Prawdziwie globalna sieć: jak firmy technologiczne planują uczynić internet wszechobecnym
Czy jesteś przyzwyczajony do tego, że internet jest dla Ciebie oczywistością? Jakieś 4 miliardy ludzi może ci tylko pozazdrościć. Według ONZ, 57% ludności świata nadal nie ma regularnego dostępu do sieci. Problem ten jest szczególnie dotkliwy dla mieszkańców krajów ubogich i obszarów pozamiejskich, gdzie budowa tradycyjnej infrastruktury jest trudna technicznie lub zbyt kosztowna. Z perspektywy biznesowej, giganci IT tracą ogromny kawałek tortu rynkowego, jeśli nie najbardziej pożywny, na pewno. Aby zamienić jeszcze więcej ludzi w klientów, wielkie firmy technologiczne ciężko pracują nad nowymi sposobami dostarczania internetu. Uformowała się już swego rodzaju awangarda, w skład której wchodzą Alphabet, Facebook, OneWeb i SpaceX ze swoimi ambitnymi pomysłami. Balony, satelity, lasery i drony są w ciągłym ruchu.
Alphabet
Alphabet, firma macierzysta Google, stopniowo wdraża plan o nazwie Project Loon. W ramach projektu organizacja wypuszcza w stratosferę specjalnie wyposażone balony, aby stworzyć zasięg bezprzewodowego Internetu. Ostatecznie, po wystrzeleniu wystarczającej liczby balonów, powinny one być w stanie pokryć całą planetę, zaczynając od obszarów, do których trudno dotrzeć za pomocą łączności naziemnej: gór, archipelagów i innych.
Jeden z balonów wystrzelonych w ramach inicjatywy Project Loon. Foto: Alphabet
Balony z nadmuchiwanymi powłokami o wymiarach 15 na 12 metrów dryfują na wysokości 18 kilometrów nad ziemią, gdzie nie latają samoloty i gdzie nie ma większości warunków pogodowych. Sprytne oprogramowanie analizuje zachowanie wiatru, a następnie, poprzez regulację wysokości balonów, kieruje je we właściwe prądy powietrzne. Dzięki temu pojazdy trzymają się zaplanowanych tras lotu. Służby pomocnicze rejestrują współrzędne GPS każdego balonu i dokonują wymiany, gdy balon opada na ziemię po zużyciu lub w przypadku awarii sprzętu. Alphabet tworzy specjalne strefy do bezpiecznego lądowania, ale także wyposaża pojazdy w spadochrony na wypadek sytuacji awaryjnych. Według testów, jeden balon może utrzymać się w powietrzu średnio przez około 100 dni bez konserwacji.
Zespół Project Loon skrupulatnie przygotowuje balony do startu. Foto: Alphabet
Każdy balon ma na pokładzie kilka nadajników. Jeden z nich służy do komunikacji z urządzeniami użytkowników końcowych w standardzie LTE, a drugi do szybkiej wymiany danych między balonem a urządzeniami dostawców. Interakcja dwóch kanałów bezprzewodowych umożliwia użytkownikom dostęp do Internetu, przy czym balony przekazują sobie nawzajem sygnały za pomocą anten, tworząc rozproszoną sieć. Aby zapewnić niezawodność, wszystkie urządzenia są podłączone do redundantnych urządzeń radiowych, które są uruchamiane w przypadku awarii głównego. W ciągu dnia elektronika pracuje dzięki panelom słonecznym, które ładują również akumulatory litowo-jonowe zasilające urządzenia w nocy.
Balony poruszają się głównie dzięki wiatrowi, co pozwala zaoszczędzić dużo energii.
Alphabet zamierza współpracować z firmami telekomunikacyjnymi w różnych krajach, aby wykorzystać ich pasma częstotliwości do przesyłania sygnałów przez balony. Organizacja uważa, że jest w stanie zapewnić klientom prędkości porównywalne z obecnymi możliwościami sieci LTE/4G przenoszonych metodami naziemnymi. A to, nawiasem mówiąc, jest 10-20Mbps. Przy okazji, Alphabet opracował specjalne anteny, które mogą być zainstalowane w domach, aby poprawić sygnał. Według firmy, każda antena zapewnia pokrycie obszaru w promieniu 20 km i może obsługiwać setki użytkowników jednocześnie.
Antena do odbioru sygnału z balonów i najmłodszego użytkownika. Foto: Alphabet
Projekt Loon został ogłoszony w czerwcu 2013 roku. Zaczęło się od wypuszczenia 30 balonów na nowozelandzkiej Wyspie Południowej, które dostarczyły internet małej grupie testowych użytkowników. Balony wkrótce przeleciały nad Doliną Kalifornijską i północno-wschodnim regionem Brazylii. Projekt nadal się rozwija, zarówno pod względem sprzętowym, jak i ilościowym. Tego lata informowaliśmy o podpisaniu umowy między Alphabetem a rządem Sri Lanki, zgodnie z którą w 2016 roku kraj ten stanie się pierwszym w historii, który zostanie w pełni objęty zasięgiem Internetu za pomocą balonów. W ostatnich wiadomościach Sri Lanka podąża za Indonezją, gdzie dostęp do sieci WWW również jest na razie luksusem.
Facebook, wspierany przez firmy Ericsson, Samsung, Opera, Nokia i Qualcomm, rozwija projekt Internet.org, aby uczynić Internet dostępnym dla wszystkich. Jednym z jej priorytetów jest stworzenie kompleksowego, wielopoziomowego systemu komunikacyjnego, bardziej zaawansowanego ekonomicznie i technicznie od istniejącego. W obszarach problemowych, gdzie nieefektywne jest prowadzenie sieci drogą lądową, Zuckerberg i jego zespół zamierzają wykorzystać satelity i drony. Możliwość realizacji tego przedsięwzięcia badają pracownicy Connectivity Lab, specjalnego oddziału Facebooka.
Eksperci uważają, że transmisja sygnału za pomocą dronów to najlepszy sposób na dostarczenie internetu do obszarów o średniej gęstości zaludnienia. W marcu szef Facebooka, , ogłosił testowe uruchomienie wczesnej wersji takiego pojazdu o nazwie Aqilla. Według Zuckerberga, ostateczna wersja będzie miała rozpiętość skrzydeł większą niż Boeing 737, a jednocześnie będzie ważyła mniej niż samochód. Zgodnie z pomysłem, takie drony będą mogły latać przez wiele miesięcy na wysokości od 18 do 28 km w strefie wolnej od pogody i samolotów, zanim zostaną zastąpione przez służby pomocnicze. Przypuszczalnie pojazdy będą zasilane przez panele słoneczne w ciągu dnia i przez akumulatory w nocy, podobnie jak balony Alphabet.
Jeden z dronów Zuckerberga. Miejmy nadzieję, że nie spadną nam na głowy. Foto: Facebook
Równolegle z produkcją dronów, Facebook opanowuje technologię transmisji laserowej FSO (Free Space Optics).
Teoretycznie FSO umożliwi samolotom wymianę sygnałów między sobą oraz z urządzeniami naziemnymi z większą prędkością i przy minimalnym zużyciu energii niż w przypadku tradycyjnych fal radiowych. Jednak technologia ta jest wciąż w fazie testów, a inżynierowie muszą jeszcze rozwiązać problemy związane z precyzyjnym prowadzeniem wiązki i omijaniem przeszkód, takich jak chmury i inne zjawiska pogodowe. Connectivity Lab zasugerowało, że drony mogłyby być wyposażone w elektronikę radiową jako zapasowy system nadawczo-odbiorczy na wypadek awarii laserów. Nie jest jeszcze jasne, w jaki sposób użytkownicy końcowi mieliby łączyć się z tym systemem.
Facebook wylicza, że objęcie dronami rozległych, słabo zaludnionych obszarów jest nieopłacalne. Dlatego firma przewiduje dostarczanie internetu na takie obszary za pomocą satelitów. Jedno takie urządzenie może objąć swoim zasięgiem ogromny obszar i choć sygnał będzie rozproszony, to jego jakość powinna być wystarczająca dla stosunkowo niewielkiej liczby użytkowników. Na razie inicjatywa ta jest równie odległa od rzeczywistości jak projekt drona i istnieje w dużej mierze tylko w planach firmy. Facebook rozważa obecnie dwie opcje satelitarne: satelity niskoorbitalne na wysokości 160-2000 km oraz pojazdy na orbitę geosynchroniczną, znajdujące się w odległości 35786 km od powierzchni Ziemi.
A to jest koncepcja satelity Zuckerberga. Foto: Facebook
Każda z opcji ma swoje mocne i słabe strony. Nisko orbitujące satelity są niżej, a zatem wymiana sygnałów z nimi szybciej. Jednak nie poruszają się one z tą samą prędkością, z jaką Ziemia obraca się wokół własnej osi, więc do utrzymania stabilnego zasięgu potrzebne są ich grupy. Satelity na orbicie geosynchronicznej, z drugiej strony, poruszają się w tym samym tempie, w jakim obraca się planeta, zawsze pozostając nad przypisanymi im obszarami. Wystarczy więc jeden taki statek kosmiczny, aby utrzymać stabilne pokrycie przydzielonego mu terytorium. Jednak ze względu na dużą wysokość, sygnał nie dociera wystarczająco szybko do obszaru docelowego. Aby poprawić wydajność transmisji danych, Connectivity Lab bada perspektywy wprowadzenia technologii laserów FSO nie tylko dla dronów, ale także dla satelitów.
W październiku, Zuckerberg poinformował , że Facebook i francuski operator satelitarny Eutelsat współpracują w celu uruchomienia AMOS-6, pierwszego satelity dla projektu Internet.org. Satelita jest nadal w budowie, ale powinien zostać wyniesiony na orbitę geosynchroniczną już w 2016 roku. Partnerzy planują objąć zasięgiem Internetu Afrykę Zachodnią, Wschodnią i Południową.
Rozwój AMOS-6 jest w pełnym toku. Foto: Facebook
Miną lata, zanim Facebook zrealizuje swoją wizję na skalę globalną. Firma musi nie tylko opanować nową technologię, ale także uporać się z wieloma kwestiami organizacyjnymi. Na przykład Connectivity Lab przewiduje, że znalezienie rozwiązania dla samych częstotliwości radiowych na potrzeby wymiany danych zajmie 5-7 lat. W przypadku laserów będzie to prawdopodobnie jeszcze trudniejsze.
OneWeb i SpaceX
Facebook nie jest jedynym graczem na rynku, który otwarcie mówi o wystrzeliwaniu satelitów internetowych na niską orbitę. Co najmniej dwie inne firmy są w grze: Greg Wyler's OneWeb, facet z ogromnym doświadczeniem w telekomunikacji kosmicznej, i SpaceX słynnego Ilona Muska. Choć organizacje te mają ze sobą wiele wspólnego, każda z nich ma inne strategie, technologie i modele biznesowe.
Na początku tego roku, znany przedsiębiorca Richard Branson poinformował Qualcomm i jego własna firma Virgin Group planuje zainwestować 2 miliardy dolarów w projekt internetowy OneWeb. Razem planują wystrzelić w kosmos 648 miniaturowych satelitów (więcej niż wynosi łączna liczba obecnie aktywnych orbiterów), aby otoczyć planetę globalną siecią. Dzięki nowej technologii, satelity te będą czterokrotnie lżejsze od standardowych satelitów: około 110 kg w porównaniu do 450 kg. Zostaną one dostarczone na orbitę za pomocą kompaktowych rakiet LauncherOne, wystrzelonych z samolotu White Knight Two. Oba typy pojazdów zostaną dostarczone przez Virgin Galactic, spółkę zależną Virgin Group. Według Bransona, technologia ta zapewni "znacznie bardziej efektywne" dostawy niż kłopotliwe rakiety z przeszłości. W czerwcu do projektu dołączył producent samolotów Airbus, który przejął produkcję satelitów dla OneWeb. Pierwsze owoce ich współpracy mają trafić na orbitę w 2018 roku.
Samolot White Knight Two i rakieta LauncherOne w całej okazałości. Foto: Virgin Galactic
Firma Wylera zamierza rozszerzyć zasięg tradycyjnych dostawców usług internetowych, dając im płatny dostęp do swojego systemu satelitarnego. Użytkownicy końcowi będą mogli podłączyć swoje smartfony, komputery i inne urządzenia do terminali bezprzewodowych. Terminale będą odbierać sygnał z satelitów i konwertować go na LTE, 3G lub WiFi. OneWeb obiecuje, że terminale będą niedrogie, wygodne i łatwe w użyciu. Użytkownicy będą mogli sami instalować je na dachach i w samochodach, wybierając modele z panelami słonecznymi i bateriami w zestawie. Według Wyler, , terminale będą oferować przepustowość 50 Mbps przy opóźnieniach rzędu 30 ms. System satelitarny OneWeb ma zostać uruchomiony w 2019 roku.
Terminale niestandardowe do podłączenia do sieci satelitarnej. Foto: OneWeb
Niemal równocześnie z ogłoszeniem OneWeb, SpaceX ujawnił swoje plany dotyczące internetu satelitarnego. Elon Musk powiedział reporterom Bloomberga, że jego firma chciałaby zrealizować podobny projekt, ale o jeszcze większym zasięgu: potrzebne byłoby 10 miliardów dolarów, a pierwszych efektów nie należy się spodziewać przed 2020 rokiem. W styczniu Musk ogłosił zamiar wystrzelenia 4000 satelitów i poinformował o otrzymaniu 1 miliarda dolarów na rozwój projektu od Fidelity i Alphabet. 10 czerwca firma SpaceX zwróciła się do rządu USA z wnioskiem o pozwolenie na wystrzelenie 6-8 satelitów testowych, zaplanowanych na 2016 rok, w celu sprawdzenia działania anten. Jako producent technologii kosmicznych, SpaceX będzie w stanie wystrzeliwać satelity za pomocą własnego sprzętu. Firma pracuje nad technologią rakiet wielokrotnego użytku, które powinny sprawić, że dostarczanie na orbitę będzie znacznie tańsze.
SpaceX planuje również terminale bezprzewodowe, które podłączą konsumentów do systemu satelitarnego. Przypuszczalnie będą one kosztować 100-300 dolarów. Ale najwyraźniej planuje sprzedawać swoje usługi nie lokalnym dostawcom, do których zmierza OneWeb, ale użytkownikom końcowym. W teorii klienci otrzymają "tani i szybki" dostęp do Internetu. "Skupiamy się na stworzeniu globalnego systemu komunikacji, który może być większy niż wszystko, co jest znane dzisiaj" - powiedział Musk w rozmowie z Bloomberg Businessweek. Założyciel SpaceX to człowiek, w każdym sensie, o kosmicznych ambicjach, który nie przywykł do marnowania się na drobiazgi. Pieniądze, które firma zarabia na usługach telekomunikacyjnych na Ziemi, mogą w nieokreślonej przyszłości posłużyć do budowy kolonii na Marsie.
Ilon Musk widzi ostateczny cel swojego projektu w dostarczeniu internetu na Marsa.
Jednak między przedsiębiorcą a jego marzeniem jest jeszcze wiele przeszkód. Po katastrofie w czerwcu tego roku rakiety Falcon 9, która mogła w przyszłości dostarczać satelity na orbitę, oficjalna retoryka SpaceX stała się bardziej umiarkowana. Tuż po nieudanym starcie Musk wyraził wątpliwości co do powodzenia internetu z kosmosu. "Chcemy być bardzo ostrożni z realizacją, abyśmy się nie wyczerpali" - powiedział na konferencji Space Station Research and Development w Bostonie. Po ostrożności założyciela SpaceX wypowiedziała się prezes firmy Gwyn Shotwell , nazywając internetowy projekt "spekulacyjnym". Shotwell nie jest pewien, czy uda im się zbudować system na tyle wydajny, by konkurować z dostawcami naziemnymi.
Houston, mamy problem: awaria rakiety Falcon 9. Zdjęcie: fragment transmisji NASA
Jak wiadomo, internet satelitarny istnieje już od jakiegoś czasu. Jednak ze względu na duże opóźnienia sygnału trudno porównywać ją z usługami tradycyjnych operatorów. Czy wymienione firmy będą w stanie zmienić reguły gry za pomocą nowych technologii - pokaże kolejny wyścig kosmiczny.
