क्या सैटेलाइट इंटरनेट एक नई अंतरिक्ष दौड़ है?

^{अस्वीकरण । लेख नाथन हर्स्ट द्वारा एक प्रकाशन का पूरक, संशोधित और अद्यतन अनुवाद है। नैनोसैटलाइट्स पर लेख से कुछ जानकारी का उपयोग अंतिम सामग्री के निर्माण में भी किया गया था।}

नासा के खगोलविद के नाम पर केसलर सिंड्रोम नामक खगोलविदों के बीच एक सिद्धांत (या शायद एक चेतावनी की कहानी) है, जिसने इसे 1978 में प्रस्तावित किया था। इस परिदृश्य में, एक परिक्रमा करने वाला उपग्रह या कोई अन्य वस्तु गलती से किसी दूसरे से टकरा जाती है और टुकड़ों में टूट जाती है। ये भाग दसियों हज़ार किलोमीटर प्रति घंटे की गति से पृथ्वी की परिक्रमा करते हैं, अन्य उपग्रहों सहित इसके मार्ग में सब कुछ नष्ट कर देते हैं। यह एक भयावह श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू करता है जो कि ग्रह के चारों ओर अंतहीन घूमने वाले गैर-कार्यात्मक अंतरिक्ष मलबे के लाखों टुकड़ों के एक बादल में समाप्त होती है।



इस तरह की घटना पृथ्वी के निकट अंतरिक्ष को बेकार बना सकती है, जो इसे भेजे गए किसी भी नए उपग्रह को नष्ट कर सकती है, और संभवतः एक पूरे के रूप में अंतरिक्ष तक पहुंच को अवरुद्ध कर सकती है।

इसलिए, जब स्पेसएक्स ने एफसीसी (संघीय संचार आयोग - संयुक्त राज्य अमेरिका) से वैश्विक उच्च गति इंटरनेट प्रदान करने के लिए 4,425 उपग्रहों को कम पृथ्वी की कक्षा (एलईओ) में भेजने का अनुरोध किया, तो एफसीसी इस बारे में चिंतित था। एक वर्ष से अधिक समय से, कंपनी ने केसलर सर्वनाश के डर को दूर करने के लिए "कक्षीय मलबे को कम करने की योजना" प्रस्तुत करने सहित, एक बयान से इनकार करने के लिए दायर प्रतियोगियों के आयोगों और याचिकाओं के सवालों के जवाब दिए हैं । 28 मार्च को, एफसीसी ने स्पेसएक्स की बोली को मंजूरी दी।

स्पेस मलबे केवल एफसीसी की चिंता नहीं है, और स्पेसएक्स अगली पीढ़ी के उपग्रह तारामंडल बनाने की कोशिश करने वाला एकमात्र संगठन नहीं है। मुट्ठी भर कंपनियां, दोनों नई और पुरानी, ​​नई तकनीकों का उपयोग करती हैं, नई व्यावसायिक योजनाएं विकसित करती हैं और संचार स्पेक्ट्रम के कुछ हिस्सों तक पहुंच के लिए एफसीसी पर लागू होती हैं जो उन्हें एक तेज और विश्वसनीय इंटरनेट के साथ पृथ्वी तक पहुंचने की आवश्यकता होती है।

बड़े नाम शामिल हैं - रिचर्ड ब्रैनसन से एलोन मस्क तक - बड़े रुपये के साथ। वर्तमान में, ब्रैनसन के वनवेब ने $ 1.7 बिलियन का उठाया है, और स्पेसएक्स के अध्यक्ष और मुख्य परिचालन अधिकारी, गिवन शॉटवेल ने परियोजना की लागत का अनुमान $ 10 बिलियन है।

बेशक, बड़ी समस्याएं हैं, और इतिहास बताता है कि वे काफी प्रतिकूल प्रभाव डालते हैं। अच्छे लोग अनडर्स्ड क्षेत्रों में डिजिटल विभाजन को दूर करने की कोशिश करते हैं, जबकि बुरे लोग मिसाइलों पर अवैध उपग्रह स्थापित करने का प्रयास करते हैं। और यह सब इस तथ्य के कारण है कि डेटा डिलीवरी की मांग में तेजी से वृद्धि हुई है: 2016 में, वैश्विक इंटरनेट ट्रैफ़िक 1 सिक्सटीलियन बाइट्स से अधिक हो गया, एक सिस्को रिपोर्ट के अनुसार, ज़ेटाबाइट्स के युग को समाप्त करना।

यदि लक्ष्य अच्छा इंटरनेट एक्सेस प्रदान करना है जहां यह पहले मौजूद नहीं था, तो उपग्रह इसे प्राप्त करने का एक स्मार्ट तरीका है। वास्तव में, कंपनियां बड़े भूस्थिर उपग्रहों (जीएसओ) की मदद से दशकों से ऐसा कर रही हैं, जो बहुत उच्च कक्षा में हैं, जहां रोटेशन की अवधि पृथ्वी के घूमने की गति के बराबर है, जिसके कारण उन्हें एक निश्चित क्षेत्र पर तय किया गया है। लेकिन कुछ संकीर्ण रूप से केंद्रित कार्यों के अपवाद के साथ, उदाहरण के लिए, 175 कम-कक्षा के उपग्रहों का उपयोग करके पृथ्वी की सतह को लेना और 200 एमबीपीएस की गति से 7 पेटाबाइट डेटा को पृथ्वी पर स्थानांतरित करना, या सैन्य ठिकानों पर कार्गो को ट्रैक करने या नेटवर्क तक पहुंच प्रदान करने का कार्य, इस प्रकार का उपग्रह संचार नहीं था। आज के फाइबर ऑप्टिक या केबल इंटरनेट के साथ प्रतिस्पर्धा करने के लिए काफी तेज़ और विश्वसनीय।





गैर-जीएसओ में वे उपग्रह शामिल हैं जो पृथ्वी की सतह से 1900 से 35000 किमी की ऊँचाई पर मध्य-पृथ्वी की कक्षा (मध्यम पृथ्वी की कक्षा, MEO) में काम करते हैं और निम्न-कक्षा के उपग्रह (कम पृथ्वी की कक्षा, LEO), जिनकी कक्षाएँ पर स्थित हैं ऊंचाई 1900 किमी से कम है। आज, LEO बेहद लोकप्रिय हो रहे हैं, और निकट भविष्य में यह उम्मीद की जाती है कि यदि सभी उपग्रह इस तरह नहीं हैं, तो अधिकांश निश्चित हैं।



इस बीच, गैर-भूस्थिर उपग्रहों के लिए नियम लंबे समय से मौजूद हैं और संयुक्त राज्य अमेरिका के अंदर और बाहर की एजेंसियों के बीच विभाजित हैं: नासा, एफसीसी, डीओडी, एफएए और यहां तक ​​कि संयुक्त राष्ट्र अंतर्राष्ट्रीय दूरसंचार संघ - सभी इस खेल में।

हालांकि, एक तकनीकी दृष्टिकोण से, कुछ महान फायदे हैं। एक उपग्रह के निर्माण की लागत gyroscopes और बैटरी के रूप में गिर गई सेल फोन के विकास के कारण सुधार हुआ। कुछ उपग्रहों के छोटे आकार के कारण उनका प्रक्षेपण भी सस्ता हो गया। क्षमता में वृद्धि हुई है, अंतर-उपग्रह संचार ने सिस्टम को तेज कर दिया है, और आकाश को इंगित करने वाली बड़ी प्लेटें पहले से ही फैशन से बाहर हैं।

11 कंपनियों ने स्पेसएक्स के साथ एफसीसी पर आवेदन किया है, जिनमें से प्रत्येक ने अपने तरीके से समस्या का हल किया है।

एलोन मस्क ने 2015 में स्पेसएक्स स्टारलिंक कार्यक्रम की घोषणा की और एक सिएटल सहबद्ध को खोला। उन्होंने कर्मचारियों से कहा: "हम उसी तरह से रॉकेट साइंस की तरह उपग्रह संचार प्रणाली में क्रांति लाना चाहते हैं।"

2016 में, कंपनी ने यू.एस. संघीय संचार आयोग के साथ एक आवेदन दायर किया, जो अब से 2021 तक 1,600 (बाद में संख्या घटकर 800) उपग्रहों को लॉन्च करने की अनुमति का अनुरोध करता था, और फिर 2024 तक शेष उपग्रहों को लॉन्च करने के लिए। ये पास-पृथ्वी उपग्रह 83 अलग-अलग कक्षीय विमानों में परिक्रमा करेंगे। तारामंडल, तथाकथित उपग्रहों का समूह, एक-दूसरे के साथ ऑन-बोर्ड ऑप्टिकल (लेजर) संचार लाइनों के माध्यम से संचार करेगा, ताकि डेटा आकाश में परिलक्षित हो सके, और जमीन पर वापस नहीं लौटा - एक लंबे "पुल" से गुजर रहा है, और नीचे और ऊपर नहीं भेजा।

क्षेत्र में, ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक-नियंत्रित एंटेना के साथ एक नए प्रकार का टर्मिनल स्थापित करेंगे जो स्वचालित रूप से उपग्रह से जुड़ जाएगा, जो वर्तमान में सबसे अच्छा संकेत प्रदान करता है - एक सेल फोन कैसे टॉवर का चयन करता है। जैसा कि LEO उपग्रह पृथ्वी के सापेक्ष आगे बढ़ते हैं, सिस्टम हर 10 मिनट में उनके बीच स्विच करेगा। और चूंकि हजारों लोग सिस्टम का उपयोग करेंगे, स्पेसएक्स के उपग्रह नियंत्रण के पेट्रीसिया कूपर के अनुसार, चुनने के लिए हमेशा कम से कम 20 होंगे।

ग्राउंड टर्मिनल पारंपरिक उपग्रह व्यंजनों की तुलना में सस्ता और आसान होना चाहिए, जो कि भौतिक रूप से आकाश के उस हिस्से के लिए उन्मुख होना चाहिए जहां संबंधित भूस्थिर उपग्रह स्थित है। स्पेसएक्स का कहना है कि टर्मिनल पिज्जा बॉक्स से बड़ा नहीं होगा (हालांकि यह इंगित नहीं करता है कि पिज्जा किस आकार का है)।

आवृत्ति स्पेक्ट्रम के दो बैंडों में संचार प्रदान किया जाएगा: का और कू। दोनों रेडियो स्पेक्ट्रम से संबंधित हैं, हालांकि वे स्टीरियो के लिए उपयोग किए जाने वाले की तुलना में बहुत अधिक आवृत्तियों का उपयोग करते हैं। का बैंड, 26.5 गीगाहर्ट्ज़ और 40 गीगाहर्ट्ज़ के बीच आवृत्तियों के साथ दो से अधिक है, जबकि कू बैंड स्पेक्ट्रम में 12 गीगाहर्ट्ज से 18 गीगाहर्ट्ज़ तक स्थित है। स्टारलिंक को कुछ आवृत्तियों का उपयोग करने के लिए एफसीसी की अनुमति मिली, आमतौर पर टर्मिनल से उपग्रह तक का अपलिंक 14 गीगाहर्ट्ज से 14.5 गीगाहर्ट्ज तक और 10.7 गीगाहर्ट्ज से डाउनग्रेड 12.7 गीगाहर्ट्ज तक की आवृत्तियों पर काम करेगा, और शेष का उपयोग किया जाएगा। टेलीमेट्री, ट्रैकिंग और नियंत्रण, साथ ही साथ स्थलीय इंटरनेट से उपग्रहों को जोड़ने के लिए।

एफसीसी अनुप्रयोगों के अलावा, स्पेसएक्स चुप है और अभी तक अपनी योजनाओं के बारे में बात नहीं की है। और किसी भी तकनीकी विवरण का पता लगाना मुश्किल है, क्योंकि स्पेसएक्स पूरे सिस्टम के संचालन को प्रदान करता है, उन घटकों से जिनका उपयोग उपग्रहों पर रॉकेट से किया जाएगा जो उन्हें आकाश में लाएगा। लेकिन परियोजना की सफलता के लिए, यह इस बात पर निर्भर करेगा कि सेवा को समान मूल्य पर ऑप्टिकल फाइबर की तुलना में गति या बेहतर पेशकश करने में सक्षम होना चाहिए, साथ ही विश्वसनीयता और एक अच्छा उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस।

फरवरी में, स्पेसएक्स ने अपने पहले दो प्रोटोटाइप स्टारलिंक उपग्रहों को लॉन्च किया, एक बेलनाकार आकार जिसमें पंखों के रूप में सौर पैनल। टिनटिन ए और बी लंबाई में लगभग एक मीटर हैं, और मस्क ने ट्विटर के माध्यम से पुष्टि की कि उन्होंने सफलतापूर्वक संचार किया है। यदि प्रोटोटाइप कार्य करना जारी रखते हैं, तो 2019 तक सैकड़ों अन्य उनके साथ जुड़ जाएंगे। जैसे ही सिस्टम को चालू किया जाता है, SpaceX अंतरिक्ष मलबे की उपस्थिति को रोकने के लिए एक निरंतर आधार पर decommissioned उपग्रहों को बदल देगा, सिस्टम उन्हें एक निश्चित समय पर अपनी कक्षाओं को कम करने का निर्देश देगा, जिसके बाद वे वातावरण में गिरना और जलना शुरू कर देंगे। नीचे दिए गए आंकड़े में आप देख सकते हैं कि 6 शुरू होने के बाद स्टारलिंक नेटवर्क कैसा दिखता है।

थोड़ा सा इतिहास

80 के दशक में, ह्यूजेसनेट उपग्रह प्रौद्योगिकी में एक प्रर्वतक था। क्या आपको पता है कि ग्रे एंटेना एक छोटे से डिश का आकार है जो कि DirecTV घरों के बाहर माउंट करता है? वे ह्यूजेसनेट से आते हैं, जो खुद विमानन अग्रणी हॉवर्ड ह्यूजेस के लिए धन्यवाद के बारे में आया था। ईवीपी माइक कुक का कहना है, "हमने ऐसी तकनीक का आविष्कार किया है जो हमें उपग्रह के माध्यम से इंटरैक्टिव संचार प्रदान करने की अनुमति देती है।

उन दिनों, तत्कालीन ह्यूजेस नेटवर्क सिस्टम्स कंपनी के पास DirecTV का स्वामित्व था और बड़े भू-स्थिर उपग्रहों को नियंत्रित करता था जो टीवी को सूचना प्रसारित करता था। तब और अब कंपनी ने उद्यमों को सेवाएं भी प्रदान की हैं, उदाहरण के लिए, गैस स्टेशनों पर क्रेडिट कार्ड लेनदेन प्रसंस्करण। पहला वाणिज्यिक ग्राहक वॉलमार्ट था, जो बेंटनविले में एक घर के कार्यालय के साथ देश भर के कर्मचारियों को जोड़ना चाहता था।

90 के दशक के मध्य में, कंपनी ने DirecPC नामक एक हाइब्रिड इंटरनेट प्रणाली बनाई: एक उपयोगकर्ता के कंप्यूटर ने एक वेब सर्वर को डायल-अप कनेक्शन का अनुरोध भेजा और उपग्रह के माध्यम से एक प्रतिक्रिया प्राप्त की, जो डायल-अप संचार की तुलना में बहुत तेज गति से उपयोगकर्ता की प्लेट में अनुरोधित जानकारी को भेज सकता है। ।

वर्ष 2000 के आसपास, ह्यूजेस ने द्विदिश नेटवर्क एक्सेस सेवाओं की पेशकश शुरू की। लेकिन ग्राहक के उपकरणों की लागत सहित सेवा की लागत को कम रखना, लोगों को खरीदने के लिए पर्याप्त, एक कठिन काम था। इसके लिए, कंपनी ने फैसला किया कि उसे अपने स्वयं के उपग्रहों की आवश्यकता है और 2007 में उसने स्पेसवे लॉन्च किया। ह्यूजेस के अनुसार, अब तक इस्तेमाल किया गया यह उपग्रह लॉन्च में विशेष रूप से महत्वपूर्ण था, क्योंकि यह ऑनबोर्ड पैकेट स्विचिंग तकनीक का समर्थन करने वाला पहला था, वास्तव में यह संचार के लिए एक ग्राउंड स्टेशन के रूप में एक अतिरिक्त हॉप को हटाने के लिए पहला स्पेस स्विच था। आपस में ग्राहक। इसकी क्षमता 10 Gbit / s, 440 Mbit / s के 24 ट्रांसपोंडर की है, जिससे व्यक्तिगत ग्राहकों को ट्रांसमिशन के लिए 2 Mbit / s तक और डाउनलोड के लिए 5 Mbit / s तक की अनुमति मिलती है। बोइंग 702 उपग्रह प्लेटफॉर्म के आधार पर बोइंग द्वारा स्पेसवे 1 का निर्माण किया गया था। डिवाइस का लॉन्च वजन 6080 किलोग्राम था। वर्तमान में, Spaceway 1 सबसे भारी वाणिज्यिक अंतरिक्ष यान (SC) में से एक है - इसने एक महीने पहले एटलस 5 रॉकेट लांचर के साथ लॉन्च किए गए इनमारसैट 4 एफ 1 उपग्रह (5959 किलो) के रिकॉर्ड को तोड़ दिया। जबकि 2018 में लॉन्च किए गए विकिपीडिया के अनुसार, सबसे भारी वाणिज्यिक जीएसओ का द्रव्यमान 7 टन है। डिवाइस रिले पेलोड (पीएन) का रेंज से लैस है। पीएन में 1,500 तत्वों से युक्त एक नियंत्रित 2-मीटर चरणबद्ध एंटीना सरणी शामिल है। पीएन विभिन्न क्षेत्रों में विभिन्न टीवी कार्यक्रम ग्रिड के प्रसारण प्रदान करने के लिए एक मल्टी-बीम कवरेज बनाता है। इस तरह के एक एंटीना बाजार की स्थितियों को बदलने में अंतरिक्ष यान क्षमताओं के लचीले उपयोग की अनुमति देता है।



इस बीच, वायसैट नामक एक कंपनी ने 2008 में अपना पहला उपग्रह लॉन्च करने से पहले अनुसंधान और विकास में लगभग दस साल बिताए। ViaSat-1 नामक इस उपग्रह में कुछ नई तकनीकों को शामिल किया गया है, जैसे स्पेक्ट्रम का पुन: उपयोग। इसने उपग्रह को विभिन्न बैंडविदथों के बीच चयन करना संभव बना दिया, ताकि बिना किसी बाधा के पृथ्वी पर डेटा संचारित करने के लिए, भले ही वह किसी अन्य उपग्रह से बीम के साथ डेटा संचारित करता हो, यह यौगिकों में इस वर्णक्रमीय श्रेणी का पुन: उपयोग कर सकता है जो आसन्न नहीं हैं।

इसने अधिक गति और प्रदर्शन प्रदान किया। वायसैट के अध्यक्ष रिक बाल्ड्रिज के अनुसार, जब इसे अमल में लाया गया, तो संयुक्त राज्य अमेरिका को कवर करने वाले सभी अन्य उपग्रहों की तुलना में थ्रूपुट 140 Gb / s था।

"सैटेलाइट बाजार वास्तव में उन लोगों के लिए था जिनके पास कोई विकल्प नहीं था," बोल्ड्रिज कहते हैं। “अगर आप दूसरे तरीके से नहीं पहुँच सकते, तो यह अंतिम उपाय की तकनीक थी। वास्तव में, इसके पास व्यापक कवरेज था, लेकिन वास्तव में बहुत सारे डेटा के हस्तांतरण की अनुमति नहीं थी। इसलिए, इस तकनीक का उपयोग मुख्य रूप से गैस स्टेशनों पर लेनदेन जैसे कार्यों के लिए किया गया था। ”

इन वर्षों में, ह्यूजेसनेट (वर्तमान में इकोस्टार के स्वामित्व में) और वायसैट ने अधिक से अधिक तेजी से भूस्थिर उपग्रहों का निर्माण किया है। HughesNet ने 2012 में EchoStar XVII (120 Gb / s), 2017 में EchoStar XIX (200 Gb / s) लॉन्च किया और 2021 में EchoStar XXIV लॉन्च करने की योजना बनाई, जिसके बारे में कंपनी का कहना है कि यह 100 Mb / s पेश करेगी।

ViaSat-2 को 2017 में लॉन्च किया गया था और अब इसमें लगभग 260 Gb / s की बैंडविड्थ है, और तीन अलग-अलग ViaSat-3 को 2020 या 2021 के लिए योजनाबद्ध किया गया है, जिनमें से प्रत्येक ग्लोब के विभिन्न हिस्सों को कवर करेगा। वायसैट ने कहा कि इन तीन वायाट्सैट -3 सिस्टम में से प्रत्येक में एक प्रति सेकंड थ्रूपुट होने का अनुमान लगाया गया है, जो कि अन्य सभी उपग्रहों से मिलकर पृथ्वी की परिक्रमा करता है।



“हमारे पास अंतरिक्ष में इतनी क्षमता है कि यह इस यातायात को प्रदान करने की पूरी गतिशीलता को बदल देता है। प्रदान की जाने वाली कोई सीमा नहीं है, ”डीओ सचदेव, एक उपग्रह और दूरसंचार प्रौद्योगिकी सलाहकार, जो लियोसैट के लिए काम करने वाली कंपनियों में से एक है, जो LEO तारामंडल लॉन्च करने वाली कंपनियों में से एक है। "आज, उपग्रहों के सभी दोषों को एक-एक करके समाप्त किया जा रहा है।"

गति की यह पूरी दौड़ संयोग से प्रकट नहीं हुई, क्योंकि इंटरनेट (दो-तरफ़ा संचार) ने एक सेवा के रूप में टेलीविज़न (वन-वे संचार) का समर्थन करना शुरू कर दिया, जिसके लिए उपग्रहों का उपयोग किया जाता है।

लियोसेट के अनुपालन निदेशक रोनाल्ड वैन डेर ब्रेगेन ने कहा, "उपग्रह उद्योग बहुत पुराने उन्माद में है, यह पता लगाने के लिए कि यह यूनिडायरेक्शनल वीडियो को पूर्ण डेटा तक कैसे पहुंचाएगा।" "यह कैसे करना है, क्या करना है, किस बाजार में सेवा करना है, इस पर कई राय हैं।"

एक समस्या बनी हुई है

विलंब। समग्र गति के विपरीत, विलंबता वह समय है जो आपके कंप्यूटर से गंतव्य और वापस भेजने के लिए अनुरोध करता है। मान लीजिए कि आप किसी वेबसाइट के लिंक पर क्लिक करते हैं, तो यह अनुरोध सर्वर तक पहुंचना चाहिए और वापस जाना चाहिए (ताकि सर्वर ने सफलतापूर्वक अनुरोध प्राप्त कर लिया है और आपको अनुरोधित सामग्री देने जा रहा है), जिसके बाद वेब पेज लोड हो गया है।

किसी साइट को लोड करने में कितना समय लगता है यह कनेक्शन की गति पर निर्भर करता है। डाउनलोड अनुरोध को पूरा करने के लिए आवश्यक समय एक देरी है। आमतौर पर इसे मिलीसेकंड में मापा जाता है - इसलिए जब आप वेब देखते हैं तो यह ध्यान देने योग्य नहीं होता है, लेकिन जब आप ऑनलाइन गेम खेलते हैं तो यह एक बड़ी भूमिका निभाता है। फिर भी, ऐसे तथ्य हैं जब रूसी संघ के उपयोगकर्ता सफल हुए और विलंब के दौरान (पिंग) दर एक सेकंड के करीब होने पर भी कुछ ऑनलाइन गेम खेलने का प्रबंधन करते हैं।

फाइबर प्रणाली में देरी दूरी पर निर्भर करती है, लेकिन आमतौर पर प्रति किलोमीटर कुछ माइक्रोसेकंड, मुख्य विलंबता उपकरण द्वारा पेश की जाती है, हालांकि काफी लंबाई के ऑप्टिकल लिंक के साथ इस तथ्य के कारण विलंब अधिक महत्वपूर्ण है कि फाइबर-ऑप्टिक संचार लाइन (FOCL) में प्रकाश की गति केवल वैक्यूम में प्रकाश की गति का 60%, और तरंग दैर्ध्य पर बहुत अधिक निर्भर करता है। बाल्ड्रिज के अनुसार, जब आप जीएसओ उपग्रह को एक अनुरोध भेजते हैं, तो लगभग 700 एमएस - प्रकाश एक अंतरिक्ष वैक्यूम में फाइबर की तुलना में तेजी से यात्रा करता है, लेकिन इस प्रकार का उपग्रह बहुत दूर है, और यही कारण है कि इसमें इतना समय लगता है। खेलों के अलावा, यह समस्या वीडियो कॉन्फ्रेंसिंग, वित्तीय लेनदेन और शेयर बाजार, "इंटरनेट ऑफ थिंग्स" और अन्य अनुप्रयोगों के नियंत्रण के लिए महत्वपूर्ण है जो बातचीत की गति पर निर्भर करते हैं।

लेकिन देरी समस्या कितनी महत्वपूर्ण है? दुनिया भर में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश बैंडविड्थ वीडियो के लिए हैं। जैसे ही वीडियो शुरू किया जाता है और ठीक से बफ़र किया जाता है, देरी एक बड़ी भूमिका निभाना बंद कर देती है, और गति बहुत अधिक महत्वपूर्ण हो जाती है। अप्रत्याशित रूप से, वायसैट और ह्यूजेसनेट अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए विलंबता के महत्व को कम करते हैं, हालांकि दोनों अपने सिस्टम में इसे कम करने के लिए काम करते हैं। ह्यूजेसनेट उपयोगकर्ताओं को डेटा वितरण का अनुकूलन करने के लिए क्या ध्यान देता है, उसके आधार पर यातायात को प्राथमिकता देने के लिए एक एल्गोरिथ्म का उपयोग करता है। वायसैट ने अपने मौजूदा नेटवर्क को पूरक करने के लिए एक मध्यम-कक्षा उपग्रह तारामंडल (MEO) की शुरुआत की घोषणा की, जिसमें विलंबता को कम करना चाहिए और उच्च अक्षांशों सहित कवरेज का विस्तार करना चाहिए, जहां भूमध्यरेखीय जीएसओ में बड़ी देरी होती है।

बाल्ड्रिज कहते हैं, "हम वास्तव में एक बड़ी मात्रा और इस वॉल्यूम को तैनात करने के लिए बहुत कम पूंजी लागत पर ध्यान केंद्रित करते हैं।" "क्या बाजार के लिए अन्य कार्यों के रूप में विलंब उतना ही महत्वपूर्ण है जितना हम समर्थन करते हैं?"

फिर भी, एक समाधान है, LEO उपग्रह उपयोगकर्ताओं के बहुत करीब हैं। इस प्रकार, स्पेसएक्स और लियोसेट जैसी कंपनियों ने उपयोगकर्ताओं के लिए 20 से 30 मिलीसेकेंड की अपेक्षित देरी के साथ, बहुत छोटे, करीब उपग्रहों के एक नक्षत्र को तैनात करने की योजना बनाई।



कुक ने कहा, "व्यापार बंद है, क्योंकि वे एक निचली कक्षा में हैं, आपको LEO प्रणाली से कम देरी मिलती है, लेकिन आपके पास अधिक जटिल प्रणाली है।""एक नक्षत्र से लैस करने के लिए, आपको कम से कम सैकड़ों उपग्रह होने चाहिए क्योंकि वे कम कक्षा में हैं, और पृथ्वी के चारों ओर घूमते हैं, क्षितिज पर तेजी से जा रहे हैं और गायब हो रहे हैं ... और आपके पास एक एंटीना प्रणाली होनी चाहिए जो उन्हें ट्रैक कर सके।"

लेकिन यह दो कहानियों को याद करने लायक है। 90 के दशक की शुरुआत में, बिल गेट्स और उनके कई सहयोगियों ने टेलिडेसिक नामक एक प्रोजेक्ट में लगभग एक बिलियन डॉलर का निवेश उन क्षेत्रों में एक ब्रॉडबैंड नेटवर्क प्रदान करने के लिए किया, जो नेटवर्क का खर्च नहीं उठा सकते या फाइबर-ऑप्टिक लाइनों को जल्द नहीं देखेंगे। 840 तारामंडल का निर्माण करना आवश्यक था (बाद में यह संख्या घटकर 288 हो गई) LEO उपग्रह। इसके संस्थापकों ने देरी की समस्या को हल करने की बात की और 1994 में के-बैंड स्पेक्ट्रम का उपयोग करने के लिए एफसीसी की ओर रुख किया। परिचित लग रहा है?

2003 में असफल होने से पहले Teledesic ने लगभग $ 9 बिलियन का खाया।

"यह विचार तब काम नहीं करता था, क्योंकि रखरखाव और अंतिम-उपयोगकर्ता सेवाओं की उच्च लागत के कारण, लेकिन अब यह संभव प्रतीत होता है," कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय डोमिंगुएज हिल्स में सूचना प्रणाली के प्रोफेसर लैरी प्रेस कहते हैं , जो लेफ्टिनेंट सिस्टम की निगरानी कर रहे हैं। टेलिडेसिक कैसे दिखाई दिया। "तकनीक इसके लिए पर्याप्त उन्नत नहीं थी।"

मूर के नियम और बेहतर बैटरी तकनीक, सेल फोन में सेंसर और प्रोसेसर ने LEO तारामंडल को दूसरा मौका दिया है। मांग बढ़ने से अर्थव्यवस्था आकर्षक दिखती है। लेकिन जब टेलिडेसिक गाथा खेल रही थी, एक अन्य उद्योग ने संचार प्रणालियों को अंतरिक्ष में लॉन्च करने में कुछ महत्वपूर्ण अनुभव प्राप्त किए। 90 के दशक के उत्तरार्ध में, इरिडियम, ग्लोबलस्टार और ऑर्बकॉम ने संयुक्त रूप से सेल फोन के लिए कवरेज प्रदान करने के लिए 100 से अधिक निम्न-कक्षा उपग्रहों को लॉन्च किया।

स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में वैमानिकी और अंतरिक्ष यात्रियों के सहायक प्रोफेसर ज़ैच मैनचेस्टर कहते हैं, "आपको एक संपूर्ण तारामंडल बनाने में सालों लग जाते हैं, क्योंकि आपको लॉन्च की पूरी श्रृंखला की आवश्यकता होती है, और यह वास्तव में महंगा है।" "पिछले समय में, कहो, पांच साल या तो, सेल टावरों का स्थलीय बुनियादी ढांचा इस हद तक विस्तारित हो गया है कि कवरेज वास्तव में अच्छा हो गया है, और अधिकांश लोगों को कवर किया है।"

तीनों कंपनियां जल्दी दिवालिया हो गईं। और यद्यपि उनमें से प्रत्येक ने खुद को नए सिरे से पाया, विशिष्ट उद्देश्यों के लिए सेवाओं की एक छोटी श्रृंखला की पेशकश की, जैसे कि आपातकालीन बीकन और कार्गो ट्रैकिंग, उनमें से एक भी टॉवर के आधार पर सेल फोन संचार को बदलने में सक्षम नहीं था। पिछले कुछ वर्षों में, स्पेसएक्स ने एक अनुबंध के तहत इरिडियम के लिए उपग्रहों को लॉन्च किया है।

मैनचेस्टर का कहना है, "हमने इस फिल्म को पहले देखा है।" "मुझे मौजूदा स्थिति में मौलिक रूप से कुछ भी अलग नहीं दिख रहा है।"

प्रतियोगिता

स्पेसएक्स और 11 अन्य निगमों (और उनके निवेशकों) की एक अलग राय है। वनवेब ने इस साल उपग्रहों को लॉन्च किया, और यह उम्मीद है कि अगले साल की शुरुआत में सेवाएं प्रदान की जाने लगेंगी, फिर 2021 में 2021 तक 1000 टीबीपीएस के अंतिम लक्ष्य के साथ 2021 और 2023 में कई और तारामंडल जोड़े जाएंगे। वर्तमान में एसएएस की सहायक कंपनी ओ 3 बी में 16 एमईओ उपग्रहों का एक तारामंडल है जो कई वर्षों से प्रचालन में है। टेलसैट पहले से ही GSO उपग्रहों का संचालन करता है, लेकिन 2021 के लिए LEO प्रणाली की योजना बना रहा है, जिसमें 30 से 50 ms की देरी के साथ ऑप्टिकल लिंक होंगे।



अपस्टार्ट एस्ट्रानिस में भू-समकालिक कक्षा में एक उपग्रह भी है, और यह अगले कुछ वर्षों में और अधिक तैनात होगा। हालांकि वे देरी की समस्या का समाधान नहीं करते हैं, कंपनी स्थानीय इंटरनेट प्रदाताओं के साथ काम करके और छोटे और बहुत सस्ते उपग्रहों का निर्माण करके लागत को काफी कम करना चाहती है।

लियोसेट ने 2019 में पहली उपग्रह श्रृंखला शुरू करने और 2022 में "नक्षत्र" के निर्माण को पूरा करने की योजना भी बनाई है। वे 1,400 किमी की ऊंचाई पर पृथ्वी के चारों ओर उड़ेंगे, ऑप्टिकल संचार का उपयोग करते हुए अन्य नेटवर्क उपग्रहों से जुड़ेंगे और का-बैंड में ऊपर और नीचे जानकारी संचारित करेंगे। रिचर्ड वान डेर ब्रेग्जेन, लियोसैट के सीईओ कहते हैं, उन्होंने अंतरराष्ट्रीय स्तर पर आवश्यक स्पेक्ट्रम हासिल कर लिया है और एफसीसी द्वारा जल्द मंजूरी का इंतजार कर रहे हैं।

वैन डेर ब्रेगेन के अनुसार, एक तेज़ उपग्रह इंटरनेट की इच्छा काफी हद तक अधिक डेटा संचारित करने में सक्षम बड़े और तेज़ उपग्रहों के निर्माण पर आधारित थी। वह इसे "पाइप" कहता है: पाइप जितना बड़ा होगा, उतना ही इंटरनेट इसके माध्यम से टूट सकता है। लेकिन उसके जैसी कंपनियां पूरे सिस्टम को बदलकर सुधार के लिए नए क्षेत्र तलाश रही हैं।

"सबसे छोटे प्रकार के नेटवर्क की कल्पना करें - दो सिस्को राउटर और उनके बीच एक तार," वैन डेर ब्रेगेन कहते हैं। "सभी उपग्रह क्या करते हैं, दो बक्से के बीच एक तार प्रदान करते हैं ... हम तीन तत्वों के पूरे सेट को अंतरिक्ष में वितरित करेंगे।"

लियोसैट की योजना 78 उपग्रहों को तैनात करने की है, जिनमें से प्रत्येक का आकार एक बड़ी डाइनिंग टेबल है और इसका वजन लगभग 1,200 किलोग्राम है। इरिडियम द्वारा निर्मित, वे पड़ोसियों से जुड़ने के लिए चार सौर पैनलों और चार लेजर (प्रत्येक कोने में एक) से सुसज्जित हैं। यह वह संबंध है जो वैन डेर ब्रेगेन सबसे महत्वपूर्ण मानता है। ऐतिहासिक रूप से, उपग्रहों ने एक पत्र वी के रूप में एक ग्राउंड स्टेशन से एक उपग्रह और फिर एक रिसीवर के रूप में एक संकेत को प्रतिबिंबित किया। चूंकि LEO उपग्रह कम हैं, इसलिए वे अब तक प्रोजेक्ट नहीं कर सकते हैं, लेकिन वे बहुत तेज़ी से अपने बीच डेटा स्थानांतरित कर सकते हैं।

यह समझने के लिए कि यह कैसे काम करता है, यह इंटरनेट के बारे में सोचने के लिए उपयोगी है जैसा कि वास्तविक भौतिक प्रकृति है। यह केवल डेटा नहीं है, यह वह जगह है जहां यह डेटा रहता है और यह कैसे चलता है। इंटरनेट को एक जगह पर संग्रहीत नहीं किया जाता है, दुनिया भर में ऐसे सर्वर होते हैं जिनमें कुछ जानकारी होती है, और जब आप उन्हें एक्सेस करते हैं, तो आपका कंप्यूटर निकटतम डेटा से डेटा लेता है जो आपके लिए देख रहा है। यह महत्वपूर्ण कहां है? कितना बड़ा मामला है? प्रकाश (सूचना) अंतरिक्ष में फाइबर की तुलना में तेजी से यात्रा करता है, लगभग दो बार। और जब आप ग्रह के चारों ओर फाइबर कनेक्शन को याद करते हैं, तो इसे पहाड़ों और महाद्वीपों के चारों ओर नोड्स के साथ नोड से नोड में जाना चाहिए। सैटेलाइट इंटरनेट इन कमियों से रहित है, और जब डेटा स्रोत दूर है, तो हज़ार मील की दूरी पर ऊर्ध्वाधर दूरी जोड़ने के बावजूद,फाइबर ऑप्टिक इंटरनेट का उपयोग करते समय LEO की कोशिश में देरी देरी से कम होगी। उदाहरण के लिए, लंदन से सिंगापुर तक पिंग 186 के बजाय 112 एमएस हो सकता है, जो कनेक्टिविटी में काफी सुधार करेगा।

यहां बताया गया है कि वैन डेर ब्रेग्जेन किस तरह से कार्य का वर्णन करते हैं, एक संपूर्ण उद्योग को एक वितरित नेटवर्क के विकास के रूप में देखा जा सकता है जो इंटरनेट से अलग नहीं है, केवल अंतरिक्ष में। देरी और गति - दोनों एक भूमिका निभाते हैं।

हालांकि एक कंपनी की तकनीक उत्कृष्ट हो सकती है, यह एक विरोधी खेल नहीं है, कोई विजेता या हारने वाला नहीं होगा। इनमें से कई कंपनियां विभिन्न बाजारों को लक्षित करती हैं और यहां तक ​​कि एक-दूसरे को उन परिणामों को प्राप्त करने में मदद करती हैं जिन पर वे भरोसा करते हैं। कुछ के लिए, ये जहाज, विमान या सैन्य ठिकाने हैं, दूसरों के लिए, ये ग्रामीण उपभोक्ता या विकासशील देश हैं। लेकिन अंत में, कंपनियां एक सामान्य लक्ष्य का पीछा करती हैं: इंटरनेट बनाने के लिए जहां यह नहीं है, या जहां यह पर्याप्त नहीं है, और अपने व्यवसाय मॉडल को बनाए रखने के लिए इसे कम कीमत पर करना है।

“हम मानते हैं कि यह वास्तव में एक प्रतिस्पर्धी तकनीक नहीं है। हम मानते हैं कि LEO और GEO दोनों ही तकनीकों की जरूरत है, ”ह्यूजेसनेट के कुक कहते हैं। “कुछ प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए, जैसे कि स्ट्रीमिंग वीडियो, उदाहरण के लिए, GEO प्रणाली बहुत, बहुत ही लागत प्रभावी है। हालाँकि, यदि आप ऐसे अनुप्रयोगों का उपयोग करना चाहते हैं जिनमें कम विलंबता की आवश्यकता हो ... LEO जाने का रास्ता है। "

वास्तव में, ह्यूजेसनेट ने गेटवे तकनीक प्रदान करने के लिए वनवेब के साथ भागीदारी की है जो यातायात का प्रबंधन करता है और इंटरनेट पर सिस्टम के साथ बातचीत करता है।

आपने देखा होगा कि लियोसेट द्वारा प्रस्तावित नक्षत्र स्पेसएक्स की तुलना में लगभग 10 गुना छोटा है। वैन डेर ब्रेगेन कहते हैं, यह ठीक है, क्योंकि लियोसेट कॉर्पोरेट और सरकारी ग्राहकों की सेवा करना चाहता है और केवल कुछ विशिष्ट क्षेत्रों को कवर करेगा। O3b रॉयल कैरिबियन सहित क्रूज लाइनर्स को इंटरनेट बेचता है, और समोआ और सोलोमन द्वीप में दूरसंचार प्रदाताओं के साथ काम करता है, जहां वायर्ड हाई-स्पीड कनेक्शन की कमी है।

टोरंटो में एक छोटा स्टार्टअप जिसे केप्लर कम्युनिकेशंस कहा जाता है, ग्राहकों के लिए नेटवर्क एक्सेस प्रदान करने के लिए छोटे क्यूबसैट (रोटी के आकार का आकार) का उपयोग करता है, जिसे विलंबता की आवश्यकता नहीं होती है, 10 मिनट में 5 जीबी डेटा या इससे भी अधिक प्राप्त किया जा सकता है, जो ध्रुवीय अनुसंधान, विज्ञान के लिए महत्वपूर्ण है , उद्योग और पर्यटन। इसलिए, जब एक छोटे एंटीना को स्थापित करते हैं, तो अपलोड करने के लिए गति 20 Mbit / s तक और डाउनलोड के लिए 50 Mbit / s तक होगी, लेकिन यदि आप एक बड़ी "प्लेट" का उपयोग करते हैं, तो गति अधिक है - 120 Mbit / s अपलोड के लिए और रिसेप्शन के लिए 150 Mbit / s । बाल्ड्रिज के अनुसार, वायसैट की मजबूत वृद्धि को इंटरनेट से वाणिज्यिक एयरलाइनों के प्रावधान द्वारा संचालित किया गया है; उन्होंने यूनाइटेड, JetBlue और अमेरिकी के साथ-साथ Qantas, SAS और अन्य के साथ समझौते पर हस्ताक्षर किए हैं।

फिर, यह लाभ-उन्मुख व्यवसाय मॉडल डिजिटल डिवाइड को कैसे विकसित करेगा और विकासशील देशों और अंडरसेक्स्ड आबादी के लिए इंटरनेट प्रदान करेगा जो शायद एक ही राशि का भुगतान करने में सक्षम नहीं हैं और कम कीमत का भुगतान करने के लिए तैयार हैं? यह सिस्टम के प्रारूप के कारण संभव होगा। चूंकि LEO तारामंडल (कम-कक्षा के उपग्रह) के व्यक्तिगत उपग्रह लगातार गति में हैं, उन्हें पृथ्वी के चारों ओर समान रूप से वितरित किया जाना चाहिए, जिसके परिणामस्वरूप वे समय-समय पर उन क्षेत्रों को कवर करेंगे जिनमें कोई भी नहीं रहता है या जनसंख्या बहुत गरीब है। इस प्रकार, इन क्षेत्रों से प्राप्त होने वाला कोई भी मार्जिन लाभदायक होगा।

प्रेस का कहना है, "मुझे लगता है कि उनके पास अलग-अलग देशों के लिए अलग-अलग कनेक्शन की कीमतें होंगी, और यह उन्हें हर जगह इंटरनेट सुलभ बनाने की अनुमति देगा, भले ही यह बहुत गरीब क्षेत्र हो।" "जैसे ही उपग्रहों का नक्षत्र होता है, इसकी लागत पहले से तय हो गई है, और यदि उपग्रह क्यूबा से ऊपर है, और कोई भी इसका उपयोग नहीं करता है, तो क्यूबा से प्राप्त होने वाली कोई भी आय मामूली और मुफ्त है (अतिरिक्त निवेश नहीं करता है)" ।

बड़े पैमाने पर उपभोक्ता बाजार में प्रवेश करना काफी मुश्किल हो सकता है। वास्तव में, उद्योग की अधिकांश सफलता सरकारों और व्यवसायों को महंगा इंटरनेट प्रदान करने से आई है। लेकिन स्पेसएक्स और वनवेब, विशेष रूप से, अपनी व्यावसायिक योजनाओं में नियमित ग्राहकों को लक्षित कर रहे हैं।

सचदेव के अनुसार, इस बाजार के लिए यूजर इंटरफेस महत्वपूर्ण होगा। आपको पृथ्वी को एक ऐसी प्रणाली के साथ कवर करना होगा जो उपयोग करने में आसान, कुशल और किफायती हो। सचदेव कहते हैं, '' लेकिन सिर्फ इतना ही काफी नहीं है। "आपको पर्याप्त संख्या में क्षमता की आवश्यकता होती है, और इससे पहले आपको ग्राहक उपकरण के लिए सस्ती कीमत प्रदान करने की आवश्यकता होती है।"

विनियमन के लिए कौन जिम्मेदार है?

स्पेसएक्स को एफसीसी के साथ हल करने के लिए दो बड़ी समस्याएं थीं कि मौजूदा (और भविष्य) उपग्रह संचार के स्पेक्ट्रम को कैसे वितरित किया जाएगा, और अंतरिक्ष मलबे को कैसे रोका जाए। पहला सवाल एफसीसी योग्यता है, लेकिन दूसरा नासा या अमेरिकी रक्षा विभाग के लिए अधिक उपयुक्त लगता है। दोनों टकराव को रोकने के लिए कक्षीय वस्तुओं को ट्रैक करते हैं, लेकिन उनमें से कोई भी नियामक संस्था नहीं है।

"वास्तव में, अंतरिक्ष मलबे के साथ हमें क्या करना चाहिए, इस बारे में कोई अच्छी समन्वित नीति नहीं है," स्टैनफोर्ड मैनचेस्टर कहते हैं। "अभी, ये लोग प्रभावी रूप से एक दूसरे के साथ संवाद नहीं कर रहे हैं, और कोई सुसंगत नीति नहीं है।"

समस्या और भी जटिल है क्योंकि LEO उपग्रह कई देशों से होकर गुजरते हैं। अंतर्राष्ट्रीय दूरसंचार संघ एफसीसी के समान भूमिका निभाता है, स्पेक्ट्रा को सौंपता है, लेकिन घरेलू काम के लिए, एक कंपनी को उस देश की अनुमति लेनी होगी। इसलिए, LEO उपग्रहों को उस देश के आधार पर उपयोग की जाने वाली वर्णक्रमीय श्रेणियों को अलग करने में सक्षम होना चाहिए, जिस पर वे स्थित हैं।

"क्या आप वास्तव में चाहते हैं कि स्पेसएक्स का इस क्षेत्र में कनेक्टिविटी पर एकाधिकार हो?", प्रेस पूछताछ करता है। "उनकी गतिविधियों को विनियमित करना आवश्यक है, और ऐसा करने का अधिकार किसके पास है?" वे सुपरनेचुरल हैं। FCC का अन्य देशों में कोई अधिकार क्षेत्र नहीं है। "

हालाँकि, यह FCC को शक्तिहीन नहीं बनाता है। पिछले साल के अंत में, झुंड टेक्नोलॉजीज नामक एक छोटे सिलिकॉन वैली स्टार्टअप को LEO संचार उपग्रहों के चार प्रोटोटाइप लॉन्च करने की अनुमति से वंचित कर दिया गया था, जो प्रत्येक पेपरबैक पुस्तक से छोटा है। एफसीसी की मुख्य आपत्ति यह थी कि छोटे उपग्रह ट्रैक करने के लिए बहुत जटिल हो सकते हैं और इसलिए अप्रत्याशित और खतरनाक हैं।



वैसे भी झुंड ने उन्हें लॉन्च किया। आईईईई स्पेक्ट्रम के अनुसार, सिएटल स्थित एक उपग्रह परिक्रमा करने वाली कंपनी ने उन्हें भारत भेजा, जहां वे दर्जनों बड़े उपग्रहों को ले जाने वाले रॉकेट पर गए। FCC ने इसे खोजा और कंपनी पर $ 900,000 का जुर्माना लगाया, जिसे 5 साल के भीतर चुकाना होगा, और अब चार बड़े उपग्रहों के लिए झुंड का आवेदन सीमित है, कंपनी गुप्त रूप से काम करती है। हालांकि, कुछ दिनों पहले खबर आई थी कि 150 छोटे उपग्रहों के लिए मंजूरी मिली थी। सामान्य तौर पर, पैसा और बातचीत करने की क्षमता - का फैसला किया। उपग्रहों का वजन 310 से 450 ग्राम तक होता है, इस समय कक्षा में 7 उपग्रह हैं, और पूर्ण नेटवर्क 2020 के मध्य में तैनात किया जाएगा। नवीनतम रिपोर्ट बताती है कि कंपनी में लगभग 25 मिलियन डॉलर का निवेश किया जा चुका है, जो न केवल वैश्विक निगमों के लिए बाजार तक पहुंच को खोलता है।

अन्य भावी उपग्रह इंटरनेट कंपनियों और नई चालों की खोज करने वाले मौजूदा लोगों के लिए, अगले चार से आठ साल महत्वपूर्ण होंगे - वे यह निर्धारित करेंगे कि क्या यहाँ और अभी उनकी तकनीक की मांग है, या हम टेलेडेसिक और इरिडियम के साथ कहानी का दोहराव देखेंगे। लेकिन इसके बाद क्या होगा? मंगल, मास्क के अनुसार, उसका लक्ष्य मंगल के अन्वेषण के लिए आय प्रदान करने के लिए स्टारलिंक का उपयोग करना है, साथ ही एक परीक्षण का संचालन करना है।

"हम मंगल ग्रह पर नेटवर्क बनाने के लिए उसी प्रणाली का उपयोग कर सकते हैं," उन्होंने अपने कर्मचारियों को बताया। "मंगल को वैश्विक संचार प्रणाली की भी आवश्यकता होगी, और कोई फाइबर ऑप्टिक लाइनें, कोई तार या कुछ भी नहीं हैं।"

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