Koncern Airbus wraz z jednym z japońskich operatorów telefonii komórkowej przetestował latającą stację Zephyr High Altitude Platform Station (HAPS). Ma ona umożliwiać świadczenie usług telekomunikacyjnych, w tym zapewniać szybki internet dla smartfonów, bezpośrednio ze stratosfery. Z powodzeniem zademonstrowano transmisję danych z różnymi prędkościami na odległość do 140 kilometrów. Zasilana energią słoneczną stacja pokazuje nam, jak może wyglądać przyszłość bezprzewodowej łączności szerokopasmowej.
Testy odbyły się w sierpniu w Stanach Zjednoczonych. Zasilany energią słoneczną samolot Zephyr S odbył trwające około osiemnastu dni loty stratosferyczne w celu przetestowania różnych możliwości. Wyposażony w znajdujący się na pokładzie nadajnik radiowy był w stanie zapewnić stałe połączenie i dobrą transmisję danych podczas lotu stratosferycznego. Przez cały czas pojazd latał na wysokości około 20 kilometrów ponad anteną odbiorczą na Ziemi. To nie pierwszy raz, gdy o bardzo podobnych projektach piszemy na naszym blogu. Polecamy nasze teksty, na przykład artykuł „HAPS – czyli zasięg z przestworzy”.
Internet ze stratosfery – prosto na komórkę, bez stacji bazowych
Tym razem testy obejmowały bezpośrednie połączenie pomiędzy sprzętem radiowym na pokładzie samolotu Zephyr S HAPS lecącego w stratosferze a anteną naziemną w warunkach stale zmieniającej się wysokości, ale i pory dnia lub nocy. W ramach próby sprawdzono stabilność połączenia samolotem a anteną naziemną oraz to, w jaki sposób wpływały na nią takie czynniki, jak warunki pogodowe, różnice w odległości odbioru oraz schemat lotu samolotu HAPS.
Próby obejmowały różne szerokości pasma, aby zasymulować usługę direct-to-device ze stacji HAPS do użytkowników końcowych przy użyciu niskiej, nominalnej i wysokiej przepustowości. Demonstracja potwierdziła opłacalność i wszechstronność pasma 2GHz dla usług opartych na HAPS, a także wykorzystanie wąskiego pasma (450MHz) do zapewnienia łączności. W rezultacie, w trzech konkretnych scenariuszach: bezchmurnym, deszczowym i pochmurnym oraz w różnych wzorcach lotu, udało się zademonstrować transmisję danych z różnymi prędkościami na odległość do 140 km.
Pomiary i analiza propagacji fal radiowych nadawanych z samolotu Zephyr S wykazały możliwość komunikacji stratosferycznej z urządzeniami takimi jak smartfony. W oparciu o wyniki tego eksperymentu obie firmy zamierzają świadczyć usługi telekomunikacyjne na obszarach górskich, odległych wyspach i obszarach morskich, gdzie trudno dotrzeć falami radiowymi w inny sposób.
Takehiro Nakamura, dyrektor działu zajmującego się technologią 6G i innowacyjnymi sieciami optycznymi i bezprzewodowymi w japońskiej firmie telekomunikacyjnej, powiedział, że „HAPS będzie obiecującym rozwiązaniem dla rozszerzenia zasięgu w ramach ewolucji 5G i 6G. W tym eksperymencie pomiarowym byliśmy w stanie zademonstrować skuteczność HAPS, zwłaszcza w przypadku bezpośredniej komunikacji ze smartfonami, poprzez długoterminowe pomiary propagacyjne z wykorzystaniem rzeczywistych urządzeń HAPS. W oparciu o te wyniki chcielibyśmy dalej, wraz z Airbusem, badać praktyczne zastosowanie HAPS w rozwoju technologii 5G i 6G”.
Internet ze stratosfery w miastach i na budowach
W ramach wysiłków mających na celu dalszy postęp w zakresie 5G i przygotowanie do 6G, na całym świecie badane są możliwości „rozszerzenia zasięgu” – tak, aby można było rozszerzyć sieci telekomunikacyjne na dowolną lokalizację, w tym powietrze i morze. Aby to osiągnąć, naukowcy chcą wykorzystywać technologie „sieci pozaziemskich” – opartych na urządzeniach znajdujących się gdzieś pomiędzy dronami, a satelitami.
Oprócz wykorzystania do zapewnienia zasięgu w trudno dostępnym miejscach, stratosferyczna sieć HAPS będzie przydatna również do innych celów. Mówi się na przykład o wykorzystaniu jej w przypadku katastrof, ale także wielu zastosowaniach przemysłowych. Dzięki niej będzie można na przykład zwiększyć zdolności komunikacyjne w gęsto zaludnionych obszarach, takich jak miejsca imprez, a także zdalnie sterować ciężkim sprzętem na placach budów.
Stephane Ginoux, szef azjatyckiej filii koncernu Airbus, powiedział, że „miliardy ludzi na całym świecie cierpią z powodu słabej łączności lub jej braku. Te testy pokazują nam opłacalność wykorzystania stratosfery do zniwelowania tej przepaści i zapewnienia bezpośredniej łączności z urządzeniem za pośrednictwem stacji Zephyr – bez konieczności stosowania stacji bazowych lub dodatkowej infrastruktury”.
Koncern Airbus, szerzej znany głównie z produkcji pasażerskich samolotów, nie pierwszy raz pojawia się na naszym blogu w kontekście innowacyjnych pomysłów. Kilka miesięcy temu napisaliśmy tekst o tym, że „Unia Europejska chce zbudować kosmiczną fabrykę”.