Первые попытки Facebook раздавать интернет с небес

Я стою на крыше лаборатории Facebook в Вудленд-Хиллз, Калифорния, и не могу увидеть самолет, ради которого я здесь. Он слишком мал и находится слишком далеко. Так что я ныряю под развернутый неподалеку тент, где группа инженеров смотрят на большом экране трансляцию с находящейся рядом камеры. Даже при значительном увеличении самолет выглядит крошечным на фоне голубого неба.

Позади палатки установить связь с самолетом пытается трехметровая параболическая антенна. Красный кружок на экране указывает конкретную точку в небе, куда направлена антенна. Кружок постоянно следует за крохотным объектом в воздухе, но не может поймать. Временами они расходятся друг от друга. Но после нескольких минут они, наконец, совпадают. «Есть захват!» — кричит Абхишек Тивари, главный инженер Facebook.

Фото: Деймон Касарез

И тут же соединение снова прерывается.

Это первые воздушные испытания новой беспроводной технологии от Facebook, предназначенной для использования на Aquila — беспилотнике дальнего радиуса действия размером с Boeing 737, оснащенном солнечными батареями и сконструированном для обеспечения доступа в интернет. Инженеры Facebook надеются, что однажды эта технология сможет передавать огромные объёмы данных между наземными станциями и десятками беспилотников в стратосфере. Затем беспилотники должны будут направлять сигнал на другие наземные станции в городах или деревнях для использования местным населением или даже посылать сигнал напрямую на смартфоны, наподобие летающей сотовой вышки.

Но для достижения своей цели компании предстоит пройти долгий путь. Этот самолет, который кружится над долиной Сан-Фернандо — на самом деле, не беспилотник, а муляж, созданный Тивари и его командой из стандартного самолета Cessna, на фюзеляже которого установили дополнительное оборудование.

Ключом ко всему этому является устаревшая, но неожиданно возрожденная парадигма передачи сигналов, известная как технология миллиметровых волн. Миллиметровые волны короче используемых в сотовой связи и Wi-Fi радиоволн, и, поскольку эта часть эфира не так широко загружена, Facebook может использовать его для отправки гораздо большего объёма информации.

Системы миллиметровых волн и раньше применяли для передачи информации между двумя точками, например, между наземными станциями и спутниками. Но в основном это были громоздкие и энергоемкие установка. В Facebook хотят создать простое, энергоэффективное решение, которое до этого рассматривалось только в научных журналах и, возможно, в некоторых секретных правительственных лабораториях. «Теоретических исследований на эту тему множество, — говорит Роберт Хит, инженер-электротехник из Университета Остина. — Однако не так уж много людей пытаются воплотить все это в жизни».

Команда уже доказала, что их система миллиметровых волн может обеспечить обмен данными между двумя наземными точками на расстоянии 12 километров со скоростью в 20 Гбит/сек. Это примерно в 400 раз выше скорости вашего домашнего интернета. В Facebook считают, что это мировой рекорд для оборудования с таким малым весом и столь низким потреблением энергии.

Фото: Деймон Касарез

Однако достичь такой скорости передачи с движущейся целью — и, более того, увеличить эту скорость — чрезвычайно трудно. Сначала команде необходимо добиться точной калибровки наземной антенны, используя положение Солнца. Затем, антенна на беспилотнике должна быть постоянно направлена на наземную антенну — и это на расстоянии в 12 км и на скорости более 160 км/ч, а для соединения можно использовать только миллиметровые волны. Это похоже на попытку попасть в ушко движущейся иголки на другом конце комнаты.

Испытательный полет длится часами: красный круг все пытается сфокусироваться на крошечном объекте, захватывает цель, снова теряет ее, пока команда с нетерпением ждет надежного соединения.

Тивари и его команда создали первый прототип своей беспроводной системы в январе на хакатоне Facebook. В то время инженеры из лаборатории в Вудленд-Хиллз уже работали над технологиями лазерного соединения для использования на Aquila, но было понятно, что для передачи данных с земли в небо лазер вряд ли будет пригоден. Нужен был сигнал, способный проходить через облака. На этом этапе и было решено, что технология миллиметровых волн может подойти. (Тем не менее лазеры будут применяться для передачи сигнала между беспилотниками в стратосфере.)

Через девять месяцев после хакатона все было готово для тестового полета.

За три часа до того, как выйти на крышу лаборатории в Вудленд-Хиллз, Тивари — до прихода в Facebook работавший над технологией миллиметровых волн в Агентстве оборонных перспективных исследовательских разработок — стоял на коленях в ангаре аэропорта Вайтмана, в 35 км отсюда, и помогал устанавливать антенну для приема миллиметровых волн под фюзеляж самолета Cessna, который, как правило, используется для аэрофотосъемки. Инженеры не могли закрутить один из болтов, и самолет не мог тронуться с места, пока они не закончили.

Фото: Facebook

Антенна помещается в отверстие в нижней части самолета. Это маленькая тарелка, немногим больше вашей руки. Она установлена на двухосном подвесе, который контролирует ее ориентацию. Основная часть механизма выполнена из углеродного волокна для снижения веса. Все устройство по размеру не больше баскетбольного мяча, оно закрыто пластиковым кожухом для защиты от ветра, и соединено проводами с ноутбуком и другим оборудованием в кабине.

Антенна работает в диапазоне частот Е, то есть в полосе частот между 60 и 90 ГГц. Поскольку эта частота включает в себя столько свободного спектра, она идеально подходит для так называемого «транзитного соединения» — беспроводного перемещения огромного объёма информации между двумя беспроводными точками. К тому же, как утверждает руководитель лаборатории в Вудленд-Хиллз Хамид Хеммати, диапазон Е лицензируется не так строго, как другие частоты. Это означает, что задействовать данную технологию будет намного легче, и это тоже очень важно для реализации грандиозного плана компании.

Вместо того, чтобы держать все свои разработки в секрете, Facebook обеспечила свободный доступ ко всей документации проекта Aquila, в том числе и к аппаратным средствам системы миллиметровых волн. В то же время другие команды Facebook занимаются созданием наземных антенн, способных обеспечить зону покрытия сотовой связи и Wi-Fi для целых городов или транслировать сигнал из города в отдаленные сельские районы. Компания будет предоставлять свободный доступ к этим данным в рамках так называемого «Проекта телекоммуникационной инфраструктуры».

Это означает передачу максимально возможного объема данных при сверхнизкой полезной нагрузке и питании исключительно от солнечных батарей. «Это должно быть дешевле, чем любые другие доступные средства коммуникации», — подчеркивает Тивари.

Кроме того, технология, конечно, должна работать. После нескольких часов безуспешных попыток команде из Вудленд-Хиллз удалось добиться постоянного соединения антенны на крыше с самолетом. Скорость соединения далеко не 20 Гбит/сек, но тем не менее это важный шаг вперед. «Мы хотим поделиться этим с общественностью как можно скорее», — говорит Хеммати. Следующим шагом будет замена самолета одним из V-образных гигантов от Facebook.

Источник

Материалы по теме:

Facebook тестирует самолет, который будет раздавать интернет

Фото: футуристический дата-центр Facebook в Швеции

Facebook открывает собственную техническую лабораторию

SpaceX запросила разрешение на запуск спутников для раздачи интернета

Видео по теме:

Галереи по теме:

Галерея