Вне зоны действия сигнала? Эти телефоны общаются с космосом! Правда о спутниковых SMS и спутниковых телефонах

Введение в спутниковую связь и её актуальность

В современном взаимосвязанном мире мы ожидаем, что наши телефоны будут иметь сигнал повсюду — но далеко за пределами досягаемости сотовых вышек только спутники могут преодолеть этот разрыв. Спутниковая связь предполагает использование орбитальных спутников для передачи и получения сигналов, позволяя телефонам подключаться там, где отсутствует наземная сеть en.wikipedia.org. Это жизненно важно для экстренных служб, исследователей, моряков и всех, кто находится в удалённых районах или зонах бедствий, где наземные сети не работают. Спутниковая связь зарекомендовала себя как спасительное средство в природных катастрофах и конфликтах, так как она остаётся работоспособной, даже когда местная инфраструктура выходит из строя en.wikipedia.org. В последние годы улучшения технологий сделали спутниковые связи доступными для обычных смартфонов, что означает, что даже если у вас нет сигнала, ваш телефон может «общаться с космосом» для поддержания соединения.

Спутниковые телефоны: как они работают и ключевые сети

Спутниковые телефоны (или «сатфоны») — это специализированные мобильные устройства, которые общаются напрямую со спутниками, а не с сотовыми вышками en.wikipedia.org. Они работают аналогично обычным телефонам — позволяют совершать голосовые звонки, отправлять текстовые сообщения и использовать очень медленные данные — но требуют четкого обзора неба, чтобы поддерживать прямую видимость со спутниками, находящимися над головой en.wikipedia.org. Когда вы совершаете звонок с помощью спутникового телефона, ваш голос передаётся в виде радиосигнала к спутнику, который затем передаёт его на наземную станцию и в общую телефонную сеть (и наоборот) en.wikipedia.org. Эта технология позволяет общение буквально в любом месте на Земле, где спутниковая сеть имеет покрытие: от открытых океанов до вершин гор — лишь бы пользователь мог направить антенну телефона в небо.

Рисунок: Спутниковый телефон раннего образца Iridium с видимой внешней антенной. Такие специализированные спутниковые устройства подключаются напрямую к орбитальным спутникам, обеспечивая голосовую и текстовую связь в удалённых районах en.wikipedia.org. Современные спутниковые телефоны более компактны, чем модели 1990-х, но всё ещё имеют большие антенны для надёжных спутниковых связей.

Спутниковые орбиты и покрытие: Сети спутниковых телефонов используют два основных типа спутниковых систем: геостационарные спутники (GEO) и спутники низкой околоземной орбиты (LEO). GEО-спутники летают на высоте ~35,700 км над экватором и кажутся фиксированными на небе, что позволяет обеспечить непрерывное покрытие обширного региона с помощью всего нескольких спутников en.wikipedia.org. Например, Inmarsat, старейший поставщик спутниковой связи, использует GEО-спутники для покрытия большинства Земли (за исключением крайних полярных широт) с помощью всего лишь 3–4 спутников en.wikipedia.org. Система, базирующаяся в ОАЭ, Thuraya, также использует GEО-спутники (два в операционном режиме) для обслуживания Европы, Африки, Ближнего Востока, Азии и Австралии en.wikipedia.org en.wikipedia.org. GEО-спутники могут предложить более широкую полосу пропускания, поддерживая такие услуги, как медленный интернет (например, 60–512 кбит/с через портативные терминалы) en.wikipedia.org. Однако высокая высота приводит к заметной задержке сигнала (~0.5 секунды в одну сторону) и ограничивает покрытие выше ~70° широты (дальние северные или южные широты) из-за низкого угла спутника на горизонте en.wikipedia.org. Горы, высокие здания или плотные леса также могут блокировать сигналы GEО, и если вы выйдете за границы прямой видимости, звонок может прерваться без другого спутника, который сможет его подменить en.wikipedia.org.

Системы LEO спускаются гораздо ближе к Земле (на высоте от нескольких сотен до ~1,200 км) и требуют созвездия из десятков спутников, движущихся по небу для обеспечения непрерывного покрытия en.wikipedia.org en.wikipedia.org. Преимущества состоят в глобальном охвате (включая полярные районы) и низкой задержке, так как всегда есть спутник, проходящий над головой где-то en.wikipedia.org. Сеть Iridium управляет 66 активными спутниками LEO на полярных орбитах, обеспечивая действительно глобальное покрытие (даже над полюсами) за счёт передачи звонков от одного спутника к другому по мере их перемещения en.wikipedia.org. Спутники Iridium даже используют перекрестные ссылки между собой для маршрутизации вызовов без немедленных наземных станций, что делает покрытие более плавным en.wikipedia.org. Globalstar, еще одна сеть LEO с десятками спутников, покрывающая все населенные районы, но не полностью по всему миру — ее спутники должны находиться в радиусе одной из их наземных узлов для соединения, оставляя некоторые удаленные океанские или полярные районы без связи en.wikipedia.org. (Созвездие Globalstar орбитирует с углом ~52°, поэтому высокие широты не покрываются en.wikipedia.org.) И Iridium, и Globalstar начали свою деятельность в конце 1990-х и прошли через банкротство перед восстановлением под новым управлением en.wikipedia.org. Они предлагают голосовую и текстовую связь, хотя скорости передачи данных с портативных телефонов остаются очень медленными (~2.4–9.6 кбит/с) en.wikipedia.org en.wikipedia.org.

Крупные поставщики спутниковых телефонов и устройства: Три великих традиционных спутниковых сети — это Iridium (основанный в США, LEO, 100% глобального покрытия), Inmarsat (основанный в Великобритании, GEO, глобальный, за исключением полярных регионов) и Thuraya (основанный в ОАЭ, GEO, региональное покрытие, охватывающее EMEA и Азиатско-Тихоокеанский регион). Globalstar (основанный в США, LEO) также предоставляет ручные телефоны и односторонние мессенджеры, хотя с более ограниченным покрытием. Каждая сеть использует свои собственные устройства и не совместима с другими sbs-satbill.com. Классические спутниковые телефоны, такие как Iridium 9555 или IsatPhone 2 от Inmarsat, имеют форму конфеты с толстой антенной, которую нужно раздвигать или разворачивать. Новые модели немного уменьшились в размерах и могут включать такие функции, как у смартфонов (например, Thuraya X5-Touch — это работающий на Android спутниковый телефон с двойным режимом GSM/спутник). Тем не менее, даже последние спутниковые телефоны остаются более громоздкими, чем обычные сотовые телефоны и полагаются на видимые антенны для захвата слабых сигналов спутников из космоса en.wikipedia.org.

Закулисье каждого спутникового телефона получает специальный код страны и номер телефона (например, номера Iridium используют код страны 8816 или 8817). Звонок на спутниковый телефон с обычного телефона может быть очень дорогим без специального тарифного плана — часто $5–$10 за минуту для звонившего, так как эти звонки переадресовываются через международные шлюзы. Использование самого спутникового телефона также обычно связано с высокими сборами, о которых мы поговорим позже (например, в сети Iridium ~$1.00–$1.50 за минуту — это распространенная практика apollosat.com).

В заключение, специализированные спутниковые телефоны предоставляют прямую связь с орбитальными спутниками, позволяя общение гораздо дальше пределов сотовых сетей. Они стали критическими инструментами для морской и авиационной связи, удаленной промышленности (горнодобывающей, нефтяной и газовой), экспедиций в дикой природе, военных и миротворческих операций, а также подготовки к чрезвычайным ситуациям. Но до недавнего времени они были единственным вариантом для общения вне сетей — что начинает меняться с появлением новых решений в обычных смартфонах.

Смартфоны с возможностями спутниковой связи

Может ли ваш обычный смартфон «общаться» со спутниками? За последний год-полтора ответ изменился с «нет» на «да, в ограниченном объёме.» Несколько компаний представили смартфоны (или аксессуары), которые интегрируют функции спутникового обмена сообщениями или SOS, размывая границу между традиционными спутниковыми телефонами и повседневными мобильными устройствами. Эти решения используют описанные выше спутниковые сети (или новые) для отправки текстовых сообщений или сигналов, когда отсутствует сотовое покрытие.

Рисунок: Интерфейс спутниковой связи iPhone подсказывает пользователю направить его к спутнику и предлагает такие варианты, как Экстренный SOS, помощь на дороге, текстовые сообщения и обмен местоположением через спутник. Эта функция — впервые представленная на iPhone 14 — позволяет общаться, когда отсутствует сотовая или Wi-Fi сеть macrumors.com macrumors.com.

Экстренный SOS от Apple и спутниковая связь: В сентябре 2022 года Apple объявила, что iPhone 14 будет включать функцию Экстренного SOS через спутник. Это стало заголовком, так как впервые спутниковые возможности появились в широко доступном смартфоне. Используя встроенный спутниковый модем и антенну, настроенную на спутниковую сеть Globalstar (созвездие LEO-спутников), iPhone 14/14 Pro (и более новые модели iPhone 15) могут отправлять текстовые экстренные сообщения, когда у вас нет сотового сигнала macrumors.com. Функция была запущена в ноябре 2022 года для США и Канады, а затем расширилась на Европу, Австралию/Новую Зеландию, Японию и другие регионы — теперь доступна в 17 странах с середины 2024 года macrumors.com 9to5mac.com. Первоначально пользователи могли только отправить текстовые сообщения экстренным службам или поделиться своим местоположением с экстренными контактами через центры передачи информации Apple. Apple разработала пользовательский интерфейс, который задаёт ряд быстрых вопросов (чтобы оценить вашу ситуацию), а затем помогает направить вас на связь с проходящим спутником tomsguide.com. Поскольку печатание сообщений медленно через спутник, они сжимаются и передаются наземным экстренным службам. Примечательно, что Apple субсидировала данную услугу, сделав её бесплатно в течение как минимум двух лет после покупки телефона macrumors.com (и они затем продлили бесплатный период ещё на год для ранних пользователей) macrumors.com. В сентябре 2023 года Apple также добавила Помощь на дороге через спутник в партнёрстве с AAA, позволяя оставленным без связи водителям отправлять текстовые сообщения с просьбой о помощи, например, при проколе шины macrumors.com.

К концу 2024 года Apple сделала следующий шаг и активировала Сообщения через спутник для пользователей iPhone в США и Канаде, позволяя ограниченный двусторонний обмен сообщениями с друзьями или семьёй (не только в экстренных ситуациях) вне сети macrumors.com. Эти личные сообщения могут быть отправлены как iMessages, так и SMS другим телефонам, используя спутниковую связь — хотя из-за пропускной способности они всё равно ограничены простым текстом (без фото) и требуют, чтобы получатель находился в сотовой зоне для получения SMS. Как и в случае с функцией SOS, это в настоящее время предлагается бесплатно на два года для новых iPhone macrumors.com. Внутренне партнёр Apple Globalstar выделяет 85% своей ёмкости сети для услуг Apple, и Apple инвестирует ~$1.5 миллиарда в обновления, включая запуск новых спутников для расширения охвата и, возможно, улучшения скорости обмена сообщениями в будущем macrumors.com macrumors.com. Подход Apple позволил спутниковому обмену сообщениями достучаться до миллионов пользователей простым способом — вам даже не нужно думать об этом, пока вы не окажетесь в ситуации без сигнала, в которой ваш телефон уведомит вас о том, что доступно «Экстренное сообщение через спутник».

Huawei и первый смартфон для звонков через спутник: Примерно в то же время, когда Apple представила спутниковый SOS, китайская Huawei представила нечто даже более амбициозное на своем внутреннем рынке. Huawei Mate 50 (сентябрь 2022) стал первым смартфоном, который включает в себя спутниковое текстовое сообщение с использованием спутниковой системы BeiDou globaltimes.cn. Первоначально это была односторонняя услуга — пользователи могли отправлять SMS с их местоположением через спутник, но не могли получать сообщения. Huawei улучшила это в начале 2023 года с моделями, такими как P60, Mate X3 и другими, которые позволили двухстороннее SMS через спутник посредством BeiDou globaltimes.cn. Реальный прорыв состоялся в августе 2023 года, когда Huawei выпустила Mate 60 Pro, первый в мире смартфон, поддерживающий прямые голосовые звонки через спутник globaltimes.cn abiresearch.com. Mate 60 Pro может совершать и принимать обычные голосовые звонки через спутниковую систему Tiantong-1, фактически действуя как спутниковый телефон, оставаясь при этом внешне и функционально обычным высококачественным смартфоном. Tiantong-1 — это геостационарная спутниковая группа (в настоящее время 3 спутника), управляемая China Telecom, предоставляющая мобильные спутниковые услуги по всему региону Азиатско-Тихоокеанском globaltimes.cn globaltimes.cn. Подписавшись на спутниковую услугу China Telecom (с специальным номером 1740xxxxxx), пользователь Mate 60 может совершать звонок через спутник, когда они находятся вне диапазона сотовой связи — например, глубоко в горах или в море globaltimes.cn globaltimes.cn. Это представляет собой большой скачок: традиционно только специализированные спутниковые телефоны могли выполнять двухстороннюю голосовую связь. Спутниковая функция Huawei фактически превращает телефон в устройство, аналогичное Thuraya/Iridium для голоса, SMS и даже базовых данных в зонах покрытия Китая abiresearch.com abiresearch.com. Наблюдатели отметили, что использование потребительского устройства для спутниковых звонков стоит примерно вдвое меньше, чем традиционная спутниковая связь, снижая барьер входа globaltimes.cn. (Стоит заметить, что эти спутниковые функции в основном предназначены для Китая и близлежащих регионов; функции спутника Mate 60 зависят от китайских спутников и не работают на глобальном уровне.)

Группа Bullitt и Motorola Defy Satellite Link: Другой подход к внедрению спутникового обмена сообщениями в обычные телефоны предлагают британская компания Bullitt. В начале 2023 года Bullitt, известная своими крепкими телефонами (серии CAT и Motorola Defy), выпустила Motorola Defy 2, прочный Android-смартфон с встроенной спутниковой связью, и Motorola Defy Satellite Link, небольшой Bluetooth-аксессуар, который может добавить спутниковое текстовое сообщение к любому смартфону (Android или iOS) explorersweb.com explorersweb.com. Эти продукты используют новую услугу Bullitt Satellite Connect: когда у вас нет сотовой связи или Wi-Fi, телефон (или сопряжённый аксессуар) может подключиться к геостационарному спутнику и отправить двусторонние SMS или SOS-сообщения через запатентованное приложение Bullitt Satellite Messenger explorersweb.com. Услуга активируется с помощью спутниковой схемы MediaTek NTN и использует существующие геостационарные спутники Inmarsat и EchoStar для связи explorersweb.com. По сути, Defy Satellite Link — это небольшой гаджет (примерно 70 г) с собственной батареей и антенной: вы соединяете его со своим обычным смартфоном по Bluetooth, и он перенаправляет сообщения с вашего телефона в спутниковую сеть, когда вы находитесь вне сети skylo.tech skylo.tech. У него также есть кнопка «Проверить», которая может отправить предустановленное сообщение «Всё в порядке» с вашим GPS-местоположением, не требуя разблокировки телефона explorersweb.com. В отличие от услуги Apple, ограниченной отдельными экстренными ситуациями, услуга Bullitt позволяет вам отправлять сообщения любому номеру телефона или электронной почте. Если ваш получатель не имеет приложения Bullitt, он получит обычное SMS от номера-пересылки и сможет ответить, просто отправив сообщение — оно перенаправляется через сервер Bullitt и обратно на ваше устройство через спутник. Это делает опыт общения привычным для человека с другой стороны.