Categories:

Спутниковая связь для сотовых телефонов (по сути ликбез)

В продолжение темы  Спутниковая связь для сотового телефона , смотри этот пост

Тема  ОЧЕНЬ сложная, где сплетены вопросы техники, коммерции и  регуляторики  (как собственно и в самой спутниковой связи)  и только учет всех трех сфер позволит вывести успешный продукт на рынок.
Я наткнулся на очень хороший текст . Который я без зазрения совести предлагаю Вам практически на правах ликбеза, но со своими комментариями. (ибо с тем же Люком я знаком лично и много его читал, и знаю слабые места  творчества его агентства  NSR). Итак:
Как и когда вы можете подключить свой смартфон к спутнику. МАЙК ДАНО , главный редактор, 5G & Mobile Strategies,  01.09.2022

Современные iPhone и Android не могут напрямую связываться со спутниками в космосе. Вместо этого они должны подключаться к ближайшим наземным вышкам сотовой связи. Но это может скоро измениться.
Большое количество компаний — от крошечных стартапов до крупнейших корпораций на Земле — соревнуются друг с другом в подключении обычных смартфонов напрямую к спутникам. По словам аналитика Люка Палерма из Northern Sky Research (NSR) , это представляет собой крупнейшую возможность в истории индустрии спутниковой связи, стоимость которой составляет 66,8 миллиарда долларов в течение следующих десяти лет. Это почти в два раза больше, чем должны генерировать существующие стандартные спутниковые службы за этот период. ( VsatMan - абсолютно нереальные цифры, но NSR этим славятся, я их читаю давно и  их прогнозы по объемам  практически никогда не сбываются и они никогда не ссылаются на свои старые оценки)

Тем не менее, рынок все еще находится в зачаточном состоянии. Это также отягощено серьезными техническими проблемами. Но труднее всего преодолеть регулятивные и деловые препятствия, связанные с объединением сотовой и спутниковой индустрии. «Здесь много сложных моментов, — согласился главный стратегический директор AST SpaceMobile Скотт Вишневски. AST SpaceMobile — одна из многих компаний, работающих в этом секторе.
Тем не менее, есть явный шанс, что в течение следующих 12-18 месяцев большое количество американцев сможет отправлять текстовые сообщения практически из любой точки США, от зубчатых пиков Скалистых гор в Колорадо до бесплодных бесплодных земель на юге США. Дакота, пока у них есть беспрепятственный обзор неба.
И, если слухи о грядущем iPhone 14 верны , некоторые американцы смогут сделать это всего через  несколько недель.
Два пути в космос
Как отмечает Палерм из NSR, есть два основных способа подключения смартфонов к спутникам. Они либо собираются использовать спектр, предназначенный для спутников, либо спектр, предназначенный для смартфонов.
SpaceX Илона Маска через свою дочернюю компанию Starlink, похоже, идет по обоим путям одновременно.
Во время своего мероприятия для СМИ с Майком Зивертом из T-Mobile на прошлой неделе Маск сказал, что Starlink планирует построить спутники, которые будут поддерживать передачи в спектре T-Mobile PCS. Согласно PhoneScoop , эти передачи будут работать в блоке G диапазона PCS Band 25, который проходит через 1910–1915 МГц для восходящих каналов и 1990–1995 МГц для нисходящих каналов. Это лицензированный диапазон частот, предназначенный для сотовой связи, и он уже поддерживается практически всеми существующими телефонами T-Mobile. (Vsatman для справки это 5 МГц , для спутникового Интернета СтарЛинк использует сейчас 2000 МГц (!!!)
Маск пояснил, что планируемые спутники Starlink второго поколения смогут обеспечить T-Mobile пропускной способностью 2-4 Мбит/с на сектор. Текущие сектора Starlink составляют около 15 квадратных миль. Таким образом, T-Mobile изначально планирует поддерживать только обмен текстовыми сообщениями вместо приложений с высокой пропускной способностью, таких как голосовые вызовы и потоковое видео.
Но это все еще может представлять собой огромную возможность, если другие сетевые операторы присоединятся к T-Mobile и подпишутся на запланированные услуги Starlink. «Что, если они покроют земной шар с 20 различными партнерствами с операторами, предлагая только текстовые сообщения и ограниченную электронную почту? Они могут охватить миллиард клиентов и получить ARPU [средний доход на пользователя] в размере 1 доллара на клиента в месяц. Миллиард долларов в месяц? Это победа», — написал аналитик Джо Мэдден из Mobile Experts в недавней статье FierceWireless .
(VsatMan Увы Аналитик Джо явно не в теме со своими прогнозами - см. следующую строчку).
Однако планы Starlink с T-Mobile по-прежнему требуют одобрения FCC. В конце концов, агентство регулирует трафик в эфире в США, и ему нужно будет изменить свои правила, чтобы разрешить передачу в блоке PCS G в космос, а не только на близлежащие вышки сотовой связи.
(VsatMan и это должно произойти в каждой стране, где Т Мобайл его дочки или сестры или партнеры собираются предоставлять сервис, и это очень сложное решение ибо речь идет о перераспределении назначения частот в мировой плане частотных назначений ITU , по сути это революция для этой организации!!)

Starlink надеется начать предоставлять первые услуги клиентам T-Mobile к концу 2023 года.
Но это не единственный гамбит Starlink. Компания также просит разрешения Федеральной комиссии по связи (FCC) использовать часть диапазона 2 ГГц для «расширения» своих спутниковых услуг. В частности, по данным PCMag , компания намекнула на «услуги следующего поколения для мобильных пользователей» после приобретения Swarm Technologies в прошлом году.
Интересно, что стремление Starlink к спектру 2 ГГц снова ставит компанию в прямую конкуренцию с Dish Network, у которой уже есть разрешение FCC на использование 2 ГГц — и множества других диапазонов спектра — для своей зарождающейся сети 5G . Согласно Starlink, Dish не использует спектр и поэтому не должен иметь к нему доступа. «Существует мало доказательств того, что Dish на самом деле предоставляет услугу MSS [мобильная спутниковая служба] кому угодно и где угодно», — утверждает Starlink.
Dish  быстро ответила на заявление  Старлинка. «SpaceX, компания, возглавляемая самым богатым человеком в мире, уже получила разрешение на бесплатное использование спектра 15 000 МГц от Федеральной комиссии по связи США», — сообщил SpaceNews представитель Dish . (Vsatman  Диш добавила к Ку диапазону еще и V диапазон и учтя обе поляризации)
(Ссоры между Starlink и Dish не стали неожиданностью. Компании также ведут жаркую битву за то, как лучше всего использовать полосу 12 ГГц.)
Но в очевидных планах Starlink по использованию диапазона 2 ГГц для подключения к смартфонам есть одна большая заминка (предположительно, в других странах, не охваченных новой сделкой компании с T-Mobile). Телефоны клиентов также должны поддерживать передачу в диапазоне 2 ГГц, а большинство телефонов пока этого не делают.
«Основное устройство 5G будет иметь потенциал для прямой связи со спутником, если чипсеты включают эту возможность», — пояснил Палерм из NSR. «Итак, основная задача для этих традиционных спутниковых операторов с правами на использование спектра по всему миру — убедить Qualcomm, MediaTek и других производителей чипсетов 5G включить эти возможности (спектр, изменение формы сигнала и т. д.) в свои будущие разработки».
Именно это, похоже, и сделала Globalstar. Ожидается , что компания предоставит услугу телефон-спутник для следующего iPhone 14 Про от Apple, который должен быть представлен на следующей неделе . Globalstar, давний спутниковый оператор, в 2020 году подписал соглашение с тайным клиентом , которое на данный момент принесло компании десятки миллионов долларов дохода. Совсем недавно Globalstar объявила , что ее тайный клиент потратит около 310 миллионов долларов на покупку 17 новых спутников Globalstar. По словам аналитиков B. Riley Securities, предположения о личности этого клиента варьировались «от Dish до Google, а теперь и от Apple». (VsatMan и тут проявляется огромное преимущество ГлобалСтар или Иридиум - их частоты уже одобрены еще в 20 веке в большинстве стран мира!!!_

Что еще более важно, Globalstar работает над созданием экосистемы вокруг своего спектра S-диапазона 2,4 ГГц, получившего название Band 53. Спектр восходит к спутникам, но может использоваться мобильными устройствами. Globalstar уже добилась от Qualcomm поддержки Band 53 в своем чипсете X65 для смартфонов. Apple , как известно, в 2019 году перешла с чипов Intel на чипы Qualcomm для своих новых iPhone. Примерно в то же время Тим Кук из Apple, как сообщается, лично заинтересовался исследовательским проектом, который должен был использовать спутники для обхода наземных беспроводных сетей.
Аналитик Тим Фаррар из TMF Associates недавно предположил , что Apple начнет предлагать бесплатную службу обмена сообщениями с использованием спектра Globalstar, как только ее новые iPhone поступят в продажу. Однако вполне вероятно, что услуга Apple «телефон-спутник» будет эксклюзивной для самых дорогих моделей «Pro» iPhone, по крайней мере, на начальном этапе. Если это так, первоначальные платежи Apple за спутниковое использование Globalstar могут быть относительно небольшими, учитывая, что на долю iPhone Pro приходится лишь часть общих продаж iPhone поставщика.
Globalstar — не единственная спутниковая компания, предлагающая спектр, который может использоваться мобильными устройствами. Например, спутниковый оператор Iridium недавно объявил , что он «заключил соглашение о разработке, чтобы использовать технологию Iridium в смартфонах». Отдельно Omnispace работает с оператором мобильной связи на Филиппинах над услугой телефон-спутник. А миллиардер Чарли Эрген намекнул на «перекрестное опыление» между его спутниковым бизнесом EchoStar и наземной сетью 5G, которую он строит через Dish Network.
Но такие усилия по-прежнему потребуют от производителей телефонов добавления поддержки спутникового спектра Iridium, Omnispace и EchoStar в свои телефоны.
Сотовые вышки в небе
Два стартапа, AST SpaceMobile и Lynk, надеются аккуратно обойти эту проблему. Как и в случае сделки Starlink с T-Mobile, они планируют использовать спутники, которые поддерживают передачу в существующих диапазонах сотового спектра. Таким образом, они могут сразу же начать предоставлять соединения миллиардам существующих пользователей смартфонов по всему миру.
Однако прямо сейчас идет гонка за тем, какая компания сможет получить разрешения, сделки и спутники, необходимые для запуска таких услуг.
Со своей стороны, AST SpaceMobile надеется запустить свой второй прототип спутника, получивший  название BlueWalker 3, в начале следующего месяца. Компания не рассчитывает начать запуск спутников для коммерческих целей до конца 2023 года.
Но у AST SpaceMobile уже есть соглашения с такими операторами, как Vodafone, Rakuten и Orange. По словам Вишневского, директора по стратегии компании, у AST SpaceMobile также есть коммерческое соглашение с AT&T. AST SpaceMobile планирует собрать десятки спутников в своей штаб-квартире в Мидленде, штат Техас. Но AT&T еще не готова говорить об услугах телефон-спутник. «Существует рынок, позволяющий людям постоянно оставаться на связи», — недавно заявил Axios генеральный директор AT&T Джон Стэнки . Но он отказался делиться подробностями о каких-либо планах AT&T. «Я думаю, мы увидим, как развивается рынок, где есть множество различных альтернатив и решений», — сказал он.

AST SpaceMobile еще не сообщила, какие именно диапазоны сотового спектра он может поддерживать, но они могут варьироваться от 700 до 960 МГц и от 1600 до 2100 МГц. Интересно, что на данный момент AST SpaceMobile привлекла почти 600 миллионов долларов, но израсходовала почти 400 миллионов долларов. Компания насчитывает 300 штатных сотрудников. Между тем, Lynk, конкурент AST SpaceMobile, похоже, делает больше с меньшими затратами. Компания привлекла в общей сложности всего 30 миллионов долларов и насчитывает 40 сотрудников. Но Lynk уже запустила пять разных тестовых спутников. Шестой спутник компании, получивший название Lynk Tower 1, был запущен в апреле и может работать в диапазонах сотовой связи 600–960 МГц. Это спутник, который Lynk планирует использовать для предоставления коммерческих услуг к концу этого года. «С небольшими командами вы можете делать удивительные вещи», — сказал генеральный директор Чарльз Миллер.
Lynk объявила о коммерческих сделках с рядом международных операторов беспроводной связи , но не в США. «Мы проводим испытания с несколькими крупными операторами США», — сказал Миллер, добавив: «У нас есть соглашения по крайней мере с одним крупным оператором США».
Но он отказался сообщить подробности. Он также отказался обсуждать разрешения регулирующих органов, которые могут потребоваться Lynk для предоставления коммерческих услуг на рынке США. Несмотря на это, Lynk надеется запустить еще три коммерческих спутника к декабрю. Миллер сказал, что это должно позволить компании начать предлагать покрытие в точках по всему миру несколько раз в день. Это связано с тем, что телефоны смогут подключаться к спутникам Lynk только тогда, когда они пролетают над головой. Тем не менее, по словам Миллера, этого должно быть достаточно для некоторых экстренных служб и служб в стиле IoT.
Больше и лучше
Хотя ряд компаний пообещали подключить телефоны к спутникам — и соответствующие стандарты находятся в разработке — технические проблемы, связанные с такими видами связи, весьма значительны. В конце концов, большинство традиционных спутниковых служб полагаются на гигантские спутники, подключенные к громоздким спутниковым телефонам с большими антеннами. Кроме того, большинство стандартных смартфонов предназначены для передачи сигналов всего за несколько миль на ближайшую вышку сотовой связи. Чтобы спутники улавливали эти сигналы на расстоянии сотен миль — при движении со скоростью тысячи миль в час — это инженерный подвиг, чуть ли не чудо.  «Это действительно довольно сложная техническая задача», — согласился Маск во время своего медиа-мероприятия с T-Mobile.
В результате большинство спутников, предназначенных для подключения к обычным телефонам, намного больше, чем современные спутники на низкой околоземной орбите (LEO), которыми управляют такие компании, как Starlink и OneWeb. Этот дополнительный размер необходим, чтобы помочь принимать передачи со смартфонов клиентов и отсеивать передачи с других телефонов поблизости.
Например, спутники Starlink второго поколения, которые Маск надеется использовать для обслуживания T-Mobile, площадью 269 квадратных футов примерно в пять раз превышают размеры нынешних спутников Starlink. А запланированные AST SpaceMobile антенна BlueWalker 3 имеет  площадь 693 квадратных фута. "Размер имеет значение!" — заявил Абель Авеллан, генеральный директор AST SpaceMobile, в сообщении на LinkedIn . Тем временем Lynk не сообщила точный размер своего нынешнего спутника Tower 1, отметив только, что будущие спутники компании будут примерно такого же размера, как спутники Starlink второго поколения.
Еще одним фактором является количество спутников, поддерживающих услугу. Спутниковые службы LEO в целом предназначены для работы через созвездие спутников, вращающихся вокруг Земли, а не через один геосинхронный спутник, который остается в одном и том же месте над поверхностью Земли. Например, один спутник Lynk будет обеспечивать соединение в США только два раза в день. Вот почему Lynk надеется запустить 50 спутников к концу 2023 года.
Точно так же AST SpaceMobile планирует запустить пять спутников в течение 2023 года, и ее конечная цель — эксплуатировать в общей сложности 168 спутников.
В настоящее время Starlink насчитывает более 2000 действующих спутников LEO, что дает компании возможность предоставлять услуги со скоростью 90 Мбит/с примерно 500 000 клиентов, которые приобрели у компании стационарные приемники размером с пиццу за 500 долларов. Хотя этого недостаточно для FCC, учитывая, что агентство отклонило запрос Starlink на государственные субсидии , для Royal Caribbean Cruises этого достаточно, чтобы использовать услуги Starlink на всех своих круизных лайнерах .
Однако есть один последний элемент, влияющий на работу спутниковой группировки: вывод этой группировки на орбиту. Из-за размера спутников Starlink второго поколения компания планирует использовать для таких запусков тяжелую многоразовую ракету SpaceX Starship. Starship от SpaceX — самая высокая и мощная ракета-носитель из когда-либо построенных, но она все еще находится на стадии испытаний.
AST SpaceMobile и Lynk планируют использовать существующие ракеты-носители SpaceX Falcon 9 для запуска собственных спутников в космос. SpaceX стала критически важным вариантом космического транспорта для американских компаний после широкого отказа от российских ракет из-за неспровоцированной войны России с Украиной. Миллер из Lynk сказал, что его не беспокоит использование ракет SpaceX для запуска спутников Lynk, несмотря на тот факт, что эти спутники будут напрямую конкурировать со спутниками второго поколения от дочерней компании SpaceX Starlink.
Наконец, такие спутники также вызывают озабоченность у регулирующих органов . Множество больших низкоорбитальных спутников могут еще больше загромождать орбиту Земли, вызывая опасения, начиная от космического мусора и заканчивая астрономическими препятствиями. Таким образом, неясно, одобрят ли регулирующие органы спутники второго поколения Starlink, а тем более предлагаемые группировки от таких компаний, как AST SpaceMobile и Lynk.
Операторы, роуминговые партнеры или конкуренты?
Расширение возможностей спутниковой связи для пользователей смартфонов также поднимает один важный, последний вопрос: что все это означает для AT&T, T-Mobile и других операторов наземных мобильных сетей?
Lynk и AST SpaceMobile очень четко заявили о своих намерениях: они хотят работать как партнер по роумингу для наземных операторов мобильной связи (MNO). «Мы никогда не будем вести бизнес без оператора мобильной связи, — сказал Миллер из Lynk. «Мы никогда не пойдем напрямую к потребителю». AST SpaceMobile изложила весь свой бизнес-план в 2020 году, готовясь к первичному публичному размещению акций (IPO). Компания надеется отправлять текстовые сообщения клиентам, которые путешествуют за пределами наземной зоны покрытия своего оператора, с вопросом, хотят ли они активировать «Дневной проездной SpaceMobile». Затем он будет делиться полученными доходами со своими партнерами по мобильным операторам; у компании уже есть соглашение о распределении доходов 50/50 с Vodafone.
Хотя Starlink может быть другим. Маск сказал, что компания открыта для соглашений с другими операторами мобильной связи помимо T-Mobile, но это может быть осложнено ее планами по поддержке спектра T-Mobile PCS 1900 МГц. Этот диапазон широко не используется в Европе и других странах. Это, по словам Миллера из Lynk, может указывать на то, что Starlink также может следовать стратегии прямого взаимодействия с потребителем, используя диапазон 2 ГГц.
Похоже, что Globalstar и Apple планируют стратегию прямого взаимодействия с потребителем. Такое предложение позволит обойти традиционных партнеров Apple, операторов беспроводных сетей, благодаря собственному лицензированному спектру частот Globalstar. Это может усилить напряженность между Apple и ее партнерами по беспроводной связи.
Тем временем T-Mobile представила пример того, как операторы наземных сетей могут развивать эту тему. T-Mobile планирует бесплатно добавить возможности спутникового обмена сообщениями в свои самые дорогие планы и может взимать с других клиентов ежемесячную плату за эту услугу. Таким образом, сделка T-Mobile со Starlink может быть аналогична сделке T-Mobile с Netflix, согласно которой T-Mobile предлагает услуги Netflix бесплатно на своих самых дорогих планах. Это в целом вписывается в общую стратегию T-Mobile по поощрению клиентов переходить на самые дорогие планы, добавляя в эти планы все, от неограниченного 5G до потокового видео и спутникового обмена сообщениями.
В целом все это может быть лишь началом более широкого слияния сотовой и спутниковой индустрии. Например, Verizon планирует использовать будущие спутники Amazon Project Kuiper LEO для подключения своих сельских вышек сотовой связи к Интернету. Между тем, AT&T планирует аналогичную установку с собственным растущим созвездием спутников OneWeb LEO. Вполне вероятно, что и OneWeb, и Project Kuiper рассматривают возможность добавления сотовых возможностей к своим спутникам LEO так же, как Starlink со своими спутниками второго поколения. Компании со спутниковым спектром, такие как Iridium, также могут последовать примеру Globalstar, сотрудничая с производителями устройств, такими как Samsung.
И над всем этим сектором висят спецификации, обсуждаемые в 3GPP, которые добавят внеземные сети (NTN) непосредственно в стандарт 5G. Действительно, возможности NTN уже запланированы как часть пакета спецификаций 3GPP Release 17, которые должны быть утверждены в конце этого года .
Тем временем такие руководители, как Майк Зиверт и Илон Маск, явно работают над тем, чтобы застолбить свои позиции на «последнем рубеже».


Vsatman В качестве Заключения
1) Во первых при исчислении миллиардов надо понимать, что спутниковым операторам достанется не более 50% от денег за спутниковый сигнал/передачу , которые заплатят конечные абоненты
2) Потребность связи в nowhere сильно преувеличена, чтобы платить  за эту возможность более 1 Доллара в месяц (это моя оценка) - проще на это время 5-10 дней путешествия в жопе мира включить это опционально ..или арендовать второй телефон на эти дни..
3) СпейсХ  продвигает 2 продукта , которые конкурируют между собой  и одновременно оба с самим Эппл со своей глобальной экосистемной и производственной империей мощностью десятки миллионов телефонов в месяц...
что ж "Безумству храбрых поем мы славу " и да не оскудеют карманы инвесторов СпейсХ ...
Ибо как говорил Бонапарт :
Dieu est toujours pour les gros bataillons (а их роль в бизнесе выполняют деньги)

Но в целом это прекрасно - видеть развитие технического прогресса  прямо на своих глазах, ибо сотовой телефон и спутниковая связь все это появилось у человечества в период моей жизни, и остается только пожелать инженерам всех упоямнутых выше компаний   удачи в поиске оптимальных решений..