Internet radiowy i satelitarny

Dziś już nikt nie jest sobie w stanie wyobrazić świata bez Internetu. Zakupy online, nauka, rozrywka social media, klasyczne wysyłanie wiadomości czy telekonferencje wpisały się na stałe w krajobraz komputerowego i komórkowego wirtualnego świata.

Systemy łączności bezprzewodowej ewoluują od niemal dwudziestu pięciu lat. Rozwój nowych technik, standardów, zwiększanie niezawodności połączenia, jego jakości, zasięgu, cyfryzacja sygnału radiowego, to wszystko zaowocowało wykorzystaniem drogi radiowej do transmisji danych i tym samym weszliśmy w erę Internetu bezprzewodowego.

Pierwszym oczywiście standardem radiowym służącym stricte korzystaniu z Internetu był znany nam wszystkim standard Wi-Fi. Technologia, która na dobre zadomowiła się w naszych mieszkaniach umożliwia korzystanie z dobrodziejstw świata cyfrowego w miejscu naszego bytowania czy w miejscu pracy. O systemie Wi-Fi można mówić długo, ale wystarczy wspomnieć o jego dwóch głównych zaletach: prędkości transmisji i możliwości stworzenia własnej, prywatnej sieci bezprzewodowej na nasze potrzeby. Ta sieć spaja wszystkie nasze domowe urządzenia w jeden żyjący organizm. Komputery, smartfony, systemy inteligentnego domu, telewizory, lodówki, kuchnie mikrofalowe, monitoring – wszystko w zasięgu naszego prywatnego routera i wszystko bez szeroko rozumianego Internetu nie może poprawnie funkcjonować. Przyzwyczailiśmy już się do korzystania z naszych urządzeń w domu, korzystamy z nich w miejscu pracy i – o dziwo – nie sposób obejść się bez nich poza domem, podczas podróży, spaceru, wypoczynku na łonie przyrody. Myślę, że do takiego sposobu korzystania z Internetu przyzwyczaiły nas social media, które z przymrużeniem oka mówiąc, „wymuszają” na użytkownikach raportowanie działań ze zdjęciami czy transmisjami na żywo włącznie.

Patrząc na nasze przyzwyczajenia, dostawcy Internetu dwoją się i troją, aby zapewnić nam dostęp do tego medium przez 24 godziny na dobę w każdym miejscu globu. Zyski, które generuje Internet zamykają się kwotą rzędu kilkuset bilionów dolarów rocznie, zatem dostawcy Internetu pracują intensywnie nad zwiększeniem możliwości transmisji danych, a co za tym idzie skróceniem czasu dostępu do treści i zwiększeniem tym samym możliwości sprzedażowych samego Internetu, jak i towarów i usług, które nabywamy przy jego wykorzystaniu. Internet w znacznym stopniu ułatwia pracę, przyspiesza procedury, pozwala oszczędzać pieniądze – chociażby zastępując klasyczne spotkania przedstawicieli firm wideokonferencjami. Zatraca się przy tym oczywiście bezpośredni kontakt; z relacji czysto ludzkich ograniczamy się wyłącznie do biznesowych. Podobnie jest w życiu prywatnym, ludzie nie oczekują już osobistych spotkań, wybierają coraz częściej Internet do kontaktu z bliskimi, znajomymi. Krótko mówiąc, świat na naszych oczach się zmienia i zdaje się, że nie jesteśmy w stanie już powrócić do rzeczywistości przedinternetowej.

Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom użytkowników, firmy telekomunikacyjne zaprzęgły sieci telefonii mobilnej do świadczenia usługi Internetu. Ostatnie lata zanotowały gwałtowny rozwój technik telekomunikacyjnych, a w szczególności standardów GSM. Ciągły rozwój elektroniki, wdrażanie nowych technologii wideo w coraz wyższych rozdzielczościach, miniaturyzacja modułów wchodzących w skład osobistych urządzeń przez nas użytkowanych, spowodowały konieczność korzystania z coraz to większych prędkości transmisji danych. Na początku XXI wieku cyfrowo przesyłaliśmy wyłącznie krótkie wiadomości tekstowe (SMS). Wykorzystywane do tego celu funkcjonujące sieci 2G oparte na transmisji pakietowej GPRS i EDGE wydawały się wystarczające do świadczenia takiej usługi. Kilka lat później zaczęto miniaturyzować cyfrowe aparaty fotograficzne, w konsekwencji czego urządzenia te umieszczono wewnątrz telefonów komórkowych. Powstała potrzeba przesyłania wykonanych tymi aparatami zdjęć. Sieci 2G, bazujące na wąskich pasmach częstotliwości, okazały się niewystarczające do wysyłania niedużych, porównując do dzisiejszych czasów, plików danych. Międzynarodowe organizacje standaryzacyjne pochyliły się nad problemem i stworzyły nowy standard 3G (UMTS) umożliwiający nieograniczony dostęp radiowy do globalnej infrastruktury telekomunikacyjnej za pośrednictwem segmentu naziemnego oraz satelitarnego, zarówno dla użytkowników stacjonarnych, jak i ruchomych. Powstała nowa usługa MMS, która dziś jest wypierana przez komunikatory internetowe. Po pojawieniu się komunikatorów, które zaoferowały usługę wideo online, standard 3G również okazał się zbyt mało wydajny i opracowano nowy, zwiększający jeszcze bardziej możliwości transmisji danych. Mowa tu o standardzie 4G, czyli LTE, który do dziś pozostaje najbardziej wykorzystywaną technologią transmisyjną w sieciach mobilnych. Kilka laty temu mieliśmy pierwszą odsłonę technologii 5G, która zadomowiła się już w naszych sieciach komórkowych. Ze względu jednak na wysokie koszty jej wdrożenia, system trransmisji oparty na LTE do dziś pozostaje dominującą technologią. 5G umożliwia oczywiście skorzystanie z dużo większych prędkości transmisyjnych, teoretycznie sięgających Gbit/s, jednak, jak pokazuje praktyka, prędkości te nie przekraczają 200 Mbit/s.

Od kilku lat dość prężnie rozwijane są na świecie technologie satelitarne. Co prawda już w latach 90. uruchomiono pierwsze systemy łączności satelitarnej, jednak wymagały one skomplikowanych urządzeń i zapewniały wyłącznie możliwość wykonywania połączeń głosowych. Sytuację na rynku zmieniła dopiero firma Elona Muska. W 2019 na niebie pojawiły się dość nietypowe satelity Starlink. Tworzą one system telekomunikacyjny opracowany przez SpaceX. Firma Elona Muska jako pierwsza zdefiniowała sposób dostarczania Internetu wprost z kosmosu. Satelity Starlink poruszają się na dość niskiej orbicie – 400-570 kilometrów od powierzchni Ziemi. Zmniejszenie pułapu Starlinków z jednej strony pozwoli w przyszłości na bezproblemowe wykorzystanie satelitów w systemach mobilnych, z drugiej oznacza jednak konieczność zwiększenia ich liczby. Ale czego nie robi się dla potrzeb rynku?!

W skład systemu Starlink docelowo wejdzie aż 12 tys. kosmicznych obiektów krążących wokół naszej planety po różnych płaszczyznach. Ich cechą charakterystyczną jest poruszanie się w synchroniczny sposób w stałej odległości, jeden za drugim, nawet kilkudziesięciu satelitów. Internet satelitarny adresowany jest najczęściej do osób, które w swoich miejscach zamieszkania (tereny podmiejskie lub wieś) mają problem z podłączeniem do np. światłowodu czy LTE. Z tego powodu takie rozwiązanie jest idealnym sposobem na doprowadzenie sieci do miejsc wykluczonych cyfrowo.

Teraz większość rozwiązań SpaceX to internet stacjonarny. Do połączenia wymagany jest modem sprzężony z małą anteną satelitarną, za pośrednictwem której łączymy się z satelitami orbitującymi wokół Ziemi. Połączenie takie zapewnia usługę Internetu o prędkości 50-150 Mbit/s przy miesięcznych kosztach abonamentu sięgających kilkuset złotych, a więc kilkukrotnie wyższych od kosztów Internetu naziemnego. Z czasem, po zaorbitowaniu większej liczby satelitów, należy spodziewać się, że usługa stanie się powszechna również dla terminali mobilnych.

MACIEJ SKORASZEWSKI, Biuro PTPiREE

Czytaj dalej