельному Интернету.
Не геостационарные спутники (Non-GSOs) включают спутники, которые работают на средне-земной орбите (Medium Earth orbit, MEO) на высотах от 1900 до 3500 км над поверхностью Земли, и низкоорбитальные спутники (Low Earth orbit, LEO), орбиты которых расположены на высотах менее 1900 км. Сегодня LEO становятся крайне популярными и в ближайшее время ожидается, что если не все спутники будут такими, то большинство точно.
Между тем, нормативные акты для негеостационарных спутников уже давно существуют и разделены между агентствами внутри и за пределами США: NASA, FCC, DOD, FAA и даже Международный союз электросвязи ООН — все в этой игре.
Однако с технологической точки зрения есть некоторые большие преимущества. Стоимость постройки спутника упала, так как произошло усовершенствование гироскопов и батарей, благодаря развитию сотовых телефонов. Их запуск также стал дешевле, отчасти благодаря меньшему размеру самих спутников. Емкость возросла, межспутниковая связь сделала системы быстрее, и большие тарелки, указывающие на небо, уже выходят из моды.
11 компаний подали заявки в FCC, наряду с SpaceX, каждая из которых решает проблему по-своему.
Элон Маск объявил о программе SpaceX Starlink в 2015 году и открыл филиал компании в Сиэтле. Он сказал сотрудникам: «Мы хотим революционировать спутниковую систему связи так же, как ракетостроение».
В 2016 году компания подала заявку в Федеральную комиссию связи США, в которой запрашивается разрешение на запуск 1600 (впоследствии количество было сокращено до 800) спутников в период с настоящего времени до 2021 года, а затем на запуск оставшихся до 2024 года. Эти околоземные спутники будут обращаться в 83 различных орбитальных плоскостях. Созвездие, так называется группа спутников, будет связываться друг с другом через бортовые оптические (лазерные) линии связи, так что данные могут быть отражены по небу, а не возвращаться на землю — проходя по длинному «мосту», а не отправляться вниз-вверх.
На местах клиенты будут устанавливать новый тип терминала с электронно-управляемыми антеннами, которые автоматически подключатся к спутнику, который в настоящее время предлагает лучший сигнал — аналогично тому, как сотовый телефон выбирает вышки. Поскольку спутники LEO движутся относительно Земли, система будет переключаться между ними каждые 10 минут или около того. А поскольку системой буду пользоваться тысячи людей, по словам Патрисии Купер, вице-президента по вопросам спутникового управления SpaceX, всегда будет доступно по крайней мере 20 на выбор.
Наземный терминал должен быть дешевле и проще в установке, нежели традиционные спутниковые антенны, которые должны быть сориентированы физически на ту часть неба, где находится соответствующий геостационарный спутник. SpaceX говорит о том, что терминал будет не больше коробки для пиццы (хотя и не указывает, пиццы какого размера).
Связь будет предоставляться в двух диапазонах частотного спектра: Ka и Ku. Оба относятся к радиоспектру, хотя и используют гораздо более высокие частоты, чем те, которые используются для стерео. Ka-диапазон является более высоким из двух, с частотами между 26,5 ГГц и 40 ГГц, в то время как Ku-диапазон расположен от 12 ГГц до 18 ГГц в спектре. Starlink получил разрешение FCC на использование определенных частот, обычно восходящая линия связи от терминала к спутнику будет работать на частотах от 14 ГГц до 14,5 ГГц, а нисходящая линия — от 10,7 ГГц до 12,7 ГГц, а остальные будут использоваться для телеметрии, слежения и управления, а также для того, чтоб подключить спутники к наземному Интернету.
Помимо заявок FCC, SpaceX хранит молчание и пока не распространяется о своих планах. И трудно узнать какие-либо технические детали, потому что SpaceX обеспечивает работу полностью всей системы, начиная от компонентов, которые будут применены на спутниках, заканчивая ракетами, которые выведут их в небо. Но для успеха проекта это будет зависеть от того, сможет ли сервис, как утверждается, предлагать скорости, сопоставимые или лучше, чем оптоволокно по аналогичной цене, наряду с надёжностью и хорошим пользовательским интерфейсом.
В феврале SpaceX запустил свои первые два прототипа спутников Starlink, цилиндрической формы с солнечными панелями в виде крыльев. Tintin A и B имеют примерно метр в длину, и Маск подтвердил через Twitter, что они успешно коммуницировали. Если прототипы продолжат функционировать, к 2019 году к ним присоединятся сотни других. Как только система будет введена в эксплуатацию, SpaceX будет заменять выведенные из эксплуатации спутники на постоянной основе, чтоб предотвратить появление космического мусора, система будет инструктировать их понижать свои орбиты в определённый момент времени, после чего они начнут падать и сгорят в атмосфере. Ниже на рисунке Вы можете видеть, как выглядит сеть Starlink после 6 запусков.
Немного истории
Еще в 80-х годах HughesNet был новатором в области спутниковых технологий. Вы знаете серые антенны размером с небольшое блюдо, которые DirecTV монтирует снаружи домов? Они родом из HughesNet, который сам по себе появился благодаря пионеру авиации Говарду Хьюзу. «Мы изобрели технологию, которая позволяет нам обеспечивать интерактивную связь через спутник», — говорит EVP Майк Кук.
В те дни тогдашняя компания Hughes Network Systems владела DirecTV и управляла большими геостационарными спутниками, которые передавали информацию на телевизоры. Тогда и сейчас компания также предлагала услуги предприятиям, например, обработку операций с кредитными картами на заправочных станциях. Первым коммерческим клиентом был Walmart, который хотел связать сотрудников по всей стране с домашним офисом в Бентонвилле.
В середине 90-х компания создала гибридную интернет-систему под названием DirecPC: компьютер пользователя отправлял запрос по коммутируемому соединению на веб-сервер и получал ответ через спутник, который передавал запрашиваемую информацию вниз на тарелку пользователя со значительно большей скоростью, нежели могла обеспечить коммутируемая связь.
Примерно в 2000 году Хьюз начал предлагать услуги двунаправленного доступа в сеть. Но поддержание стоимости услуги, включая стоимость клиентского оборудования, на достаточно низком уровне, чтобы люди могли ее купить, было сложной задачей. Для этого компания решила, что ей нужны собственные спутники и в 2007 году она запустила Spaceway. По словам Хьюза, этот спутник, используемый до сих пор, был особенно важен при запуске, поскольку он первым поддерживал технологию коммутации пакетов на борту (onboard packet switching), по сути стал первым космическим свитчём, позволившим убрать дополнительный хоп в виде наземной станции для коммуникации абонентов между собой. Его емкость — свыше 10 Гбит / с, 24 транспондера по 440 Мбит / с, позволяющих индивидуальным абонентам иметь до 2 Мбит / с на передачу и до 5 Мбит / с на загрузку. Spaceway 1 изготовлен компанией Boeing на базе спутниковой платформы Boeing 702. Стартовая масса аппарата составила 6080 кг. На настоящий момент Spaceway 1 является одним из самых тяжелых коммерческих космических аппаратов (КА) — он побил рекорд запущенного при помощи ракетоносителя Atlas 5 спутника Inmarsat 4 F1 (5959 кг), месяцем ранее. В то время, как самый тяжёлый коммерческий ГСО, согласно данным Википедии, запущенный в 2018 году, имеет массу 7 тонн. Аппарат оснащен ретрансляционной полезной нагрузкой (ПН) Ka диапазона. ПН включает управляемую 2-ух метровую фазированную антенную решетку, состоящую из 1500 элементов. ПН формирует многолучевое покрытие для обеспечения вещания различных сеток телепрограмм в разных регионах. Такая антенна позволяет гибко использовать возможности КА в изменяющихся условиях рынка.
Между тем, компания под названием Viasat провела около десяти лет в исследованиях и разработке, прежде чем запустить свой первый спутник в 2008 году. Этот спутник, получивший название ViaSat-1, включил в себя некоторые новые технологии, такие как повторное использование спектра. Это обеспечило возможность спутнику выбирать между различными полосами пропускания, для того, чтоб передавать данные на Землю без помех, даже если он передавал данные вместе с лучом с другого спутника, он повторно мог использовать этот спектральный диапазон в соединениях, которые не являются смежными.
Это обеспечило большой скорость и производительность. По словам президента Viasat Рика Болдриджа, когда он был введен в эксплуатацию, пропускная способность составила 140 Гбит / с — больше, чем у всех других спутников вместе взятых, покрывающих США.
«Рынок спутников действительно был предназначен для людей, у которых не было выбора», — говорит Болдридж. «Если вы не могли получить доступ другим образом, это была технология последней инстанции. По сути, она имела повсеместный охват, но на самом деле не позволяла передавать много данных. Потому преимущественно эта технология использовалась для таких задач, как транзакции на заправочных станциях».
На протяжении многих лет HughesNet (принадлежащая EchoStar в настоящее время) и Viasat создавали все более и более быстрые геостационарные спутники. HughesNet выпустила EchoStar XVII (120 Гбит / с) в 2012 году, EchoStar XIX (200 Гбит / с) в 2017 году и планирует запустить EchoStar XXIV в 2021 году, который, по словам компании, будет предлагать потребителям 100 Мбит / с.
ViaSat-2 был запущен в 2017 году и теперь обладает пропускной способностью около 260 Гбит / с, а три разных ViaSat-3 запланированы на 2020 или 2021 год, каждый из которых будет охватывать разные части земного шара. Viasat сказал, что каждая из этих трех систем ViaSat-3, по прогнозам, будет иметь пропускную способность терабит в секунду, что вдвое больше, чем у всех других спутников, вращающихся вокруг Земли, вместе взятых.
«У нас так много ёмкости в космосе, что она меняет всю динамику предоставления этого трафика. Нет никаких ограничений в отношении того, что может быть предоставлено», — говорит Д.К. Сачдев, консультант по спутниковым и телекоммуникационным технологиям, который работает в LeoSat, одной из компаний, запускающих «созвездие» LEO. «Сегодня все недостатки спутников один за другим устраняются».
Вся эта гонка скоростей появилась не случайно, поскольку Интернет (двусторонняя связь) начал вытеснять телевидение (одностороннюю связь) в качестве услуги, для которой используются спутники.
«Спутниковая индустрия находится в очень давнем неистовстве, выясняя, как она перейдёт от передачи однонаправленного видеосигнала, до полноценной передачи данных», — говорит Рональд ван дер Брегген, директор по соответствию в LeoSat. «Существует много мнений о том, как это сделать, что делать, какой рынок обслуживать».
Одна проблема остаётся
Задержка. В отличие от общей скорости, задержка представляет собой количество времени, требуемое для передачи запроса с вашего компьютера до адресата и назад. Допустим, вы нажимаете на ссылку на веб-сайте, этот запрос должен дойти до сервера и вернуться назад (что сервер успешно получил запрос и собирается Вам отдать запрашиваемый контент), после чего происходит загрузка веб-страницы.
Сколько времени занимает загрузка сайта, зависит от скорости соединения. Время, необходимое для осуществления запроса загрузки и является задержкой. Обычно он измеряется в миллисекундах — потому мало заметен, когда Вы смотрите веб, но играет большое значение, когда Вы играете в онлайн-игры. Тем не менее, существуют факты, когда пользователям из РФ удавалось и удаётся играть в некоторые из игр онлайн даже тогда, когда показатель задержки (пинга) близится к одной секунде.
Задержка в оптоволоконной системе зависит от расстояния, но обычно составляет несколько микросекунд на километр, основную же latency вносит оборудование, хотя при оптических линках значительной длины задержка более существенна за счёт того, что в волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) скорость света составляет всего лишь 60% от скорости света в вакууме, а также очень сильно зависит от длины волны. По словам Болдриджа, задержка, когда вы отправляете запрос на спутник GSO, составляет около 700 мс — свет распространяется в космическом вакууме быстрее, чем в волокне, но спутники такого типа находятся далеко, и это потому это занимает так много времени. В дополнение к играм, это проблема существенна для видеоконференций, финансовых транзакций и фондового рынка, контроля «Интернета вещей» и других приложений, которые зависят от скорости взаимодействия.
Но насколько существенна проблема с задержкой? Большая часть пропускной способности, используемой во всем мире, предназначена для видео. Как только видео запущено и правильно буферизовано, задержка перестаёт играть большую роль, куда более важной становится скорость. Неудивительно, что Viasat и HughesNet, как правило, сводят к минимуму важность задержки для большинства приложений, хотя оба работают над тем, чтобы минимизировать ее и в своих системах. HughesNet использует алгоритм для определения приоритетов трафика на основе того, на что обращают внимание пользователи, для оптимизации доставки данных. Viasat анонсировал внедрение созвездия среднеорбитальных спутников (MEO) для дополнения своей существующей сети, что должно уменьшить задержку и расширить зону покрытия, в том числе в высоких широтах, где экваториальные GSO имеют большую задержку.
«Мы действительно сосредоточены на большом объеме и очень, очень низких капитальных затратах для развертывания этого объема», — говорит Болдридж. «Является ли задержка столь же важной, как и другие функции для рынка, который мы поддерживаем»?
Тем не менее решение есть, спутники LEO ещё намного ближе к пользователям. Таким образом, такие компании, как SpaceX и LeoSat, выбрали этот путь, запланировав развернуть созвездие куда меньших, более близких спутников, с ожидаемой задержкой от 20 до 30 миллисекунд для пользователей.
«Это компромисс в том, что, поскольку они находятся на более низкой орбите, вы получаете меньшую задержку от системы LEO, но у вас есть более сложная система», — говорит Кук. «Чтобы укомплектовать созвездие, вам нужно иметь как минимум сотни спутников, потому что они находятся на низкой орбите, и двигаются вокруг Земли, заходя более быстро за горизонт и исчезая… и у вас должна быть антенная система, способная отслеживать их».
Но стоит вспомнить две истории. В начале 90-х Билл Гейтс и несколько его партнеров инвестировали в проект под названием Teledesic порядка миллиарда долларов для обеспечения широкополосной сети в регионах, которые не могут себе позволить сеть или не скоро увидят оптоволоконные линии связи. Необходимо было построить созвездие из 840 (впоследствии количество было уменьшено до 288) спутников LEO. Его основатели говорили о решении проблемы задержек и в 1994 году обратились в FCC за использованием спектра Ka-диапазона. Звучит знакомо?
Teledesic съел приблизительно 9 миллиардов долларов, прежде чем потерпел неудачу в 2003 году.
«Эта идея тогда не сработала из-за высокой стоимости обслуживания и услуг для конечного пользователя, но кажется, что она осуществима сейчас», — говорит Ларри Пресс, профессор информационных систем в Университете штата Калифорния Домингес Хиллс, который мониторил системы LEO с тех пор, как Teledesic появился. «Техника не была достаточно развита для этого».
Закон Мура и улучшение технологии батарей, датчиков и процессоров в сотовых телефонах дали созвездиям LEO второй шанс. Повышенный спрос заставляет экономику выглядеть заманчивой. Но пока разыгрывалась сага с Teledesic, другая отрасль получила некоторый важный опыт запусков систем связи в космос. В конце 90-х Iridium, Globalstar и Orbcomm совместно запустили более 100 низкоорбитальных спутников с целью обеспечения покрытия сотовых телефонов.
«Чтобы создать целое созвездие, нужны годы, потому что вам нужна целая куча запусков, и это действительно дорого», — говорит Зак Манчестер, доцент кафедры аэронавтики и космонавтики в Стэнфордском университете. «За прошедшее время, скажем, пять лет или около того, наземная инфраструктура вышек сотовой связи расширилась до такой степени, что покрытие стало действительно хорошим, и охватило большинство людей».
Все три компании быстро обанкротились. И хотя каждый из них заново нашел себя, предлагая меньший спектр услуг для конкретных целей, таких как аварийные маяки и отслеживание груза, ни одному из них не удалось заменить сотовую телефонную связь на базе вышек. Последние несколько лет SpaceX запускает спутники для Iridium согласно контракту.
«Мы уже видели этот фильм раньше, — говорит Манчестер. «Я не вижу ничего принципиально другого в нынешней ситуации».
Соревнование
SpaceX и 11 других корпораций (и их инвесторы) другого мнения. OneWeb запускает спутники в этом году, и ожидается, что услуги начнут предоставляться уже в следующем году, затем будет добавлено еще несколько созвездий в 2021 и 2023 годах с конечной целью 1000 Тбит / с к 2025 году. O3b, в настоящее время дочерняя компания SAS, имеет созвездие из 16 спутников MEO, которые был в эксплуатации в течение нескольких лет. Telesat уже эксплуатирует спутники GSO, но планирует систему LEO на 2021 год, которая будет иметь оптические линки с задержкой от 30 до 50 мс.
У Upstart Astranis также есть спутник на геосинхронной орбите, и он будет размещать больше в ближайшие несколько лет. Хотя они и не решают проблему задержек, компания стремится радикально снизить расходы, работая с местными интернет-провайдерами и создавая меньшие и гораздо более дешевые спутники.
LeoSat также планирует запустить первую серию спутников в 2019 году, а завершить построение «созвездия» в 2022 году. Они будут летать вокруг Земли на высоте 1400 км, соединяться с другими спутниками сети с помощью оптической связи и передавать информацию вверх и вниз в Ка-диапазоне. Они приобрели необходимый спектр на международном уровне, говорит Ричард ван дер Брегген, главный управляющий LeoSat, и ожидают скорого одобрения FCC.
По словам ван дер Бреггена, стремление к более быстрому спутниковому интернету во многом основывалось на создании более крупных и быстрых спутников, способных передавать больше данных. Он называет это «трубой»: чем больше труба, тем больше Интернет может прорваться через нее. Но такие компании, как его, находят новые области для улучшения путем изменения всей системы.
«Представьте себе наименьший тип сети — два маршрутизатора Cisco и провод между ними», — говорит ван дер Брегген. «То, что делают все спутники, — это обеспечивают провод между двумя коробками… мы доставим весь набор из трех элементов в космос».
LeoSat планирует разместить 78 спутников, каждый размером с большой обеденный стол и весом около 1200 кг. Построенные компанией Iridium, они оснащены четырьмя солнечными батареями и четырьмя лазерами (по одному на каждом углу) для подключения к соседям. Это та связь, которую ван дер Брегген считает наиболее важной. Исторически спутники отражали сигнал в виде буквы V от наземной станции до спутника и затем до приемника. Поскольку спутники LEO ниже, они не могут проецировать так далеко, но они могут очень быстро передавать данные между собой.
Чтобы понять, как это работает, полезно думать об Интернете как о чем-то, что имеет реальную физическую сущность. Это не просто данные, это то, где эти данные живут, и как они перемещаются. Интернет не хранится в одном месте, по всему миру есть серверы, которые содержат часть информации, и когда вы получаете к ним доступ, Ваш компьютер забирает данные с ближайшего, который имеет то, что вы ищете. Где это важно? Насколько большое это имеет значение? Свет (информация) распространяется в космосе быстрее, чем в волокне, почти вдвое. И когда вы пропускаете волоконное соединение вокруг планеты, оно должно идти по обходному пути от узла к узлу с обходными путями вокруг гор и континентов. Спутниковый Интернет лишен этих недостатков, и когда источник данных находится далеко, несмотря на добавление пары тысяч миль вертикального расстояния, задержка с примерением LEO, будет меньше, чем задержки в случае использования оптоволоконного Интернета. К примеру, пинг из Лондона в Сингапур может составить 112 мс, вместо 186, что значительно улучшит связность.
Вот как описывает задачу ван дер Брегген, целая индустрия может рассматриваться как развитие распределённой сети ничем не отличающейся от Интернета в целом, просто в космосе. Задержка и скорость — оба играют роль.
Хотя технология одной компании может оказаться превосходной, это не антагонистическая игра, тут не будет победителей и побеждённых. Многие из этих компаний нацелены на разные рынки и даже помогают друг другу достигать результатов, на которые они рассчитывают. Для некоторых это корабли, самолеты или военные базы, для других это сельские потребители или развивающиеся страны. Но в конечном итоге компании преследуют общую цель: создать Интернет там, где его нет, или там, где его недостаточно, и сделать это по цене, достаточно низкой для поддержания их бизнес-модели.
«Мы считаем, что на самом деле это не конкурирующая технология. Мы считаем, что в каком-то смысле необходимы технологии как LEO, так и GEO», — говорит Кук из HughesNet. «Для определенных типов приложений, таких как потоковое видео, например, система GEO очень и очень рентабельна. Однако, если вы хотите использовать приложения, требующие низкой задержки…, LEO — это путь».
Фактически, HughesNet сотрудничает с OneWeb для предоставления технологии шлюза, которая управляет трафиком и взаимодействует с системой через Интернет.
Вы, возможно, заметили, что предложенное LeoSat созвездие меньше, чем у SpaceX, почти в 10 раз. Это нормально, говорит Ван дер Брегген, потому что LeoSat намеревается обслуживать корпоративных и государственных клиентов и будет покрывать лишь несколько определённых областей. O3b продает Интернет круизным лайнерам, в том числе Royal Caribbean, и сотрудничает с телекоммуникационными провайдерами на Американском Самоа и Соломоновых островах, где наблюдается недостаток проводных высокоскоростных подключений.
Небольшой стартап из Торонто под названием Kepler Communications использует крошечные CubeSats (размером с буханку хлеба) для предоставления доступа в сеть для клиентов, не требовательным к задержкам, 5 ГБ данных или даже более возможно получить за 10 минутный период, что актуально для полярных исследований, науки, промышленности и туризма. Так, при установке небольшой антенны, скорость составит до 20 Мбит / с на отдачу и до 50 Мбит / с на загрузку, если же использовать большую «тарелку», то скорости выше — 120 Мбит / с на отдачу и 150 Мбит / с на приём. По словам Болдриджа, интенсивный рост Viasat наблюдается за счёт предоставление Интернета коммерческим авиакомпаниям; они подписали соглашения с United, JetBlue и American, а также с Qantas, SAS и другими.
Как же тогда эта коммерческая модель, ориентированная на прибыль, будет преодолевать «цифровой разрыв» и обеспечит Интернет для развивающихся стран и недостаточно обслуживаемых групп населения, которые, вероятно, не смогут заплатить за него столько же и готовы платить меньшую цену? Это будет возможным благодаря формату системы. Поскольку отдельные спутники созвездия LEO (низкоорбитальных спутников) находятся в постоянном движении, они должно быть равномерно распределены вокруг Земли, в результате чего они время от времени будут покрывать регионы, в которых никто не живёт или население весьма бедное. Таким образом любая маржа, которая может быть получена с этих регионов — будет прибылью.
«Я предполагаю, что у них будут разные цены на подключение для разных стран, и это позволит им сделать Интернет доступным везде, даже если это будет очень бедный регион», — говорит Пресс. «Как только созвездие из спутников находится там, то его стоимость уже зафиксирована, и если спутник находится над Кубой, и никто не использует его, то любой доход, который они могут получить с Кубы, является маржинальным и бесплатным (не требует дополнительных инвестиций)».
Выход на массовый потребительский рынок может оказаться довольно трудным. Фактически, большая часть успеха, достигнутого отраслью, пришла благодаря предоставлению дорогостоящего Интернета правительствам и бизнесу. Но SpaceX и OneWeb, в частности, ориентируются на обычных абонентов в своих бизнес-планах.
По словам Сачдева, для этого рынка будет важен пользовательский интерфейс. Вы должны покрыть Землю системой, которая проста в использовании, эффективна и экономична. «Но лишь этого недостаточно», — говорит Сачдев. «Вам нужно достаточное количество мощностей, а перед этим — обеспечить доступные цены на клиентское оборудование».
Кто ответственен за регуляцию?
Две большие проблемы, которые SpaceX должен был решить с FCC, заключались в том, каким образом будет распределён спектр существующей (и будущей) спутниковой связи, и как предотвращать космический мусор. Первый вопрос относится к компетенции FCC, но второй кажется более подходящим для NASA или Министерства обороны США. Оба отслеживают орбитальные объекты, чтобы предотвратить столкновения, но ни один из них не является регулирующим органом.
«На самом деле не существует хорошей скоординированной политики в отношении того, что мы должны делать в отношении космического мусора», — говорит Манчестер Стэнфорда. «Прямо сейчас, эти люди не общаются друг с другом эффективно, и нет никакой последовательной политики».
Проблема еще более усложняется, потому что спутники LEO проходят через многие страны. Международный союз электросвязи выполняет роль, подобную FCC, назначая спектры, но для работы внутри страны компания должна получить разрешение от этой страны. Таким образом спутники LEO должны быть способны изменять используемые спектральные диапазоны в зависимости от страны, над территорией которой они находятся.
«Вы действительно хотите, чтобы у SpaceX была монополия на подключение в данном регионе?», — интересуется Пресс. «Нужно л регулировать их деятельность, и кто имеет на это право? Они являются наднациональными. У FCC нет юрисдикции в других странах».
Однако это не делает FCC бессильными. В конце прошлого года небольшому стартапу из Силиконовой долины под названием Swarm Technologies было отказано в разрешении на запуск четырех прототипов спутников связи LEO, каждый из которых меньше книги в мягкой обложке. Основное возражение FCC заключалось в том, что крошечные спутники могут быть слишком сложными для отслеживания и, следовательно, непредсказуемыми и опасными.
Swarm всё равно запустил их. Компания из Сиэтла, предоставляющая услуги по выводу спутников на орбиту, отправила их в Индию, где они отправились на ракете, несущей десятки более крупных спутников, сообщает IEEE Spectrum. FCC обнаружила это и оштрафовала компанию на 900 000 долларов, которые нужно выплатить в течении 5 лет, и теперь заявка Swarm на четыре более крупных спутника находится в «подвешенном» состоянии, компания работает тайно. Однако несколько дней назад появилась новость, что было получено одобрение и на 150 небольших спутников. В общем деньги и умение договариваться — решили. Вес спутников от 310 до 450 грамм, в данный момент на орбите находятся 7 спутников, а полная сеть будет развёрнута в средине 2020-го года. Последний отчёт говорит о том, что в компанию уже было инвестировано около 25 млн долларов, что открывает доступ к рынку не только для глобальных корпораций.
Для других будущих спутниковых Интернет-компаний и уже существующих, изучающих новые уловки, следующие четыре-восемь лет будут иметь решающее значение — они определят, есть ли спрос на их технологии здесь и сейчас, или мы увидим повторение истории с Teledesic и Iridium. Но что будет после? Марс, по словам Маска, его цель — использовать Starlink, чтобы обеспечить доход для исследования Марса, а также провести тест.
«Эту же систему мы могли бы использовать для создания сети на Марсе», — сказал он своим сотрудникам. «Марсу тоже понадобится глобальная коммуникационная система, и там нет ни волоконно-оптических линий, ни проводов, ни чего-либо».
Немного рекламы :)
Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас, оформив заказ или порекомендовав знакомым, 30% скидка для пользователей Хабра на уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5–2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps от $20 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).
Dell R730xd в 2 раза дешевле? Только у нас 2 х Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5–2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4×960GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $199 в Нидерландах! Dell R420 — 2x E5–2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2×960GB SSD 1Gbps 100TB — от $99! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5–2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?
