Космос и интернет: нужна ли спутниковая связь

3 мая 2019, 08:17

Что собой представляет спутниковая связь, как она работает и есть ли в ней сильная необходимость рассуждали авторы Space, The Universe and Everything. НВ публикует сокращенную версию материала.

Недавно фактический основатель интернета и концепции Всемирной паутины британец Тим Бернерс-Ли праздновал 30-летие своего изобретения. Как оказалось, Тим недоволен, что его светлую идею осквернили власти разных стран, тысячи коммерческих компаний и киберпреступников, которые используют интернет в личных целях, нарушая права и свободы других граждан.

Видео дня

Однако гипертекстуальная база данных Бернерса-Ли - теперь известная как интернет - является одним из фундаментов современной жизни, благодаря которому работают системы коммуникаций, финансов, медиа, развлечений, рекламы, да и вообще всего, что нас окружает.

Чтобы развернуть современную инфраструктуру интернета, за последние 30 лет людям надо было научиться передавать большие объемы информации различными способами, на разное расстояние и с разной скоростью.

Инженеры проложили под мировым океаном более миллиона километров специальных кабелей. Через них каждую секунду передаются сотни терабайт информации между серверами на разных континентах

Сегодня беспроводной высокоскоростной доступ в интернет прямо из смартфона за относительно небольшие деньги является обычным для нас делом. Чтобы достичь этого, инженерам пришлось проложить более миллиона километров специальных кабелей под мировым океаном. Такие оптоволоконные кабели в настоящее время является основным путем передачи интернета, через который каждую секунду передаются сотни терабайт информации между серверами на разных континентах. Благодаря оптоволокну работают все наши WiFi-сети, существует 3G, 4G, и уже 5G-покрытие, и вы прямо сейчас можете переключить вкладку с текстом на свои соцсети или любимый сериал на стриминговом сервисе.

София Филипчук
Фото: София Филипчук

Однако, выехав за город, скажем, в деревню к бабушке, можно заметить, что там частично недоступны ни мобильные сети, ни Wi-Fi, а бывает, что даже и провайдеры с оптоволоконным интернетом. А как тогда работает интернет в совершенно отдаленных местах: исследовательских станциях в Антарктиде, на самолете, в конце-концов? На самом деле, все просто: там, где технически невозможно или очень дорого прокладывать оптоволоконный кабель, за дело берется спутниковый Интернет.

Космическая сеть

Спутниковый интернет работает благодаря спутникам, - космическим летательным аппаратам, на борту которых находится различное оборудование для коммуникаций, наблюдения, измерения и т.д. Конечно, для того чтобы создать спутниковый интернет, нам нужны коммуникационные спутники. Чаще всего, такие аппараты запускают с Земли на геостационарную орбиту, - круговую орбиту, расположенную ровно над экватором нашей планеты.

Суть геостационарной орбиты в том, что угловая скорость движущегося объекта по ней равна угловой скорости вращения Земли вокруг своей оси. Благодаря этому спутники практически неподвижны относительно определенной точки на земной поверхности, - то есть стационарны. На такой геостационарный спутник можно настроить прямой сигнал с поверхности Земли, что позволяет поддерживать постоянную связь и не корректировать направление антенны.

Первым геостационарным спутником был американский Syncom 3, который запустили 16 августа 1964-го из Космического центра имени Кеннеди, и который отвечал за трансляцию Олимпийских игр в Токио того же года

Поэтому, все антенны в Северном полушарии, соединенные с геостационарными спутниками, будут направлены на юг, а в Южной - на Север, то есть в направлении экватора. Геостационарная орбита находится на высоте в 35 786 км, поскольку именно на таком уровне период обращения спутника вокруг Земли составляет примерно 24 часа. Для сравнения - космонавты на МКС пролетают на высоте чуть более 400 километров и за одни земные сутки могут делать около 15 оборотов вокруг нашей планеты. Первым геостационарным спутником был американский Syncom 3, который запустили 16 августа 1964-го из Космического центра имени Кеннеди, и который отвечал за трансляцию Олимпийских игр в Токио того же года.

Читайте также: SpaceX вывела на орбиту военный спутник США

Собственно спутник с оборудованием для обеспечения интернета запустили на геостационарную орбиту почти через 40 лет. 28 сентября 2003-го французская компания Eutelsat отправила со взлетной площадки в Гвинее свою «европтицу», - спутник e-BIRD, который должен формировать новую интернет-сеть для школ, университетов и бизнеса, и стал первым спутником, который мог осуществлять двустороннюю интернет-связь с Землей.

София Филипчук
Фото: София Филипчук

Технология спутникового интернета довольно простая и похожа на ту, которая осуществляется благодаря оптоволоконному кабелю: провайдер присылает информацию к спутнику на высоту почти 36 километров, спутник передает ее на Землю, антенна получает сигнал, а передатчик снова посылает информацию к провайдеру через спутника на орбите. В отличие от кабельного интернета, спутниковый сигнал может перебиваться сигналами других спутников, поэтому его качество на порядок ниже, не говоря уже о максимальной возможной скорости передачи данных и стоимость подключения - но об этом чуть позже.

На самом деле, прототип спутникового интернета уже давно существует в наших смартфонах. GPS, или система глобального позиционирования, которая определяет наше местонахождение на онлайн-картах, работает благодаря получению сигнала от спутников. Конечно, в отличие от интернета, GPS является примером односторонней связи со спутником, когда смартфон только получает сигнал из космоса и, учитывая временную погрешность, математически высчитывает расположение на карте. Система геопозиционирование является разработкой военных США и стала доступна для гражданских целей только в 1983-м, после того, как советский истребитель сбил пассажирский самолет Boeing-747 с 269 пассажирами на борту. Если бы экипаж гражданского самолета имел доступ к лучшим навигационным средствам, катастрофы можно было бы избежать. Именно поэтому президент Рональд Рейган издал директиву, которая гарантировала, что доступ к GPS-сигналам можно будет получить бесплатно и каждому, как только система заработает. С тех пор коммерческий рынок постоянно растет.

Спутниковый интернет 2К19

Если вспомнить миллионы километров проложенных под землей оптоволоконных кабелей и развитие мобильных сетей 3G, 4G, 5G, возникает ряд логических вопросов - кому и зачем нужен спутниковый интернет сегодня? Кто-то вообще им пользуется? Где его можно заказать и сколько он стоит? В поисках ответов на эти вопросы мы обратились к эксперту по телекоммуникациям, члену Общественного совета по вопросам телевидения и радиовещания, автору интернет-проекта «PROTV.UA» и издателю информационно-аналитического онлайн-журнала «MediaSat» Александру Глущенко.

Facebook / Telecom Ukraine
Фото: Facebook / Telecom Ukraine

Читайте также: Назло врагу. Джефф Безос поможет построить космический интернет конкурентам Илона Маска

«Спутниковый интернет может работать в любой точке планеты, где есть техническая возможность соединения. Там, куда не дотягивают кабельный интернет, в большинстве случаев есть возможность работать со спутниковым интернетом. Это может быть глухой лес на континенте, корабль среди моря, самолет в небе», - говорит Александр.

По его словам, сегодня спутниковый интернет в Украине используют военные для передачи информации на пересеченной местности, а также различные компании, подразделения которых расположены в местах, куда невозможно дотянуть «оптику» и где нет мобильного покрытия.

Постоянными клиентами провайдеров спутникового интернета являются авиакомпании, некоторые из них предоставляют услугу WiFi-соединения в течение полета уже с середины 2000-х. Такая услуга работает только когда самолет набирает высоту, имеет довольно низкую скорость загрузки и ограниченный трафик.

«В отличие от систем геопозиционирования, спутниковый интернет является двусторонним, поскольку он не только принимает информацию от спутника, но и поддерживает с ним обратную связь. Для того, чтобы сигнал работал в две стороны, надо специальное оборудование, в частности антенны и передатчики. В самолетах, где есть интернет, используется оборудование, которое не мешает системам коммуникации на борту и получает/отправляет сигнал к спутникам на разных орбитах», - объясняет эксперт по телекоммуникациям.

Еще одной, кроме армии и гражданской авиации, отраслью, где распространено спутниковое соединение, является корпоративный сегмент. До появления и распространения 3G и 4G покрытия это было единственное решение для коммерческих предприятий, которые расположены в отдаленных точках и должны передавать информацию о своей деятельности во внутренней сети.

Читайте также: Интернет с неба. Facebook испытывает беспилотники-роутеры на солнечных батареях

Александр Глущенко убежден, что с точки зрения качества и стабильности оптоволоконный интернет вне конкуренции, - ничего лучшего на сегодня пока просто не придумали. «Оптика» прямо в дом является лучшим видом подключения к сети, так как прямое соединение через кабель будет иметь гораздо меньше проблем с перебиванием сигнала и качеством передачи информации.

«Оптоволоконный интернет имеет безлимитный ресурс, который ограничен только техническими характеристиками кабеля и коммутатора, через который вы подключены. У спутника на орбите есть пропускная способность, срок работы, аренда для провайдера, стоимость поднятия сигнала, и его обслуживания. Поэтому с развитием 3G, 4G и оптоволоконного кабеля спрос на технологию спутникового интернета будет падать», - объясняет Глущенко.

SpaceX Starlink и другие «благодетели»

Starlink
Фото: Starlink

В разговоре о спутниковом интернете невозможно не вспомнить о калифорнийской компании SpaceX и ее основателе Илоне Маске, который ранее анонсировал проект Starlink, - покрытие всей Земли спутниковым интернетом. SpaceX не единственные, кто планирует отправлять тысячи спутников на орбиту и, в частности, в конце 2018-го Федеральная комиссия по коммуникациям США позволила четырем компаниям расширить сеть установки спутников для интернет-покрытия. Компаниями стали SpaceX, Kepler Communications, LeoSat и Telesat Canada.

Лидерство должен завоевать именно проект Илона Маска, поскольку они планируют отправить в космос более десять тысяч спутников и сделать что-то типа «бесплатного WiFi» по всей планете.

Бесплатным он, конечно, не будет, поскольку пользователям, как минимум, понадобятся антенны и передатчики сигнала. Оставив харизматичного Маска с его шутками о паролях от будущего глобального WiFi, стоит отметить, что идея Starlink и других проектов имеет много нюансов.

Читайте также: Предсказатель Сети. Как украинский кибернетик едва не создал Интернет

Во-первых, чтобы технически покрыть всю планету сетью спутникового интернета, надо несколько лет подряд постоянно отправлять в космос спутники. Учитывая даже революцию в стоимости космических запусков и повторном использовании ракет-носителей, которую осуществила SpaceX, это будет нереально затратный проект. Во-вторых, запуск спутников не является решением проблемы, поскольку, по сравнению с «оптикой», у них есть свой срок работы, и для поддержания такой сети цикл их изготовления, запусков и обновления придется повторять постоянно.

Среднее время работы спутников на геостационарной орбите составляет 15 лет

Стоит только представить сколько космического мусора и металлолома останется после создания настоящего созвездия спутников вокруг Земли для сети нового спутникового интернета. Запуск нескольких тысяч, а то и десятков тысяч, спутников может стать серьезной проблемой для будущих космических исследований, поскольку выведенные из строя объекты в космосе дробятся гораздо дольше, чем на Земле, и уже формируют там свалку истории космических аппаратов человечества. Об этом говорила и член Федеральной комиссии по коммуникациям Джессика Розенворсел, которая напомнила тем, кто утверждал проект SpaceX Starlink, что отвертка, которую один из космонавтов впустил в космосе 35 лет назад, кружит по низкой околоземной орбите на скорости более 30 000 км/ч.

Starlink
Фото: Starlink

Александр Глущенко говорит, что среднее время работы спутников на геостационарной орбите составляет 15 лет. Однако, как известно, SpaceX не собирается размещать свои передатчики так высоко, а будет запускать их на низкие околоземные орбиты, где дополнительные ресурсы спутника заберут инструменты для корректировки курса и настройка сигнала.

«Отдельные компании запускают подобные проекты исключительно для того, чтобы немного трансформировать рынок телекоммуникаций под себя - других целей нет. Тот, кто имеет много денег, хочет обойти посредничество провайдеров и обустроить собственную инфраструктуру и предлагать корпорациям типа Facebook и Amazon заплатить им много денег за доступ к целевой аудитории. Такие компании вкладывают в это деньги для того, чтобы «подмять» рынок под себя и заработать денег, никакого альтруизма там нет», - рассказывает Александр Глущенко.

Читайте также: Запуск спутников OneWeb отложили из-за трещины в российской ракете

Доказательством этого является и недавнее включение в «спутниковую гонку» ближайшего конкурента Илона Маска - Джеффа Безоса. Основатель онлайн-ритейлера Amazon и ракетостроительной компании Blue Origin подписал контракт с конкурентами SpaceX - канадской Telesat. Спутники провайдера должны начать отправлять в космос на ракетах Blue Origin New Glenn с 2021 года. Несмотря на планы крупных телекоммуникационных и ракетостроительных компаний, рынок спутникового интернета остается чрезвычайно малым и сегментированным.

Кроме использования в корпоративной и инфраструктурной сфере, такой вид покрытия проигрывает оптоволоконному кабелю по всем параметрам. Учитывая развитие мобильных сетей и распространение «оптики», можно спрогнозировать, что в больших городах спрос на спутниковый интернет будет только падать. Удаленные пользователи в развитых странах всегда смогут установить более дешевые и качественные радиоточки или усилители для мобильного интернета. Для авиапассажиров, космонавтов и исследователей в Антарктиде, к сожалению, не существует таких опций, поэтому спутниковый интернет, так или иначе, займет свою нишу, пока ему на смену не придет другая технология.

Текст опубликован с разрешения Space, The Universe & Everything - украинский проект, созданный космической компанией EOS с участием авторов научно-популярного журнала Куншт.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X