Дроны как основа интернет-инфраструктуры будущего

В 2013 году компания Facebook запустила проект Internet.org, целью которого стало развитие интернет-инфраструктуры по всему миру. Выйти из сложной ситуации, связанной с высокой стоимостью проведения подобных работ и низким уровнем обеспечения безопасности телекоммуникационной инфраструктуры в отдельных странах мира, компания решила за счет установки точек доступа на летающих дронах. Портал iot.ru рассказывает об этом необычном использовании беспилотных транспортных средств.

О проекте Internet.org

Начать развитие интернет-инфраструктуры Facebook решила с развивающихся стран Африки, Южной Америки и Южной Азии. Операторам связи, как правило, не выгодно развивать телекоммуникационную инфраструктуру на данных территориях из-за рисков, связанных с низкой рентабельностью бизнеса. Представители Facebook решили взять на себя эти риски, решив предоставить проживающим здесь людям возможность бесплатно пользоваться около 300 облегченных версий веб-сервисов (включая Facebook).

«Мы не можем четко обосновать, почему мы собираемся вкладывать миллиарды долларов в то, что поможет наиболее бедным людям получить доступ к сети. Но мы верим, что это то, что мы должны сделать, и думаем, что это правильное решение, которое принесет нам выгоду в будущем, если мы реализуем задуманное» — цитирует слова Марка Цукерберга Wired.

Как известно, на протяжении долгого времени операторы использовали два варианта развития телекоммуникационной инфраструктуры в труднодоступных и негусто населенных территориях: создание наземных базовых станций и использование спутников. Однако по подсчетам специалистов Internet.org, более эффективной альтернативой для развития интернет-инфраструктуры являются дроны. Дроны значительно дешевле спутников, покрывают большую территорию, чем стационарные вышки и позволяют легко наращивать мощность простым добавлением новых аппаратов.

Дроны раздают бесплатный интернет. Источник: facebook.com

По словам Марка Цукерберга, на 2013 год около 4,9 млрд. людей по всему миру не пользовались Интернетом. За счет «доставки» интернета с помощью дронов к 2030 году только одна компания Facebook рассчитывает увеличить число пользователей своей соцсети до 3 млрд.

Как это работает? Дрон Aquila

Новый дрон, создаваемый для круглосуточной «раздачи» бесплатного интернета, получил название Aquila. Он разрабатывается в Connectivity Lab при непосредственном участии специалистов по аэрокосмическим технологиям из британской компании Ascenta. Во время тестового полета, состоявшегося 28 июня 2016, дрон смог продержатся в воздухе 96 минут. Однако в конечном итоге разработчики стремиться увеличить время автономного полета до 3-х месяцев. Все это время дрон должен летать не только без посадок, но и без необходимости в техническом обслуживании Электромоторы беспилотника и установленное на нем сетевое оборудование предполагается обеспечивать энергией за счет солнечной батареи и специальных аккумуляторов.

Размах крыла создаваемого дрона сравним с Boeing-737 и составляет 42 метра. Весом в треть электрокара, этот аппарат способен развить скорость до 128 км/ч. Площадь территории, которую способен обслужить один такой дрон – от 40 до 80 км в зависимости от высоты полета.

Характеристики дрона Aquila. Источник: Facebook

Предполагается, что все дроны будут летать автономно без участия оператора. Специальная наземная станция будет передавать сигнал на один из беспилотников, а он, в свою очередь, с помощью лазеров передавать это сигнал на другие аппараты. Далее дроны должны передать полученный сигнал на ретрансляторы в радиусе 40-80 км, которые трансформирует его для Wi-Fi и 4G-сетей.

Принцип распространения сети Интернет с помощью дронов. Источник: Facebook

Лазеры разработаны калифорнийским подразделением Facebook и способны передавать данные со скоростью, значительно превосходящей традиционные методы.

«Волокна не испускают те же лучи, которые поглощают, а это значит, что управлять лучом лазера намного легче. Кроме того, при помощи кодирования данных луч позволяет получить ту пропускную способность, которая обеспечивает соединение со скоростью до 10 Гбит/с» — отмечают исследователи.

Чтобы обеспечить максимальную безопасность полета дроны будут летать на высоте 18300 метров, где у них не будет угрозы столкнуться с авиалайнерами. Также здесь трение о воздух меньше, а солнечные батареи будут заряжаться быстрее из-за нахождения над облачным слоем. При этом в перспективе у аппарата будет возможность подняться на еще большею высоту (до 27400 метров), что позволит расширить зону покрытия каждого беспилотника (однако в этом случае снизится скорость подключения и необходимо будет повышать мощность сигнала)

Высота полета дрона Aquila. Источник: Facebook

Как мы уже отметили ранее, первый успешный полет дрона произошел этим летом в Юме, штат Аризона. За 96 минут испытаний разработчики смогли получить около 1 ТБ данных. При этом тесты показали, что дроны отлично оптимизированы по части расхода электроэнергии: они использует ее не больше, чем фен для волос. За время полета аппарат на высоте 655 метров потреблял всего 2 000 ватт (у фена эти показатели составляют от 1 500 до 2 000 ватт). Когда дрон будет летать в реальных условиях, потребляемая мощность увеличится до 5 000 ватт. Однако учитывая возлагаемые на дрон функции, эти цифры также являются небольшими.

Более подробно о первом полете Aquila можно узнать из следующего видео:

Глава инженерно-инфраструктурного отдела Facebook Джэй Пэрих считает, что первый полет дрона прошел успешно, однако нужно проделать еще большую работу, чтобы эти аппараты смогли выполнить все возлагаемые на них задачи.

«Фактически для того, чтобы достигнуть поставленной цели, летая над удалёнными регионами и обеспечивая связь на протяжении до трёх месяцев, нам ещё предстоит побить рекорд нахождения в небе беспилотных летательных аппаратов на солнечных батареях, который в настоящее время составляет две недели. Это потребует значительных достижений в науке и технике. Также нам придётся более тесно работать с операторами, правительствами и прочими партнёрами, которые помогут нам использовать данные летательные аппараты в регионах, в которых они смогут быть наиболее эффективны» - написал Джей Пэрих в своём блоге.

Стоит отметить, что помимо Facebook, к проекту Internet.org уже активно присоединились такие крупнейшие телекоммуникационные игроки, как Samsung, Qualcomm, Mediatek, Ericsson, Nokia и Opera. Однако у проекта есть и противники. При этом главными среди них являются государственные власти. Так в начале 2016 года законодательные органы Индии полностью запретили использование подобных дронов на своей стране, мотивировав это защитой интересов национальных интернет провайдеров, не желающих, чтоб их клиенты могли бесплатно выходить в сеть от Facebook. Ранее подобный запрет был наложен в Египте. Однако там причина более серьезная. По информации властей Египта, Facebook сыграл решающую роль в организации демонстраций в 2011 году. Осознавая скрытую опасность в повсеместном распространении интернета от Facebook, власти страны на этот раз решил принять превентивные меры.

Перспективы проекта

Как мы видим, даже в случае успешной реализации проекта с технологической точки зрения, он может столкнуться с массой политических сложностей. Так, необходимо разрешение от национальных властей на возможность полетов в воздушном пространстве и разрешение на использование частотного спектра, сообщает The Wall Street Journal. Многие эксперты полагают, что на согласование этих вопросов могу уйти годы. Регуляторы Европейских стран и США еще только начинают изучать вопрос безопасности подобных полетов.

«Впереди колоссальные регуляторные препятствия. Все летные испытания в ближайшие годы будут в основном направлены именно на то, чтобы убедить регуляторов в безопасности беспилотников», – говорит директор аэронавигационной платформы Facebook Мартин Гомес.

Также достаточно весомую роль здесь играет принцип «сетевого нейтралитета», существующий между интернет провайдерами в разных странах. Бесплатный интернет от Facebook полностью его уничтожит, что может привести к катастрофическим последствиям для телекоммуникационной индустрии, формировавшейся на протяжении нескольких десятков лет. Именно поэтому наибольший акцент в рамках проекта сейчас делается на территориях, где отсутствует проводная или беспроводная сетевая инфраструктура или качество связи оставляет желать лучшего. Это позволяет проекту рассчитывать на более благосклонное отношение властей к данной инициативе.

Буквально месяц назад The Wall Street Journal сообщила со ссылкой на директора аэронавигационной платформы Facebook Мартина Гомеса, что компания уже начала переговоры с рядом стран насчет практического испытания дронов. Первый испытания намечены на 2018 год. Ведет ли Facebook переговоры с Россией пока неизвестно. При этом отечественные специалисты скептически относятся к подобной затее. Да и вряд ли в условиях современной политической обстановки, иностранные беспилотники получат разрешение летать над территорией нашей страны.

Google не отстает

Компания Facebook является далеко не единственной, кто занимается решением проблемы развития интернета в развивающихся странах. В противовес Internet.org компания Google запустила пару лет назад свой аналог — Project Loon, где интернет планируется раздавать с помощью аэростатов и воздушных шаров, на которых будет располагаться оборудование сети LTE.

Однако совсем недавно The Guardian сообщила, что Google параллельно запустила проект SkyBender, в рамках которого интернет также будет распространяться с помощью дронов. До настоящего момента все работы по данному проекту велись в строгой секретности и официально проект не анонсировался. The Guardian обнародовал данную информацию со ссылкой на ряд секретных документов, согласно которым в настоящий момент компания полным ходом тестирует свои дроны на территории космопорта «Америка» в Нью-Мексико. Технология передачи сигнала использует миллиметровые радиоволны на частоте 28 ГГц. Несмотря на то, что у данной технологии есть один серьезный недостаток, связанный со сравнительно небольшой дистанцией передачи сигнала, автономные дроны на солнечных батареях будут способны раздавать 5G-интернет на скорости в 40 раз превосходящей стандарт LTE.

Также в августе этого года Google купила компанию, занимающуюся производством дронов на солнечных батареях – Titan Aerospace. Дроны этой компании могут подниматься на высоту до 20 километров и летать без подзарядки до пяти лет. Все это еще раз доказывает серьезную заинтересованность IT-гиганта в развитии данной технологии. Так что будем с большим интересом следить за зарождением конкурентной борьбы за право распространять бесплатный Интернет по всему миру.