Интернет – это глобальный феномен, который определил важнейшие тенденции в развитии цивилизации. К сожалению, как следует из отчета консалтинговой компании McKinsey, около 4 миллиардов человек, то есть больше половины человечества, всё ещё не имеет доступа к сети.
Среди причин такого положения вещей в докладе перечислены бедность, недостаточное образование и связанное с этим отсутствие необходимости доступа к информации. Однако, во многих случаях ключевой является четвертая причина – отсутствие точки доступа к сети.
Facebook в своем отчете о доступе в интернет отмечает, что около 10 процентов людей живет в местах, лишенных доступа к инфраструктуре сотовой связи и не имеет шансов на познать возможности, доступные пользователям интернета.
В отдаленных районах, прежде всего, в Африке, Азии и Океании, не хватает доступа к магистральным сетям связи, так как их строительство невыгодно. Единственный шанс на предоставление доступа к сети интернет на этих территориях – предоставить его в обход наземной инфраструктуры.
Разработка подобных технологий не только преобразит жизнь людей на отдалённых континентах, но и сделает доступ к интернету более доступным для жителей более развитых регионов мира.
Несмотря на высокий уровень развития информационных технологий, всё ещё существуют места, где сигнал слабый или его нет вовсе, что затрудняет передачу данных.
Особенно остро эта проблема стоит перед пассажирами самолётов, моряками, военными, участвующими в зарубежных миссиях, и спасателями, которые оказывают помощь пострадавшим от стихийных бедствий.
Однако есть основания полагать, что в ближайшие годы эти проблемы будут решены. Растущий спрос на глобальные интернет-услуги стимулирует инвестиции в инновационные технологии, которые позволят беспроводным сетям охватить даже самые труднодоступные уголки планеты.
700 спутников OneWeb
Пожалуй, наиболее трудноразрешимой задачей представляется обеспечение доступа через спутники. К сожалению, пропускная способность современных устройств пока ещё недостаточна.
С 2014 года функционирует сервис спутникового доступа O3b, который использует сеть из восьми спутников, расположенных на орбите над экватором на высоте 8000 км.
Однако ограниченное количество точек доступа и большое расстояние от спутника до пользователя приводят к значительным задержкам сигнала (пинг составляет около 250 мс). Кроме того, расположение спутников не позволяет обеспечить доступ в южные и северные регионы земного шара, включая большую часть территории России.
Настоящим прорывом в области глобального доступа в интернет станет услуга OneWeb, которая должна стартовать в 2018 году. Сеть будет состоять не из нескольких, а из 700 спутников, из которых 648 будет активных, а остальные – запасные.
Они будут расположены на высоте 800 км на 20 различных орбитах. То есть будут находиться сравнительно близко к поверхности Земли, благодаря чему задержка сигнала будет небольшой, с ping равному в сети 3G (около 50 мс).
Для передачи данных будет использоваться волны в 12-18 Ггц, используемые в настоящее время для передачи цифрового спутникового телевидения. Готовая сеть будет иметь пропускную способность до 4,2 Тбит/с (один спутник – 6 Гбит/с), сравнимую с волоконно-оптическими сетями.
Самой большой проблемой является производство столь большого количества спутников. Контракт на реализацию проекта выиграл в июне 2015 года французский Airbus, который для нужд OneWeb создаст первую в истории монтажную линию для массового производства сателлитов.
Заказ включает в себя 900 устройств, из которых 200 останется на Земле, как запасные. Благодаря миниатюризации, спутники будут весить всего 150 кг, при размахе около 1 м.
Устройства будут вынесены на орбиту с помощью российских ракет «Союз», на которых можно разместить до десятка устройств, а также с помощью легких и дешевых ракет LauncherOne, которые разработала компания Virgin Galactic, принадлежащая миллиардеру Ричарду Брэнсону. Этот бизнесмен известен вовлеченностью в инновационные космические проекты. Готовая сеть OneWeb будет выполнять роль космической магистральной сети связи.
Интернет дроны от Марка Цукерберга
OneWeb является не единственным проектом обеспечения глобального доступа в Интернет. Над собственными решениями работают также гиганты интернет-сервисов: Facebook и Google.
Эти компании заинтересованы не столько в передаче данных, сколько в привлечении новых пользователей соцсетей и поисковых систем. Особенно это актуально для Африки, где находятся быстро развивающиеся экономики мира, но наземная инфраструктура, включая сети связи, развита слабо.
Из-за большой площади Африки и слаборазвитой береговой линии, большая часть населения живёт вдали от океана, где проходят волоконно-оптические кабели. Поэтому «интернет с неба» — единственная технология, которая может обеспечить доступ к современным услугам в центре континента.
Facebook выбрал дроны для размещения инфраструктуры. Это не армейские беспилотники, такие как «Хищники», которые могут находиться в воздухе лишь 24 часа и требуют заправки и обслуживания. Facebook обратил внимание на инновационные дроны на солнечных батареях, способные летать месяцами.
Дрон Aquila, купленный компанией вместе с разработчиком Ascenta, выглядит как гигантский планер с размахом крыльев больше, чем у Boeing 737. Он летает на малой мощности благодаря солнечным батареям, покрывающим всю поверхность крыльев.
Для долгого полёта дрону нужно находиться высоко в стратосфере, где отсутствуют погодные явления и воздух стабилен. Это высота 20–25 км, где не летают пассажирские самолёты, так что дрон не угрожает гражданскому воздушному движению.
На такой высоте дрону приходится передавать сигнал на несколько десятков километров и принимать передачи с земли. Это сложная задача, требующая использования высоких частот.
Для передачи сигнала могут применяться микроволновое излучение, миллиметровые волны КВЧ или технология Free Space Optics (FSO), которая использует лазер для передачи сигнала, как в оптических волокнах, но в воздухе.
По имеющейся информации, Facebook склоняется к использованию лазерной технологии FSO, так как она наиболее устойчива к помехам и обеспечивает высокую пропускную способность.
В военных проектах FSO удалось снизить помехи с помощью подвижных зеркал, которые компенсируют искажения сигнала от дождя или турбулентности. В таких проектах достигалась пропускная способность 10–80 Гбит/с между наземными станциями и боевыми самолётами на расстоянии 200 км.
Сейчас дрон Aquila тестируется над Великобританией. Развёртывание коммуникационной платформы начнётся в одном из 21 места в Африке, Азии или Южной Америке, выбранных для пилотной программы. Все эти места должны получить точку доступа к концу десятилетия.
Проект доступного интернета – Google Loon
Google выбрал стратосферные воздушные шары в качестве носителей устройств доступа. Эти шары могут подниматься на высоту 18-25 километров и оставаться в атмосфере до полугода. Текущий рекорд, установленный в испытаниях, составляет 187 дней.
Преимущества воздушных шаров – их низкая стоимость. Однако у них есть существенный недостаток: отсутствие возможности управления. Это означает, что шары не могут удерживать точку доступа в нужном месте.
Чтобы решить эту проблему, Google планирует запустить сотни воздушных шаров в стратосферу. Они будут попадать в стабильные потоки ветров, которые движутся со скоростью 10-30 км/ч и опоясывают всю планету. Вместе с ветрами воздушные шары будут образовывать кольцо, и в любой момент один из них будет находиться в зоне покрытия.
Первые тесты этого решения прошли в 2013 году в Новой Зеландии. Следующим шагом станет запуск 300 шаров вдоль 40-й параллели южного полушария. Это позволит обеспечить интернетом районы Новой Зеландии, Австралии, Аргентины и Чили.
В отличие от Facebook, Google использует другой метод подключения. Шары будут оснащены передатчиками сантиметровых волн (от 2,4 до 5,8 ГГц), которые работают в диапазоне, близком к нелицензированной полосе частот, используемой в сетях Wi-Fi.
Это позволит достичь больших скоростей передачи данных, интернет с воздушных шаров компании Google должен иметь пропускную способность, близкую к 3G, если использовать стационарную антенну, установленную на крыше здания.
Еще не известно, когда и будет ли реализован проект Google Loon. Однако, в 2015 году удалось найти ценных партнеров для проекта, в том числе французский эквивалент агентства NASA.
Монополист на рынке поисковых систем также имеет план «Б». Параллельно компания инвестирует в проект созвездия спутников, похожий на описанный ранее OneWeb.
Сеть разрабатывает частная космическая компания SpaceX, которая занимается, в частности, поставками снабжения на Международную Космическую Станцию. Её сеть будет включать 4000 спутников, которые будут вынесены на орбиту в 2020 году.
Эпоха глобального интернета: новые горизонты и перспективы
Развитие технологий всемирного доступа в сеть стало одним из самых значимых достижений современной цивилизации. Сегодня интернет перестал быть привилегией избранных и превратился в неотъемлемую часть повседневной жизни миллиардов людей по всему миру.
Мы стали свидетелями настоящей революции в сфере коммуникаций. От медленных диалап-соединений до высокоскоростного мобильного интернета — путь, пройденный технологиями доступа, поражает своими масштабами. Каждый новый этап развития приносит нам всё более совершенные способы подключения к глобальной сети.
Важно понимать, что технологический прогресс в этой области не останавливается. Компании по всему миру продолжают работать над улучшением качества связи, расширением зоны покрытия и снижением стоимости услуг. Это открывает новые возможности для образования, бизнеса, социальной сферы и культурного обмена.
Доступность интернета меняет наш мир к лучшему. Она стирает географические границы, позволяет людям из разных уголков планеты общаться, учиться и работать вместе. Технологии всемирного доступа становятся катализатором социального и экономического развития, помогая преодолевать цифровое неравенство.
Глядя в будущее, можно с уверенностью сказать: развитие технологий доступа в сеть будет продолжаться. Нас ждут новые открытия, более совершенные способы подключения и ещё более широкие возможности для использования потенциала глобальной сети. И это открывает поистине безграничные перспективы для всего человечества.
