Недорогой широкополосный спутниковый интернет — мечта миллионов людей, живущих в удаленных регионах. В большинстве таких мест подключиться к обычной магистрали не получится, а все остальные способы либо недоступны, либо очень дороги. Поэтому спутниковый интернет сейчас развивают сразу три компании — Starlink Илона Маска, OneWeb и Project Kuiper от Amazon.
На днях Amazon рассказала о завершении создания антенны для недорогого спутникового пользовательского терминала. По словам разработчиков, основа конструкции антенны — новая архитектура, которая позволила сделать систему небольшой и легкой. При этом она обеспечивает пропускную способность канала вплоть до 400Mbps.
Что из себя представляет эта антенна?
Она предназначена для работы в Ka-спектре. Чтобы снизить стоимость производства, Amazon потребовалось уменьшить размер, вес и сложность антенны. В обычной ситуации все решалось бы легко и просто, но здесь компания имела дело именно с Ka-спектром, где требуется физическое разделение приемной и передающей антенны для того, чтобы избежать помех и проблем со связью. Обычно приемную и передающую антенны устанавливают в разных местах. Но это требует дополнительного пространства, плюс увеличивается стоимость производства.
Amazon удалось разработать систему, где обе антенны наслаиваются друг на друга — элементы конструкции перекрываются, причем так, чтобы не мешать приему или передаче данных. Конструкция предусматривает комбинацию цифровых и аналоговых компонентов. Такой вариант компоновки дал возможность создать антенну диаметром всего 12 дюймов, которая обеспечивает пропускную способность вплоть до 400 Кбит/с.
«Ключевым достижением стало объединение передающей и приемной антенн с фазированной решеткой в одной апертуре. Это можно сделать и в других частотных диапазонах, но Project Kuiper планирует работать в Ka-диапазоне, где частоты передачи и приема отстоят далеко друг от друга», — говорится в заявлении компании.
Фазированные решетки — это класс излучающих систем, в которых несколько антенн — их может быть две, а может быть и тысячи — находятся на одной апертуре, создавая сфокусированный луч радиоволн.
Главной задачей было не просто создать эффективную антенну, но и сделать ее доступной для массового производства, с условием невысокой стоимости для конечного пользователя.
Amazon собирается использовать спектр частот 17.7-18.6 ГГц и 18.8-20.2 ГГц для сигнала «космос-Земля» и 27.5-30.0 ГГц для связи «Земля-космос».
Этап тестирования уже пройден
Компания заявила, что прототип уже прошел испытания, все элементы теста выполнены успешно, так что дальше — этап практического внедрения. Испытания проведены в полевых условиях, причем условия были разными — как погодные, так и все прочие. Как оказалось, пропускной способности канала хватает для обеспечения передачи видео в 4К качестве.
Сейчас Amazon нанимает сотрудников для расширения масштабов проекта. То есть, он входит в практическую фазу и нужны люди, новые сотрудники.
Приоритет — на загрузке контента
Компания постаралась сбалансировать скорости приема и передачи данных, но все же приоритет отдан загрузке. Разрабочтики считают, что они создали сразу несколько инновационных элементов, которые дают возможность создавать новые виды антенн. Они сильно отличаются от того, что широко используется сейчас.
Одно из достижений — рассеивание тепла в самих спутниках. Проблема в том, что в космосе нет воздуха, который может отводить тепло. Поэтому пришлось разработать не только мощные системы, способные обеспечивать надежный сигнал, но и подумать над снижением энергопотребления этих систем. Участники проекта говорят, что им пришлось поломать голову над этой проблемой, но в итоге ее удалось решить.
К сожалению, рассказав о таких подробностях, участники проекта умолчали о том, что Kuiper станет доступным для конечных пользователей. FCC дала Amazon 6 лет на разворачивание спутниковой системы — за это время на орбите должны оказаться минимум 50% аппаратов. Все остальные должны быть запущены к 30 июля 2029 года.
Ранее компания рассказала, что сеть станет доступной как только все 578 спутников окажутся на орбите.
Главный конкурент спутниковой сети Amazon — Starlink от SpaceX, уже предоставила тестовый доступ нескольким сотням абонентов. Доступная скорость — от 50 до 150 Mbps с задержками от 20 до 40 мс. К 2021 году компания обещает значительно улучшить все показатели работы сети.
