Khát vọng Sky-Fi

23/03/2016 11:13

Báo The Economist gọi những làn sóng Internet đến từ tầng cao của bầu trời là Sky-Fi. Đối với hàng tỉ người chưa được dùng Internet, Sky-Fi là khát vọng. Đối với các công ty công nghệ lớn, Sky-Fi cũng là khát vọng.

Nếu bạn đang đọc những dòng này, chắc chắn Internet quen thuộc với bạn. Bạn thuộc về 3 tỉ người, khoảng 40% dân số thế giới, có khả năng kết nối Internet thường xuyên. Vẫn còn phần lớn nhân loại (khoảng 4 tỉ người) chưa từng dùng Internet hoặc không có điều kiện dùng Internet hàng ngày.

Vào năm 1995, chỉ có 1% nhân loại được dùng Internet. Số người dùng Internet tăng nhanh trong hai thập niên vừa qua nhưng điều đó không có nghĩa trong tương lai Internet đương nhiên đến với mọi người, bất kể họ ở đâu. Việc xây dựng hạ tầng cho Internet (mạng lưới cáp quang và hệ thống trạm thu phát sóng di động) ở những nơi hẻo lánh, thưa thớt dân cư, không phải là bài toán đầu tư hấp dẫn của các nhà mạng, thậm chí ở các nước phát triển. Tuy nhiên, đối với các công ty công nghệ lớn, 4 tỉ người chưa được dùng Internet là thị trường tiềm năng rộng lớn. Nỗi khao khát giải quyết các vấn đề toàn cầu đang dẫn đến những giải pháp mới mẻ.

Khi việc xây dựng hạ tầng cho Internet trên mặt đất gặp trở ngại, giải pháp hiển nhiên là cung cấp Internet từ trên cao. Dùng mạng lưới vệ tinh địa tĩnh như hạ tầng của Internet là giải pháp đã được thực hiện từ lâu. Vệ tinh địa tĩnh ở độ cao khoảng 36.000 km bao quát một vùng rộng lớn, về lý thuyết có thể cung cấp Internet cho hàng triệu người. Trong thực tế, cung cấp Internet qua mạng lưới vệ tinh địa tĩnh (như mạng lưới vệ tinh của công ty Intelsat) là phương án có chi phí cao và chất lượng thấp, chỉ thường dùng cho dàn khoan dầu trên biển và tàu thủy viễn dương. Việc chế tạo và phóng vệ tinh viễn thông vào quỹ đạo địa tĩnh rất tốn kém. Do truyền qua khoảng cách lớn, sóng vô tuyến từ vệ tinh trở nên yếu ớt khi đến mặt đất. Khi bạn muốn xem một trang mạng, yêu cầu từ trình duyệt trên máy tính truyền đến vệ tinh, trở xuống mặt đất tại nơi khác nào đó và trang mạng cần thiết được truyền đến máy tính của bạn theo đường ngược lại. Nếu tín hiệu yếu, hành trình vừa nêu có thể lặp lại nhiều lần cho đến khi bạn thực sự xem được trang mạng, tạo nên trải nghiệm Internet không mấy thú vị.

Nắm trong tay công nghệ phóng vệ tinh với chi phí thấp nhất thế giới, công ty SpaceX của tỉ phú Elon Musk (cũng là người sáng lập công ty thanh toán PayPal và công ty xe điện Tesla) vạch kế hoạch thiết lập mạng lưới vệ tinh nhỏ bay quanh địa cầu ở độ cao khoảng 1200 km (thấp hơn nhiều so với vệ tinh địa tĩnh). Do các vệ tinh đều chuyển động so với mặt đất, vấn đề điều khiển mạng lưới, xử lý tín hiệu phức tạp hơn nhiều so với vệ tinh địa tĩnh (tựa như nhà mạng di động phải đối mặt với vấn đề bản thân các trạm thu phát sóng cũng... di động). Tuy nhiên, với năng lực máy tính hiện tại, việc điều khiển sự phân bố của vệ tinh nhằm đảm bảo liên lạc thông suốt đã được giải quyết thành công.


Elon Musk và vệ tinh Internet.

Theo Musk, các vệ tinh trong mạng lưới sẽ liên lạc với nhau và với mặt đất bằng tia laser, đạt được tốc độ truyền dữ liệu cao hơn 40% so với cáp quang trên mặt đất và dưới đáy biển. Với dự định đầu tư 10 tỉ USD, SpaceX kỳ vọng mạng lưới vệ tinh nhỏ bao trùm địa cầu sẽ tạo nên hạ tầng Internet hoàn chỉnh trên trời, cung cấp Internet cho mọi vùng trên thế giới.

Có tham vọng tương tự SpaceX, công ty OneWeb cũng dự định thiết lập mạng lưới vệ tinh nhỏ để cung cấp Internet tốc độ cao từ trên trời. Dường như cố gắng cạnh tranh với SpaceX, OneWeb thiết kế vệ tinh đơn giản hơn, nhỏ gọn hơn, có giá thành thấp hơn, vẫn dùng sóng vô tuyến để liên lạc. OneWeb chỉ dự định đầu tư 2 tỉ USD, trước mắt tạo nên mạng lưới gồm khoảng 600 vệ tinh Internet, hướng đến khách hàng trong lĩnh vực quân sự và hàng không (cung cấp kết nối Internet cho máy bay). Dù vậy, cũng như SpaceX, OneWeb vẫn tính đến việc hợp tác với các nhà mạng địa phương khắp thế giới để cung cấp Internet tại những vùng chưa có Internet. SpaceX và OneWeb đều hy vọng mạng lưới vệ tinh của mình sẽ bắt đầu hoạt động vào năm 2019, không chỉ lấn át mạng lưới vệ tinh địa tĩnh Intelsat, mà còn giải quyết bài toán hiệu quả kinh tế tốt hơn nhiều so với trên năm trăm ngàn dặm cáp quang biển hiện đang hoạt động (với hạ tầng Internet hiện tại, hệ thống cáp quang biển đảm nhiệm 99% liên lạc quốc tế, vệ tinh địa tĩnh chỉ chiếm 1%).

Do giá thành vệ tinh giảm dần (SpaceX đã có kế hoạch sản xuất vệ tinh hàng loạt), SpaceX dự định sẽ tăng dần số vệ tinh của mạng lưới lên khoảng 4000 trong năm 2020. Trong điều kiện như vậy, SpaceX đủ khả năng cung cấp Internet trực tiếp cho người dùng cuối với chi phí thấp. Rajeev Badyal - giám đốc kỹ thuật của SpaceX - phác họa thành tựu của mạng Internet vệ tinh vào lúc ấy: "Mọi thứ bạn cần là một bộ thu tín hiệu nhỏ, trông như hộp bánh pizza, đặt ngoài trời. Ta sẽ có Internet tốc độ cao ở Bắc Cực, ở giữa Thái Bình Dương, trên đỉnh Everest, ở bất kỳ đâu". Khi đó, SpaceX hình dung sóng Internet từ vệ tinh sẽ hiện diện "trên từng inch của bề mặt địa cầu", không chỉ dân cư ở những vùng hoang vu dùng Internet vệ tinh, ngay cả dân cư ở đô thị sầm uất, vốn quen thuộc với Internet cáp quang cũng có thể chuyển qua dùng Internet vệ tinh, không còn lo ngại trường hợp cáp quang biển bị đứt!

Trong khi SpaceX và OpenWeb theo đuổi giải pháp mạng lưới vệ tinh nhỏ, đã xuất hiện các giải pháp khác ngay trong hiện tại. Yael Maguire - giám đốc kỹ thuật của trung tâm nghiên cứu Facebook Connectivity Lab - cho rằng giải pháp vệ tinh có hiệu quả không cao vì đại dương chiếm đến 70% bề mặt địa cầu, vệ tinh sẽ lãng phí thời gian khi bay qua những nơi không có người ở. Theo Maguire, không phải mọi vùng hoang vắng đều thiếu Internet, kể cả ở những nước nghèo. Do vậy, Facebook không chủ trương thiết lập hạ tầng Internet mới bao phủ địa cầu, chỉ cần cung cấp Internet một cách chọn lọc, ở những nơi mà nhu cầu sử dụng Internet chưa được đáp ứng.

Giải pháp cung cấp Internet của Facebook sẽ được thực hiện bằng mạng lưới máy bay tự động dùng năng lượng mặt trời, bay ở độ cao khoảng 20 km, thuộc về tầng bình lưu của khí quyển. Tầng bình lưu vượt trên mọi tuyến bay hàng không dân dụng, không bị ảnh hưởng bởi động loạn của thời tiết, máy bay tự động có thể vận hành ổn định, tiêu thụ ít năng lượng. Máy bay tự động liên lạc với các trạm mặt đất bằng tia laser. Theo ước tính của Facebook, máy bay tự động có thể bay liên tục trong nhiều tháng nhờ năng lượng mặt trời. Máy bay tự động có ưu điểm hơn vệ tinh ở chỗ dễ dàng hạ cánh để bảo dưỡng và nâng cấp thiết bị (vệ tinh chỉ có thể bay vĩnh viễn trong quỹ đạo hoặc bị hủy bỏ). Máy bay tự động có thể quần thảo trong một vùng nhất định tùy theo yêu cầu, không cần bay quanh địa cầu như vệ tinh. Ngoài ra, chi phí đưa máy bay tự động vào tầng bình lưu luôn thấp hơn chi phí phóng vệ tinh vào quỹ đạo.

Google đầu tư 1 tỉ USD vào dự án vệ tinh Internet của SpaceX, đồng thời nghiên cứu giải pháp dùng máy bay tự động như Facebook và thử nghiệm giải pháp dùng khí cầu (dự án Loon). Khác với máy bay tự động, khí cầu của Google không có cánh quạt, tự trôi theo những luồng khí ổn định ở tầng bình lưu. Google điều khiển đường đi của khí cầu bằng cách thay đổi độ cao của khí cầu, nhằm chọn luồng khí thích hợp cho hành trình dự định. Cũng khác với giải pháp máy bay tự động, khí cầu của Google không cần trạm mặt đất để tiếp nhận tín hiệu, chỉ cần bộ thu tín hiệu nhỏ gọn.


Thử nghiệm khí cầu của Google ở Sri Lanka.

Trong tháng 2/2016, dự án Loon của Google tiến hành thử nghiệm tại Sri Lanka sau các cuộc thử nghiệm tại New Zealand, Úc và Indonesia. Ngày 4/3/2016, SpaceX phóng thành công vệ tinh Internet đầu tiên tại Florida. Facebook dự định thử nghiệm máy bay tự động lần đầu trên không trong năm 2016.

Internet (và xã hội nói chung) sẽ không phát triển nếu không có sự khao khát vượt qua thách thức, thay đổi hiện trạng.

NGỌC GIAO
Bài liên quan:
Ý kiến bạn đọc (0)
Tên   Email

Lên đầu trang