האם אילון מאסק יכול להחליף את רשתות הסלולר?

יש לכם אייפון 14 ומעלה? אתם אולי לא מודעים לזה, אבל יש לכם יכולת (תיאורטית – כיום אף חברת תקשורת ישראלית לא מאפשרת זאת) להתחבר ישירות ללוויין כדי לתקשר גם אם אתם במקום שאין בו לא קליטה סלולרית ולא ווייפיי. החברה שילבה בדורות האחרונים של מכשיריה תמיכה בתקשורת לוויינית. האם אנחנו מתקרבים לעידן שבו לא נצטרך יותר רשתות סלולר ארציות, ונתקשר בכל העולם ברשת אחת? שאלנו את קלוד את השאלה הזו.

האבולוציה של התקשורת עד כה

ראשית, כדאי לפרוש את ההיסטוריה של התקשורת האנושית, כדי לראות את התהליך ההדרגתי אך הברור מאוד שבו אנחנו נתונים:

כזכור, עד לפני כ-200 שנה, כדי לתקשר עם מישהו היינו צריכים להיות מולו או לשלוח אליו שליח עם הודעה (כתובה או בע”פ). העברת הודעה ע"י שליח יכלה לקחת בין דקות בתוך עיר לשבועות בין ארצות, וכמובן שהיתה תלויה באפשרות הפיזית של השליח להגיע בלי ליהרג בדרך;

בסוף המאה ה-18 החלו להיבנות מגדלי סֶמַפוֹר, שכונו גם "טלגרף שאפּה" על שם ממציאם, קלוד שאפה, או “הטלגרף של נפוליאון”, על שם המצביא הראשון שזכה לנצל את השיטה. מגדלים אלה העבירו מסרים באמצעות מערכי מוטות עץ גבוהים שיצרו סימנים ששוכפלו על ידי מגדלים מהמקור ועד ליעד, שבו פוענחו למסרים. המנגנון הזה היה מעט יותר מהיר – כמה קילומטרים בדקה, ועשרות קילומטרים בשעה – ועקף את הצורך בשליחים, אבל דרש בניית מגדלים ואימון מפעיליהם בשפת הסתרים של מוטות העץ;

באמצע המאה ה-19 נכנס לשימוש הטלגרף המוכר, שהעביר מסרים באמצעות איתות (בעיקר קוד מורס) שעבר בכבלים שנתלו ברחבי העולם. כאן המהירות הגיעה כבר למאות קמ"ש – אך עדיין דרשה הצבת כבלים ותחזוקם, ואימון שדרים ומפענחים;

השלב הבא היה הטלפון הקווי, שהשתמש באותם חוטים כדי להעביר באופן ישיר את הקול שלנו מאחד לשני על פני מאות קילומטרים. לא היה יותר צורך בתיווך (מלבד מרכזייה שחיברה בין המכשירים הנכונים) או בהמתנה, והמסר עבר בזמן אמת – ובשני הכיוונים;

שלב ביניים היה מכשירי קשר (מוטורולה, זוכרים?), שאיפשרו לנו לדבר אחד עם השני בזמן אמת – אך מרחק השידור והקליטה שלהם היה מוגבל מאוד, מפני שכדי לשדר לטווח ארוך דרושה אנרגיה רבה, שמכשירים ניידים פשוט לא יכולים להרשות לעצמם לצרוך ליותר משניות בודדות;

כאן נכנסה לתמונה תקשורת סלולרית, שגאלה אותנו מהכבלים מצד אחד וממגבלת אזור הקליטה מצד שני. היא איפשרה להעביר מסרים באמצעות אנטנות המפוזרות בכל העולם, כאשר כל טלפון יכול להתחבר לכל אנטנה בסביבתו כל עוד יש לו הסכם עם המפעילה שלה, ולתקשר עם כל טלפון אחר בכל העולם בזמן אמת למרות שכל טלפון משדר למרחק של כמה מאות (מקסימום כמה אלפי) מטרים בלבד. עם זאת, כמובן שעדיין צריך לפרוש אנטנות, מה שמשאיר אזורים מבודדים ללא חיבור אמין לתקשורת.

איפה אנחנו עומדים – ולאן אנחנו הולכים

בשנים האחרונות, עובדות חברות כמו SpaceX של אילון מאסק עם פרויקט Starlink ואמזון של ג’ף בזוס עם פרויקט Kuiper, על יצירת רשתות תקשורת לווייניות. הרשתות הללו, שאמורות לכלול עשרות אלפי לוויינים המשייטים מסביב לכדור הארץ בגובה נמוך יחסית, מדלגות על המגדלים, ומאפשרות תקשורת מכל נקודה בעולם.

כאמור, אפל כבר החלה לשלב טכנולוגיית תקשורת לוויינית במכשירי האייפון שלה – אך כיום היכולת הזו שמורה למקרי חירום בלבד. בסיבה לכך ניגע בחלק הבא.

היתרונות המשמעותיים של הטכנולוגיה הלוויינית

• כיסוי גלובלי מלא: היתרון הבולט ביותר הוא היכולת לספק שירות בכל מקום על פני כדור הארץ – אזורים מרוחקים, מדבריות, לב הים, ואפילו הקטבים, כולם יוכלו לקבל שירות תקשורת ללא צורך בהקמת תשתיות יבשתיות.
• עמידות בפני אסונות טבע: כאשר רעידות אדמה, הוריקנים או שיטפונות הורסים אנטנות ותשתיות תקשורת יבשתיות, לוויינים ימשיכו לפעול, ויאפשרו תקשורת חיונית בזמני חירום (אם כי לרוב, בזמן סערה קשה לשמור על רציפות הקשר בין יחידות תקשורת על פני כדור הארץ לבין לוויינים).
• פריסה מהירה: הקמת רשת לוויינים יכולה לכסות שטחים עצומים תוך זמן קצר יחסית, בהשוואה לשנים הנדרשות להקמת תשתיות סלולריות מסורתיות.
• גמישות טכנולוגית: לוויינים יכולים להתעדכן ולהשתדרג בחלל, מה שמאפשר שיפורים טכנולוגיים ללא צורך בהחלפת ציוד קרקעי.

האתגרים והחסרונות המשמעותיים

• עיכוב בתקשורת (Latency): אחד החסרונות הבולטים ביותר הוא העיכוב הנוצר בגלל המרחק שהאות צריך לעבור. אפילו עם לוויינים במסלול נמוך, העיכוב גדול יותר מאשר באנטנות יבשתיות, מה שיכול להשפיע על יישומים הדורשים תגובה מיידית, כמו שיחות או שליטה על מכשירים מרחוק.
• תלות במזג האוויר: גשם חזק, שלג או עננות כבדה עלולים להפריע לאות הלווייני ולגרום לירידה באיכות השירות, או אפילו לניתוק זמני.
• צריכת אנרגיה גבוהה: כפי שציינו בסעיף על עידן מכשירי הקשר, מכשירים שמשדרים למרחק גדול צורכים אנרגיה רבה, וסמארטפונים לא יכולים לתקשר עם לוויינים לאורך זמן בלי לגמור את הסוללה. זו אחת הסיבות לכך שכיום מאפשרת אפל תקשורת לוויינית רק לשניות בודדות, לצורך שליחת וקבלת הודעות דומות ל-SMS, בעוד אנטנות Starlink ייעודיות, המחוברות לחשמל, מסוגלות לתקשר עם אותם לוויינים במשך חודשים ובמהירויות של מאות מגה-בייטים לשנייה.
• עלויות גבוהות: הקמה ותחזוקה של רשתות לוויינים דורשות השקעות עצומות, שעלולות להשתקף במחירים יקרים יותר של השירות לצרכנים.
• מגבלות קיבולת: כל לוויין יכול לטפל במספר מוגבל של חיבורים בו-זמנית, מה שיכול ליצור עומס ברשת באזורים צפופי אוכלוסין (בעיה שקיימת גם עם אנטנות סלולר, והפיתרון של שתיהן זהה: הקצאת יותר יחידות תיווך – כלומר אנטנות או לוויינים – לאזורים צפופים).

מה עשוי להשתנות בקרוב

הטכנולוגיה הלוויינית צפויה להשתפר משמעותית בשנים הקרובות. העכבה צפויה להתקצר ויעילות אנרגטית משופרת תאפשר למכשירים הקטנים לתקשר עם הלוויינים במהירות גבוהה יותר לאורך זמן.

בנוסף, שילוב של רשתות לוויינים עם רשתות יבשתיות יאפשר מעבר חלק בין הרשתות בהתאם לנסיבות ולמיקום, בדיוק כמו שברשתות העכשוויות אנחנו יכולים לעבור תוך כדי שיחה מהתבססות על התשתית הסלולרית לשיחה שמועבדת באמצעות ווייפיי (בטלפונים תומכי VoLTE ו-WiFi Calling). הדבר יכול ליצור רשת היברידית, שמספקת את היתרונות של שתי הטכנולוגיות.

מה לא ישתנה

למרות התקדמות הטכנולוגיה, מספר מגבלות פיזיקליות תישארנה קבועות: מהירות האור קובעת מגבלה בסיסית על זמני התגובה, ולכן עיכוב מסוים יישאר תמיד בתקשורת לוויינית. כמו כן, השפעות מזג האוויר על גלי רדיו הן תופעה פיזיקלית שלא ניתן לחסל לחלוטין.

קיבולת הספקטרום האלקטרומגנטי מוגבלת, ועם הגידול במספר הלוויינים והמכשירים, עלולים להיווצר עומסים ו"זיהומים" בתדרים.

השלכות על התעשייה

המעבר לטכנולוגיה לוויינית עשוי לשנות את פני תעשיית התקשורת הסלולרית. חברות הסלולר המסורתיות תצטרכנה להתאים את המודלים העסקיים שלהן, או לשתף פעולה עם מפעילי רשתות לוויינים. מצד שני, אזורים מרוחקים, שעד כה לא זכו לשירות תקשורת איכותי, יוכלו להתחבר לעולם הדיגיטלי. בכל אופן, הכיוון הוא עולם שבו במקום לשלם על שירותי תקשורת מדינתיים, נוכל לשלם על שירות בינלאומי אחד שעובד בכל מקום בעולם.