Космос та інтернет: чи потрібен супутниковий зв'язок

3 травня 2019, 08:17
Вы также можете прочесть этот материал на русском языке

Що собою представляє супутниковий зв’язок, як він працює та чи є у ньому така сильна необхідність розмірковували автори Space, The Universe and Everything. НВ публікує скорочену версію матеріалу. 

Нещодавно фактичний засновник інтернету та концепції Всесвітньої павутини англієць Тім Бернерс-Лі святкував 30-ліття свого винаходу. Як виявилось, Тім незадоволений, що його світлу ідею спаплюжили влади різних країн, тисячі комерційних компаній та кіберзлочинців, котрі використовують інтернет у власних цілях, порушуючи права та свободи інших громадян.

Відео дня

Проте гіпертекстуальна база даних Бернерса-Лі – тепер відома як інтернет – є одним із фундаментів сучасного життя, завдяки якому працюють системи комунікацій, фінансів, медіа, розваг, реклами, та й взагалі всього, що нас оточує.

Щоб розгорнути сучасну інфраструктуру інтернету, за останні 30 років людям треба було навчитись передавати великі обсяги інформації різними способами, на різну відстань та з різною швидкістю.

Інженери проклали під світовим океаном більше мільйона кілометрів спеціальних кабелів. Через них щосекунди передаються сотні терабайтів інформації між серверами на різних континентах

Сьогодні бездротовий високошвидкісний доступ до інтернету прямо зі смартфона за відносно невеликі гроші є звичною для нас справою. Щоб досягти цього, інженерам довелось прокласти більше мільйона кілометрів спеціальних кабелів під світовим океаном. Такі оптоволоконні кабелі наразі є основним шляхом передачі інтернету, через який щосекунди передаються сотні терабайтів інформації між серверами на різних континентах. Завдяки оптоволокну працюють усі наші WiFi-мережі, існує 3G, 4G, та вже 5G-покриття, і ви прямо зараз можете перемкнути вкладку із цим текстом на свої соцмережі або улюблений серіал на стрімінговому сервісі.

Софія Філіпчук
Фото: Софія Філіпчук

 Проте, виїхавши за місто, скажімо, в село до бабусі, можна помітити, що часом там недоступні ні мобільні мережі, ні Wi-Fi, а буває, що навіть і провайдери з оптоволоконним інтернетом. А як тоді працює інтернет у зовсім віддалених місцях: дослідницьких станціях в Антарктиді, на літаку, врешті-решт? Насправді, усе просто: там, де технічно неможливо або дуже дорого прокладати оптоволоконний кабель, за справу береться супутниковий Інтернет.

Космічна мережа 

Супутниковий інтернет працює завдяки супутникам, – космічним літальним апаратам, на борту яких міститься різне обладнання для комунікацій, спостереження, вимірювання і т. і. Звісно, для того щоб створити супутниковий інтернет, нам потрібні комунікаційні супутники. Найчастіше, такі апарати запускають із Землі на геостаціонарну орбіту, – кругову орбіту, що розташована рівно над екватором нашої планети.

Суть геостаціонарної орбіти у тому, що кутова швидкість об’єктів, які рухаються по ній, дорівнює кутовій швидкості обертання Землі навколо своєї осі. Завдяки цьому супутники є практично нерухомими стосовно певної точки на земній поверхні, – себто стаціонарними. На такий геостаціонарний супутник можна налаштувати прямий сигнал з поверхні Землі, що дозволяє підтримувати постійний зв’язок і не коригувати напрямок антени.

Першим геостаціонарним супутником був американський Syncom 3, який запустили 16 серпня 1964-го з Космічного центру імені Кеннеді, і який відповідав за телетрансляцію Олімпійських ігор в Токіо того ж року

Тому, всі антени в Північній півкулі, що з’єднані з геостаціонарними супутниками, будуть спрямовані на Південь, а у Південній – на Північ, тобто у напрямку екватора. Геостаціонарна орбіта розташована на висоті у 35 786 км, оскільки саме на такому рівні період обертання супутника навколо Землі становить приблизно 24 години. Для порівняння, – космонавти на МКС пролітають на висоті трохи понад 400 кілометрів і за одну земну добу можуть робити близько 15 обертів навколо нашої планети. Першим геостаціонарним супутником був американський Syncom 3, який запустили 16 серпня 1964-го з Космічного центру імені Кеннеді, і який відповідав за телетрансляцію Олімпійських ігор в Токіо того ж року.

Читайте такожSpaceX вивела на орбіту військовий супутник США

 Власне супутник з обладнанням для забезпечення інтернету запустили на геостаціонарну орбіту майже через 40 років. 28 вересня 2003-го французька компанія Eutelsat відправила зі злітного майданчика у Гвінеї свого «європтаха», – супутник e-BIRD, який мав формувати нову інтернет-мережу для шкіл, університетів та бізнесів, і став першим супутником, який міг здійснювати двосторонній інтернет-зв’язок із Землею.

Софія Філіпчук
Фото: Софія Філіпчук

Технологія супутникового інтернету доволі проста та схожа на ту, яка здійснюється завдяки оптоволоконному кабелю: провайдер надсилає інформацію до супутника на висоту майже 36 кілометрів, супутник передає її на Землю, антена отримує сигнал, а передавач знову надсилає інформацію до провайдера через посередництво супутника на орбіті. На відміну від кабельного інтернету, супутниковий сигнал може перебиватися сигналами інших супутників, тому його якість на порядок нижча, не кажучи вже про максимальну можливу швидкість передачі даних та вартість підключення – але про це трохи згодом.

Насправді, прототип супутникового інтернету вже давно існує у наших смартфонах. GPS, або система глобального позиціювання, яка визначає наше місцеперебування на онлайн-картах, працює завдяки отриманню сигналу від супутників. Звичайно, на відміну від інтернету, GPS є прикладом одностороннього зв’язку із супутником, коли смартфон лише отримує сигнал із космосу та, враховуючи часову похибку, математично вираховує розташування на карті. Система геопозиціювання є розробкою військових США і стала доступна для цивільних цілей лише у 1983-му, після того, як радянський винищувач збив пасажирський літак Boeing-747 з 269 людьми на борту. Якби екіпаж цивільного літака мав доступ до кращих навігаційних засобів, катастрофи можна було б уникнути. Саме тому президент Рональд Рейган видав директиву, яка гарантувала, що доступ до GPS-сигналів можна буде отримати безплатно й кожному, щойно система запрацює. Відтоді комерційний ринок постійно зростає.

Супутниковий інтернет 2К19 

Якщо згадати мільйони кілометрів прокладених під землею оптоволоконних кабелів та розвиток мобільних мереж 3G, 4G, 5G, виникає ряд логічних питань – кому і навіщо потрібен супутниковий інтернет сьогодні? Хтось взагалі ним користується? Де його можна замовити й скільки він коштує? У пошуках відповідей на ці питання ми звернулися до експерта з телекомунікацій, члена Громадської ради з питань телебачення і  радіомовлення, автора інтернет-проекту «PROTV.UA» та видавця інформаційно-аналітичного онлайн-журналу «MediaSat» Олександра Глущенка.

Facebook / Telecom Ukraine
Фото: Facebook / Telecom Ukraine

Читайте такожНа зло ворогові. Джефф Безос допоможе побудувати космічний інтернет конкурентам Ілона Маска

 «Супутниковий інтернет може працювати у будь-якій точці земної кулі, де є технічна можливість з’єднання. Там, куди не дотягують кабельний інтернет, у більшості випадків є можливість працювати із супутниковим інтернетом. Це може бути глухий ліс на континенті, корабель серед моря, літак у небі», – говорить Олександр.

За його словами, сьогодні супутниковий інтернет в Україні використовують військові для передачі інформації на пересіченій місцевості, а також різноманітні компанії, підрозділи яких розташовані у місцях, куди неможливо дотягнути «оптику» та де немає мобільного покриття.

Постійними клієнтами провайдерів супутникового інтернету є авіакомпанії, деякі з них надають послугу WiFi-з’єднання протягом польоту вже з середини 2000-х. Така послуга працює лише коли літак набирає висоту, має доволі низьку швидкість завантаження й обмежений трафік.

«На відміну від систем геопозиціювання, супутниковий інтернет є двостороннім, оскільки він не лише приймає інформацію від супутника, але і підтримує з ним зворотний зв’язок. Для того, щоб сигнал працював у дві сторони, треба спеціальне обладнання, зокрема антени та передавачі. У літаках, де є інтернет, використовується обладнання, яке не заважає системам комунікації на борту та отримує/надсилає сигнал до супутників на різних орбітах», – пояснює експерт з телекомунікацій.

Ще однією, окрім армії та цивільної авіації, галуззю, де поширене супутникове з’єднання, є корпоративний сегмент. До появи та розповсюдження 3G та 4G покриття це було чи не єдине рішення для комерційних підприємств, що розташовані у віддалених точках та повинні передавати інформацію про свою діяльність у внутрішній мережі.

Читайте також: Інтернет з неба. Facebook випробує безпілотники-роутери на сонячних батареях

Олександр Глущенко переконаний, що з точки зору якості та стабільності оптоволоконний інтернет є поза конкуренцією, – чогось кращого на сьогодні поки просто не придумали. «Оптика» прямо в будинок є найкращим видом підключення до мережі, оскільки пряме з’єднання через кабель буде мати набагато менше проблем із перебиванням сигналу та якістю передачі інформації.

«Оптоволоконний інтернет має нелімітований ресурс, який обмежений лише технічними характеристиками кабелю та комутатора, через який ви підключені. У супутника на орбіті є пропускна здатність, термін роботи, оренда для провайдера, вартість підняття сигналу, та його обслуговування. Тому з розвитком 3G, 4G та оптоволоконного кабелю попит на технологію супутникового інтернету буде падати», – пояснює Глущенко.

SpaceX Starlink та інші «добродії»

Starlink
Фото: Starlink

У розмові про супутниковий інтернет неможливо не згадати про каліфорнійську компанію SpaceX та її засновника Ілона Маска, який раніше анонсував проект Starlink, – покриття всієї Землі супутниковим інтернетом. SpaceX не єдині, хто планує відправляти тисячі супутників на орбіту, та, зокрема, в кінці 2018-го Федеральна комісія з комунікацій США дозволила чотирьом компаніям розширити мережу встановлення супутників для інтернет-покриття. Компаніями стали SpaceX, Kepler Communications, LeoSat та Telesat Canada.

Лідерство має завоювати саме проект Ілона Маска, оскільки вони планують відправити у космос понад десять тисяч супутників і зробити щось типу «безкоштовного WiFi» по всій планеті.

Безкоштовним він, звичайно, не буде, оскільки користувачам, як мінімум, знадобляться антени та передавачі сигналу. Облишивши харизматичного Маска з його жартами про паролі від майбутнього глобального WiFi, слід сказати, що ідея Starlink та інших проектів має багато нюансів.

Читайте такожПровісник Мережі. Як український кібернетик ледь не створив Інтернет

По-перше, щоб технічно покрити всю планету мережею супутникового інтернету, треба декілька років поспіль постійно відправляти у космос супутники. Враховуючи навіть революцію у вартості космічних запусків та повторному використанні ракет-носіїв, яку здійснила SpaceX, це буде нереально затратний проект. По-друге, запуск супутників не є вирішенням проблеми, оскільки, у порівнянні з «оптикою», вони мають свій термін дії, і для підтримання такої мережі цикл їх виготовлення, запусків та поновлення доведеться повторювати постійно.

Середній час роботи супутників на геостаціонарній орбіті становить 15 років

Варто лише уявити скільки космічного сміття та металобрухту залишиться після створення справжнього сузір’я супутників навколо Землі для мережі нового супутникового інтернету. Запуск декількох тисяч, а то і десятків тисяч, супутників може стати серйозною проблемою для майбутніх космічних досліджень, оскільки виведені з ладу об’єкти у космосі дрібняться набагато довше, ніж на Землі, і вже формують там звалище історії космічних апаратів людства. Про це говорила і член Федеральної комісії з комунікацій Джессіка Розенворсел, яка нагадала тим, хто затверджував проект SpaceX Starlink, що викрутка, яку один з космонавтів впустив у космосі 35 років тому, кружляє по низькій навколоземній орбіті на швидкості понад 30 000 км/год.

Starlink
Фото: Starlink

Олександр Глущенко говорить, що середній час роботи супутників на геостаціонарній орбіті становить 15 років. Проте, як відомо, SpaceX не збирається розташовувати свої передавачі так високо, а буде запускати їх на низькі навколоземні орбіти, де додаткові ресурси супутника заберуть інструменти для коригування курсу та налаштування сигналу.

«Окремі компанії запускають подібні проекти винятково для того, щоб трохи трансформувати ринок телекомунікацій під себе, – інших цілей немає. Той, хто має багато грошей, хоче обійти посередництво провайдерів та облаштувати власну інфраструктуру і пропонувати корпораціям типу Facebook та Amazon заплатити їм багато грошей за доступ до цільової аудиторії. Такі компанії вкладають в це гроші для того, щоб «підім’яти» ринок під себе та заробити грошей, ніякого альтруїзму там немає», – розповідає Олександр Глущенко.

Читайте такожЗапуск супутників OneWeb відклали через тріщини у російській ракеті

Доказом цього є і нещодавнє включення в «супутникову гонку» найближчого конкурента Ілона Маска – Джеффа Безоса. Засновник онлайн-рітейлера Amazon та ракетобудівної компанії Blue Origin підписав контракт із конкурентами SpaceX – канадською Telesat. Супутники провайдера мають почати відправляти у космос на ракетах Blue Origin New Glenn з 2021 року. Попри плани великих телекомунікаційних та ракетобудівних компаній, ринок супутникового інтернету залишається надзвичайно малим та сегментованим.

Окрім використання у корпоративній та інфраструктурній сфері, такий вид покриття програє оптоволоконному кабелю за всіма параметрами. Враховуючи розвиток мобільних мереж та розповсюдження «оптики», можна спрогнозувати, що у великих містах попит на супутниковий інтернет буде лише падати. Віддалені користувачі у розвинутих країнах завжди зможуть встановити дешевші та якісніші радіоточки або посилювачі для мобільного інтернету. Для авіапасажирів, космонавтів та дослідників у Антарктиді, на жаль, не існує таких опцій, тому супутниковий інтернет, так чи інакше, займе свою нішу, доки йому на заміну не прийде інша технологія.

Текст опублікований з дозволу Space, The Universe & Everything - український проект, створений космічною компанією EOS за участі авторів науково-популярного журналу Куншт. 

poster
Підписатись на щоденну email-розсилку
матеріалів розділу Техно
Розсилка про те як технології змінють світ
Щопонеділка

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X