Интернет с небес. Как Facebook и его конкуренты создают сеть будущего

Несмотря на то что запущенная Facebook инициатива Internet.org в ряде стран уже успела вызвать волну недовольства, компания Марка Цукерберга продолжает реализовывать свой амбициозный проект, призванный обеспечить интернетом население планеты.

Ключевая роль в масштабном проекте отводится беспилотникам Aquila («орел» с латыни), которые, как сообщил Цукерберг в своем последнем FB-посте за 2 июля, будут оснащены лазерными излучателями для «раздачи» интернета наземным пользователям «буквально с небес». «Это позволит существенно увеличить скорость обмена данными на больших расстояниях», — уверяет глава Facebook.

Группировка спутников и БПЛА сформируют основу «лазерной коммуникационной системы» Facebook, которую проектирует Connectivity Lab — исследовательское подразделение соцсети. Aquila — первый целостный концепт инженеров, пришедших в лабораторию из британской компании Ascenta, специализирующейся на беспилотных технологиях. Facebook приобрел производителя дронов в марте 2014 года.

Ранее сотрудники Ascenta работали на британскую оборонную компанию QinetiQ, а также три американских концерна (авиастроительную корпорацию Boeing, провайдера решений в области промышленной автоматизации Honeywell и производителя телекоммуникационного оборудования Harris Corporation).

Они также принимали участие в разработке беспилотника Zephyr, поставившего несколько рекордов по беспосадочным перелетам. Помимо специалистов из Ascenta в Connectivity Lab трудятся бывшие инженеры Лаборатории реактивного движения NASA, Исследовательского центра Эймса, Национальной оптической астрономической обсерватории США и другие эксперты.

Интернет-орлы

БПЛА планируется использовать над территориями со средней плотностью населения, а над территориями с меньшей плотностью — низкоорбитальные спутники. Беспилотники и спутники будут взаимодействовать друг с другом. В городах же Facebook предлагает использовать технологию ячеистой беспроводной сети. Данный подход основывается на том, что различным территориям требуются различные технические решения.

БПЛА, оснащенные солнечными батареями, смогут летать на высоте 18–27 км в течение трех месяцев, а в перспективе — годами. Данный высотный диапазон характеризуется низкой скоростью ветра и минимальной турбуленцией. По замыслу разработчиков, это позволит снизить подверженность дронов неблагоприятным погодным условиям, а также исключить помехи самолетам, выполняющим регулярные коммерческие рейсы на высоте 6–12 км.

Размах крыла V-образных дронов, как ожидается, составит 42 м; для сравнения, у самолетов семейства Boeing 737 он составляет от 28 до 34 м в зависимости от модели. Несмотря на столь впечатляющие размеры, масса дрона будет сопоставима с массой небольшого автомобиля — корпус Aquila будет выполнен из легких материалов.

Планируется, что БПЛА сможет покрывать сетью территорию площадью 40–80 кв. км. Первое летное испытание прототипа беспилотника состоялось в конце марта этого года в Великобритании и прошло успешно.

Лучи-невидимки

«Раздачу» интернета планируется производить по технологии АОЛС (атмосферная оптическая линия связи, Free Space Optics), использующей инфракрасное излучение. Связь осуществляется посредством соединения типа «точка—точка». Беспилотники будут оснащены лазерными передатчиками, которые будут передавать информацию в атмосферу, преобразуя ее в лазерный луч. На принимающей стороне оптический пучок преобразуется в электрический сигнал, который демодулируется и преобразуется в сигналы выходного интерфейса.

Калибровка подобного соединения — самая слабая сторона АОЛС, признает Facebook. Она должна быть произведена настолько точно, чтобы позволить лучу попасть в монету диаметром 18 мм с расстояния 16 км.

Второй важный недостаток АОЛС заключается в том, что работа дронов в значительной степени зависит от погодных условий. Для передачи данных беспилотникам нужна будет прямая видимость. Иными словами, лазеры не смогут работать в условиях облачности. Поэтому для обеспечения бесперебойности интернет-доступа потребуются резервные радиосистемы.

Созвездия спутников

В начале июня IT-портал The Information сообщил, что космическая гонка между Facebook и Google, основным конкурентом соцсети в области спутникового Интернета, судя по всему, закончилась, так и не начавшись. По данным ресурса, FB отказался от создания группировки низкоорбитальных спутников из-за опасений, связанных с окупаемостью проекта. Ранее планы развития спутникового интернета оставил Google, сообщал Quartz, сославшись на уход из компании в сентябре 2014 года курировавшего этот проект эксперта Грега Уайлера.

Запуск спутников — дело дорогое. Кроме того, инициатива сопряжена с целой серией технических сложностей, таких как управление данными, предотвращение столкновений интернет-спутников с другими, а также прохождение долгих бюрократических процедур, связанных с выделением под спутники специальных радиочастот. И наконец, по данным Федеральной комиссии по связи США, спутниковый интернет дает трафик в 19 раз медленнее наземного.

Аналогом Internet.org выступает инициатива Project Loon, запущенная корпорацией Google в 2013 году. Ее основу составляет система заправленных гелием воздушных шаров, которые «раздают» интернет, паря в стратосфере на высоте от 20 до 32 км на протяжении порядка 100 дней. По состоянию на май 2015 года обеспечиваемая в рамках программы средняя скорость соединения составляет 10 Мбит/с.

Для усиления проекта в апреле 2014 года Google приобрел американского производителя дронов Titan Aerospace, к которому также присматривался Facebook. Компания называет свои аппараты «атмосферными спутниками», поскольку их эксплуатация обходится дешевле орбитальных спутников. По расчетам инженеров Google, дроны смогут непрерывно парить в стратосфере на протяжении пяти лет и обеспечивать интернет-соединение скоростью до 1 Гбит/с.

Пока FB и Google, как сообщается, взяли паузу в своих спутниковых программах, другие игроки рынка, напротив, форсируют аналогичные проекты. Созданная Уайлером компания OneWeb готовится в 2017 году запустить в космос 700 мелких спутников (массой до 150 кг), которые образуют целое «созвездие». Спутники OneWeb будут находиться на более низкой, чем стандартные спутники, орбите, что, по замыслу Уайлера, призвано уменьшить затраты на запуск аппаратов, а также обеспечить скорость соединения до 10 Тбит/с. Проект финансируется производителем микропроцессоров Qualcomm и группой Virgin Group энтузиаста космического туризма Ричарда Брэнсона.

Изобретатель Илон Маск, возглавляющий космическую компанию SpaceX, также планирует создать «созвездие» мини-спутников до 4 тыс.  единиц (более чем вдвое больше, чем число всех действующих спутников на январь 2015 года), которые будут обращаться на низкой околоземной орбите на высоте 1100–1200 км.

Голоса против

До запуска проекта Aquila Facebook предстоит не только обеспечить безопасность полетов, но и заключить партнерские соглашения с интернет-провайдерами, телекоммуникационными операторами, часть которых уже выступили против реализуемой социальной сетью инициативы. В мае 67 компаний подписали открытое письмо Цукербергу, в котором обвинили Internet.org в том, что проект нарушает принципы сетевого нейтралитета, угрожает свободе выражения мнений, равенству возможностей, безопасности, неприкосновенности частной жизни и инновации.​

Олег Макаров