WASHINGTON — Από τότε που η SpaceX ανέτρεψε την αγορά δορυφορικών επικοινωνιών με ευρυζωνικό ίντερνετ χαμηλής καθυστέρησης από χαμηλή γήινη τροχιά, οι παραδοσιακοί πάροχοι έχουν προωθήσει αρχιτεκτονικές «πολλαπλών τροχιών». Αυτά τα συστήματα συνδυάζουν δορυφόρους χαμηλής, μέσης και γεωστατικής τροχιάς σε ενιαίες υποδομές επικοινωνιών, σχεδιασμένες να αντέχουν σε διακοπές, επιθέσεις και συμφόρηση. Το Πεντάγωνο έχει σε μεγάλο βαθμό υιοθετήσει τη λογική αυτή, αναζητώντας τρόπους να μειώσει την εξάρτηση από έναν μόνο εμπορικό πάροχο.
Τώρα, μια startup από το Σαν Φρανσίσκο υποστηρίζει ότι η βιομηχανία ίσως έχει περιπλέξει υπερβολικά το πρόβλημα.
Η Contrivian, εταιρεία τηλεπικοινωνιακού λογισμικού που ιδρύθηκε το 2023, υποστηρίζει ότι η διασύνδεση δορυφόρων που κινούνται σε πολύ διαφορετικά ύψη δημιουργεί τεχνικές δυσκολίες που υποβαθμίζουν την απόδοση σύγχρονων διαδικτυακών εφαρμογών. Αντίθετα, λέει ότι τα μελλοντικά στρατιωτικά δίκτυα επικοινωνίας πρέπει να βασίζονται κυρίως σε πολλαπλές LEO συστοιχίες που λειτουργούν μαζί.
Η εταιρεία πρόσφατα λάνσαρε μια πλατφόρμα με την ονομασία Contrivian Constellation, η οποία κατευθύνει δυναμικά την κίνηση δεδομένων ανάμεσα σε διαφορετικούς LEO παρόχους, μεταξύ των οποίων η Starlink και η Amazon, υπό μία ενιαία διαχειριζόμενη υπηρεσία. Το σύστημα δοκιμάζεται ήδη με τις Ειδικές Επιχειρήσεις των ΗΠΑ, των οποίων οι αποστολές εξαρτώνται συχνά από τη διατήρηση των επικοινωνιών σε αμφισβητούμενα περιβάλλοντα.
Η συζήτηση αγγίζει ένα ευρύτερο ερώτημα: αν η ανθεκτικότητα προκύπτει από τη συνύπαρξη όλων των διαθέσιμων τροχιών ή από το να γίνουν τα κατανεμημένα LEO συστήματα τόσο συμβατά μεταξύ τους, ώστε οι χρήστες να μην εξαρτώνται πλέον από κανέναν συγκεκριμένο πάροχο.
Οι παγκόσμιοι δορυφορικοί πάροχοι έχουν σε μεγάλο βαθμό ευθυγραμμιστεί με την προσέγγιση των πολλαπλών τροχιών. Εταιρείες σε όλο τον κλάδο ενσωματώνουν νεότερες δυνατότητες LEO με τους υπάρχοντες στόλους μέσης και γεωστατικής τροχιάς, οι οποίοι κινούνται περίπου 22.000 μίλια πάνω από τη Γη.
Ο διευθύνων σύμβουλος της Contrivian, Grant Kirkwood, υποστηρίζει ότι αυτές οι αρχιτεκτονικές δημιουργούν προβλήματα απόδοσης που συνδέονται με τη βασική φυσική.
Ένα ευρυζωνικό σύστημα LEO προσφέρει συνήθως καθυστέρηση διπλής κατεύθυνσης κοντά στα 40 χιλιοστά του δευτερολέπτου, αρκετά χαμηλή ώστε οι χρήστες συνήθως να μην αντιλαμβάνονται καθυστερήσεις. Τα GEO συστήματα μπορεί να ξεπεράσουν τα 600 χιλιοστά του δευτερολέπτου, επειδή τα σήματα πρέπει να διανύσουν πολύ μεγαλύτερη απόσταση.
Αυτή η διαφορά γίνεται κρίσιμη όταν οι εφαρμογές μετακινούνται ξαφνικά ανάμεσα σε τροχιακά επίπεδα, σε αυτό που οι μηχανικοί δικτύων ονομάζουν failover events, όταν η κίνηση δεδομένων μεταφέρεται αυτόματα από μία διαδρομή σύνδεσης σε άλλη μετά από υποβάθμιση ή διακοπή.
«Όταν η κίνηση μετατοπίζεται ξαφνικά από μια διαδρομή LEO χαμηλής καθυστέρησης σε μια διαδρομή GEO υψηλής καθυστέρησης κατά τη διάρκεια failover, οι εφαρμογές μπορεί να σταματήσουν να λειτουργούν σωστά ή να υποβαθμιστούν απότομα, επειδή αλλάζουν τα χαρακτηριστικά του δικτύου», είπε ο Kirkwood.
Το ζήτημα επηρεάζει το πλαίσιο δικτύωσης TCP/IP, πάνω στο οποίο βασίζεται το μεγαλύτερο μέρος της διαδικτυακής κίνησης. Οι εφαρμογές που έχουν βελτιστοποιηθεί για συνδέσεις χαμηλής καθυστέρησης μπορεί να συμπεριφέρονται απρόβλεπτα όταν οι καθυστερήσεις αυξάνονται απότομα. Οι βιντεοκλήσεις «παγώνουν», οι εφαρμογές cloud επιβραδύνονται και ορισμένες συνδέσεις δικτύου επανεκκινούνται πλήρως.
«Δεν υπάρχει εφαρμογή που βασίζεται σε TCP και να λειτουργεί καλύτερα με περισσότερη καθυστέρηση», είπε ο Kirkwood.
Χαρτογράφηση του δικτύου από επίγειους αισθητήρες
Η θέση της Contrivian είναι ότι ο συνδυασμός πολλών LEO συστημάτων αποφεύγει αυτές τις διακοπές, επειδή όλα λειτουργούν σε περίπου παρόμοια επίπεδα καθυστέρησης. Η εταιρεία λέει ότι ένα δίκτυο που εναλλάσσεται ανάμεσα στη Starlink, την Amazon Leo ή μελλοντικές LEO συστοιχίες μπορεί να διατηρεί σταθερή απόδοση χωρίς να αναγκάζει τις εφαρμογές να προσαρμόζονται σε εντελώς διαφορετικές συνθήκες δικτύου.
Το λογισμικό της εταιρείας βασίζεται σε κατανεμημένα σημεία παρακολούθησης στο έδαφος, τα οποία μετρούν συνεχώς την καθυστέρηση και τη συμπεριφορά του δικτύου σε διαθέσιμες συνδέσεις. Το σύστημα δημιουργεί έναν χάρτη του δικτύου σε πραγματικό χρόνο και κατευθύνει ανάλογα την κίνηση δεδομένων.
Για στρατιωτικούς πελάτες, η Contrivian προσφέρει την τεχνολογία σε μια ανθεκτική θήκη, λίγο μεγαλύτερη από χειραποσκευή. Στο εσωτερικό υπάρχουν τερματικά για πολλαπλές συστοιχίες, μπαταρίες, δρομολογητές και ένας υπολογιστής που τρέχει το λογισμικό ενορχήστρωσης της εταιρείας.
«Πατάς το κουμπί ενεργοποίησης και περιμένεις τρία ή τέσσερα λεπτά μέχρι να συνδεθεί με τις διαφορετικές συστοιχίες, και μετά αρχίζει να δρομολογεί την κίνηση», είπε ο Kirkwood.
Η θέση της εταιρείας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το πώς θα εξελιχθεί η αγορά ευρυζωνικού ίντερνετ LEO τα επόμενα χρόνια.
Σήμερα, η Starlink κυριαρχεί στον κλάδο. Η Eutelsat διαθέτει μικρότερο δίκτυο, με μεγαλύτερη έμφαση σε επιχειρηματικούς και κυβερνητικούς πελάτες. Σε πολλές περιοχές δεν υπάρχουν ακόμη αρκετές ώριμες εναλλακτικές LEO ώστε η δυναμική δικτύωση πολλών συστοιχιών να αποδώσει πλήρως.
Αυτό μπορεί να αλλάξει καθώς η Amazon επεκτείνει τη δική της συστοιχία και η Telesat ετοιμάζεται να λανσάρει την υπηρεσία Lightspeed το 2027.
Καθώς θα τίθενται σε λειτουργία περισσότερες συστοιχίες, ο Kirkwood πιστεύει ότι η αξία στις δορυφορικές επικοινωνίες θα μετατοπιστεί από τους μεμονωμένους παρόχους σε πλατφόρμες λογισμικού που θα μπορούν να διαχειρίζονται την κίνηση ανάμεσα σε πολλά δίκτυα στο παρασκήνιο.
Η αυξανόμενη χρήση εμπορικού ευρυζωνικού ίντερνετ από το Πεντάγωνο δίνει στην επιχειρηματολογία αυτή μεγαλύτερη βαρύτητα. Στρατιωτικοί αξιωματούχοι ανησυχούν όλο και περισσότερο για τον κίνδυνο συγκέντρωσης γύρω από τη Starlink, ακόμη κι αν η υπηρεσία έχει ενσωματωθεί βαθιά στις αμυντικές επιχειρήσεις.
Η Contrivian ποντάρει ότι η λύση δεν είναι περισσότερη τροχιακή ποικιλία, αλλά περισσότερη ποικιλία παρόχων μέσα στο ίδιο τροχιακό επίπεδο.
Δεν είναι βέβαιο ότι όλοι θα συμφωνήσουν. Οι δορυφόροι GEO παραμένουν πολύτιμοι για εφαρμογές που απαιτούν ευρεία και σταθερή κάλυψη, ενώ η σταθερή τους θέση σημαίνει ότι αποφεύγουν τις συνεχείς εναλλαγές που είναι εγγενείς στα LEO δίκτυα. Οι στρατιωτικοί χρήστες αναμένεται να συνεχίσουν να βασίζονται σε συστήματα GEO για επικοινωνίες και εκπομπές.
Το βαθύτερο ερώτημα που αντιμετωπίζει τώρα ο κλάδος, είπε ο Kirkwood, είναι αν η μεγαλύτερη ανθεκτικότητα προκύπτει από τη συνύπαρξη όλων των διαθέσιμων τροχιών ή από το να γίνουν τα κατανεμημένα LEO δίκτυα τόσο συμβατά μεταξύ τους, ώστε οι χρήστες να μην ενδιαφέρονται πλέον για το ποια συστοιχία μεταφέρει την κίνηση.
