Świat skąpany w internecie. Internet stacjonarny, bezprzewodowy czy satelitarny - jaka jest przyszłość sieci?
Musk ogłosił w listopadzie 2023 r., że Starlink „osiągnął próg rentowności przepływów pieniężnych”. Musk nie sprecyzował, czy jego biznes „wyszedł na swoje” w sensie ogólnym, czy po prostu w danym miesiącu wpływy przekroczyły wydatki. Wcześniej, jeszcze w 2022 roku, a w pierwszym kwartale 2023 roku też, według komunikatów firmy bilans był dodatni. Nawet jeśli są plusy w księgowości, to nie znaczy jeszcze, że inwestycja Elonowi się zwróciła. Jednak wskazuje to, że pomysł na internet satelitarny w tym wydaniu nie był aż tak „kosmiczny”, jak kiedyś sugerowano.
W ramach budowy satelitarnej infrastruktury Starlink wystrzelono już na niską orbitę okołoziemską ponad pięć tysięcy satelitów. Kilka miesięcy temu SpaceX podawał, że Starlink ma ponad dwa miliony abonentów, rozszerzył swoją działalność na inne poza konsumencką sfery, w tym obronność, usługi dla przedsiębiorstw, mobilności, transport morski i lotniczy. Mocno to wstrząsnęło sektorem komunikacji satelitarnej i potencjalnie także innymi formami usług, oferowanych przez zasiedziałych na rynku operatorów telekomunikacyjnych.
Starlink twierdzi, że ma na całym świecie ponad 700 tysięcy abonentów i tyle samo na liście oczekujących. Liczba użytkowników jest wyższa, twierdzi grupa Elona Muska, ponieważ każda antena Starlink miała obsługiwać 2,5 osoby, a nawet kilkadziesiąt osób jednocześnie, jeśli jest zainstalowana w szkole. Firma SpaceX zamierza wystrzelić łącznie do 12 tys. satelitów. Firma oferuje swoje usługi już za 99 USD miesięcznie, ale ceny mogą się, wraz z upowszechnianiem usługi, zmieniać.
Obecnie jest dostępny w prawie sześćdziesięciu krajach na całym świecie. Starlink, według nowych doniesień, w wielu regionach świata już odgrywa znaczącą rolę w sektorze edukacji na odległość. Organizacje badawcze operujące w najodleglejszych i najbardziej odizolowanych częściach Ziemi również korzystają z szybkiego dostępu do Internetu dzięki technologii Starlink.
Specjaliści w dziedzinach ochrony przyrody, eksploracji kosmosu i monitoringu środowiska wykorzystują sieć Starlink do gromadzenia i przesyłania danych oraz przeprowadzania teledetekcji i innych działań badawczych, które wymagają wymiany danych i koordynacji w czasie rzeczywistym. Firmy telekomunikacyjne w krajach takich jak Filipiny zaczęły korzystać z usług Starlink w usługach świadczonych mieszkańcom obszarów wiejskich i podatnych na klęski żywiołowe. Połączenia Starlink zapewniają już w wielu miejscach zapasowe pasmo łączności w sytuacji zmienności i niestabilnosci obciążenia sieci naziemnych.
Czy sieć satelitarna konkuruje z 5G?
Internet stacjonarny, bezprzewodowy i satelitarny to główne rodzaje sieci telekomunikacyjnych, z których każda ma swoje szczególne cechy i zastosowania. Coraz częściej okazuje się, że zasiedziałe usługi, zwłaszcza te stacjonarne, można zastąpić inną techniką telekomunikacyjną.
Gwiazda ostatnich lat, wdrażana z różnym powodzeniem na świecie, sieć komórkowa piątej generacji, 5G (2), oznacza znaczne ulepszenia w prędkości transferu danych, pojemności sieci, małe opóźnienia i możliwości obsługi większej liczby jednoczesnych połączeń. 5G umożliwić miała rozwój nowych usług i aplikacji, takich jak Internet Rzeczy (IoT), rozszerzona rzeczywistość (AR), wirtualna rzeczywistość (VR) i samochody autonomiczne. Dzięki zmniejszonym opóźnieniom, 5G doskonale nadaje się do zastosowań w czasie rzeczywistym, takich jak gry online, pojazdy autonomiczne i zdalna chirurgia. Jednak, jak na razie, prognozy dotyczące zarówno rozpowszechnienia sieci 5G, jak też wdrażania opartych na możliwościach piątej generacji usług, nie spełniają się. Wolniejsze od spodziewanego tempo nie oznacza jednak, że sieć 5G nie ma możliwości, o których pisano wcześniej, ani też że nie zostanie ostatecznie, z opóźnieniem ale nieubłaganie, wdrożona na spodziewaną skalę.
Wdrożenie infrastruktury 5G wymaga znacznych inwestycji finansowych i technologicznych, a jej zasięg jest obecnie ograniczony do obszarów miejskich. Wyższe pasma częstotliwości wykorzystywane przez 5G mają mniejsze możliwości penetracji w porównaniu z niższymi pasmami częstotliwości, co może ograniczać zasięg w obszarach wewnętrznych lub zasłoniętych.
Czy Starlink jest konkurencją lub alternatywą dla 5G? Raczej nie, bo techniki te i usługi sieciowe celują w zupełnie inne segmenty. Sieć piątej generacji z natury rozwija się i niejako wymaga dużej gęstości zaludnienia, gdyż tylko tam opłaca się instalować gęstą sieć stacji 5G. Starlink celuje w rozległe tereny, w których często operatorom nie opłaca się budować infrastruktury nie tylko 5G, ale również innych rodzajów sieci, zwykłej komórkowej, światłowodów czy miedzianych kabli.
Warto uświadomić sobie, że Starlink nie oferuje internetu szybszego niż to, co już znamy z 5G (a nie są to jeszcze przepustowości docelowe), a nawet LTE. W zależności od regionu i planu abonamentowego, Starlink może zapewnić do 150 Mb/s prędkości pobierania i 20 Mb/s prędkości wysyłania. Usługa obiecuje również małe opóźnienia w zakresie od 25 ms do 50 ms. Stacjonarne LTE ma podobny zakres opóźnień, który wynosi od 20 ms do 50 ms. Zależy to od takich czynników, jak odległość od najbliższych wież komórkowych, przeciążenie sieci i siła sygnału. Średnio stacjonarny dostęp szerokopasmowy LTE może zapewnić prędkość pobierania do 300 Mb/s. Może również oferować prędkości wysyłania do 45 Mb/s, w zależności od operatora komórkowego. Niektóre źródła utrzymują, że najwyższe prędkości pobierania LTE Advanced Pro mogą osiągnąć 3 Gb/s. Zależy to jednak od sieci i posiadanego sprzętu. Prędkości 5G, gdy sieć tego typu jest wdrożona zgodnie ze specyfikacjami, to w ogóle inna liga. Wartości wynosić mają do 20 Gb/s w łączu do terminala („w dół” - download) i do 10 Gb/s w łączu do sieci („w górę” - upload) oraz opóźnienia na poziomie 4 do 1 ms.
Trzeba też wyraźnie zaznaczyć, że choć Starlink poczynił postępy w obniżaniu kosztów, usługa jest nadal stosunkowo droga dla wielu użytkowników, ograniczając jej dostępność.
Stacjonarny Internet ma zalety, które trudno przebić
Wraz z nadspodziewanie udanym rozwojem sieci satelitarnych i 5G na całym świecie, wiele osób zastanawia się nad przyszłością stacjonarnych łączy szerokopasmowych. Rzeczywistość, której nie sposób zaprzeczyć, że jest taka, że stacjonarne łącza szerokopasmowe mogą oferować wyższą przepustowość i bardziej niezawodną łączność niż jakiekolwiek bezprzewodowe. Nie cierpią z powodu tych rodzajów zakłóceń sygnału i przeciążeń, których mogą doświadczać sieci bezprzewodowe.
Światłowód (3) może przenosić sygnały na odległość dziesiątek kilometrów bez żadnej aktywnej elektroniki w terenie. Nie ma na niego wpływu pogoda, obiekty na ścieżce ani zakłócenia sygnału. Nie wymaga licencji regulatora ani przydziału widma. Światłowód może transmitować praktycznie nieograniczoną przepustowość. Obecne technologie dostępowe umożliwiają transmisję z prędkością co najmniej 10 Gb/s, a przy użyciu technologii punkt-punkt może ona wzrosnąć do terabitów na sekundę.
Niedawno w niektórych krajach popularność zdobywać zaczyna usługa sieciowa będąca niejako hybrydą Internetu stacjonarnego i bezprzewodowego. Chodzi o tzw. bezprzewodowy Internet stacjonarny, który korzysta z anteny odbiorczo-nadawczej w zakresie radiowym bez potrzeby korzystania z usługi kablowej lub telefonicznej.
Stacjonarne sieci bezprzewodowe podlegają wszystkim tym ograniczeniom, które wiążą się z sieciami bezprzewodowymi. Repeatery są wymagane dla ścieżek dłuższych niż kilka kilometrów (w zależności od używanej częstotliwości), pogoda (mgła lub deszcz) może tłumić sygnały, liście mogą zakłócać transmisję, a licencje są wymagane dla niektórych zakresów częstotliwości. Stały dostęp bezprzewodowy jest obecnie ograniczony do 100 Mb/s do 1 Gb/s, w zależności od wybranej częstotliwości i technologii. Wyższe częstotliwości (fale milimetrowe) umożliwiają znacznie szybszą transmisję. Zasięg jest jednak krótszy i bardziej wrażliwy na zakłócenia na ścieżce.
Problem polega na tym, że satelitarne usługi szerokopasmowe nowej generacji, takie jak Starlink i OneWeb, również obsługują tę samą potencjalną bazę klientów i nie będą wymagać budowy wież i ich ścieżek dosyłowych. Jeśli satelitarne łącza szerokopasmowe będą działać zgodnie z obietnicami ich dostawców i jeśli będą w stanie uzyskać takie same dotacje rządowe na obsługę klientów wiejskich, jak światłowody i/lub stacjonarne sieci bezprzewodowe, mogą z łatwością stać się potężnym konkurentem wszędzie tam, gdzie nie docierają przewodowe łącza szerokopasmowe.
Gdy klienci wymagają łączności o przepustowości zbliżonej do 1 Gb/s lub wyższej, stałe bezprzewodowe alternatywy dla światłowodów lub HFC (hybrydy światłowodowo-miedziane) nie są jeszcze opłacalne. Przydziały widma, które ograniczają duże fragmenty przepustowości do fal milimetrowych, ograniczają zasięg, a zatem sprawiają, że korzystanie z tych technologii w zastosowaniach wiejskich jest zbyt trudne. Nic nie przebije światłowodu w przypadku sieci dostępowych, w których występuje wystarczająca gęstość klientów. Na obszarach wiejskich, gdzie gęstość ta jest niewystarczająca, stacjonarne bezprzewodowe lub satelitarne łącza szerokopasmowe zapewnią prędkość do 50 lub 100 Mb/s.
Internet satelitarny to nie tylko Starlink
Gdy mówimy o nowej fali popularności Internetu z satelity za sprawą Starlinka, warto wspomnieć też o starszych niż Starlink rozwiązaniach Internetu satelitarnego. To choćby VSAT (z ang. Very Small Aperture Terminal). Ta technika telekomunikacji opracowana została w latach 80. XX w. w Stanach Zjednoczonych. Wykorzystuje m.in. standard DVB-RCS (Digital Video Broadcasting - Return Channel System), pozwalający na przekaz sygnału telewizyjnego opartego na systemie DVB. Umożliwia nadawanie sygnału za pośrednictwem satelity, cyfrowego sygnału telewizyjnego, cyfrowego sygnału radiowego DAB przez jedną naziemną stację przekaźnikową nawet kilkuset tysiącom użytkowników, wyposażonych w małe anteny paraboliczne. Dzięki temu koszty przekazu są mniejsze.
Początkowe systemy VSAT były znacznie większe i droższe, co ograniczało ich wykorzystanie do wojskowych sił obronnych i instytucji rządowych, które mogły sobie na nie pozwolić. Z czasem i postępem technologicznym zaprojektowano mniejsze i bardziej przystępne cenowo i efektywne systemy sieci VSAT. Obecnie firmy z różnych branż wykorzystują te sys-temy VSAT do różnych zastosowań, w tym komunikacji głosowej, łączności internetowej, wideokonferencji i usług transmisji danych w odległych lokalizacjach na całym świecie. Oprócz pierwotnych sił wojskowych i rządowych, baza klientów VSAT rozszerzyła się o firmy zajmujące się telekomunikacją morską, wiejską oraz o infrastrukturę naftową i gazową.
Wadą jest to, że systemy VSAT doświadczają większych opóźnień niż rozwiązania naziemne. Może to negatywnie wpływać na aplikacje działające w czasie rzeczywistym, takie jak gry online lub wideokonferencje. Instalacja i utrzymanie sieci VSAT może być dość kosztowne. Niekorzystne warunki pogodowe, takie jak ulewne deszcze lub burze, mogą tymczasowo wpływać na systemy VSAT i obniżać ich wydajność.
Kilka lat temu inicjatywa SpaceX wywołała falę innych projektów Internetu satelistarnego. Do rozmieszczenia sieci satelitów tego typu przymierzały się m.in. konsorcja OneWeb i Kepler Communications. Plany wysłania na orbitę ponad trzech tysięcy satelitów do szerokopasmowej komunikacji zgłosiła firma Amazon. Jej przedsięwzięcie o nazwie Project Kuiper, dołączyło do wyścigu na orbitę w 2019 roku. O niektórych z ok. dziesięciu inicjatyw tego typu na świecie z czasem przycichło, ale pojawiają się nowe jak np. europejski projekt Internetu satelitarnego IRIS2, ogłoszony wiosną 2023 roku.
Operatorzy reagują, a niektórzy współpracują z Muskiem
W odpowiedzi na tanią usługę Starlink wiele zasiedziałych na rynku firm telekomunikacyjnych wprowadziło tańsze plany, aby przyciągnąć klientów, którzy w przeciwnym razie mogliby wybrać usługę satelitarną. Ponadto wiele firm zaczęło oferować bardziej elastyczne plany, pozwalając klientom płacić tylko za te usługi, których potrzebują. Oprócz zmian w strategiach cenowych, tradycyjne firmy telekomunikacyjne musiały również zainwestować w swoją infrastrukturę, aby nadążyć za rosnącym zapotrzebowaniem na większe prędkości Internetu. Ponieważ Starlink oferuje obecnie konkurencyjne wobec standardowych usług prędkości transferu, wiele firm musiało zmodernizować swoje sieci, aby móc konkurować. Chodziło o modernizację np. sieci światło-wodowych, a także inwestowanie w nowe rozwiązania w celu poprawy wydajności usług.
Satelity Starlink, umieszczone na niskiej orbicie okołoziemskiej (na wysokości 550 kilometrów), a nie na pozycji geostacjonarnej (36 000 kilometrów), zmieniają układ sił na rynku telekomunikacji - ich teoretyczna szybkość transmisji danych wypada podobnie do dobrej sieci 4G. Co najważniejsze, prędkość transmisji danych między Ziemią a przestrzenią kosmiczną (opóźnienie) jest 50 razy większa niż w przypadku konwencjonalnych satelitów i obsługuje aplikacje takie, jak rozmowy wideo lub gry sieciowe.
Jako usługa satelitarna, Starlink musi spełniać te same wymagania dotyczące wykorzystania widma, emisji i poziomów mocy, co inne usługi wykorzystujące widmo częstotliwości radiowych. Ponadto ustanowiono zasady wdrażania usług satelitarnych, w tym wymagania dotyczące orbit satelitarnych, odstępów i koordynacji z innymi użytkownikami w tych samych pasmach częstotliwości.
Ponadto Starlink może być również zmuszony do przestrzegania innych przepisów lokalnych, takich jak przepisy dotyczące prywatności, bezpieczeństwa i ochrony konsumentów. Może to wymagać wdrożenia dodatkowych zabezpieczeń w celu ochrony danych klientów, takich jak protokoły szyfrowania i uwierzytelniania. Starlink może również być zmuszony do przestrzegania przepisów międzynarodowych, takich jak przepisy Międzynarodowego Związku Telekomunikacyjnego (ITU). Przepisy te obejmują różne aspekty operacji satelitarnych, w tym rejestrację satelitów i związanych z nimi usług, standardy wykorzystania widma częstotliwości radiowych i ochrony przed zakłóceniami.
Przykładem rozwiniętego rynku, na którym konkuruje Starlink, może być Francja. Uruchomiony tam w 2021 r. miał podobno 10 tys. lokalnych abonentów pod koniec 2022 r. Konkuruje z nim na rynku francuskim Nordnet, spółka zależna Orange, zapewniająca dostęp do Internetu za pośrednictwem satelitów geostacjonarnych, uruchomiona w połowie lat 90. Wygląda na to, że pomimo tak długiego okupowania tamtejszego rynku, nie ma znacząco więcej klientów niż usługa Muska.
Ze względu na rentowność operatorzy telekomunikacyjni skoncentrowali się na wdrażaniu światłowodów i sieci komórkowych w najbardziej zaludnionych obszarach. Starlink uważa, że stworzyło to ogromne możliwości w regionach wiejskich i odizolowanych. Firma szacuje, że od 28 do 30 milionów domów w Stanach Zjednoczonych nie ma połączenia szerokopasmowego lub płaci miesięczne abonamenty w wysokości ponad 100 USD (94 EUR) za jakość usług niegodną tego wieku. Kuiper, konkurencyjny projekt konstelacji uruchomiony przez Amazon, mówi o „setkach milionów” klientów na całym świecie, którzy nie są lub są słabo połączeni. Według federacji handlowej InfraNum, we Francji 670 000 domów nie będzie miało światłowodu do 2025 r., kiedy to zakończy się francuski plan rozwoju sieci szerokopasmowych.
Musk krytykuje też operatorów sieci bezprzewodowych, którzy domagają się powiększania pasma częstotliwości dla 5G. „5G staje się nieco zbyt chciwe, jeśli chodzi o zagarnianie ziemi”, napisał w odpowiedzi na pytanie użytkownika Twittera. Jesienią 2023 r. należący do Space X nieco zaczął na swojej stronie reklamować usługę Direct to Cell, obiecując łączność z istniejącymi telefonami LTE „wszędzie tam, gdzie widać niebo”. Starlink wykorzystuje do tego istniejące telefony LTE bez konieczności wprowadzania zmian w sprzęcie, oprogramowaniu układowym lub specjalnych aplikacjach. Starlink ma zaoferować w 2024 r. usługi wiadomości tekstowych, następnie łączność głosową, transmisję danych i obsługę Internetu Rzeczy (2025 rok). Satelity Starlink z funkcją Direct to Cell są wyposażone w modem eNodeB, który działa jak wieża telefonii komórkowej w kosmosie (4), „umożliwiając integrację sieci podobną do typowego roamingu”.
Na nowej stronie internetowej Starlinka mowa o nowych partnerach firmy. To operatorzy telekomunikacyjni, Optus w Australii, Rogers w Kanadzie, One NZ w Nowej Zelandii, KDDI w Japonii i Salt w Szwajcarii. Niedawno hiszpański operator telekomunikacyjny Telefonica poinformował, że nawiązał współpracę ze Starlinkiem, aby udostępniać Internet klientom z obszarów wiejskich i odległych. Telefonica oferuje już swoim klientom tę usługę w Meksyku i rozszerzy ją na inne kraje, począwszy od Peru, Kolumbii, Chile, Brazylii i Hiszpanii. Wcześniej największa australijska firma telekomunikacyjna Telstra Group poinformowała w lipcu 2023, że będzie współpracować z firmą Elona Muska w celu świadczenia stacjonarnych usług szerokopasmowych i głosowych dla Australijczyków na obszarach wiejskich.
Jednak część specjalistów ma techniczne zastrzeżenia. W ich ocenie oferowanie łączności obsługiwanej przez niezmodyfikowane telefony 4G może skutkować niską przepustowością danych i usług głosowych, nie spełniając współczesnych wymagań i nie zapewniając odpowiedniego doświadczenia użytkownika. Dostarczanie łączności satelitarnej podobnej do tego, co mamy w urządzeniach 4G i 5G, wymagać będzie zgodnego ze standardem 3GPP kształtu fali 5G NR NTN (zgodnej z piątą generacja siecią „pozaziemską” ang. nonterrestrial network), który jest optymalizowany w celu maksymalizacji wydajności usług bezpośrednio na telefon przez konstelacje satelitarne. Starlink wyjaśnił, że nadal będzie korzystać z własnej, zastrzeżonej techniki łączności. Nie każdy jest tak pewien zgodności i jakości tych rozwiązań jak firma Muska.
Wydaje się, że przyszłość należy nie do takiej czy innej formy świadczenia usług sieciowych. Na świecie jest miejsce zarówno dla rozbudowanych konstelacji satelitarnych, przenikających nasze życie sieci bezprzewodowych piątej i kolejnych generacji, jak też dla starych dobrych kabli, w pewnych sytuacjach i zastosowaniach wciąż niezastąpionych. Świat kąpać się będzie w sieci (5) różnych smakach, zależnie od potrzeb i upodobań.
Mirosław Usidus
