Google chce pokrýt celý svět internet z balonů, iniciativa technologických firem Internet.org v čele s Facebookem chce téhož cíle dosáhnout s internetem z dronů. Jsou tyto projekty životaschopné, nebo jde jen o krásné vize?
Idea použít pro komunikační účely platformy ve větších výškách (HAP –high altitude platform) je velmi zajímavá – základní fyzikální výhodou je, že taková platforma může svým signálem dosáhnout teoreticky velikého pokrytí území (při výšce 20km lze obsáhnout oblast pokrytí o průměru cca 400km) a přitom na rozdíl od satelitu na geostacionární dráze ve výšce 36000km netrpí dlouhou časovou odezvou (latencí). Další výhodou HAP je dobrá penetrace signálem v hustě zastavěných oblastech. Princip radiového sledování a řízení pozemní komunikace pomocí letounů z výšek se již déle prakticky používá u vojenských systémů typu AWACS.
Pokud by se začaly realizovat plány projektů Google Loon a iniciativy Internet.org (Facebook, Ericsson, Nokia, Qualcomm, Samsung, Mediatek a Opera), bylo by v letové hladině 20 kilometrů mnohem víc rušno než dnes. Právě do této letového hladiny chtějí totiž poslat Google svoje balony a Internet.org drony, aby zpřístupnily internet po celém světě.
Vize dronu Facebooku
Pomiňme teď otázky týkající se letového provozu a úroveň souvisejících technologií a znalostí. Vzdušné proudy v těchto výškách už jsou docela stabilní, takže by balony Google mohly být řiditelné. Obrovské drony se solárním pohonem se sice ještě sériově nevyrábí, ale ty menší už fungují, takže ani to by pro Internet.org neměl být problém.
Balon projektu Google Loon
Oba projekty se budou muset vypořádat spíše s otázkami financování, politickými a regulačními – a co nás zajímá nejvíc – technologickými. Google Loon chce totiž využít pro internet pásmo ISM (2,4 GHz a 5,8 GHz). To Internet.org je ambicioznější – chce šířit internet prostřednictvím infračerveného spojení.
Ani jeden z projektů nepočítá s mobilním internetovým připojením. Obě vize předpokládají, že na budovách budou umístěné speciální antény nebo přijímací-vysílací zařízení a řeší tedy spíše otázku poslední míle. Samotní koncoví uživatelé by se měli připojovat především přes Wi-Fi.
Vzhledem k tomu, že Google Loon i Internet.org chtějí připojit k internetu především třetí svět a rozmazlené obyvatele vyspělého světa tam, kam mobilní sítě s rychlým internetem nedosáhnou, objevuje se hned jedna velká překážka. Problém třetího světa totiž není nemožnost připojit se k internetu. Často lidé mají problém mít elektřinu více než pár hodin denně z veřejné sítě a musí se bez ní obejít, nebo i řešit motorovými generátory.
Mapa pokrytí světa mobilním signálem
V případě třetího světa to tedy znamená pořídit si domů nebo do budovy další zařízení, které je třeba namontovat na střechu a připojit ke zdroji elektrické energie. Možná je to víc finanční než psychologický problém, protože už dnes jsou domy ve třetím světě osázené satelitními anténami a generátory pohánějí především televizory než cokoliv jiného. Je ale jasné, že i když samotné připojení k internetu bude levné, koncová zařízení zpočátku rozhodně ne a nebude je moci nainstalovat každý – spíš budou vyžadovat kvalifikované servisní techniky.
Internet z balonů a dronů se může ukázat jako problematické řešení i pro zákazníky z vyspělého světa na cestách. Ti asi nebudou mít problém s financemi. Jenže v jejich představách je internet především mobilní a to minimálně ten od Internet.org nebude. Zatímco bezdrátový signál z balonů Google by mohlo být možné bez problémů přijímat za pohybu, infračervené spojení Internet.org bude vyžadovat poměrně přesné zaměření pozemního terminálu na létající dron, byť ten může viset ve stabilní a z pohledu země neměnné poloze.
V obou případech pak platí, že zatímco přijímat půjde bez problémů, tok dat směrem ze Země nahoru bude pomalejší a náročnější na precizní instalaci koncového vysílače. Takže mobilní zařízení pro automobily, které se jistě objeví, budou připomínat kufříkové satelitní telefony z devadesátých let s anténou, kterou bude třeba nutné přesně zamířit. Jistě můžete namítnout, že dnešní satelitní telefony vypadají jinak; kompaktněji. Ano, připomínají starší mobilní telefony, ale to nejen objemem, ale bohužel i přenosovou rychlostí. Google Loon i Internet.org ale chtějí nabízet širokopásmové připojení k internetu, ne datové přenosy s kapacitou v řádech kb/s.
V tuto chvíli není jasné, jakých rychlostí chtějí tyto internetové sítě dosahovat a s jakými výkony se počítá. U navrhovaného rádiového spojení v pásmech ISM je třeba počítat s útlumem (na 50 km je 142 dB v pásmu 5,8 GHz a 135 dB ve 2,4 GHz). Tedy pokud je použito v pásmu 5.8GHz zařízení vysílající výkonem 1W a přijímač s citlivostí -90 dBm, musí mít antény na obou stranách každá zisk cca 11dB pro spojení bez výkonové rezervy, což jsou hodnoty zcela nad povolenými výkonovými limity.
Dalším a podstatným problémem je otázka vzájemného rušení, protože by mohlo docházet k vzájemnému rušení s pozemní sítí díky veliké signálem pokryté oblasti. Problémem je také nevhodnost standardu WiFi pro přenos dat na větší vzdálenosti, kdy podstatně klesá přenosová rychlost, proto je nutno provést změny v časování (802.11e), nebo modifikace typu WiLD (Wifi Long distance).
Vedle technologických otázek a použití sofistikované ochrany proti rušení ale použití ISM pásma narazí na regulaci v jednotlivých zemích. Ty totiž regulují přinejmenším maximální vysílací výkon a někde i dosah takového spojení. Drony i balony se mají pohybovat v letového hladině, která je součástí vzdušného prostoru jednotlivých států a podléhají řízení letového provozu, takže je iluze, že by se vytvořila jedna celosvětová internetová síť, která by všude měla stejné parametry – prostě by takový ISP musel splňovat podmínky potřebné v každém státu, v jehož vzdušném prostoru by se zrovna dron či balon nacházel.
Vize dronu Facebooku
Infračervené spojení na zemi vyžaduje pro vzdálenosti pár kilometrů zaměření s přesností na zlomky stupňů. Jak se chce Internet.org s problematikou přesného zaměření vyrovnat zatím není jasné – ve svých materiálech to nezmiňuje a mluví o tom, že je třeba vyřešit významné výzvy na poli fyziky. Což bychom realisticky přeložili tak, že zatím mají pouze vizi a nemají jasnou představu, jak ji aspoň v laboratorních podmínkách vyzkoušet, pouze tuší, že to zatím fungovat nebude.
Připojení k internetu kdekoliv na Zemi bude ještě dlouho doménou satelitního řešení. Byť vývoj v oblasti HAP pokračuje, jsou známé technologie i přidělené frekvenční pásma (ITU přidělila pro tyto aplikace kmitočty 31/28GHz a 47-48GHz.) pro tyto systémy Je to ale vždy otázky financování takových projektů a stejnou otázku bude muset vyřešit Google Loon i Internet.org.
Hustota komunikace různých platforem na obloze
Představa, že se kdekoliv na světě bude moci kdokoliv připojit k otevřenému (necenzurovanému) a cenově dostupnému internetu je lákavá, stejně jako potenciál nových pracovních míst, které díky tomu vzniknou a přínosy v kvalitě života. Ale pokud nepůjde o satelitní internet, bude vždy takový internet závislý na regulaci jednotlivých zemí a ty, kde otevřený internet není, nebudou mít bez politických změn o necenzurovaný internet zájem ani v budoucnu.
Takže kde nakonec o Google Loon nebo řešení Internet.org může být největší zájem? Paradoxně tam, kam teď svými vizemi vůbec nemíří. V USA jsou obrovská území bez mobilního signálu vůbec, nebo alespoň bez mobilního internetu. Zatímco v Evropě jsou mezi městy a vesnicemi tak malé vzdálenosti a silniční síť tak hustá, že jste vždy v dosahu vysílače mobilní sítě. V USA to ale neplatí, rozsáhlá území jsou neosídlená a vzdálenosti mezi sídly mnohem větší a méně pokryté silniční sítí. V takovém případě internet z dronu či balonu mnoho lidí uvítá, s regulací nebude problém a už vůbec ne s financováním. Jen ty cíle takového internetu už moc neodpovídají původním vizím spásy třetího světa prostřednictvím připojení k internetu.
Za zodpovězení technických dotazů při přípravě článků děkujeme Ing. Vojtěchu Klusáčkovi, Ph.D. ze společnosti ALCOMA a.s.
Diskuze: 
Diskuze k článku