Низкоорбитальный интернет OneWeb в реальных цифрах

Вакуум вокруг нашей планеты отнюдь не пуст. Кроме тысяч работающих аппаратов, десятков тысяч спутников бездействующих и их крупных обломков, сотен тысяч обломков мелких, в пустоте кипят нешуточные коммерческие страсти. Околоземье в ближайшее время превратится в зону ожесточенной конкурентной борьбы в ИТ-сфере, в области космического низкоорбитального интернета. В большей степени на слуху находиться  Starlink от гения пиара Илона Маска, но вот первой системой, о характеристиках которой можно говорить по результатам реальных космических тестов, стала британская OneWeb.

Британская – в этом есть симпатичный символизм: именно англичанин Артур Кларк в октябре 1945 года, в статье Extra-Terrestrial Relays высказал идею спутников связи. Правда – находящихся на высокой, геостационарной орбите. Спутников этих должно быть всего три, работающих на Европу с Африкой, на Китай с Океанией и на Америки. Мыслились они гигантскими, обслуживаемыми людьми сооружениями – Кларк же писал в эру громоздких и не слишком надежных электронно-вакуумных ламп. (Описание их в воображении автора дано в переведенных на русский рассказах «Кто там?», «Колыбель на орбите»…)

Сейчас же на геостационарной орбите находится более полутысячи работающих спутников; в 2010-е выводились солидные аппараты массой больше 4 тонн. В том числе и «раздающие» интернет – беглый поиск показывает, что в Нечерноземье доступно несколько провайдеров спутникового интернета, со скоростями до 40мбит/с. Но решить все задачи «цифровизации» спутники связи на геостационарных и прочих высоких орбитах не могут. (Высокие эллиптические орбиты используются для обеспечения связи в высоких широтах, откуда геостационары не видны.) Частично – по техническим ограничениям, а частично – по ограничениям, накладываемым самой природой.

В принципе, ограничения технические также связаны с устройством Мироздания; именно оно определяет то, что плотность энергии электромагнитной волны падает пропорционально квадрату расстояния. С этим борются, повышая мощность передатчиков спутников, а, следовательно, и их вес – КНР пыталась в 2017 году запустить спутник связи «Шицзянь-18», весом более 7 тонн. Так что сейчас наземные комплекты спутникового интернета стабильно работают с антеннами в 0,75 м. Вполне приемлемо для загородного дома, но исключает мобильное использование. Ведь абонентский передатчик должен иметь мощность около 1 Вт.

Реклама на Компьютерре

А вот второе ограничение накладывает на высокоорбитальный интернет сама неумолимая скорость света. Сигнал должен пробежать от абонентской антенны до геостационарного спутника, от спутника до центральной станции. На это уйдет не менее четверти секунды. Потом – этот же путь в обратном направлении. Так что минимальное время пинга у геостационарного спутникового интернета – 600 мс. Ну, если рассматривать котиков в сети – более, чем терпимо. Если обеспечивать работу участка корпоративной сети – уже много хуже. И совсем неприемлемо для «интернета вещей», для умной машины, наводящей о чем-то справки в процессе работы.

Вот такую густую паутину телекоммуникаций сплетут вокруг Земли спутники OneWeb, перебрасывая сигнал максимально близко к геоиду
Вот такую густую паутину телекоммуникаций сплетут вокруг Земли спутники OneWeb, перебрасывая сигнал максимально близко к геоиду

Так что, для минимизации времени доступа к данным, пришлось максимально приблизить интернет-спутники к поверхности планеты. При этом падает и квадратичное рассеяние радиоволн, давая возможность обходиться меньшими антеннами и мощностями передатчиков на обеих концах линии. Но – резко снижается и площадь покрытия. Это уже не три «кларковских» спутниках, ни сотни нынешних геостационаров. Одна единственная сеть  OneWeb начнет свою коммерческую эксплуатацию с 650 спутников, и плавно доведет их количество до 1 980 аппаратов. В эксплуатации одновременно будет находиться не менее 600 спутников.

Один из спутников OneWeb на орбите
Один из спутников OneWeb на орбите

Обращаться они будут на орбитах от 800 до 900 км. Каждый аппарат весит 147 кг, кроме коммуникационного оборудования имеет пару солнечных батарей, систему GPS-навигации и плазменный двигатель. Первые шесть спутников были 28 февраля 2019 г. выведены на орбиту ракетой Союз-СТБ с разгонным блоком Фрегат-МТ. Ну а в июле 2019 г. были опубликованы результаты тестирования системы, проводившегося в Сеуле, Южная Корея – OneWebs Satellites Deliver RealTime HD Streaming from Space, включая видео.

Вот так выглядят наземные терминалы системы OneWeb, разработанные Intellian
Вот так выглядят наземные терминалы системы OneWeb, разработанные Intellian

Полученные результаты таковы – обеспечено бесшовное (при переходе луча со спутника на спутник) покрытие сигналом со скоростью 400 мбит/с, средняя латентность сети составила 32 мс, обеспечивалась трансляция потокового видео с разрешением 1080p. То есть – характеристики латентности немного уступают параметрам оптоволоконных провайдеров США (от 12 мс до 20 мс), находятся на верхнем уровне задержек провайдеров кабельных (от 15 мс до 34 мс) и в нижнем диапазоне задержек DSL-провайдеров (от 25 мс до 80 мс). Надежный поиск и стабильное сопровождение спутников продемонстрировали наземные терминалы системы, разработанные Intellian.

Так что с 2020 года ожидается начало коммерческой эксплуатации системы OneWeb. Подчеркнем еще раз – она критически важна не для зверолова в избушке и не для оленевода в чуме, они успешно смотрят обычное спутниковое ТВ, и при нужде подключатся к геостационарному спутниковому интернету. Низкоорбитальный спутниковый интернет открывает принципиально новые возможности для тех, кому нужна связь с глобальной сетью с минимальной латентностью – для бизнеса, для интернета вещей…

Ну а что от всех этих новшеств нам, обитателям России? Тут есть две новости, хорошая и плохая. Хорошая состоит в том, что несколько сот спутников будет выведено на орбиту отечественными ракетами «Союз», с космодромов Куру, Байконур и Восточный – приток валюты в страну всегда благо. Плохая же новость состоит в том, что попользоваться OneWeb на территории РФ вряд ли удастся, ибо, как писало «Рейтер»  «Система спутниковой связи OneWeb несет угрозу национальной безопасности России и может использоваться в разведывательных целях, сказал представитель ФСБ Владимир Садовников.»

Ряд ограничительных мер в отношении систем спутниковой связи предложен и на уровне законопроектов. Можно ли говорить о том, что российский бизнес и граждане лишены их навсегда? Ну, хорошо помнится, как в казавшемся нерушимым СССР ловили владельцев видеомагнитофонов. Отключат в подъезде свет, зайдут с обыском, и изымают кассету. «Калигула» – порнография, «Апокалипсис сегодня» – антисоветская пропаганда. А через несколько лет эти ленты крутили видеосалоны в каждом подвале… Так что технология, скорее всего, найдет себе путь, как вода дырочку.