ИИ, «облако» и цифровизация: спутниковая инфраструктура как часть облачных сервисов
По мнению ряда экспертов, цифровизация в спутниковой отрасли толком еще не началась. Разумеется, практически все спутниковые коммуникации уже давно переведены на цифровые стандарты, никто в «аналоге» не работает, но в том, что касается внедрения современных методов организации и управления инфраструктурой и сервисами, спутниковой индустрии еще, мягко говоря, есть куда развиваться.
Одной из основных тенденций развития спутникового рынка в последние 2-3 года стало быстрое и тесное сближение спутниковых и облачных сервисов. Движение идет с двух сторон, поскольку облачные провайдеры хотят расширить зону охвата своими услугами, а спутниковая индустрия активно оптимизирует свой бизнес при помощи облачных сервисов. Главным стимулом процесса является рост объема передаваемых и анализируемых данных, в первую очередь — данных мониторинга земной поверхности. Второй точкой роста является тенденция к отказу пользователей от собственной инфраструктуры и переходу к модели «спутник как сервис» и «земная станция как сервис». Масштабирование бизнеса с использованием облачной среды, при отсутствии необходимости инвестировать серьезные средства, заказывать, устанавливать и настраивать оборудование, сокращается с нескольких лет до нескольких недель. К тому же, облачные технологии стали одним из драйверов развития спутникового ШПД: особенно это заметно в корпоративном и государственном секторах Азиатско-Тихоокеанского региона.
По прогнозу NSR, в 2030 г. через спутниковые сети будет передаваться 226 эксабайт облачных данных, а общий доход этого сектора достигнет $8,6 млрд.
Так, за последние три года платформа Microsoft Azure создала альянсы с несколькими спутниковыми операторами — SES, Intelsat, KSAT, Viasat, SpaceX — для предоставления облачных услуг. А подразделение Amazon Web Services (AWS) обслуживает операторов ДЗЗ в рамках сервиса «наземная станция как услуга». Google также установил партнерские отношения со спутниковыми игроками.
Растет спрос на граничные, или периферийные вычисления (edge computing): обработка данных переносится ближе к конечным пользователям или датчикам — это выгоднее, чем трафик в ядро сети. В 2022 г. Так, Intelsat вместе с Microsoft Azure запустили на спутниковом канале частную сеть LTE, через которую при помощи граничных вычислений работают службы мониторинга рабочих процессов на одном австралийском руднике, расположенном в очень удаленном регионе.
Intelsat утверждает, что современные интеллектуальные облачные приложения позволяют компенсировать задержку сигнала, характерную при использовании геостационарных спутников. А если рассматривать всю задержку, которая формируется при прохождении информации от датчика к клиенту, то отставание спутника становится несущественным, т.к. применение спутниковой сети позволяет реализовывать архитектуры с гораздо меньшим числом узлов.
Развитие сервиса «спутниковая станция как услуга» и виртуализация земного сегмента также потребует большего объема граничных вычислений. Что в свою очередь ведет к объединению центров обработки данных и наземных станций. Виртуализация наземного сегмента поможет ликвидировать его отставание в развитии от космического.
Сегодня технологии спутниковых станций не позволяют до конца и с полной эффективностью использовать возможности спутников с высокой, и тем более сверхвысокой пропускной способностью, а также КА с гибкой адаптируемой полезной нагрузкой. Земной сегмент — системы управления космическими аппаратами, станции сопряжения, сетевые узлы и хабы — должны стать не менее гибкими и адаптируемыми, чем полезная нагрузка КА. Перевод всех функций земных станций в виртуальную среду позволит модернизировать алгоритмы гораздо быстрее. Но самое важное – такой подход позволит бесшовно интегрировать спутниковые каналы и сервисы в экосистему 5G. Но для этого нужно активно внедрять в спутниковые сети SDN и NFV, догоняя классические наземные сети, иначе встраивания не получится.
В наиболее полном объеме подход «спутниковая инфраструктура как сервис» сегодня реализован в индустрии мониторинга земной поверхности – и спутники, и земные станции можно получить как услугу. Но чистые спутниковые данные конечному потребителю не нужны, ему нужна аналитика на их основе, представленная в удобном виде. И сейчас почти вся аналитика, предоставляемая на основе данных ДЗЗ, продается в виде облачных сервисов с активным использованием самообучающихся систем. Такой подход серьезно сократил сроки ввода сервисов в коммерческую эксплуатацию, он позволяет оптимизировать ресурсы, ускоряет прохождение информации к пользователю и, как считают сами игроки этого рынка, увеличивает прибыль оператора.
Так, в компании Maxar утверждают, что применение облачных алгоритмов в обработке информации метеоспутников позволяет делать прогнозы погоды на 58% быстрее. Там также обращают внимание на то, что прогноз погоды — это в первую очередь предупреждение стихийных бедствий, т.е. это сервис, от которого зависят человеческие жизни. Архив компании перевалил за сотню петабайт, и без облачной структуры и самообучающихся систем хранить, обрабатывать и управлять таким массивом данных, и тем более оказывать оперативные услуги, невозможно. И тем более это будет невозможно в будущем, поскольку по мнению Maxar, объем собираемых данных ДЗЗ вырастет в течение пяти лет на порядок.
Подход к спутниковой сети как к общей цифровой среде позволит организовывать реальное динамическое распределение спутниковой емкости, оптимально использовать ресурсы, настраивать сервисы и по необходимости менять архитектуру. В 2022 году уже были представлены сервисы, где ИИ оценивает пользовательский опыт и на его основе делает прогнозы дальнейших его запросов на пропускную способность.
Несмотря на развитие OTT, видео остается для спутниковых операторов тем сектором, который приносит наибольшую прибыль. Но для конкуренции с наземными сервисами им необходима гибкая адаптируемая система распределения контента, которая позволит оперативно реагировать на капризные запросы потребителей и следовать за изменившейся моделью потребления контента.
Как утверждает разработчик такой платформы — компания AWS — облачные решения позволяют готовить контент к распространению на любых платформах и в любых средах, в том числе — через спутник непосредственно абоненту (DTH). В «облаке» же проводится кодирование, мультиплексирование, модулирование. При таком подходе, утверждает AWS, оператор может предельно легко, буквально «в несколько кликов» получать контент из любой точки Земли.
Одна из задач, которую ставит перед собой индустрия спутниковых коммуникаций — гармоничное встраивание в экосистему 5G, становление ее неотъемлемой частью. Конвергенция облачных и спутниковых сервисов, позволяющая расширить зону охвата первых и оптимизировать вторые — один из важнейших аспектов этого процесса.