Кто еще не подключился к Сети? Подключаем удаленные регионы при помощи воздушных шаров, дронов и армады спутников

Дата-центры — это в буквальном смысле место, где живет Интернет, это нервные узлы Глобальной Сети. 28 Сентябрь 2015, 17:54
Тем не менее, сам организм, система, растет, а вот возможности дата-центров остаются прежними, и на всю планету этого уже не хватает. Сейчас Кремниевая долина и технические специалисты со всего мира стараются решить проблему подключения развивающихся стран и отдельных регионов, удаленных от сетевой инфраструктуры на порядочное расстояние, к Сети при помощи нестандартных инструментов и технологий. 

Основные инициаторы — Google, Facebook, Илон Маск, Билл Гейтс и Ричард Брэнсон. Пока что временные рамки проектов, реализуемых указанными компаниями и их руководителями, не слишком четкие, но сомневаться в их реализации не приходится. Давайте посмотрим, что планируют делать сильные мира сего ради подключения еще остающихся автономными регионов и зачем.                                                      
 

Сначала ответ на вопрос «Зачем?»

Затем, что в современном мире именно Интернет является основой для прогресса и экономического развития. Сеть объединяет людей, предприятия, дает возможности, которые прежде казались невероятными. Выгода от подключения все новых территорий может быть очень большой, и те, кто такой проект осуществит, получат неплохую прибыль и ресурсы. 

Для того, чтобы понять, как происходит интеграция Сети в экономику, достаточно вспомнить ситуацию в США 20 лет назад. Начало развития Сети, AOL, сайты со статичными страничками, первичное общение пользователей. И сейчас — HDTV, интернет-аукционы, мгновенные продажи и покупки товаров, торговля на бирже. 

В настоящее время пользователями Сети могут считаться 3,2 млрд человек. Это всего 38% населения земного шара. Несмотря на то, что кажется, что интернет доступен для всех, это не так. Более 4 миллиардов человек не имеют возможности подключиться к Интернету. Даже в такой развитой стране, как США, около 17% населения не имеют доступа (в силу ряда причин) к Глобальной сети.

Но больше всего «неподключенных» в Африке, сельскохозяйственных регионах Индии и Индонезии. Здесь телекоммуникационные компании планируют использовать иные методы подключения пользователей к Сети, чем в других странах. Вероятнее всего осуществить подключение, используя беспроводные технологии. Они сейчас разрабатываются Facebook, Google, Microsoft, Virgin, SpaceX. Facebook, кроме всего прочего, активно продвигает еще и собственную платформу обеспечения базовой связью с Сетью для жителей упомянутых регионов — это проект Internet.org. 

Телекоммуникационные компании, доставляя связь в такие регионы, получат свою выгоду — и от подключения новых пользователей, и от разработки новых технологий подключения, которые в дальнейшем будут служить верой и правдой. Вот о таких технологиях сейчас и поговорим.  

Воздушные шары: Project Loon

Корпорация Google уже изрядно продвинулась в реализации своего проекта подключения удаленных регионов при помощи воздушных шаров. Это даже не воздушные шары, а стратосферные зонды, запускаемые на высоту в несколько десятков километров. Далее стратосферный зонд с соответствующей аппаратурой на борту покрывает связью определенный регион, и жители этого региона получают скоростной канал связи. 

На борту у шаров — электронные системы, антенны для связи с другими шарами и наземными станциями, а также аккумуляторные батареи. Есть на шарах Project Loon и солнечные панели, которые производят около 100 Вт*ч энергии, поддерживая работу электроники круглосуточно (днем излишек энергии поступает в батареи, которые отдают заряд ночью, когда солнца нет). 

Стратосферные шары движутся в атмосфере Земли по заранее просчитанным алгоритмами Google путям. Здесь активно используются ветры, при помощи которых структурируется вся система воздушных шаров. Сейчас инженеры Google научились передавать сигнал от шара к шару, что позволяет обеспечивать связью большие территории, используя минимум наземных станций. 

Финальное тестирования система будет проходить на Шри-Ланке, правда, случится это не ранее марта 2016 года. 

Солнечные дроны: Project Aquila

А это уже проект от Facebook, социальная сеть делает примерно то же, что и Google, только использует летательные аппараты с солнечными батареями на корпусе вместо стратосферных зондов. Не так давно беспилотный аппарат, тестовая рабочая модель, был показан компанией. Весь этот проект называется Project Aquila. 

Масса летательного аппарата составляет около 0.5 т. Несмотря на массивность, аппарат может находиться в воздухе около трех месяцев, на высоте 20-27 километров. С этой высоты беспилотник передает и принимает сигнал, обеспечивая связью жителей регионов, над которыми планирует. От погоды Project Aquila не зависит, поскольку планеры находятся выше облачного покрова, да и погодные условия более-менее постоянны на такой высоте. 
Работает все это довольно интересно: наземная станция, используя лазерную систему наведения, обнаруживает БПЛА. Аппарат, в свою очередь обнаружив лазерный сигнал, уточняет свои координаты, и включает телекоммуникационное оборудование. К сожалению, канал связи обеспечивается лазером, поэтому в непогоду пропускная способность канала снижается. Пропускная способность такой системы при оптимальных условиях составляет 10 гигабит в секунду. 

White Spaces от Microsoft

Корпорация Microsoft также не сидит, сложа руки. Редмондский гигант планирует ввести в работу новые станции связи, которые работают в неиспользуемом спектре частот, «White Spaces». Компания уже реализует свой проект в Кении, где Microsoft объединила усилия с Mawingu Networks, Jamii Telecom Limited и кенийским правительством, планируя подключить к Сети жителей удаленных регионов страны. В Кении около 80% жителей не имеют доступа к Сети. 

White Spaces изначально планировалось использовать для телевещания, но этого так и не произошло. А ведь этот спектр гораздо лучше подходят для передачи данных на дальние расстояния, чем обычные беспроводные сети. Ранее телекомпании утверждали, что использование этих частот будет негативно влиять на работу телевизионного оборудования, вследствие чего качество телеприема ухудшится. Многократные проверки, проведенные специалистами Федеральной Комиссией Связи США показали, что эти опасения беспочвенны, или почти беспочвенны. 

Кстати, вопрос использования White Spaces активно решается и в США, пока что на законодательном уровне. 

Спутники: битва миллиардеров

Кроме воздушных шаров, дронов, неиспользуемых частот есть и другие возможности для подключения жителей Земли к Глобальной Сети. Это спутники. Только не огромные спутники связи, которые стоят миллиарды долларов, а сети мелких простых спутников, которые стоят недорого, а возможности их — довольно обширны. Правда, такие проекты стоят тоже немало, и компания, даже очень крупная, в одиночку реализацию подобного проекта может не потянуть. Сейчас есть несколько основных игроков на этом поле. 

SpaceX. Миллиардер Илон Маск планирует решить проблему, запустив на орбиту около 4 тысяч небольших спутников связи. Вес каждого спутника — примерно 113 килограммов. Стоимость же — около миллиона долларов США. Таким образом, суммарная цена проекта — больше $4 миллиардов. 

Уже сейчас Маск ведет переговоры с властями Флориды и Колорадо о возможности возведения фабрики по производству спутников в этом регионе. Сейчас компания еще не готова запустить все 700 аппаратов, на орбиту отправится всего 2 спутника, для проведения различных тестов и проверки работоспособности систем. На орбиту высотой 625 км запустят два одинаковых Ku-band (диапазон частот спутниковой связи 12 — 14 ГГц) спутника. Ожидаемое время функционирования этих тестовых аппаратов — 6-12 месяцев. 

Основная цель запуска — проверка работоспособности коммуникационной платформы, конструкции антенны и некоторых других аспектов системы. Спутники будут взаимодействовать с наземными станциями во Фремонте, Хоторне (Калифорния) и Редмонде (Вашингтон). По результатам теста команда проекта оценит конструкцию спутников и всей платформы, с утверждением окончательного варианта. 

OneWeb: эта компания основана Грегом Вейлером, пионером спутниковой связи. Относительно недавно компания получила около $500 млн инвестиций от целого ряда партнеров, включая Qualcomm, Airbus, Coca-Cola и Virgin Group, компании Ричарда Брэнсона, которая обеспечит запуск спутников. «Наша миссия — сделать Интернет доступным для всех, подключить удаленные регионы к единой сети, и помочь увеличить стандарты качества жизни в наиболее бедных регионах Земли», — сообщил Брэнсон. 

Также он добавил, что OneWeb вместе с Virgin Galactic смогут превратить эти планы в реальность. По плану, на низкую орбиту Земли должно быть запущено 648 небольших спутников связи. 

O3b Networks: представители компании также заявили об использовании сети спутников, только спутники здесь иные, и находиться будут на высоте около 1200 километров. Компания уже развернула начальную группу спутников, и заключила контракты с 35 клиентами из стран с проблемной связью. Это острова Куда, Самоа, Микронезия и Папуа Новая Гвинея, в числе прочих. 


Беспроводная связь и дата-центры

Как все это повлияет на компании-операторов дата-центров? Пока что точный прогноз дать довольно сложно, но предварительные выводы сделать уже можно. 

Так, на операторов дата-центра реализация подобных планов будет иметь краткосрочное и долгосрочное влияние. В первом случае дата-центры могут сотрудничать с операторами спутников для обеспечения последних облачными сервисами, где будет храниться и обрабатываться все необходимая информация. Во втором случае мы, вероятно, увидим уже сложные MEO/LEO системы. 

Можно говорить о расширении рынка сетевого оборудования, облачных сервисов и всего прочего, что связано с телекоммуникациями. Если проекты, о которых шла речь выше, действительно будут реализованы, это будет иметь чрезвычайно сильное влияние на телекоммуникационную индустрию.