Тестування швидкості
Starlink

Перші результати

У четвер, 3 вересня, до космосу вирушила чергова ракета Falcon 9. Місія Starlink-11 стала вже дванадцятим успішним запуском у рамках програми. Кількість супутників на орбіті досягло гросмейстерської позначки в 715 апаратів:

Тестові супутники Tintin − 2
Апарати Starlink v 0.9 − 60
Апарати Starlink v 1.0 − 653

SpaceX побила власний рекорд - всього за 1 місяць на орбіту виведено 180 супутників.

Очікується, що надалі угруповання поповнюватиметься на 120 одиниць кожні 30 днів. Коментуючи пуск у прямому ефірі, Кейт Тайс (Kate Tice), старший інженер SpaceX із сертифікації, оголосила перші результати бета-тестування, що почалося нещодавно. Користувачам вдалося отримати "надмалу" затримку та швидкість завантаження в 100 Мбіт/сек". Тайс назвала ці цифри "багатообіцяючими результатами".

А ще SpaceX успішно провели випробування своєї технології "космічних" лазерів". Це величезний крок на шляху до переходу по побудові угруповання Version 2. Те, про що говорив Ілон Маск, коли ще тільки презентував проект Starlink у 2015 році у Редмонді.

Реальна швидкість Starlink

"За результатами бета-тестування наша затримка досить мала, щоб грати в найшвидші відеоігри онлайн, а швидкість завантаження досить висока, щоб транслювати відразу кілька фільмів у форматі HD і при цьому ще залишається [невикористана] пропускна спроможність", - каже Кейт Тайс.

Цікаво, що на самому початку проекту, коли Ілона Маска запитали, на На якому етапі відбудеться комерційний запуск Starlink, він назвав кількість "від 400 до 800" супутників. Але апетит, як відомо, приходить під час їжі. І в травні 2019 року Маск, відповідаючи на те саме питання, заявив: "Для того, щоб система була економічно життєздатною, у ній має бути близько 1000 супутників".

Спочатку планувалося, що Starlink на першому етапі дасть хоч якийсь інтернет для тих регіонів, де зараз немає взагалі ніякого доступу крім дорогої та порівняно повільний супутниковий зв'язок. Але тепер Маск хоче почати продавати послугу, коли вона вже зможе конкурувати з наземними кабельними постачальниками. Принаймні за швидкістю і шириною пропускного каналу. І тут з'являються нюанси.

Що говорять самі користувачі

Бета-тестери Starlink, що використовували найпопулярніший тест швидкості інтернету Speedtest.net компанії Ookla, отримали середню швидкість скачування в межах від 11 Мбіт/сек до 60 Мбіт/сек. А швидкість завантаження становила від 5 Мбіт/сек до 18 Мбіт/сек.

Цілком пристойний результат.

Як вимірюється швидкість інтернету

Те, що ми зазвичай називаємо "швидкістю", насправді є пропускною. здатністю. Або "шириною каналу". Вона визначає, скільки даних може прийняти або відправити ваш комп'ютер у мережу за одиницю часу.

За результатами бета-тестування, в мережі Starlink вдалося досягти пропускну здатність 100 Мбіт/сек. Так заявляють представники компанії. Це означає, що підключившись до ній, ви зможете завантажити за 1 секунду файл, розміром 12,5 мегабайт.

Багато це чи мало?

Велика ширина каналу потрібна, головним чином, для перегляду потокового відео. Найбільший постачальник контенту цього типу – компанія Netflix. Всі ми любимо її фільми та серіали. Тим більше, що місячна абонплата можна порівняти з вартістю одного квитка в кіно.

Ось, яку пропускну здатність рекомендує Netflix для комфортного перегляду відео:

0,5 Мбіт/сек – мінімально можливе значення для перегляду відео
1,5 Мбіт/сек – рекомендована для комфортного перегляду відео в найнижчій якості
3,0 Мбіт/сек – рекомендована для перегляду відео SD (480p)
5,0 Мбіт/сек – оптимальна для HD (1080p)
25 Мбіт/сек – рекомендована для Ultra HD (до 4000p)

Виходить, що через Starlink одночасно чотири користувача можуть дивитися серіал від Netflix у максимальній якості.

А як же швидкість?

Для вимірювання швидкості, тобто, співвідношення відстані та часу, в мережевих технологіях використовують терміни пінг (Ping) та затримка (Latency). Вони не менш важливі для комфортного користування інтернетом, ніж ширина каналу.

Пінг - це мережева утиліта, призначена для вимірювання швидкості. Вона відправляє сигнал по мережі інший комп'ютер (сервер), який потім повертає його назад. Це час, що вимірюється в мілісекундах, називається затримкою.

Само слово "пінг" з'явилося під час Другої світової війни. Моряки американських есмінців використовували його при розрахунку часу повернення гідролокаційного сигналу, відбитого від корпуси німецького підводного човна.

Інженери SpaceX заявили, що в мережі Starlink вже досягнуто "надмалу" затримка", що дозволяє комфортно грати в онлайн ігри.

Багато це чи мало?

Наймасовіша аудиторія, яка потребує низьких затримок, це любителі онлайн ігор. Розміри ринку у 2021 році мають становити $180 млрд. Для порівняння, виручка Netflix за весь 2019 рік становив трохи більше $20 млрд.

На думку любителів онлайн ігор:

За даними тестів Ookla у 35 найкращих містах світу пінг складає від 8 мс до 28 мс
Для ідеальної гри в динамічні ігри потрібен пінг (затримка) менше 20 мс
Від 20 мс до 50 мс – вимога для змагань. Вважається, що гравець, який має такий пінг, отримує виграшну фору перед усіма, хто має більше
В межах від 50 мс до 100 мс – мінімальне значення для ігор, типу шутерів
Більше 150 мс – грати в реальному часі вже неможливо

Виходить, що вже зараз Starlink показує затримки в межах 20-50 мс.

Зрозуміло, що час затримки залежить від відстані. Наприклад, якщо Ви знаходитесь в столиці України, місті Київ і користуєтеся хорошим кабельним доступом в інтернет, то:

Пінг до українського сервера становитиме у вас 1-5 мс
З сервером, розташованим у Лондоні, вже буде гірше – приблизно 40-50 мс
А з'єднання з Х'юстоном, США, дасть вже пінг понад 150 мс

Відстань має значення

Як бачите, різниця в швидкості стає суттєвою вже в межах одного континенту. А при переході через океан вона стає надто великою.

Супутники зв'язку, розташовані на геостаціонарних орбітах, використовувані та Тепер передачі відео і даних, показують затримку в 600 мс. Адже вони знаходяться приблизно в 35 786 км над Землею, а не в 500, як Starlink. Американська федеральна комісія зі зв'язку (FCC) у своїх вимогах до провайдерам встановлює межу 100 мс. Для тих, хто бажає взяти участь у тендерах.

Що кажуть користувачі

Бета-тестери, що опублікували результати в Reddit, говорять про затримки в межах від 31 мс до 94 мс. Це ще далеко не ті цифри, які нам обіцяє Ілон Маск. Але вже цілком пристойно. Зауважимо, що деяким користувачам все ж таки вдалося отримати пінг в межах 20-21 мс. Інформацію не можна вважати офіційною, оскільки всі бета-тестери підписали зі Starlink договір про нерозголошення. Але мережева спільнота вважає ці витоки заслуговують на довіру.

За даними Stop the Cap, всі зареєстровані бета-тестери, зараз знаходяться у сільських районах штату Вашингтон, розташованого на північному заході США. Як видно з опублікованих Результати тестів вони зв'язувалися з серверами, розташованими в Сіетлі і Лос-Анджелесі. Тобто відстані були порівняно невеликі.

Ще швидше - космічний лазер Ілона Маска

SpaceX вдалося успішно завершити тестування технології "космічного лазера". Говорячи простою мовою, це оптичний зв'язок між супутниками, що дозволяє передавати більший обсяг даних на далекі відстані з меншими витратами енергії та із захистом від перешкод.

Використовуючи звичайні технології, такі як радіохвилі, неможливо обійти деякі обмеження. Тому супутниковий зв'язок досі залишався таким дорогим. Швидкості були маленькі, як і кількість клієнтів, що обслуговуються. Якщо порівнювати із наземними системами. Просто збільшуючи кількість апаратів угрупування неможливо подолати ці технічні обмеження. Але нова технологія змінює все.

Як вони тестували

З 715 апаратів Starlink (станом на початок вересня), 653 є повністю робітниками, виконаними за модифікацією Version 1 (v1.0). У технологічному плані вони мало чим відрізняються від інших супутників зв'язку, що зараз на орбіті. Принаймні всі ми так вважали. Поки що 3 вересня SpaceX не заявила про успішне завершення випробування нової технології.

Виявилося, що принаймні на двох супутниках, запущених у рамках етапів 9 і 10 у серпні, були встановлені прототипи обладнання для зв'язку через пряме з'єднання по лазерному променю.

Апарати успішно встановили з'єднання та передали пакети даних. Звучить просто, але за цими рядками стоять величезні інженерні здобутки.

Кейт Тайс: "За допомогою космічних лазерів два тестові супутники змогли обмінятись сотнями гігабайт даних. Коли ці космічні лазери будуть повністю розгорнуті, Starlink стане одним з найшвидших варіантів передачі даних по всьому світу". Інженер SpaceX має зайву скромність і трохи лукавить. Після повного розгортання Starlink стане не "одним з", а найшвидшим способом передачі даних. Принаймні на цьому етапі технологічного розвитку людства.

У чому переваги лазерного променя

Швидкість світла у вакуумі - 299 792 458 метрів за секунду. Число настільки Велике, що ми звикли його не враховувати. Наприклад, вважаємо, що радіохвилі або лазерний промінь в оптоволоконному кабелі миттєво проходить відстань від відправника до отримувача. Однак, навіть на порівняно невеликих на планеті Земля вже відчувається затримка. Тим більше, що в оптоволоконному кабелі це значення знижується приблизно 47%. Зростають затримки передачі. Тому вже один тільки перехід з оптоволокна в безповітряний простір дає приріст у швидкості майже удвічі. Але це ще не все.

Відмінність Starlink від інших операторів супутникового зв'язку

В інших угрупованнях, супутник, отримавши дані від абонента, відразу ж передає їх у найближчу наземну станцію. А вже від неї інформація йде класичними каналами до адресата. Відповідно, що ближче базова станція до одержувача, то швидше до нього прийде інформація.

У Starlink ця проблема зникає. Супутники передаватимуть інформацію один одному, поки вона не виявиться максимально близькою до одержувача. Тоді сигнал буде відправлено на наземну інфраструктуру.

Той же Iridium або Inmarsat не можуть дозволити собі щось подібне. Їх лімітує розмір супутникового угруповання. Занадто мало апаратів. А у Starlink немає проблеми з кількістю супутників на орбіті. Тому в системі Ілона Маска окремі кожен апарат може виступити в ролі мережевого. маршрутизатора.

Як це працює

Супутники переміщаються по низькій навколоземній орбіті на величезній швидкості. Тим не менш, кожен з них у будь-який момент часу підтримує з'єднання з чотирма іншими апаратами лазерного променя. Як тільки відстань або кут місця змінюється таким чином, що підтримувати з'єднання стає неможливо, супутник підключається до наступного "партнера за командою".

Повідомлення, передане, скажімо, з Сінгапуру до Чикаго, рухається в просторі не по прямій, а зигзагом. Переходячи з одного супутника на інший. І хоча оптоволоконні кабелі протягнуті по дну океану по лінії, яка ближче до прямої, ніж траєкторія передачі сигналу з супутника на супутник, теоретичні розрахунки показують, що навіть у цій ситуації повідомлення через мережу Starlink прийде швидше.

Як лазерна система Ілона Маска змінить наше життя

Коли мережа запрацює, ефект від неї буде приблизно таким же, як після винаходи радіо зв'язку. У 1901 році Гульєльмо Марконі передав повідомлення через Атлантичний океан. До того часу вже було прокладено телеграфні кабелі дном. Проте, комерційне впровадження радіозв'язку повністю змінило життя. Наприклад, війна на морі після появи можливості в будь-який момент зв'язатися з кораблем, набула зовсім нового сенсу.

Наразі на наших очах розгортається дуже схожий сценарій. Ніби історія йде по колу і повторюється кожні 100 років.

Для великого бізнесу

Приблизно протягом року кількість нових супутників другої версії, оснащених лазерними приймально-передавальними пристроями, має досягти критичної позначки. Коли їх буде достатньо для того, щоб передати хоча б мінімальну кількість інформації через безповітряний простір, Маск зможе продати цю послугу великим банкірам та інвестфондам. Вони цінують кожну мілісекунду і навіть розміщують свої сервери якомога ближче до дата-центрів великих бірж. Якщо отримати у Нью-Йорку повідомлення про зміну курсу акцій на Токійській біржі на мілісекунду раніше можна стати мільярдером.

Для всіх користувачів інтернету

У межах наступних чотирьох років має завершитися перша фаза будівництва угруповання Starlink. На цей час у космосі буде понад 4000 супутників. Угруповання стане не лише ретранслятором, а й маршрутизатором.

Наприклад, зараз географія розміщення серверів має колосальне значення. Такі сервіси, як Facebook, ще можуть ігнорувати кілька тисяч кілометрів та будувати в Ірландії дата-центр, який обслуговує Україну. Але Wargaming, Valve чи Blizzard, які займаються онлайн-іграми, вже не можуть дозволити собі таку розкіш.

Адже якщо на одному сервері, де проходять швидкі та динамічні битви зійдуться користувачі з України та, скажімо, Південної Кореї, то їм буде некомфортно. Відчуватиметься затримка.

Нова епоха

Starlink зніме це обмеження. Час затримки знизиться до таких значень, що помітити її "неозброєним оком" стане неможливо. І багатомільярдна ігрова індустрія зможе будувати дата-центри не там, де мешкають гравці. А там, де для цього створено найкращі умови. Наприклад - в Гренландії чи Ісландії. Холодний клімат північних країн дозволяє заощаджувати на охолодженні комп'ютерних компонентів. Але скористатися такими перевагами зараз можуть тільки ті, хто займається майнінгом. криптовалют.

Коли Ілон Маск завершить створення мережі Starlink, у високі широти зможуть переїхати і ті, хто займається потоковим відео. Netflix, Disney, YouTube та інші компанії, що генерують до 90% всього мережевого трафіку.

Доводиться змінювати законодавство. Великі гравці ринку "сайтів для дорослих" зможуть перенести свої сервери зі США (головне джерело платоспроможного попиту) в юрисдикції з більш ліберальним законодавством.

Це тільки найбільш очевидні приклади. Те, що лежить на поверхні. Будуть і інші зміни. На нас чекає цікаве майбутнє.