A Starlink ebben a hónapban küldött és fogadott először szövegeket 4G/LTE kapcsolaton keresztül mobiltelefonok között a v2mini nevű műholdak legújabb generációján keresztül, az Amazon, az Apple, az AST SpaceMobile, a Huawei és a Lynk Global hasonló projektjei után.
A Starlink – a SpaceX által üzemeltetett műholdkonstelláció – világszerte legalább nyolc különböző mobilhálózat-üzemeltető előfizetőinek kínál majd szöveges üzenetküldést, és az elkövetkező években hang- és adatátviteli lefedettséget biztosíthat a mostani földi terminálok nélkül, amelyeket az ügyfelek használnak – áll a Starlink amerikai partnere, a T-Mobile közleményében.
A Starlink eredménye a legújabb példa arra, hogy a műholdak és a mobil bázisállomások hogyan közelednek egymáshoz. Egy maroknyi vállalat kihasználja az olcsóbb műholdgyártási és indítási költségeket, valamint a meglévő technológiák, például a sugárformálás adaptálását, hogy áthidalja a mobiltelefonok és a Föld körül keringő műholdak közötti több száz kilométeres távolságot. A vállalatoknak számos újdonságot kell kiküszöbölniük, többek között azt, hogy most először a tornyok maguk is a hálózat mobil komponensét képezik: az alacsony Föld körüli pályán keringő műholdak óránként több tízezer kilométeres sebességgel mozognak, így kevés idejük van arra, hogy a Föld felszínén lévő mobiltelefonokkal kommunikáljanak.
Az ilyen típusú problémák megoldására versengő vállalatok eddig egy kereskedelmi műholdon keresztül küldtek és fogadtak szöveges üzeneteket hagyományos telefonokon (Huawei/China Telecom; Lynk Global; Apple/Globalstar), és egy kísérleti műholdon keresztül (AST SpaceMobile) bonyolítottak le hang- és adatátviteli hívásokat 5G-n keresztül, amint arról az IEEE Spectrum beszámolt. A befektetők felfigyeltek erre: a Lynk Global tőzsdére megy egy olyan ügylet keretében, amely akár 800 millió dollárra is értékeli a vállalatot, míg az AT&T, a Google és a Vodafone nemrégiben befektetett az AST SpaceMobile-ba, amelynek piaci kapitalizációja 674,6 millió dollár.
Mobilhálózatok integrálása
Egészen a közelmúltig a műholdak nem tudtak több száz kilométerrel lejjebb lévő mobiltelefonokhoz kapcsolódni. Azoknak a műholdas telefonoknak, amelyeket az emberek expedíciókra vittek magukkal távolabbi helyekre, vaskos antennáik vannak, szabad látószöget igényelnek több műholddal, és időbe telik, amíg jelet kapnak. A földi és a műholdas mobilhálózatok integrálása nem olyan egyszerű, mint a mobiltornyok közötti mozgás és a jel átadása egyikről a másikra.
A feladat olyan nehéz, hogy az egyik kutatócsoport olyan kísérleti alkalmazást készített, amelynek segítségével egy saját számítógéppel felszerelt, internetkapcsolattal rendelkező teherautó átkapcsolhat egy fedélzeti Starlink földi állomásra, amikor a teherautó elveszíti a mobilhálózat jelét. A földi és nem földi hálózatok zökkenőmentes integrációjának elérése a végső cél, mondja a tanulmány társszerzője, Melisa López, a dániai Aalborg Egyetem vezeték nélküli kommunikációval foglalkozó kutatója.
A Starlink nem magyarázza meg a 4G-kapcsolat sok részletét, de a meglévő kereskedelmi konstellációk a zökkenőmentes műholdas cellás kapcsolatok számos építőelemét felfedik, és a kutatók legalább egy ígéretes nyomot publikáltak a jövőbeli konstellációkhoz.
A telefonok és a műholdak összekapcsolásának három kulcsa
Ahelyett, hogy a mobiltelefonokat úgy alakítanák át, hogy jobban hasonlítsanak a műholdas telefonokra, a vállalatok a műholdas hálózatot alakítják át, hogy a mobiltelefonok több mint félúton találkozzanak. A műholdak antennáit sokkal nagyobbra méretezik, hogy a műholdakból mobiltelefontornyokat alakítsanak ki. Az AST SpaceMobile első műholdjainak antennái például 64 négyzetméteres felületűek voltak, majd a második generációs műholdak 128 négyzetméteres antennákkal rendelkeztek, és a tervek szerint 400 négyzetméteresre is fel fognak nőni. A Starlink új v2mini műholdjainak antennái 6,21 négyzetméteresek, de a Starlink még nagyobb, mobiltelefon-kompatibilis műholdakat tervez, amelyeket akkor indít, amikor a nagyobb Starship rakétája rendelkezésre áll.
A cégek a műholdjaikat is egyre inkább a mobiltelefon-tornyokhoz teszik hasonlatossá azáltal, hogy a korábbinál alacsonyabbra repítik őket. Az űrkorszak első évtizedeiben a kommunikációs műholdakat a Föld fölött jóval magasabb geoszinkron pályára állították, ahol viszonylag hosszú ideig le tudták fedni a bolygó felszínének nagy részét. Ezek a műholdak azonban sokkal kevesebb eszközt kezeltek, mint manapság.
A kisebb és olcsóbb műholdak megjelenése és az olcsóbb indítási költségek az elmúlt évtizedben olyan üzleti modelleket tettek lehetővé, amelyek sok olcsóbb, alacsony Föld körüli pályán keringő műholdra támaszkodnak. Ezek az új műholdak nem lesznek olyan hosszú életűek, de jobban érzékelik a felszínen lévő mobiltelefonok gyenge jeleit, és képesek lesznek kezelni a növekvő forgalmat.
„Emlékszem a 10 évvel ezelőtti számos vitára, amikor a mobilszolgáltatók azt mondták a műholdakkal foglalkozó embereknek: ‘Az önök árai túl magasak’. Ez teljesen megváltozott a technológia jobb elérhetősége, az agilisabb fejlesztés és a hibák másfajta megközelítése miatt”,
mondja Andreas Knopp, a müncheni Bundeswehr Egyetem jelfeldolgozó mérnöke.
A másik tényező a jobb sugáralakítás, vagyis az, hogy az adóeszköz hogyan számítja ki a legjobb módját annak, hogy a jelét egy adott címzetthez irányítsa, anélkül, hogy más címzetteket zavarna. Ez magában foglalhatja a földi tornyok jelének egy épületről vagy hegyoldalról való visszaverődését, vagy egy keskeny, gyorsan mozgó jel pontos célzását egy óránként több tízezer kilométeres sebességgel mozgó műholdról.
A kifinomultabb sugárformálás magában foglalhatja ugyanazon jelek több antennáról történő küldését, hogy a jelek egymást erősítsék, kicsit úgy, mint amikor a hanghullámok harmonizálnak. Bárki, aki hangolt már otthoni hangszórórendszert úgy, hogy a legjobb hangzást biztosítsa egy adott kanapé pontján, már végzett sugárformálást, valószínűleg a háttérben kifinomult szoftver segítségével.
A jövőben érdemes lehet a mostaninál is több műholdra elosztani a sugárformálás feladatát – írja egy nemrég megjelent tanulmánypár szerzője. Az egyik tanulmányban felvetett forgatókönyv szerint több mint két tucat, szoros alakzatban repülő apró műholdat használnának arra, hogy megismételjék azt a munkát, amelyet ma egyetlen cellakompatibilis műhold végez.
„E műholdak mindegyike már független, saját komponensekkel. A fő szempont ez a szinkronizációs algoritmus, amelynek a frekvenciát, a fázist és az időt kell összehangolnia, hogy a jelek koherensen érkezzenek”,
mondja Diego Tuzi, a Bundeswehr Egyetem jelfeldolgozást tanuló végzős hallgatója, aki Knoppal együtt társszerzője az egyik ilyen friss tanulmánynak.
Egyelőre nagyon kevés az, amit a Starlink és versenytársai kínálnak, bár szükséges lépés.
„Jobb, mint a semmi, de ha hosszú távú perspektívát akarunk, új megközelítésekre lesz szükségünk ahhoz, hogy a 6G mindenütt jelen legyen”,
fűzte hozzá Thomas Delamotte, a közelmúltbeli tanulmány másik társszerzője, a Bundeswehr Egyetem jelfeldolgozó mérnöke.
(forrás)
