По-справжньому глобальна мережа: як технологічні компанії планують зробити інтернет всюдисущим

Ви звикли сприймати інтернет як даність? Близько 4 мільярдів людей можуть вам тільки позаздрити. за інформації ООН, 57% населення планети все ще не мають регулярного доступу до мережі. Проблема, в першу чергу, стосується жителів бідних країн і територій за межами міста, куди технічно складно або занадто дорого проводити традиційну інфраструктуру. З точки зору бізнесу, ІТ-гіганти упускають нехай не самий калорійний, але вже точно величезний шматок ринкового пирога. Щоб перетворити ще більше людей в клієнтів, великі технологічні компанії старанно розмірковують над новими способами доставки інтернету. Вже сформувався своєрідний авангард, куди увійшли Alphabet, Facebook, OneWeb і SpaceX зі своїми амбітними ідеями. У хід йдуть повітряні кулі, супутники, лазери і дрони.

Alphabet

Alphabet, материнська компанія Google, поступово втілює план під назвою Project Loon. В рамках проекту організація запускає в стратосферу спеціально обладнані повітряні кулі, які створюють бездротове інтернет-покриття. У перспективі після запуску достатньої кількості апаратів вони повинні охопити всю планету починаючи з важкодоступних для наземних комунікацій районів: гір, архіпелагів і інших.

Аеростати з розміром надувний оболонки 15 на 12 м дрейфують вище 18 км над землею, де не літають літаки і не діє більшість погодних умов. Хитромудре програмне забезпечення аналізує поведінку вітру, а потім, регулюючи висоту куль, направляє їх в потрібні потоки повітря. В результаті апарати дотримуються запланованих траєкторій польоту. Служба підтримки фіксує координати кожного аеростата по GPS і робить заміну, коли той опускається на землю після зносу або в разі поломки обладнання. Alphabet створює спеціальні зони для безпечної посадки, але також оснащує апарати парашутами для аварійних ситуацій. За результатами тестів, в середньому один шар може перебувати в повітрі без обслуговування близько 100 днів.

Кожен літальний апарат несе на борту кілька приймачів. Один з них служить для зв'язку з пристроями кінцевих користувачів по стандарту LTE, другий - для високошвидкісного обміну даними між аеростатом і обладнанням провайдерів. Взаємодія двох бездротових каналів відкриває користувачам доступ до інтернету, причому повітряні кулі передають сигнали один одному за допомогою антен, утворюючи розподілену мережу. Для надійності до всіх апаратів підключають резервну радіоапаратуру, яка активується при виході з ладу основний. Днем електроніка працює завдяки сонячним батареям, вони також заряджають літій-іонні акумулятори, що живлять обладнання вночі.

Кулі переміщаються в основному за допомогою вітру, що істотно заощаджує енергію.

Alphabet збирається укласти партнерство з телекомунікаційними компаніями в різних країнах, щоб використовувати їх частотні діапазони для передачі сигналу через повітряні кулі. В організації вважають, що зможуть надати клієнтам швидкість, яку можна порівняти з поточними можливостями LTE / 4G мереж, проведених наземними способами. А це, на хвилиночку, 10-20 Мбіт / с. До слова, Alphabet розробила спеціальні антени, які можна встановлювати в будинках для поліпшення сигналу. Якщо вірити компанії, кожен літальний апарат забезпечує покриттям площа в радіусі 20 км і здатний обслуговувати сотні користувачів одночасно.

Анонс Project Loon відбувся в червні 2013 року. Все почалося з запуску 30 аеростатів на новозеландському острові Південний, які забезпечили інтернетом невелику групу тестових користувачів. Незабаром повітряні кулі злетіли над Каліфорнійської долиною і Північно-східним регіоном Бразилії. Проект продовжує розвиватися як з точки зору обладнання, так і в кількісному плані. Цього літа ми повідомляли про підписання договору між Alphabet і урядом Шрі-Ланки, згідно з яким в 2016 році країна стане першою в історії повністю охопленої інтернет-покриттям за допомогою аеростатів. За останніх новин, за Шрі-Ланкою піде Індонезія, де доступ до Всесвітньої павутини поки теж є розкішшю.

Facebook

Facebook за підтримки Ericsson, Samsung, Opera, Nokia і Qualcomm розвиває проект Internet.org, Який повинен зробити інтернет загальнодоступним. Одне з пріоритетних напрямків його роботи - створення складної багаторівневої системи комунікацій, Більш досконалої в економічному і технічному аспектах, ніж вже існуюча. У проблемних районах, де є малоефективним проводити мережу по землі, Цукерберг та його команда мають намір використовувати супутники і дрони. Можливість реалізації цього задуму вивчають співробітники Connectivity Lab, спеціального підрозділу Facebook.

Як оптимального способу доставки інтернету на території із середньою щільністю населення експерти розглядають передачу сигналів через безпілотники. У березні глава Facebook заявив про тестовий запуск ранньої версії такого апарату під назвою Aqilla. За словами Цукерберга, фінальний варіант буде мати розмах крил більше, ніж у Boeing 737, і важити при цьому менше автомобіля. За задумом, такі дрони зможуть місяцями літати на висотах від 18 до 28 км у вільному від негоди і літаків зоні до заміни службою підтримки. Імовірно, апарати працюватимуть від сонячних батарей днем і від акумуляторів, що заряджаються вночі, як і аеростати Alphabet.

Паралельно з виробництвом дронів Facebook освоює лазерну технологію передачі даних FSO (Free Space Optics - оптика вільного простору).

У теорії, FSO дозволить літальним апаратам обмінюватися сигналами між собою, а також з наземним обладнанням з більш високою швидкістю і мінімальними витратами енергії, ніж традиційні радіохвилі. Але технологія знаходиться на стадії тестування, інженерам ще належить вирішити питання точного наведення променів і обходу перешкод на зразок хмар і інших погодних явищ. У Connectivity Lab допускають оснащення безпілотників радіоелектронікою в якості запасного кошти передачі і прийому сигналу для тих випадків, коли лазери не зможуть працювати. Поки неясно, як кінцеві користувачі будуть підключатися до цієї системи.

За підрахунками Facebook, покривати мережею великі слабозаселенних території за допомогою дронів невигідно. Тому компанія розраховує доставляти інтернет в подібні зони через супутники. Один такий апарат може охопити величезну площу, і хоча сигнал буде розсіюватися, відносно невеликій кількості користувачів його якості повинно вистачати. Поки ініціатива далека від втілення, як і проект з дрона, і існує, за великим рахунком, тільки в планах компанії. Зараз Facebook придивляється до двох варіантів супутників: низькоорбітальних для висот 160-2000 км, та апаратів для геосинхронной орбіти, розташованої в 35786 км від поверхні.

У кожного варіанту свої сильні і слабкі сторони. Низькоорбітальні супутники розташовані нижче, а тому обмін сигналами з ними відбувається швидше. Але вони не переміщаються з тією ж швидкістю, з якою обертається Земля навколо своєї осі, тому для підтримки стабільного покриття потрібні групи таких апаратів. А ось супутники на геосинхронной орбіті рухаються по ній разом з обертанням планети, завжди перебуваючи над відведеними для них ділянками. Таким чином, одного подібного апарату досить для підтримки стабільного покриття на закріпленій за ним території. У той же час через великої висоти сигнал доходить не настільки швидко. Щоб підвищити ефективність передачі даних, в Connectivity Lab вивчають перспективи впровадження лазерної технології FSO не тільки для дронів, але і для супутників.

У жовтні Цукерберг повідомив про спільну роботу Facebook і французького оператора супутникового зв'язку Eutelsat над запуском AMOS-6, першого супутника в цілях проекту Internet.org. Апарат ще конструюють, але його запуск на геосинхронну орбіту повинен відбутися вже в 2016 році. Партнери розраховують забезпечити інтернет-покриттям території Західної, Східної та Південної Африки.

Щоб реалізувати свої задуми в глобальних масштабах, Facebook знадобляться роки. Компанія повинна не тільки довести до розуму нові технології, але також вирішити масу організаційних моментів. Наприклад, лише на врегулювання питань з радіочастотами для обміну даними, за прогнозами Connectivity Lab, знадобиться 5-7 років. З лазерами, швидше за все, доведеться ще складніше.

OneWeb і SpaceX

Facebook - не єдиний гравець на ринку, який відкрито міркує про запуск інтернет-супутників на низьку орбіту. Як мінімум в грі ще дві компанії: OneWeb Грега Уайлера, хлопця з величезним досвідом роботи в сфері космічних телекомунікацій, і SpaceX знаменитого Ілона Маска. Хоча у цих організацій чимало спільного, у кожної свої стратегії, технології та бізнес-моделі.

На початку року відомий підприємець Річард Бренсон повідомив про плани Qualcomm і власної компанії Virgin Group інвестувати 2 мільярди доларів в інтернет-проект OneWeb. Разом вони збираються вивести в космос 648 мініатюрних супутників (більше, ніж сумарна кількість нині активних орбітальних апаратів), щоб огорнути планету глобальною мережею. Завдяки новим технологіям ці супутники будуть в чотири рази легше стандартних: близько 110 кг проти 450 кг. Доставляти їх на орбіту планують за допомогою компактних ракет-носіїв LauncherOne, запускаючи ті з повітряного судна White Knight Two. Обидва типи апаратів надасть Virgin Galactic, дочірня компанія Virgin Group. На думку Бренсона, така техніка забезпечить «набагато більш ефективну» доставку, ніж громіздкі ракети минулого. У червні до проекту приєдналася авіабудівна компанія Airbus, взявши на себе виробництво супутників для OneWeb. Імовірно, перші плоди їхньої співпраці виявляться на орбіті в 2018 році.

компанія Уайлера збирається розширити покриття традиційних інтернет-провайдерів, надавши тим платний доступ до своєї супутникової системи. Кінцеві користувачі зможуть підключати до неї смартфони, комп'ютери та інші пристрої за допомогою спеціальних бездротових терміналів. Останні будуть приймати сигнал від супутників і конвертувати його в LTE, 3G або WiFi. OneWeb обіцяє зробити термінали недорогими, зручними і простими у використанні. Користувачі зможуть самостійно встановлювати їх на дахах будинків і автомобілів, вибирати моделі з сонячними панелями і акумуляторами в комплекті. за словами Уайлера, термінали запропонують пропускну здатність 50 Мбіт / с при затримці в 30 мс. Супутникова система OneWeb повинна запрацювати в 2019 році.

Майже одночасно із заявою OneWeb свої плани щодо супутникового інтернету розкрила SpaceX. Ілон Маск розповів журналістам Bloomberg, що його компанія хоче реалізувати схожий проект, але ще більшого розмаху: потрібно 10 мільярдів доларів, а перших результатів не варто чекати раніше 2020 року. У січні Маск озвучив намір запустити 4000 супутників і повідомив про отримання 1 мільярда доларів на розвиток проекту від компаній Fidelity і Alphabet. 10 червня SpaceX запросила у американського уряду дозвіл на запуск 6-8 тестових супутників, призначений на 2016 рік, з метою випробувати роботу антен. Будучи виробником космічної техніки, SpaceX зможе запускати супутники своїми апаратними засобами. компанія працює над технологією багаторазового використання ракет, яка повинна суттєво здешевити доставку на орбіту.

У планах SpaceX теж значаться бездротові термінали для підключення споживачів до супутникової системи. Імовірно, їх вартість складе $ 100- $ 300 доларів. Але очевидно, компанія збирається продавати свої послуги не локальним провайдерам, куди націлилася OneWeb, а кінцевим користувачам. У теорії, клієнти отримають «недорогий і високошвидкісний» доступ до інтернету. «Ми сфокусовані на створенні глобальної комунікаційної системи, яка може стати масштабнішою всіх сьогодні відомих», - розповів Маск Bloomberg Businessweek. Засновник SpaceX - людина, у всіх сенсах, космічних амбіцій, який не звик розмінюватися на дрібниці. Гроші, виручені компанією за телеком-послуги на Землі в невизначеному майбутньому можуть піти на будівництво марсіанської колонії.

Кінцевою метою свого проекту Ілон Маск бачить забезпечення інтернетом Марса.

Як би там не було, між підприємцем і його мрією залишається чимало перешкод. після краху в червні цього року ракети Falcon 9, яка в майбутньому могла б доставляти супутники на орбіту, офіційна риторика SpaceX стала скромніше. Незабаром після невдалого запуску Маск висловив сумніви з приводу успіху інтернету з космосу. «Ми хочемо бути дуже обережними з реалізацією, щоб не виснажити себе», - заявив він на конференції Space Station Research and Development в Бостоні. Слідом за засновником SpaceX обережність висловила президент компанії Гвін Шотвелл, назвавши інтернет-проект «спекулятивним». Шотвелл не впевнена в тому, чи зможуть вони побудувати настільки ефективну систему, щоб конкурувати з наземними провайдерами.

Як відомо, супутниковий інтернет вже існує деякий час. Але через великі затримок сигналу його складно порівнювати з послугами традиційних операторів. Чи зможуть перераховані компанії змінити правила гри за допомогою нових технологій - покаже чергова космічна гонка.