На кого нацелена разрушающая технология связи спутника с мобильником?

Компании OneWeb и Starlink совершили революцию в сфере доступа к широкополосному интернету, создав действующие спутниковые системы. За несколько лет эти компании развернули группировки из тысяч согласованно действующих спутников — ретрансляторов сигналов. Они потенциально позволяют абоненту в любой точке Земли получить высокоскоростной интернет с низкой задержкой сигнала. И всё с ними якобы хорошо, однако дьявол кроется в деталях. Для подключения к спутникам OneWeb и Starlink необходимо использовать специализированные и дорогостоящие терминалы связи.

SpaceX предлагает клиентам свои терминалы широкополосной связи Starlink за $600 (45,5 тыс. руб.). При этом стоимость производства такого терминала, по словам президента SpaceX Гвин Шотвелл, в настоящее время составляет $1300 (а первоначально составляла около $3000 (230 тыс. руб.)). Что касается объемов производства, то к концу 2022 года SpaceX производила 20 тыс. терминалов в неделю.

Считается, что себестоимость изготовления одного спутника Starlink составляет $0,3 млн (23 млн руб.) — $0,5 млн (уже запущено более 3800 спутников), а стоимость ежемесячной подписки Starlink — $110 (8,35 тыс. руб.). Таким образом, на самом деле ключевая проблема, стоящая на пути создания самоокупаемых систем низкоорбитального широкополосного интернета, — не создание и запуск спутников, а массовое и достаточно дешевое производство спутниковых терминалов.

В связи с этим в последние годы активно обсуждается возможность подключения обычных мобильных телефонов, которые уже есть у каждого в кармане, напрямую к спутникам. Разные компании предлагают свои варианты решения этой проблемы. Кто-то собирается подключать к спутнику обычные телефоны без какой-либо их модификации. А, например, Samsung, предлагает создавать смартфоны нового поколения, имеющие специальные антенны.

Американская компания Lynk Global является пионером в области связи обычного телефона со спутником. Она первой на практике смогла реализовать такую связь. И уже в реальности, а не в планах, продает свои услуги потребителям. В данной статье будет рассказано о технологии Lynk, а также о перспективах использования и развития данного вида связи.

История развития технологии Lynk

Lynk была основана в 2017 году Чарльзом Миллером, Марго Декард и Тайгом Шпайделем. Чарльз Миллер, генеральный директор компании, так объяснял руководящую идею Lynk: «Люди, занимающиеся созданием орбитальных группировок телекоммуникационных спутников, соревнуются в решении неправильной проблемы — снижения стоимости спутников. Путь вперед лежит в удешевлении пользовательского терминала. Если вы сосредоточены на преодолении цифрового барьера (ограничение возможностей той или иной социальной группы из-за отсутствия у нее доступа к интернету — прим. ИА Красная Весна), скажем, вам нужно построить тысячу спутников и сто миллионов пользовательских терминалов, то что вы должны оптимизировать по стоимости?».

За основу своей системы спутникового интернета Lynk взяла мобильный телефон. «Модифицировать телефон не получится. Но все остальное можно изменить соответствующим образом», — отмечал Миллер.

Для того, чтобы обычный телефон мог связаться со спутником, Lynk предприняла следующие меры:

1) снизила орбиту своих спутников до высоты менее 500 км;

2) уменьшила ширину радиолуча. При этом спутник, с которым связывается телефон, не отклоняется от вертикали (с точки зрения абонента) на угол более 22,5 градуса;

3) увеличила длину волны радиоизлучения (более длинноволновые излучения слабее поглощаются атмосферой).

Оценки показали, что при выполнении этих условий стандартный телефон сможет связаться со спутником, и даже останется некоторый запас мощности.

Кроме физических проблем, есть проблема протоколов связи. Стандартное программное обеспечение, которое используется для обеспечения связи телефонов и базовых станций, предполагает, что расстояние от станции до телефона не превышает 35 километров. Такая величина выбрана из-за кривизны Земли, не позволяющей передавать сигнал на более далекие расстояния. Телефоны отключаются от вышек сотовой связи, когда находятся на расстоянии более 35 километров. Поэтому программное обеспечение, установленное на спутниках Link, «обманывает» телефон — заставляя устройство «думать», что спутник неподвижен и находится на расстоянии 20 километров от него.

Многие считали, что временная задержка и доплеровский сдвиг сигнала из-за больших расстояний и скоростей неизбежны. И из-за этого «обмануть» телефон невозможно. Однако Lynk преодолела технические проблемы и экспериментально доказала, что разработанная ею модификация стандартных протоколов беспроводной связи позволяет связываться телефону со спутником.

Первая демонстрация технологии была проведена в начале 2019 года. Оборудование, протестированное в космосе, было собрано космонавтами на борту Международной космической станции (МКС) из частей, доставленных на станцию космическим кораблем Cygnus американской компании Northrop Grumman, и прикреплено к носовой части этого грузового корабля 8 февраля 2019 года. После отстыковки Cygnus от МКС, Lynk в течение пяти суток тестировала технологию, после чего капсула космического грузовика сгорела в атмосфере. Во время этого испытания было успешно установлено двустороннее 2G-соединение между обычным наземным устройством и спутником.

«Наши первые тесты показали, что наша технология компенсирует доплеровский сдвиг и временную задержку. Во всем остальном используется стандартное коммерческое программное обеспечение», — комментировал итоги первого космического эксперимента Миллер.

Чарльз Миллер

 

Следующие два испытания были проведены на устройствах, доставленных на МКС космическим кораблем Dragon компании SpaceX и впоследствии присоединенных к носовой части космического корабля Cygnus. Они состоялись в августе 2019 года и в феврале 2020 года. Во время последнего из этих тестов впервые удалось отправить текстовое сообщение (СМС) из космоса на обычный телефон.

Далее последовали запуски первых отдельных экспериментальных спутников Lynk на ракете-носителе Falcon 9 компании SpaceX. 7 марта 2020 года был запущен спутник Lynk 04 массой 25 кг, а 30 июня 2021 года — более крупный спутник Lynk 05 с фазированной антенной решеткой размером 1м x 1м.

По словам Миллера, подключение к Lynk 05 было протестировано для 6000 устройств, включая телефоны, планшеты, чипы на автомобилях, грузовиках и тракторах. Испытания связи с этими устройствами, обслуживающимися восемью различными мобильными операторами, проводились на территории пяти стран: США, Багамских Островов, Великобритании, Канады и Новой Зеландии.

Первый натурный спутник Lynk Tower 1 был существенно улучшен по сравнению с предыдущими тестовыми образцами и был пригоден для коммерческого использования. Он был запущен на ракете-носителе Falcon 9 в апреле 2022 года. В январе 2023 года были запущены еще два рабочих спутника.

В сентябре 2022 года компания Lynk объявила, что получила от Федеральной комиссии по связи США лицензию на прямую связь телефона со спутником. Лицензия позволяет Lynk запускать коммерческие сервисы для своей глобальной спутниковой группировки, которые, по словам представителей компании, «проложат путь к универсальной мобильной связи».

Бизнес-модель компании предполагает, что Lynk будет работать как всемирный роуминговый оператор, за доступ к которому будут платить компании, оказывающие услуги мобильной связи. В свою очередь, мобильные операторы будут предлагать своим клиентам услуги спутниковой связи по цене, которую выберут сами. То есть пользователю для того, чтобы использовать услуги Lynk, нужно будет лишь выбрать соответствующий тарифный план у своего сотового оператора.

В последние годы много говорят о «разрушающих технологиях». Разрушающими называются такие технологии и инновации, которые вытесняют «традиционные», устоявшиеся технологии, делая их устаревшими. Например, смартфоны, вытеснившие проводные телефоны.

Разрушающие технологии создают новые возможности для бизнеса — за счет создания новых продуктов, открытия новых рынков, а также создания новых способов ведения бизнеса. Так, смартфоны и мобильный интернет не только вытеснили проводные телефоны, но и создали множество новых возможностей для ведения бизнеса. Среди них — не только новые потребительские возможности (геопозиционирование, заказ товаров и услуг через смартфон т. д.). Но и коренное изменение бизнес-моделей ряда секторов экономики, например — СМИ. Больше того, смартфоны изменили «структуру повседневности» современного человека — за счет внедрения в нашу жизнь соцсетей и т. п.

Получается, что технология Lynk по связи спутника и телефона очевидным образом претендует на звание разрушающей технологии. Именно из-за этого началась всемирная гонка в освоении технологии прямой связи телефона со спутником. В нее уже включились крупнейшие производители смартфонов, такие как Apple или Samsung. В разных странах мира появились десятки компаний, пытающихся воспроизвести технологию связи телефона со спутником Lynk.

Но за что именно идет борьба?

Да, действительно, технология Lynk позволяет связываться спутнику с обычным телефоном. Но с ее помощью передавать можно лишь СМС-сообщения. Ни позвонить по телефону, ни тем более посмотреть видео в интернете не получится. Кому же можно массово продавать такие услуги? Причем продавать настолько массово, чтобы «отбить» стоимость развертывания и постоянного обновления спутниковой группировки из нескольких тысяч спутников? Заведомо ясно, что на альпинистах в горах или заблудившихся грибниках столько не заработать.

Кто потребитель новой технологии?

В феврале 2023 года Миллер заявил, что Lynk собирается начать оказывать коммерческие услуги весной этого года. У Lynk уже есть коммерческие соглашения с 27 наземными операторами из 41 страны. Первоначально, услуги будут включать оповещения о чрезвычайных ситуациях, периодический обмен текстовыми сообщениями и подключения к «интернету вещей».

«Интернет вещей» — это инфраструктура для подключения множества физических объектов к интернету для обмена данными. Пример из повседневности — датчик протечки воды в квартире, сообщающий владельцу о потопе. Но такие датчики, как правило, подключаются через Wi-Fi сеть. Технология Lynk позволяет подключать подобные датчики через спутник. Что позволяет использовать их, например, для нефтепроводов, проходящих через незаселенные территории, в которых нет обычной связи.

Уже существует ряд компаний, создающие спутники для обслуживания «интернета вещей». Например, компания Swarm (основана в 2016 в Новой Зеландии, была выкуплена американской SpaceX в 2021) продает терминалы передачи данных в УКВ-радиодиапазоне по цене $120 (9,1 тыс. руб.) за штуку. Тарифный план — $5 (380 руб.) в месяц за скорость передачи данных один килобит в секунду. Сигнал принимает и передает потребителю группировка, состоящая из 150 микроспутников (масса спутника — около половины килограмма). Очевидное применение данной технологии — метеорология и т. д. А также — средство связи и наблюдения за грузом при перевозках в отдаленных районах (в авторефрижераторах и не только).

Есть также, например, разработки буев для слежения за косяками промысловых рыб в океане. Отметим также, что российская государственная программа «Сфера» нацелена, в том числе, на развертывание глобальной спутниковой системы «интернета вещей».

Минусы системы Swarm, которые позволяет преодолеть технология Lynk, — отсутствие постоянной связи (терминал ждет момента, когда над ним будет пролетать спутник), а также необходимость использования специализированных и достаточно дорогостоящих терминалов связи.

Другой, и гораздо более важный для Lynk рынок, — автомобили и сельхозоборудование. «Автомобили сходят с конвейера со встроенными сотовыми чипами. Мы отработали технологию подключения к автомобилям с помощью сотовых чипов, встроенных в них. Теперь они будут на связи везде. И все это — без каких-либо изменений вашей машины. Когда мы получим возможность продажи своих услуг в Соединенных Штатах, у нас будет прекрасная возможность обратиться к американским автомобильным и тракторным компаниям и предложить им свои услуги», — прокомментировал планы компании Миллер в феврале 2022 года.

Концепция «ограниченной собственности» на вещи

Массово устанавливать сотовые чипы на новые автомобили начали около десяти лет назад. Первоначально технология «смартфона на колесах» продавалась как то, что создает дополнительные удобства для водителя. А именно — обеспечивает интернет-подключение там, где телефон не ловит (за счет более мощной антенны в автомобиле). Позволяет слушать музыку, смотреть видео, прокладывать маршрут автомобиля с учетом пробок и т. д. Вслед за этим появились технологии автоматической оплаты автомобилем различных услуг, которые, как заявляют автопроизводители, «способствуют удобству водителей и пассажиров».

Затем встроенную систему мобильной связи начали использовать для автоматического вызова экстренных служб. В связи с этим с 2018 года европейских производителей обязали оснащать новые автомобили технологией eSIM.

Автопроизводителям технология прямой связи спутника и телефона Lynk интересна в контексте развивающейся тенденции «ограниченной собственности» на вещи. Ее идея в том, что устройство или автомобиль теперь не принадлежит покупателю. Он не может использовать все его функции, самостоятельно его ремонтировать, использовать по своему усмотрению и т. д. В обмен на это потребитель якобы получает некоторую экономическую выгоду.

Автопроизводители продают подписки на «дополнительные опции» автомобиля. В качестве таковых Tesla пытается продавать своим клиентам встроенный навигатор. А BMW планировала продавать включение таких функций, как подогрев сидений. Кроме того, все большее распространение получает «подписка на автомобиль» — пользование автомобилем с ежемесячной абонентской платой, не предполагающее переход машины в собственность потребителя.

Идею ограниченной собственности автомобилей у коммерческих компаний подхватили и государственные структуры. С июля 2022 года на всех новых автомобилях, которые производят в Европе, должна стоять система автоматического (не зависящего от водителя) ограничения скорости — Intelligent Speed Assistance (ISA) (система, гарантирующая, что скорость автомобиля не превышает безопасной или установленной законом скорости). Реализация этой технологии требует хотя и низкоскоростной, но предсказуемой и повсеместной беспроводной связи. Поскольку ISA преподносится как технология обеспечения безопасности, необходимо, чтобы технологии связи, используемые для ее реализации, обеспечивали связь во всем мире. Сделать это можно только с помощью спутниковых технологий. Lynk предлагает такое техническое решение.

А летом 2021 года Конгресс США в рамках «инфраструктурного пакета» выдвинул требование к автопроизводителям: найти высокотехнологичный способ удержать пьяных людей от вождения. Согласно законопроекту, системы мониторинга для остановки пьяных водителей должны внедряться во все новые транспортные средства начиная с 2026 года, после того как департамент транспорта определит наилучшую технологию. Почему не предположить, что наилучшей технологией окажется принудительная дистанционная остановка автомобиля полицейским?

Во время объявленной всемирной пандемии ковида невообразимых ранее масштабов достигли многочисленные и произвольные ограничения прав людей. В ряде стран людям не разрешалось даже посещать похороны близких родственников. С темой ограниченной собственности на автомобили непосредственно связана история канадского «Конвоя свободы».

Год назад, в феврале 2022 года, в Канаде кипели страсти вокруг «Конвоя свободы» — акций протеста водителей грузовиков против принудительной вакцинации от ковида. Власти страны любыми способами пытались остановить это общественное движение. Дело дошло до невиданных ранее мер — до блокировки банковских счетов людей, поддерживающих «Конвой свободы». Кто-то сомневается, что если бы власти Канады имели возможность остановить автомобили дальнобойщиков «Конвоя свободы» нажатием кнопки — они бы этого не сделали?

Нет никаких сомнений, что технология прямого подключения мобильного телефона к спутнику, разработанная компанией Lynk, — выдающееся достижение современной науки и техники. Но технологии не существуют сами по себе, в отрыве от общества. Технология не может быть доброй или злой, вопрос в том, для чего ее используют. Ядерной энергией можно питать города, давать им свет и тепло. А можно стирать эти города с лица Земли. К сожалению, в текущей ситуации технология прямого подключения спутника к мобильному телефону может стать только еще одним шагом к глобальному глубокому контролю за человеком.
 

Источник:

ИА Красная Весна

https://rossaprimavera.ru/article/8467e4fe

https://rossaprimavera.ru/article/c2d0efba

ТГ-канал одного из авторов статьи, материалы которого использовались для написания текста: https://t.me/IngeniumNotes