ابرهای فیس‌بوک اینترنت می‌بارند!
اگر چه روی پشت بام آزمایشگاه فیس‌بوک واقع در ”وودلندهیلز“ کالیفرنیا ایستاده‌ام اما قادر به پیدا کردن هواپیمای موردنظر نیستم. هواپیما بسیار کوچک است و فاصله بسیار زیادی با ما دارد. مجبور شدم برای دیدن هواپیما وارد چادر سفید تیم مهندسان شوم که در آنجا افراد با استفاده از یک صفحه‌نمایش بزرگ در حال تماشای ویدئوی زنده‌ای از پرواز هواپیما هستند. با وجودی که دوربین سعی در بزرگنمایی بسیار زیاد داشت اما هواپیما همچنان مانند یک ذره کوچیک به نظر می‌رسید.
گویا آی تی – علاوه بر چادر یک آنتن بشقابی به ارتفاع ۵/۳ متر سعی در برقراری اتصال با هواپیما دارد. بر روی صفحه نمایش یک دایره قرمز رنگ کوچک، مکان دقیق هواپیما در در آسمان را نشان می‌دهد، یعنی درست در جهت مکانی که آنتن قرار گرفته روی پشت بام به سمت هواپیما نشانه رفته است. دایره قرمز رنگ بدون رسیدن به دایره قرمز رنگ به دور آن می‌چرخد. گاهی اوقات دایره از نقطه دور شده اما بعد از چند دقیقه دوباره به یکدیگر می‌رسند. وقتی دایره به نقطه قرمز می‌رسد «آبیشک تیواری»، یکی از رهبران پروژه در فیس‌بوک در زمان اتصال ۲ نقطه به یکدیگر فریاد می‌زند: ”خودشه، متصل شدیم!“ اما این شادی دیری نمی‌‌پاید چرا که تنها بعد از چند ثانیه ارتباط قطع می‌شود.
این یکی از اولین آزمایشات هوابرد یک تکنولوژی جدید بی‌سیم است که فیس‌بوک در حال ساخت آن برای به‌کارگیری آن در Aquila، پهپادی دوربرد به اندازه بوئینگ ۷۳۷ (از نظر طول و عرض و نه وزن) که از انرژی خورشیدی استفاده کرده و هدف از ساخت آن، فراهم کردن امکان دسترسی به اینترنت است. مهندسان فیس‌بوک امیدوارند این سیستم بی‌سیم در آینده‌ای نزدیک قادر به انتقال حجم بسیار عظیمی از داده‌ها از ایستگاه‌های زمینی به پهپادهای مستقر شده در لایه استراتوسفر، یعنی کیلومترها دورتر از زمین باشد؛ سپس این پهپادها سیگنال‌ها را در قالب نور به ایستگاه‌های زمینی ارسال کرده و قادر به تغذیه مناطق شهری و روستایی که از سیستم‌های ارتباطی سنتی بهره می‌برند خواهند بود؛ حتی امکان ارسال مستقیم سیگنال‌ها به تلفن‌های هوشمند زمینی هم وجود دارد، دقیقا همانند عملکرد آنتن‌های سلولی.
در هرصورت شرکت فیس‌بوک قصد دارد با پیاده‌سازی موفقیت‌آمیز این برنامه‌ها و بدون نیاز به حفاری، برپایی انواع دکل و نصب خطوط کابلی بسیار گران‌قیمت، امکان دسترسی به اینترنت (و البته یک شبکه اجتماعی خاص!) را در سراسر جهان میسر کند.
اما این شرکت تا رسیدن به این هدف بزرگ راه درازی در پیش دارد. آن هواپیمایی که در آن فاصله دور به دور ”دره سن فرناندو“ می‌چرخید یک پهپاد نیست بلکه یکی از هواپیمای شرکت سسنا (Cessna) است که در قالب یک حلقه مکمل عمل کرده می‌کند.
این پروژه فیس‌بوک با استفاده از یک الگوی سیگنال‌دهی قدیمی اما جدیدا احیا شده با نام فناوری ”امواج میلی‌متری“ در حال انجام است. امواج میلی‌متری کوچک‌تر از امواج رادیویی که سیگنال‌های وای‌فای و تلفن‌هوشمند را منتقل می‌کنند بوده و از آن جایی که این بخش از امواج هوایی به اندازه سایر امواج استفاده نمی‌شوند، فیس‌بوک امکان ارسال حجم قابل توجهی از داده‌های خود از طریق آنها را خواهد داشت. سایر شرکت‌ها از سیستم‌های امواج میلی‌متری به‌منظور ارسال داده بین دو نقطه دور، مثل ایستگاه‌های زمینی و ماهواره‌ها استفاده می‌کنند. البته نباید فراموش کرد که راه‌اندازی این سیستم بسیار دست‌وپا گیر بوده و مصرف انرژی در آنها هم بسیار بالاست. اما فیس‌بوک به دنبال این است که با استفاده از تجهیزاتی سبک و با مصرف انرژی این مهم را محقق کند؛ پروژه‌هایی که شاید تنها در ژورنال‌های علمی در مورد آنها بخوانیم و شاید بعضی از آزمایشگاه‌های سری دولتی روی آنها به صورت آزمایشی کار کنند. ”رابرت هث“، مهندس الکترونیک دانشگاه اوستین در این رابطه توضیح می‌دهد: ”تحقیقات نظری زیادی در این رابطه انجام شده اما تنها تعداد معدودی از سازمان‌ها و شرکت‌ها موفق به پیاده‌سازی صحیح آنها شده‌اند. در حال حاضر تیم سیستم امواج میلی‌متری فیس‌بوک در دنیا رقیبی ندارد.“
این تیم قبلا موفق به پیاده‌سازی موفقیت‌آمیز سیستم امواج میلی‌متری شده که قادر به نقل‌وانتقال داده بین دو نقطه ثابت به فاصله ۱۳ کیلومتری با سرعت تقریبی ۲۰ گیگابیت بر ثانیه شده است. این مقدار ۴۰۰ برابر بیشتر از سرعت اتصال اینترنت خانگی شماست. فیس‌بوک معتقد است این نرخ انتقال داده برای تجهیزاتی به این سبکی و با مصرف انرژی بسیار پایین، رکورد جهانی محسوب می‌شود.
اما دستیابی به چنین سرعتی به یک هدف در حال حرکت (مثلا تلفن‌هوشمند یک کاربر که در حال پیاده‌روی است)-و حتی بیشتر کردن آن- کار فوق‌العاده دشواری است. اول این که تیم فیس‌بوک باید موقعیت دقیق آنتن زمینی را با استفاده از جهت قرارگیری آفتاب تنظیم نماید. سپس آنتن در حال پرواز (که با فاصله ۸ کیلومتری و با سرعت ۱۶۰ کیلومتر بر ساعت در حال حرکت است) باید توسط یک اشعه امواج میلی‌متری به آنتن زمینی قفل شود. درست مثل این می‌ماند که یک گوشه اتاق ایستاده باشید و بخواهید سوزنی که در آن سوی اتاق قرار گرفته را نخ کنید!
در طی این پرواز آزمایشی چندین ساعت از وقت مهندسان صرف زیر خیره شدن به صفحه‌نمایش شد؛ ارتباط میان تجهیزات مخابراتی مختصرا برقرار و سپس قطع می‌شود؛ این پروسه بارها و بارها تکرار شده و اعضای تیم مشتاقانه منتظر یک اتصال پایدار بودند.
هدف اصلی پروژه به اشتراک‌گذاری داده‌هاست.
تیواری و تیم‌اش اولین نمونه آزمایشی از سیستم بی‌سیم خود را طی یک هکاتون فیس‌بوک در ماه ژانویه ساختند (هکاتون رویدادی است که در آن برنامه‌نویسان رایانه و سایر افراد درگیر در توسعه نرم‌افزار سا سخت‌افزار گرد هم جمع شده و در توسعه پروژه‌ها با یکدیگر همکاری می‌کنند. هکاتون معمولاً بین یک روز تا یک هفته به طول می‌انجامد). در مهندسان آزمایشگاه وودلند هیلز مدت‌ها پیش از برگزاری هکاتون، کار روی فناوری‌های ارتباطات لیزری به منظور تعبیه در پهپادهای Aquila را شروع کرده بودند. آنها می‌دانستند استفاده از امواج لیزری گزینه خوبی برای انتقال داده‌ها از زمین به آسمان نیست. برای حل این مشکل دانشمندان نیازمند سیگنال قدرتمندی بودند که قادر به عبور از ابرها باشد و از این رو نهایتا تصمیم به استفاده از فناوری امواج میلی‌متری گرفتند (البته امواج لیزر برای ارسال سیگنال بین پهپادهای Aquila در لایه استراتوسفر کاربرد خواهند داشت). بعد از گذشت نه ماه از هکاتون، مهندسان آماده پرواز آزمایشی بودند.
«آبیشک تیواری» قبل از آمدن به فیس‌بوک مدت‌های مدیدی در دارپا (سازمان پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفتهٔ دفاعی امریکا) روی فناوری امواج میلی‌متری کار کرده است. سه ساعت قبل از این که آبیشک به پشت‌بام آزمایشگاه برود، ۳۲ کیلومتر دورتر درون یک آشیانه هواپیما در فرودگاه وایتمن در حال کمک به نصب آنتن امواج میلی‌متری روی بدنه زیرین یکی از هواپیمای سسناست که معمولا برای عکسبرداری هوایی از آنها استفاده می‌شود. مهندسان قادر به جا دادن یکی از پیچ‌ها نیستند و تا زمانی که این کار انجام شود، هواپیما قادر به پروزا نخواهد بود.
آنتن به خوبی درون یک منفذ در بدنه هواپیما تعبیه شده است. این آنتن بشقابی که کمی بزرگ‌تر از اندازه دست است روی یک حلقه نگهدارنده دو محوری که عهده‌دار وظیفه کنترل جهت آن است قرار می‌گیرد. قسمت بیشتر دستگاه به‌منظور کاهش وزن از فیبر کربن ساخته شده است. به‌منظور محافظت از آنتن در برابر باد آن را با یک گوی پلاستیکی پوشانده و کابل‌ها عهده‌دار اتصال آنتن به لپ‌تاپ مرکزی و سایر تجهیزات موجود در کابین هستند.
این آنتن از باند E استفاده می‌کند یعنی فرکانس‌های رادیویی در طیف الکترومغناطیسی بین ۶۰ تا ۹۰ هرتز. از آن جایی که باند E طیف گسترده‌ای دارد برای انجام عملیات ”بک‌هال“ گزینه‌ای ایده‌آل محسوب می‌شود؛ در بک‌هال امکان انتقال حجم عظیمی از داده‌ها بین دو هاب وایرلس مختلف وجود دارد. دکتر حمید همتی که به مدت ۲۸ سال با سازمان ناسا همکاری داشته و در حال حاضر سرپرست آزمایشگاه وودلند هیلز است می‌گوید باند E به اندازه سایر فرکانس‌ها اشغال نیست؛ در نتیجه پیاده‌سازی عملی این فناوری ساده‌تر و راحت‌تر خواهد بود. موفقیت در اجرای این برنامه بزرگ برای فیس‌بوک از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.
خوشبختانه فیس‌بوک به جای اختصاصی نگه‌داشتن تکنولوژی، خساست به خرج نداده و طراحی‌های پهپادهای Aquila را به صورت متن‌باز منتشر کرده است؛ حتی مشخصات سخت‌افزارهای استفاده شده در سیستم امواج میلی‌متری هم در اختیار همه قرار داده شده‌اند. ضمنا سایر تیم‌های فیس‌بوک در حال ساخت آنتن‌های زمینی هستند که امکان پوشش مناطق شهری و روستایی دوردست با سیگنال‌های سلولی و وای-فای را هم دارد. فیس‌بوک طراحی‌های پروژه را به طور رایگان از طریق دفتری به نام «پروژه زیرساخت تله‌کام» (Telecom Infrastructure Project)، با سایرین به اشتراک گذاشته است.
روسای فیس‌بوک مایل‌اند شرکت‌های مخابراتی، دولت‌‌ها، و سازمان‌های واکنش سریع خود اقدام به ساخت و پیاده‌سازی این تجهیزات کرده و همواره عملکرد آنها را ارتقاء دهند. برای تحقق این آرزو پروسه ساخت پهپادهای اینترنتی فیس‌بوک باید ساده بوده و ارزان تمام شود. این روش از هر روش ارتباطی دیگری که درحال حاضر رواج دارد باید ارزان‌تر باشد و البته عملکرد مناسب و بهینه آن را هم نباید از قلم انداخت.“
بعد از چند ساعت تلاش، تیم وودلند هیلز بالاخره موفق به برقراری ارتباط پیوسته بین آنتن روی سقف آزمایشگاه و هواپیمای سسنا شد. البته سرعت تبادل داده‌ها ۲۰ گیگابیت بر ثانیه نبود اما به هر حال این دستاورد گام مهمی محسوب می‌شود. دکتر همتی در پایان اضافه می‌کند: ”قصد داریم در اولین فرصت ممکن امکان استفاده از این فناوری را برای تمام مردم دنیا فراهم کنیم. گام بعدی جایگزینی هواپیمای سسنا با یکی از پهپادهای بزرگ و V شکل فیس‌بوک است.“