Всё о проекте «Спутниковый интернет Starlink». Часть 2. Сеть Starlink

    Часть 1Часть2

    Космические аппараты Starlink специально сконструированы для группового запуска двумя стопками по 30 спутников под обтекателем ракеты Falcon 9 и имеют размеры: длина — 3,2 м, ширина — 1,6 м, высота — 0,2 м (оценка размеров сделана по фото ниже).

    image

    На фото показана укладка спутников Starlink под обтекателем ракеты Falcon 9. Обведены параболические антенны для фидерной линии связи с гейтвеями в Ка-диапазоне

    image

    Cпутники Starlink в момент отделения от второй ступени ракеты Falcon 9. Синим обведены параболические антенны для фидерной линии связи с гейтвеями в Ка-диапазоне

    Здесь можно посмотреть видео отделения спутников от ракеты Falcon9


    После вывода группы спутников на опорную орбиту (как правило это 280 км) спутники раскрывают солнечные батареи, устанавливают контакт с наземным Центром управления и проводят проверку на работоспособность и отсутствие повреждений при отделении от ракеты, далее они активируют электроракетные двигатели (ЭРД) на криптоне и начинают движение на рабочую орбиту, которое занимает 2-3 месяца.

    Солнечные батареи при запуске сложены «гармошкой» и имеют 12 сегментов, где длинная сторона каждого сегмента равна ширине спутника (3,2 м)

    image

    Мы можем оценить размеры каждого сегмента в 3 м x 0,8 м. Таким образом, общая площадь солнечной батареи составляет 12 x 3 x 0,8 = 28,8 м2.

    Из-за потерь между солнечными элементами и по краям (коэффициент заполнения равен 0,9) можно округлить это значение до 26 м2.

    Примем плотность потока солнечного излучения как 1300 W/м2, КПД панелей в 18% и получим примерно 6 кВт максимальной (пиковой) электрической мощности. (Для сравнения спутники «Экспресс» на платформе «Экспресс -1000» весом 1450 кг имеют мощность солнечных батарей около 3 кВт, но возможно это среднее значение).

    Реальная мощность зависит от положения панелей солнечных батарей относительно Солнца: оптимально падение лучей на панель — под прямым углом.

    Для перемещения спутника с опорной орбиты 280 км на рабочую 550 км и удержания его на ней используются плазменные двигатели или ЭРД. Если отталкиваться от ЭРД для малых спутников типа российских СПД-100 либо зарубежных BHT-1500, то их потребляемая мощность равна примерно 1,5 кВт, а тяга 100 мН, при удельном импульсе на уровне 1700-1800 секунд. ЭРД выглядит примерно так (см. рисунок ниже) и имеет габариты примерно 20х20х15 см.

    image

    ЭРД имеют запас криптона ориентировочно 5-10 кг, который заправлен в шаробаллоны высокого давления. Данный запас позволит поднять спутник на круговую орбиту 550 км, удержать спутник на ней в течение пяти лет, а потом изменить орбиту с круговой на эллиптическую, изменив перигей с 550 км до, допустим, 250 км, где за счет торможения об остатки атмосферы спутник достаточно быстро затормозится и сгорит.

    Основной полезной нагрузкой спутника Starlink являются 2 антенных комплекса для связи со шлюзовыми станциями (гейтвеями) и с абонентскими терминалами.

    Антенный комплекс для связи с гейтвеями (или фидерная линия) представляет собой параболические антенны, наводимые в процессе полета на точку Земли, где находится гейтвей. Фидерная линия работает в Ка-диапазоне (18/30 ГГц).

    таблица

    Как следует из таблицы, в распоряжении спутника имеется 2100 МГц в направлении от шлюзовой станции к спутнику и 1300 МГц в обратном направлении. При использовании обоих вариантов поляризации (левой и правой в случае круговой) это позволяет использовать для передачи трафика максимум 4200 МГц от гейтвея на спутник и 2600 МГц в обратном направлении.

    Также на борту находятся 4 плоские квадратные антенны с фазированной решеткой — три на передачу информации от спутника на абонентский терминал и одна для приема сигнала от терминала.


    Рис. Вид четырех квадратных антенн с фазированной решеткой Кu-диапазона до нанесения покрытия для уменьшения видимости с Земли и после.

    Связь между абонентским терминалом и спутником осуществляется в Кu-диапазоне, при этом для передачи от спутника к абоненту можно использовать 2000 МГц, а от абонента к спутнику только 500 МГц. С учетом двух поляризаций для передачи трафика спутник располагает 4000 МГц вниз и прием на 1000 МГц.

    Также на борту имеется комплекс оборудования для командной радиолинии и передачи телеметрии, использующий по 150 МГц соответственно в Ка и Кu диапазонах.

    Спутник Starlink является ретранслятором и не производит обработки информации: на его борту происходит только изменение частоты принимаемого сигнала и его усиление. Также спутники первого поколения не имеют межспутниковой связи (ISL – Inter Satellite Link) и могут получать и передавать информацию только на Землю. В качестве станции TT&C (управления, контроля, приема телеметрии) заявлены 4 земные станции, в том числе телепорт Брюстнер, расположенный в штате Вашингтон. В зоне видимости станции TT&C спутник Starlink находится не более пяти минут, при этом объем данных, собираемых с группировки, составлял в июне 2020 года около 5 Тбайт в сутки, то есть не менее 10 Гбайт с одного спутника в сутки.

    На борту каждого спутника Starlink находится около 70 отдельных процессоров под управлением Linux и порядка 10 микроконтроллеров.

    Находясь на орбите в 550 км, спутник может покрыть своим сигналом пятно на Земле радиусом 950 км (то есть диаметром примерно 1900 км) при условии, что угол места для абонентского терминала не будет менее 25°. Отметим, что эффективная работа антенн с плоской фазированной решеткой возможна при угле места 40° и более.


    Рис. Радиус зоны видимости спутника под углом 25 градусов в зависимости от его высоты.

    Орбита «а», км 540 560 570
    Max угол отклонения α (в градусах) 56,7 56,4 56,3
    Зона покрытия «r», км 926,8 954,6 968,4

    Можно легко рассчитать сколько нужно спутников, чтобы обеспечить 100% покрытие Земли между северной и южной 50 параллелями, при условии, что сигнал со спутника покрывает всю зону видимости спутника на Земле. Площадь поверхности Земли между северной и южной 50 параллелями равна 300,4 млн кв. км (вся поверхность земного шара 510 млн кв.км). Так как нам необходимо 100% покрытие без пробелов, круги зон будут накладываться друг на друга и 100% покрытие обеспечено, если мы будем использовать только «квадраты» в круге зоны освещения. Сторона такого квадрата равна L=D/√2

    Или в нашем случае L=1356 км, а площадь закрываемая квадратом 1,84 млн квадратных километров. Таким образом, всего лишь 164 спутника обеспечат 100% покрытие Земли между 50 северной и южной параллелями?


    Так зачем же Space X 1584 ИСЗ?


    И здесь мы должны поговорить о таком параметре любой антенной системы как диаграмма направленности антенны.



    Диаграмма направленности антенны — весьма важный параметр антенны, и характеризующим критерием здесь является угол, на котором мощность сигнала в 2 раза ниже своего максимального значения (см.рисунок) (а в ДециБелах это соответствует снижению на 3 дБ)


    Угол диаграммы направленности антенны зависит от ее диаметра (площади), коэффициента использования поверхности (КИП) и частоты сигнала. При этом КИП определяется распределением амплитуды поля по рабочей поверхности антенны, утечкой мощности за края зеркала антенны и другими потерями. Помимо основного лепестка диаграммы направленности антенна имеет еще боковые лепестки и задний лепесток. Эти лепестки являются побочными и забирают энергию из основного лепестка ДН. При конструировании антенн стремятся увеличить отношение энергии основного лепестка к первому (самому большому) боковому лепестку.

    Чем больше диаметр (площадь) антенны, тем меньше угол диаграммы направленности и больше ее коэффициент усиления (Кус).

    Так каковы диаграммы антенн Starlink? Для абонентского терминала в 2020 году в документах, поданных в FCC, Спейс Х опубликовал такую таблицу:


    Если ориентироваться на упоминаемый выше диаметр пятна луча на земле в 45 км, то это соответствует углу диаграммы направленности луча спутника (из космоса на Землю) в в 4,5 градуса (при отклонении от линии надира угол видимо может меняться скорее всего от 3 до 5 градусов, чем дальше от линии надира, тем больше угол), что хорошо коррелирует с параметрами плоской антенны таких размеров.

    В первичной заявке SpaceX от 2016 года указано, что диаметр такого луча будет 45 км. (стр. 80 Приложения А Технической части к заявке SpaceX в FCC от 15 ноября 2016 г.).

    Для оценки и визуализации зоны покрытия Starlink предположим, что угол диаграммы направленности антенны ФАР на спутнике меняется от 3,5 градусов (надир) до 5,5 градусов край зоны. Расчеты диаметра зоны покрытия показывают, что диаметр луча, соответствующий углу ДН 3,5 градуса, непосредственно под спутником составит 34 км. По мере отклонения луча в сторону от линии надира, угол диаграммы направленности увеличивается: согласно данным SpaceX в таблице выше, для края зоны составит 5,5 градуса, при этом диаметр зоны покрытия одного луча на Земле увеличивается и достигнет примерно 210 км на периферии зоны видимости ИСЗ с углом наклонения в 25 градусов. Исходя из такой геометрии и особенностей антенн спутника Starlink, проекция его лучей на Землю будет выглядеть так:


    Один спутник таким образом может теоретически иметь до 300 таких лучей (beam) в зоне своего обслуживания. Вот проекция (вид со стороны спутника) на зону видимости, в которой абонентские терминалы видят спутник под углом места 25 градусов.


    Сколько лучей будет организовано на спутнике Starlink впрямую понять из документов Space X нельзя, однако, мы можем легко определить максимальное количество лучей, которое может работать в зоне видимости одного спутника Starlink, используя тот факт, что в Ку диапазоне нельзя задействовать больше Мегагерц для передачи информации со спутника на абонентский терминал, чем у нас есть в Ка диапазоне для передачи по фидерной линии с гейтвея на спутник – то есть, 4200 Мегагерц в случае использования обеих поляризаций.

    Здесь мы делаем следующее предположение, что спутник Starlink относится к типу «bent pipe», то есть без обработки информации на борту (то есть без демодуляции радиосигнала в IP пакеты и их переадресации), то есть так как работают все современные спутники связи гораздо больших размеров и ресурса работы Пока никаких данных о том, что на спутнике Starlink первого поколения может быть обработка данных нет.

    Как видно из таблицы параметров абонентского терминала (см. Раздел Абонентский терминал Starlink), что спутниковый канал от спутника к абонентскому терминалу имеет максимальную ширину в 240 МГц в направлении вниз и 60 Мегагерц в направлении вверх к ИСЗ. В такой конфигурации, оптимальной с точки зрения эффективности использования частотного ресурса в зоне покрытия одного ИСЗ смогут работать не более 16 лучей, которые полностью используют доступные 4000 МГц частотного ресурса в Ку диапазоне (с учетом защитных интервалов и частот для командной радиолинии и передачи телеметрии) при использовании обеих поляризаций при передаче со спутника на абонентский терминал.


    Отметим, что для фидерного луча в Ка-диапазоне, который обеспечивает «подъем» интернет-трафика на борт спутника, используется параболическая антенна. Для того чтобы обеспечить максимальную пропускную способность при фиксированной доступной полосе частот в Ка-диапазоне, необходимо обеспечить максимальное соотношение «сигнал/шум» за счет увеличения мощности сигнала с борта спутника, и для этого нужно максимально сузить зону покрытия на Земле — в современных системах, работающих с HTS-спутниками, ее диаметр составляет порядка 100 километров. Учитывая, что спутники Starlink находятся на гораздо меньшей высоте, чем геостационарные ИСЗ диаметр зоны фидерного луча может быть еще меньше. Дополнительным преимуществом узкого пятна в Ка-диапазоне является то, что сигнал со спутника не создает помеху другим системам на Земле, работающим в Ка-диапазоне.

    Управлением отклонения луча от надира в зоне покрытия будет фазированная антенна спутника, которая может отклонять луч в любом направлении (steerable beam) и даже согласно заявке Space X в FCC менять его форму (shapeable).

    На высоте 550 км спутник движется с такой скоростью, что время его пролета в зоне видимости Абонентского терминала составляет 4,1 минуту или примерно 250 секунд. Если в системе Starlink будет реализована идеология максимального времени сеанса ИСЗ с группой терминалов, находящихся в одном районе и минимально количества переключений (handover) терминала на разные, то это иллюстрирует следующий рисунок, в котором спутник управляет своим лучом, установив его на одной группе терминалов в одном географическом районе.


    Другой вариант предполагает, что луч на спутнике зафиксирован в каком то одном положении (угле наклона) на Землю и задача антенны абонетского терминала «попасть» в этот луч. Для этого варианта необходимо весьма большое число ИСЗ с учетом того, что диаграмма направленности антенны абонентского терминала так же невелика.

    Небольшое число лучей, имеющееся на борту ИСЗ осложняет для Space X задачу 100% покрытия территории и дает ответ на вопрос зачем Space X вынужден запускать так много спутников. Что еще интереснее, эти же расчеты дают ответ, почему Space X вынужден уменьшить минимальный угол места с 40 до 25 градусов, несмотря на то, что при этом резко снижается эффективность его антенны с фазовой решеткой.

    Диаметр зоны видимости ИСЗ с углом места до 25 градусов при высоте ИСЗ 550 км составляет примерно 1900 км, площадь этой зоны 2 835 294 кв.км

    В таблице ниже рассчитано количество лучей на спутнике, необходимых для полного покрытия видимой со спутника зоны на поверхности Земли в пределах угла места более 25 градусов. Диаметр антенны абонентского терминала принят как 48 см.

    Угол места, градусов Диаметр зоны луча, км Площадь зоны луча, км2 Кол -во лучей для полного покрытия зоны Эффективная площадь антенны, м2
    80 40 1 257 2 256 0,178
    70 50 1 964 1 444 0,170
    60 60 2 827 1 003 0,157
    50 80 5 027 564 0,138
    40 130 13 273 214 0,116
    30 210 34 636 82 0,090

    Очевидно, что с точки зрения покрытия максимальной площади эффективнее работать с лучами, направленными от ИСЗ не в надир (подспутниковую точку), а в периферию зоны видимости, несмотря на то, что там эффективная площадь антенны (а значит и ее пропускная способность) резко снижается.

    Так же теперь можно оценить количество лучей, а значит и число ИСЗ необходимых для 100% покрытия какой либо параллели, например, 50 й параллели северной широты (ее длина составляет 25740 км, где сейчас проходит закрытое бета тестирование.

    При угле места чуть менее 40 градусов и диаметре луча в 160 км гарантированная ширина зоны покрытия (ширина равна стороне квадрата, вписанный в круг луча) составляет 113,5 км и соответствует 227 ИСЗ, видимым с 50-й параллели на всей ее длине вокруг Земли.

    Площадь земной поверхности между 53-ми параллелями составляет 300,4 млн км. Если мы примем эффективную площадь покрытия 1 луча как 113,5 на 113,5 = 12876 кв.км, то необходимое количество лучей составит 23330, а при наличии 16 лучей на одном спутнике нам, необходимо не менее 1458 ИСЗ для полного покрытия, что очень близко к числу 1584, которое заявлено Space X для первого этапа развертывания сети Starlink.

    Так же становится понятным причина появления механизма привода в терминале StarLink связано именно с необходимостью поворота антенны в сторону спутника, чтобы обеспечить при малых углах места терминала более менее приличный угол между плоскостью фазированной решетки и направлением на ИСЗ (в идеале 90 градусов).


    Общую координацию и управление всей сетью из спутников, гейтвеев и абонентских терминалов ведет Центр управления сетью — это самая неизвестная, невидимая и неафишируемая часть системы Starlink.

    Срок жизни спутника Starlink на орбите 550 км составляет примерно 5 лет, после чего запас рабочего тела криптона заканчивается, и спутник либо по команде производит снижение орбиты до плотных слоев атмосферы, либо, в случае потери связи с Землей, снижается постепенно, тормозится остатками атмосферы, и сгорает (подробнее об этом будет написано в разделе о космическом мусоре).

    Спутники Starlink впервые в мире производятся практически в режиме крупно серийного производства. По данным SpaceX, ее производственные мощности позволяют производить до 120 спутников Starlink в месяц. Отметим, что средний срок производства спутника связи для геостационарной орбиты составляет сейчас 2-3 года.

    Безусловно такой темп производства сильно сокращает цикл испытаний и проверок, а также отметим, что для экономии средств в спутнике используются более дешевые комплектующие и компоненты, в частности, дорогой ксенон заменен на значительно более дешевый криптон в качестве рабочего тела ЭРД.

    Таким образом, снижение требований к комплектующим и циклу наземных испытаний отражается и на ресурсе, и на надежности спутников, конструкция которых дорабатывается по результатам испытаний в космосе.

    На 13 сентября 2020 года) надежность спутников Starlink характеризовала следующая таблица:

    Тип Всего запущено Сведено с орбиты по команде с Земли Неуправляемый сход с орбиты Не маневрируют (вероятно, вышли из строя) % оставшихся на орбите
    Версия 0(ИСЗ ТинТин) 2 (2018 год) 2 0 0 0%
    Версия 1ИСЗ тип 0.9 60 (2019 год) 14 0 8 63%
    Версия 2ИСЗ тип 1.0 653 (с 2019 по нв) 4 1 8 98%

    На 1 октября 2020 Space X опубликовал новую информацию, введя понятия «Dead» — потеря связи c ИСЗ, и «non-maneuverable» — выход из строя ДУ. Вот как выглядело на 1 октября состояние группировки спутников StarLink.


    Далее речь пойдет о сложнейшим и важнейшим элементом сети Starlink — наземном комплексе.
    Реклама
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее

    Комментарии 148

      –7
      Изделия двойного назначения
        +1
        в общем, да все что относится к связи, это двойного назначения…
        +2
        в общем, да все что относится к связи, это двойного назначения…
          +1
          > Здесь мы делаем следующее предположение, что спутник StarLink относится к типу «bent pipe», то есть без обработки информации на борту (то есть без демодуляции радиосигнала в IP пакеты и их переадресации), то есть так как работают все современные спутники связи гораздо больших размеров и ресурса работы

          Таки простите, а зачем в таком случае нужны много лучей на спутнике? Всё равно в каждом таком луче информация была бы та же самая, и можно было бы не городить никаких ФАР, а лупашить широким лучом по всей площади. Собственно, я вообще не представляю, чем в оном случае может помочь ФАР. На мой взгляд единственно разумное предположение — что спутник таки разбирает пакеты и посылает их только в тот луч, в котором находится адресат конкретного пакета.
            0
            Даже не разбирая пакеты энергетически выгоднее формировать лучи по запросу, а не дуть всей мощностью через широконаправленную антенну.
              0
              Это ежели у вас заведомо не по всей площади под спутником абоненты. А ежели они широко рассыпаны (как, собственно, в США) — то либо вы в этот момент покрываете всю площадь, либо кто-то из них будет сосать лапу. Сейчас, пока абонентов смешное количество, это может прокатить, но не думаю, что Маск хочет сейчас собрать денег с лошков и всю оставшуюся жизнь бегать от правосудия.

              Ну и скорость так с очевидностью будет на любителя. Опять же 100 мегабит в секунду для кучки абонентов, как сейчас, можно обеспечить, а вот по гигабиту хотя бы на миллион, как обещают — лично я сомневаюсь. Такого невыполнения обещания Маску вряд ли простят. Мало что не простят, так он и денег таким образом заработать не сможет! Разве что опять же путём кидка инвесторов.
                0
                //Сейчас, пока абонентов смешное количество,
                скорее спутников «смешное» количество — ведь им с момента старта до рабочей позиции 4 месяца ползти…

                //Такого невыполнения обещания Маску вряд ли простят.
                тут бы понять кому конкретно и что конкретно Маск обещал? и взял ли он предоплату??
                  0
                  > скорее спутников «смешное» количество

                  Ну как смешное… Он вроде как хотел 1500 спутников для начала, порядка 1000 уже запущены. Плюс по чудовищному стечению обстоятельств над наиболее платёжеспособными регионами сложилась наибольшая концентрация спутников.

                  > тут бы понять кому конкретно и что конкретно Маск обещал? и взял ли он предоплату??

                  Ну, с очевидностью он обещал потенциальным пользователям скорости, а инвесторам — много бабок, но потом. И не менее очевидно, что с добровольных бета-тестеров он много бабок не получит, посему остаётся только кидать инвесторов. Только при всём уважении к великому космонавту Рогозину Маск как-то не похож на человека, который в один прекрасный момент под покровом ночи сгрузит все инвесторские миллиарды в личный самолёт и улетит на личный остров в тихом океане, где его никто никогда не найдёт.
                    0
                    По странному стечению обстоятельств концентрация спутников Starlink над Воронежем ничуть не меньше. К чему бы это?
                      –2
                      Стечение обстоятельств — оно такое.
                        0
                        По странному стечению обстоятельств концентрация спутников Starlink над Воронежем ничуть не меньше. К чему бы это?

                        Не иначе как Воронеж бомбить будут...)))
                        0
                        //Плюс по чудовищному стечению обстоятельств над наиболее платёжеспособными регионами сложилась наибольшая концентрация спутников.

                        Вы точно уверены, острова Принс Эдуарда лежащие между ЮАР и Антарктидой — наиболее платежеспособный регион?? ибо плотность ИСЗ над ними точно такая же как над Сиэтлом и прочими городами штата Вашингтон в Америке??
                        На этих островах реально проблемы с интернетом — его вообще нет, но некому на это пожаловаться…

                        а насчет чего и как он обещал ?? Ну так Инвесторы мальчики взрослые, «видели очи, шо куповали..»
                        деньги, значит для них небольшие…
                          0
                          Другими словами, вы полагаете, что Маск таки проходимец и завтра скроется в туман с деньгами инвесторов?
                            0
                            нет, но любой стартап в области Хайтека и тем более спутниковой связи может и не взлететь…
                            см. Иридиум, ГлобалСтар, АйКо…
                              0
                              Не взлететь он, конечно, может. Но ежели вас послушать, то получается всего два варианта. Либо Маск заранее знал, что не сможет обеспечить заявленные скорости при существенном числе абонентов, то бишь он мошенник. Либо он не смог оценить требуемые характеристики спутника, и никто из его окружения также это не смог (либо смог, но утаил от начальства). То бишь он совсем дурачок. Последнее предположение как бы слегка ставится под сомнение опытом его успешных проектов. Вот и получаем, что по-вашему Маск мошенник.
                                0
                                Россия свободная страна и ее граждане имеют полное право на собственное мнение об этом Илоне Маске
                                  0
                                  Я нисколько не сомневаюсь в праве граждан России на собственное мнение об этом Илоне Маске. Я лишь поинтересовался, в чём состоит лично ваше мнение. Ну что же, похоже, вы его выразили, хоть и в свойственной вам иносказательной манере.
                      0
                      Ну и скорость так с очевидностью будет на любителя. Опять же 100 мегабит в секунду для кучки абонентов, как сейчас, можно обеспечить, а вот по гигабиту хотя бы на миллион, как обещают — лично я сомневаюсь.

                      Я так полагаю что интернет от Маска нужен будет для тех у кого вообще нет в настоящее время интернета.Таких мест на планете Земля еще очень много… И они будут рады потоку в 10 МБит…
                      Лично мне существующих у меня 30 МБит вполне хватает.Мог бы доплатить и получить и 50 и 100 и 1000 МБит, но мне этого просто не нужно… Вполне комфортно чувствую себя и при своих качественных 30 МБит…
                        +1
                        //Я так полагаю что интернет от Маска нужен будет для тех у кого вообще нет в настоящее время интернета.
                        мне понравился ответ кого то на Реддите
                        Если Вы жалуетесь на Вашего провайдера за медленную скорость, проходите мимо, СтарЛинк для тех, кто мечтает о том, что начать жаловаться на своего провайдера
                          0
                          а другие на том же Reddit пишут, что готовы продать почку, чтобы, цитирую: «to tell <их текущему провайдеру> to go fuck»(конец цитаты) при помощи Stalink, полная цитата:

                          «My mom has said she'd sell a kidney for the option to tell Spectrum to go fuck»

                          … а так же нахваливают интернет от Starlink даже в этой самой неидеальной Beta-версии.

                          Это выглядит иначе, чем ситуация, которую вы описываете.
                    +1
                    1) Зачем нужен ФАР — ФАР позволяет практически мгновенно 100 миллисекунд поворачивать луч антенны на 60..100 и более градусов (сканировать). Это необходимо для быстрого переключения на другой спутник. При механическом приводе (как у станций О3В нужно ставить 2 антенны, одна работает, вторая возвращается назад/ищет спутник

                    2) Диаграмма направленности — чем она шире, тем меньше плотность мощности излучения, например луч для управления /передачи телеметрии именно широкий, на всю зону видимости, поэтому антенны для приема телеметрии и передачи сигналов на ИСЗ, стоящие в телепорту Брюстер имеют диаметр 5 метров.
                      0
                      > Это необходимо для быстрого переключения на другой спутник

                      Это на земле. Но на спутнике-то тоже ФАР! Или нет?

                      > чем она шире, тем меньше плотность мощности излучения

                      habr.com/ru/post/526204/#comment_22259080
                        0
                        на спутнике в Ку (в сторону Абонента) — ФАР
                        в Ка (в сторону Гейтвея) — параболическая антенна
                    +1
                    Автор, откуда у вас информация, что используется и левая и правая поляризация в обе стороны для связи с терминалом? В заявке FCC на абонентские терминалы черным по белому сказано, что для передачи спутник -> терминал используется только правая поляризация, а для передачи терминал -> спутник только левая.
                    Заголовок спойлера
                    image
                    Можно предположить что, противоположная отдана OneWeb, у которых лицензия FCC на тот же самый частотный диапазон (но это не точно).
                      +1
                      //откуда у вас информация, что используется и левая и правая поляризация в обе стороны для связи с терминалом?
                      вестимо от Спейс Х :-)
                      Частотный план указывают в Attachment S
                      смотрите его в последней заявке 2020 года
                      licensing.fcc.gov/cgi-bin/ws.exe/prod/ib/forms/attachment_menu.hts?id_app_num=133714&acct=599269&id_form_num=15&filing_key=-443498

                      НО!!! Каждый терминал работает в одной поляризации, вопрос может ли он ее менять/переключать — неизвестно.
                      Но возможность использовать другую поляризацию это удвоение пропускной способности системы

                      // В заявке FCC…
                      Спейс Х подал в ФСС столько заявок, что надо смотреть их дату.
                        0
                        Спейс Х подал в ФСС столько заявок, что надо смотреть их дату.
                        Одобренная заявка на миллион абонентских терминалов.
                    0
                    Интересно, ждём продолжения. Наземный сегмент хоть и не столь многочислен, но не менее важен. Немножко подсмотрел на мощности наземных передатчиков — впечатляют, с такими легко можно возобновить поиск внеземных цивилизаций. Лю Цысинь не будет в восторге.

                    Просьба по возможности расшифровывать класс излучения для мобильных и фиксированных станций.
                      +1
                      Просьба по возможности расшифровывать класс излучения для мобильных и фиксированных станций.
                      все чем могу помочь:
                      www.comreg.ie/media/dlm_uploads/2015/12/ComReg0834.pdf
                      в нем расшифровка, или поищите еще по словам emission designator
                        0
                        Благодарю.
                        +1
                        сорри, но мощность под 50 Вт это только для Антенн гейтвеев, сам терминал в районе 4 Вт…

                        Да и не поможет передатчик нам найти внеземные цивилизации, тут приемник нужен — услышать их сигнал…
                          0
                          «но мощность под 50 Вт это только для Антенн гейтвеев, сам терминал в районе 4 Вт…»
                          Имелись в виду 10 МВт передатчики наземных станций.

                          «Да и не поможет передатчик нам найти внеземные цивилизации, тут приемник нужен — услышать их сигнал…»
                          РТ-70 использовали в программе SETI. Пожалуй, его скромных 200 кВт излучаемой мощности не дают надежды на заметное отражение от Проксимы Центавра, так что вероятно всё-таки на приём. Но это не значит, что с помощью столь скромных мощностей нельзя найти внеземную цивилизацию — Лю Цысинь в (фантастической) трилогии «Задача трёх тел» как раз описал такую находку.
                            +2
                            РТ-70 имела диаметр 70 метров…

                            Тут остается поверить такому уважаемому Ученому как Лю Цысинь
                            на слово :-)
                        +1
                        Маловероятно что на спутнике не производится разбор. Как минимум спутник должен понимать какой пакет должен быть отправлен какому клиенту, соответственно нужна информация куда ФАР должна светить.
                          0
                          То, что принято с земли на частоте N мегагерц — светим в первый луч, M мегагерц — во второй, и т.д… Т.е. какой пакет какому клиенту — может решаться на земле, до спутника. Ну я, по крайней мере, как-то так понял.
                            0
                            не совсем так, ЦУС знает, что в минуту Х луч М покрывает терминалы А, Б, В, Г и он дает команду на Гейтвей который обслуживает в эту минуту спутник с лучом М, направить пакеты для этих станций и Луч М со спутника шлет всю информацию для этих терминалов (скорее всего в кадрах протокола DVB-S2) вниз и каждый абонент выбирает в общем кадре, то что было предназначено для него.
                              0
                              Это понятно. Вопрос выше, насколько я понимаю, касался того, как спутник будет различать, какие данные с ЦУС передавать по лучу M (покрывающему терминалы А-Г), а какие — в тот же момент времени по лучу N (покрывающему другие терминалы Д-Ж).
                                0
                                // как спутник будет различать,

                                никак, он тупой — что с Земли пришло, то на землю и ушло…
                                он же зеркало (тетранслятор)…
                                разбираться будет уже модем спутникового терминала
                                  +1
                                  То есть вы хотите сказать, что спутник будет передавать одни и те же данные во все лучи?
                                    +2
                                    Это было бы по меньшей мере странно, имея на борту фазированную решетку.
                                      0
                                      нет, в каждый луч идут свои данные, но попавшие в этот луч терминалы получают одинаковые данные, и каждый выбирает свои
                                        +1
                                        Так я выше и писал про то, как спутник будет различать, какие данные с ЦУС передавать по лучу M, а какие — по лучу N :) Про то, что все терминалы, принимающие один луч, принимают одни и те же данные, вроде бы очевидно.
                                          0
                                          //как спутник будет различать,

                                          Никак, луч формируется на Гейтвее…
                                          а спутник просто зеркало…
                                            0
                                            Разве с гейтвея на спутник сигнал будет идти не одним лучом?
                                              0
                                              в классических системах, нет лучи формируются на гейтвее, а ИСЗ просто их переизлучает на другой частоте
                                                0
                                                Не одним? То есть используется многолучевое распространение сигнала (Multipath) между гейтвеем и спутником?..
                                                  0
                                                  я не знаю, что такое мультипасс (не встречал этот термин у нас в спутниковой связи), для меня это просто несколько несущих разной ширины, которые излучает гейтвей в Ка диапазоне на спутник…
                                                    +1
                                                    Многолучевое распространение — это когда сигнал между передатчиком и приемником распространяется не по одному лучу, а по нескольким разным траекториям. Т.е. прямой луч и отраженные/преломленные. Только обычно с этим приходится бороться, а не использовать дополнительные отраженные/преломленные лучи для передачи данных.
                                                      0
                                                      В случае спутниковой связи используется только основны лучи, а «боковые лепестки « это сплошной вред и потеря мощности и помехи соседним несущим и другим спутникам
                                                        0
                                                        Вот я и не понял, как между двумя точками может быть несколько лучей, если используется только основной…
                                                          0
                                                          Так это проще простого у каждого луча своя центральная частота… так в общем и ТВ работает — зона покрытия одна но у каждого транпондера (пакета программ) своя частота
                                                            0
                                                            Хм… А при чем тут частота? У нас две точки: А и Б. Радиоволны идут из точки А в точку Б по прямой (многолучевое распространение с отраженными/преломленными волнами мы исключили). Разве для волн с разной частотой будет разная форма волновой поверхности и луч (нормаль к волновой поверхности) не будет одним и тем же?
                                                              0
                                                              ну и идут себе две, три и больше волн, каждая со своей частотой??
                                                              и??
                                                              свет состоит из волн разной длины (= частоты) и как то это им не мешает :-)
                                                                0
                                                                Так волны-то три, а луч-то для них один и тот же получается, если нормаль к волновой поверхности провести…
                                                                  0
                                                                  волна и луч в данном случае это одно и тоже…
                                            0
                                            Решение о всём маршруте следования и о том, какой спутник должен приземлять сигнал, может принимать передающий терминал, ещё до отправки пакета, так как положение и траектории всех спутников ему известны. Спутникам не надо будет вдаваться в подробности IP, просто передавать поток согласно рассчитанному заранее «бегунку».
                                              0
                                              Решение о всём маршруте следования и о том, какой спутник должен приземлять сигнал, может принимать передающий терминал, ещё до отправки пакета,

                                              Все управление должно быть централизовано в едином месте — ЦУСе, иначе гейтвеи не разберутся кто из них должен обслуживать ИСЗ, который находится в их общей зоне…

                                              И да, спутник вообще ничем на Земле не управляет…
                                            0
                                            А какой толщины канал в итоге можно запихнуть в один луч с полосой 240MHz? Я не специалист, но по опыту в 20MHz вай-фая помещается около 50Mbit, это даёт оценку около 15-20 абонентов на луч с приемлемой скоростью. Считая, что группировка из 1.5 тыс спутников имеет около 25k лучей, вся сеть сможет обслуживать одновременно 500 тыс. терминалов. На практике гораздо меньше, примерно 5-10% от предельного, поскольку большую часть времени спутники летают над океаном, джунглями или полями кукурузы.

                                            А 50 тыс терминалов — это на три порядка меньше, чем 40 млн абонентов по 62 бакса в месяц, которые описаны в первой части. Где подвох?
                                              0
                                              1) теоретически в 240 Мгц при заявленных 64 QAM можно запихнуть аж 1440 мбит, но это зависит от диаметра антенны, в своей заявке В Японии Спейс х указал максимальную скорость для нынешнего терминала в 350 Мбит

                                              2) 40 млн абонентов и тп это же сказано много лет назад и в бизнес планах, реальность не всегда соответсвует планам
                                                0
                                                Спасибо, но даже при таких вводных мне не понятна экономика проекта:

                                                Один спутник может приземлять 1440*16 = 18200 Мбит, это условно 1000 терминалов по 20 Мбит. То есть вся группировка из 1500 спутников может в теории одномоментно обслуживать 1.5 млн абонентов, но на практике не более 150-200 тыс., поскольку спутники большую часть времени летают не там, где абоненты сидят.

                                                Если ценник 1000 баксов в год на терминал, то вся выручка проекта 200 млн, что соответствует 4-5 запускам ракеты, без спутников, наземного сегмента и операционных затрат. Это далеко от разумной экономики, и бесконечно далеко от заявленных 30 млрд выручки.
                                                  0
                                                  То есть вся группировка из 1500 спутников может в теории одномоментно обслуживать 1.5 млн абонентов
                                                  … одновременно принимающих данные на скорости 20 Мбит/с :) Но, подозреваю, что у большинства абонентов большую часть времени канал не используется. Как правило, у провайдеров для обычных абонентов практикуется оверселлинг — никто за стоимость обычного подключения не дает гарантированной скорости. В этом обычно и экономика провайдера. Если провайдер подключил в доме сто абонентов со скоростью «до 100 мбит/с» — это еще не значит, что до дома идет непременно 10 гигабит. И тем более не значит, что провайдер, подключивший 100 таких домов, имеет терабитный внешний канал.
                                                    0
                                                    Вы правы, в США у абонентов сидящих на оптике 100+ Мбит с безлимитными тарифами средний объем трафика 285 Гб в месяц, т.е. 0,9 Мбит круглосуточно
                                                    0
                                                    Вы далеко не единственный, кто задается вопросом об экономике проекта…
                                                    Но инвесторы и акционеры Спейс Х выделяют деньги на этот проект…

                                                    По
                                                    //Один спутник может приземлять 1440*16 = 18200 Мбит, это условно 1000 терминалов по 20 Мбит.
                                                    это неправильный подсчет. Подождите выхода части, где будет описана Емкость сети СтарЛинк
                                    0
                                    //Маловероятно что на спутнике не производится разбор.
                                    это была бы революция… Ибо почти 100% существующих спутников просто ретрансляторы без обработки на борту. Исключение Иридиумы, но они заточены под телефонию, и оперируют потоками данных 64..128 килобит.

                                    Нет никакой достоверной информации об обработке на борту ИСЗ СтарЛинк. Да и частотные планы выглядят как у обычных ИСЗ…
                                      +1
                                      это была бы революция…

                                      то есть поставить на спутник свитч/роутер — уже революция?
                                      с учетом межспутниковой связи, которая, к слову может выступать как trunk port — вполне логичная архитектура: тегированный трафик на линии земля-космос, линии космос-космос — транки, в целом — виртуализованная глобальная 802.3 сеть.
                                        0
                                        Видимо есть причины, по которым, единственная попытка это сделать для спутника на ГСО лет 8 назад была признана неудачной…
                                        вот тут есть варианты про типы обработки на борту
                                        www.osp.ru/nets/1999/05-06/144148

                                        Сейчас Евтелсат готовит свой Quantum
                                        Спутник Eutelsat Quantum является первым космическим спутником, который можно будет перепрограммировать после запуска.
                                        но опять таки это не маршрутизация трафика…

                                        Думаю, маршрутизация на борту усложняет ИСЗ, не давая какого либо сверхценного выигрыша
                                          0
                                          > не давая какого либо сверхценного выигрыша

                                          Это как это не давая? Вон уже в ширпотребных вайфай-роутерах делают mu-mimo и beamforming. То бишь по сути те же ФАР и направленное излучение пакетов для конкретных абонентов. Просто антенн поменьше. А выигрыш очень простой — можно слать не один поток данных, а много. Ежели у спутника 300 лучей по гигабиту — будет 300 гигабит. Ежели 16 лучей — то 16 гигабит. А коли передавать всё, что принял, без разбора, то будет 1 гигабит в обоих случаях.
                                            +1
                                            //можно слать не один поток данных, а много.
                                            «състь то он съист, да кто ж ему даст??»
                                            чтобы «послать» Вы должны иметь ресурс по энергопитанию (и автоматом по сбросу тепла с корпуса ИСЗ)
                                            необходимый частотный диапазон для этих «300 Гбит»
                                            и возможность запихнуть антенну на 300 Лучей в размеры ИСЗ…

                                            У меня мало сомнений в квалификации ребят из Хоторна и Редмонда, особенно после начала тестов…
                                              0

                                              Какая максимальня теоритическака пропускная способность (совакупная Bandwidth по всем возможным каналам) получается у такого спутника?


                                              П.С. С Большими свичами и рутороми и на земле пробелемы технические есть.

                                                0
                                                вниз есть примерно 4000 МГц, при том соотношении сигнал шум, что видно на терминале сейчас = 11..12 дБ мы имеем спектральную эффективность примерно 3 бит/Гц и соответственно 12 Гбит с одного ИСЗ
                                                  0

                                                  спасибо. не очень много, если появится четкая идея зачем это нужно, то какой-то "спейсрутер" можно наверняка прикрутить

                                                    0
                                                    основное ограничение выделенный для спутниковой связи диапазон частот… но Пока того, что есть хватит с излишком…
                                              0
                                              У спутника точно выверенная задержка. Наземная станция просто передает поток и пометку, в какой луч слать. Причем пометка идет вида «частоту Х в частоту Y» в следующие 30 секунд. Предварительно наземная станция рассчитывает когда и на какой частоте слать, с учетом задержки.
                                              Ну может с ФАР еще будет в канале телеметрии параметры ФАР слать.
                                              +1
                                              Думаю, маршрутизация на борту усложняет ИСЗ, не давая какого либо сверхценного выигрыша

                                              Если у вас на борту тупая тарелка — то да. А если ФАР — то у вас спутник может вести одновременно несколько терминалов, при необходимости маршрутизируя трафик на лету. А на старлинках как раз ФАРы. Да и обработка пакетов — это не rocket science, аппаратная база давно уже есть. А вы ссылаетесь на материалы вообще двадцатилетней давности.
                                                0
                                                //А если ФАР — то у вас спутник может вести одновременно несколько терминалов,

                                                может… только тогда ФАР будет не метр на метр, а может 2 на 2 метра, разговор имеет смысл вести, если Вы скажете сколько фазовращателей нужно на ФАР антенне для передачи 1 Гбит…
                                                  +1
                                                  а как связано количество фазовращателей с пропускной способностью? )
                                                  АФАИК, их количество влияет на число лучей и их телесный угол.
                                                    0
                                                    ОК передающий элемент решетки — (фазовращатель + передатчик)
                                                      +1
                                                      1 передатчик ) гигабитные с 256QAM модуляцией вроде уже обыденность
                                                        0
                                                        угу, осталось только уточнить, где же такое чудо используется :-)
                                                        случаем не на БС мобильных операторов??
                                                          +1
                                                          на БС мобильных операторов, в wi-fi (про бимформинг вам уже упоминали, что он и там нынче есть), в ВОЛС. Да и в спутниковых технологиях N-QAM вроде как тоже в наличии, разве что пожиже.
                                                            0
                                                            //на БС мобильных операторов, в wi-fi (про бимформинг

                                                            На этом предлагаю обсуждение закрыть :-),
                                                            если интересно, то смотрите link budget calculation или например тут info.spacecenter.ru, можно еще глянуть по теме СтарЛинка вот это vsatman888.livejournal.com/272167.html
                                                              0
                                                              То есть аргументов у вас нет ) окчо.
                                                              Про ФАР вам уже сказали. про цифровую обработку сигнала — намекнули. Про лучи по требованию — практически открытым текстом. Про CDMA, которому наплевать на соотношение сигнал/шум вспоминать будем?
                                                              Или в низкоорбитальных спутниках какие-то особенные радиоволны? )

                                                              Ссылочки ваши выглядят как стариковское бурчание «кто ж так делает, оно ж так работать не будет». В ту же степь апелляция к турайям и пентиумам 20-летней давности.
                                                                0
                                                                а не проще Вам сделать расчет бюджета линии и на деле посрамить меня и инженеров Спейс Х??
                                                                  0
                                                                  А вам? ) Или у вас задача — целенаправленно шеймить Маска?

                                                                  Мне хватает осознания того, что гигабит пролезает в полосу 160 МГц, CDMA — позволит работать с уровнем сигнала ниже уровня шума, а ФАР способна скомпенсировать шумы узкой диаграммой направленности и следить за спутником в реальном времени.

                                                                  В моем понимании этого более чем достаточно, чтобы впихнуть на спутник порядка полусотни гигабитных каналов, завести их на вполне обычный коммерческий ethernet switch и там их пробрасывать.

                                                                  При том, что в ближайшие годы полная загрузка этой емкости вряд ли будет достигнута.
                                                                    0
                                                                    //Мне хватает осознания того, что гигабит пролезает в полосу 160 МГц,

                                                                    простите, я не знаю как Вам помочь, кроме как посоветовать изучить принципы расчета бюджета радиолинии, вычисления Ебинойса ака Eb/No он же сигнал/шум, и понимания лимита Шеннона…
                                                                      +1
                                                                      Мы же уже обсудили, что у нас по факту не одна радиолиния, а от 1 до N да еще и с переменным раствором луча. Ибо ФАР.
                                                                      Энергетика аппарата известна — она в районе 4 КВт на спутнике.
                                                                      Полоса пропускания тоже известна.
                                                                        0
                                                                        Это в идеале. На практике перенастройка ФАР на другие параметры — порядка 50-100мс. Потому одновременно много лучей не особо получается.
                                                                          0
                                                                          по моим оценкам они есть в тексте не более 16 лучей. При наличии 3 антенн на передачу (можно считать, что одна для телеметрии и управления) остается по 8 лучей на Антенну
                                            0
                                            Спутники Thuraya представляются этакими базовыми станциями GSM на геостационарной орбите, разве нет?
                                              +2
                                              да, они редкое исключение, и относятся, кстати, к MSS mobile satellite service и их услуга Телефония, а не передача данных.

                                              мощность Турайя
                                              Огромный рефлектор L-диапазона, совмещенный с процессором цифровой обработки сигнала компании Boeing, образует активную фазированную решетку, создающую более 200 локальных лучей и одновременно обрабатывающую 13 750 телефонных разговоров. Процессор цифровой обработки в пять раз превышает мощность обработки любого процессора, когда-либо выпущенного компанией Boeing, и обладает вычислительной мощностью превышающую мощность 3 000 компьютеров на базе Pentium III.

                                              Думаю 3000 ПК уровня самого Пентиум 3 Вас впечатлит :-)

                                              и Иридиум то же самое МСС и Телефония…

                                                +1
                                                Думаю 3000 ПК уровня самого Пентиум 3 Вас впечатлит :-)

                                                Не впечатлит. Pentium 3 1000 МГц в Linpack выдавал 316 мегафлопс. Умножаем на 3000 получаем 948 гигафлопс. RTX 2080, которая стоит у меня в компьютере в пике выдает 13.45 терафлопс, то есть раз в 10 больше.
                                                  +1
                                                  да да…
                                                  а этот спутник стоил не менее 200 миллионов Долларов…
                                                  поэтому и вопрос зачем тащить в космос то, что так быстро устаревает??
                                                    –1
                                                    Ну так задайте этот вопрос турайе — зачем они потащили в космос 3000 пентиумов 3, которые устарели всего за каких-то 20 лет. А мы здесь вроде как старлинк обсуждаем. А у него, во-первых, орбита 550 км, а номинальный срок жизни спутника — 5 лет, итого особо радиационно стойкую электронику не обязательно использовать. А нестойкой с такой производительностью, как вам уже сказали, нынче немало, по довольно скромной цене и с не очень большим энергопотреблением. Вон на МКС обычные ноутбуки используют, а она ненамного ниже летает.
                                                      0
                                                      радиационная стойкость на ГСО не нужна особо, насколько я слышал, эти пояса ниже чем ГСО…
                                                      а почему Спейс Х решил идти проторенные путем, а не изобретать тут что то новое — надеюсь они сами пояснят как нибудь…
                                                      может времени было в обрез…
                                                        0
                                                        > а почему Спейс Х решил идти проторенные путем, а не изобретать тут что то новое — надеюсь они сами пояснят как нибудь…

                                                        Простите. Вы сами в статье сказали, что то, что спутник не обрабатывает информацию — это ваше личное предположение. Почему за него должен отвечать spacex? Вы ещё спросите у Маска, давно ли он перестал бить свою жену. Или вы что-то ещё имели в виду под «идти проторенные путем»?

                                                        А так-то, конечно, надо спросить у Маска в твиттере, выбирает ли у него спутник, куда слать пакеты. Он даже на подобные вопросы иногда отвечает.
                                                          0
                                                          //Он даже на подобные вопросы иногда отвечает.

                                                          (шепотом) я не уверен, что он знает как оно у него там… Вы явно переоцениваете его познания в технологии спутниковой связи :-) Минимум пару лет назад они были в районе недалеко от плинтуса… Его ценность не в знании таких мелочей…
                                                            –2
                                                            > я не уверен, что он знает как оно у него там

                                                            Другими словами, Маск таки дурачок?

                                                            > Его ценность не в знании таких мелочей…

                                                            И в чём же его ценность?
                                                              +1
                                                              когда то было слово Визионер… ну и хороший организатор, умеющий увлечь и мотивировать своих сотрудников…

                                                              или Вы его считаете гениальным автоконструктором??
                                                                –1
                                                                Кем он является — это скажут историки через 100 лет. Я могу сказать, кем он явно не является — дурачком и мошенником. А вы его, похоже, считаете и тем, и другим. Даже ежели он мошенник, то схема у него явно должна быть поумнее, нежели «давайте продадим неработающее говно».
                                                                  0
                                                                  //А вы его, похоже, считаете и тем, и другим.

                                                                  не угадали :-)
                                                      0
                                                      «а этот спутник стоил не менее 200 миллионов Долларов…
                                                      поэтому и вопрос зачем тащить в космос то, что так быстро устаревает??»

                                                      Как зачем? Чтобы было что запускать «Морским стартам». Вообще удивительно, что довольно дорогие спутники доверили новичку.

                                                      Кстати, доступной мобильной спутниковой телефонии всё нет…
                                                        0
                                                        //доступной мобильной спутниковой телефонии всё нет…
                                                        и похоже и не будет, она остается нишевой услугой, абонентов мало, а затраты на создание системы в расчете на 1 абонента высокие, поэтому и получается высокая цена за сервис…
                                                          0
                                                          Турайа была первой ласточкой (ну хорошо, индюшкой), казалось — вот-вот наступит глобальная телефонизация, а ведь Эмираты могли. Оказалось — показалось. Впрочем, gsm телефоны тоже далеко не сразу стали мейнстримом, по тем же причинам.

                                                          hello_moto
                                                            0
                                                            Thuraya пришли эпической победы инженеров Motorola и эпического провала маркетологов Motorola — после Iridium. Это означает две вещи одновременно и независимо: Thuraya смогли учесть плюсы и минусы уже работающей системы и радикально изменить концепцию так, чтобы сделать свою систему более коммерчески успешной (в результате технически они ближе к Inmarsat, чем к Iridium), а также воспользоваться стремительным совершенствованием электроники — несколько лет разницы могли означать большие отличия в элементной базе даже космического назначения, которая по объективным причинам «отстает» от consumer-grade.

                                                            То, что GSM телефоны стали мейнстримом, однозначный провал. Телефоны GSM использовали ужасные low-bitrate кодеки, превращавшие разговор в, простите за поэтическую аллегорию, интенсивное трение теркой по ушам. Во времена GSM уже существовали системы типа D-AMPS, обеспечивающие феноменальные по меркам GSM 13kbps, что позволяло сохранить голос звучащим довольно натурально. Последующая система CDMA (CDMA-2000) сохранила высокий битрейт и естественность звучания голоса, а также позволила легкую миграцию к 3G — GSM никак не мог мигрировать в 3G и поэтому операторы GSM вынуждены были строить в принципе новые сети UMTS одновременно с уже развернутыми GSM. К счастью, приход LTE ослабил значимость всего этого зоопарка, в некоторых регионах мира уже окончательно отключенного. Европа же, зачинщик GSM, до сих пор не может избавиться ни от самого GSM, ни от UMTS, которые занимают частоты и, не уходя, оставляют меньше места для LTE, чем хотелось бы.
                                                              0
                                                              КМК современный GSM скорее CDMA. С освобождением частот чехарда действительно затягивается.
                                                                0
                                                                спасибо за интересный экскурс, но по части «освобождения от GSM» как я понимаю, это сделает парк всех старых телефонов, модемов и тп неработоспособным, и возможно Операторы должны будут за свой счет их заменить… кроме того, возможно они купили частоты на конкурсах именно под GSM и для перевода частот под другие технологии нужен будет новый конкурс…
                                                                  +1

                                                                  В разных странах по-разному. США, Австралия — сети 2G давно отключены. Никто никому ничего за свой счет не меняет из-за грамотного планирования. Об отключении предупреждают сильно заранее (минимум за год), давая возможность подготовиться тем абонентам, чье оборудование перестанет работать.


                                                                  Знаете ли вы, что какое-то время как, ни к одной сети в США вы не сможете подключить аппарат без поддержки VoLTE? И знаете, почему? Если нет, то я вам отвечу: таким образом оператор позволяет еще какое-то время пользоваться сворачивающейся сетью 3G теми, кто по какой-то причине пользуется устаревшим устройством, но не позволяет парку таких устройств обновляться. Поэтому большинство устройств выйдут из обращения сами, безболезненно для абонентов, просто в порядке естественного обновления. Когда, а это будет очень скоро, сети 3G будут полностью отключены, окажется что парк старых телефонов и модемов занимает маргинальную долю и глобально для оператора потеря этих абонентов несет нулевые проблемы.


                                                                  В результате все довольны. Абоненты все равно периодически обновляют свои устройства, возможно кому-то придется это сделать на год-два раньше предполагавшегося срока, но у подавляющего большинства совместимое с будущим отключением 3G оборудование имеется уже минимум несколько лет как. Оператор избавляется от устаревшей технологии в пользу более спектрально эффективной и может предоставлять услуги более высокого качества в пределах тех же частотных диапазонов, что нравится и абонентам тоже. Недовольные маргиналы, разумеется, останутся недовольными, но в среднем выигрывают все.

                                                                    0
                                                                    спасибо, в этой части понятно, значит у них лицензия на частоты без привязки к конкретной технологии
                                                                      0

                                                                      Я не знаю за все страны, но где лицензии не технологически нейтральны, ничто не мешает регулятору перепродать лицензии на ровно те же частоты, на которые уже выданы лицензии на устаревшие технологии, но под современные/перспективные технологии. В проигрыше будут абоненты, за чей счет, в конечном итоге, это будет оплачено, но глобально снова выиграют все, включая и абонентов, смогущих получать услуги более высокого качества.

                                                  0
                                                  > Нет никакой достоверной информации об обработке на борту ИСЗ СтарЛинк

                                                  Ваша же статья:

                                                  > На борту каждого спутника Starlink находится около 70 отдельных процессоров под управлением Linux и порядка 10 микроконтроллеров.

                                                  Я, конечно, не настоящий сварщик, но на мой взгляд как-то многовато для «тупого» спутника.
                                                    0
                                                    чуть вбок гляньте мой ответ англоязычному автору, он на тупом английском загоните в Гугл перевод будет ответ на русском

                                                    или вот
                                                    Quantaty is not quality…
                                                    we do not know the performance of these processors, and on the satellite there are a lot of different subsystems, each of which saves and gives out a lot of telemetry information and possibly allows you to configure it for different modes…
                                                    каждый спутник имеет не более одного часа сеанса связи со станцией контроля и он должен остальные 23 часа работать в режиме самоуправления и самоконтроля
                                                      0
                                                      Я надеюсь, вы не думаете, что они туда засунули 70 пентиумов 3 из 1998 года? Нынче уже у некоторых контроллеров производительность выше. Также замечу, что не обязательно обрабатывать все 300 гигабит, надо только читать заголовки пакетов и держать в уме таблицу маршрутизации, а оставшиеся гигабиты попросту перераправлять в соответствующие лучи.
                                                        0
                                                        я не совсем понимаю, что за «заголовки» есть в модулированной радиоволне допустим шириной 240 МГЦ на частоте 12 Гигагерц (это сейчас).
                                                        чтобы говорить о канале 1 Гбит — желательно понять сколько Мегагерц он будет занимать на транспондере, потом я рекомендую Вам оценить требуемую мощность передатчика, ну а далее Вы наверное получите число элементов Вашей ФАР…
                                                          0
                                                          А какие «заголовки» есть в модулированной радиоволне шириной 40 МГЦ на частоте 2,4 Гигагерц? Вот приблизительно такие же. Или вы хотите сказать, что перевести эту волну в цифровой вид и обратно — непосильная для спутника задача? А как же тогда бедное абонентское оборудование за 500 долларов справляется? Я надеюсь, вы не будете утверждать, что оно шлёт сигнал в компьютер пользователя прямо в аналоговом виде? И котики на экране появляются не приходя в сознание без перевода в цифровой вид?

                                                          > я рекомендую Вам оценить требуемую мощность передатчика

                                                          А что мне это даст? Надо считать не мощность в отдельно взятом случае, а сравнивать мощность в двух случаях — когда спутник излучает то же самое во все стороны и когда он выбирает, что куда излучать. С очевидностью требуемая мощность будет ниже во втором случае, ибо так мощность не тратится на посылку битов туда, где они заведомо не нужны.
                                                            0
                                                            //А какие «заголовки» есть в модулированной радиоволне шириной 40 МГЦ на частоте 2,4 Гигагерц?
                                                            а) там нет заголовков.
                                                            б) Вы не различаете радиосигнал и цифровой поток с IP протоколом
                                                            в) говорить об антеннах, не понимая базовых принципов образования их ТТХ нельзя…

                                                            На этом предлагаю обсуждение закрыть :-),
                                                            если интересно, то смотрите в гугле link budget calculation или например, тут на русском info.spacecenter.ru, можно еще глянуть именно по теме СтарЛинка вот это vsatman888.livejournal.com/272167.html
                                                              0
                                                              > а) там нет заголовков.
                                                              > б) Вы не различаете радиосигнал и цифровой поток с IP протоколом
                                                              > в) говорить об антеннах, не понимая базовых принципов образования их ТТХ нельзя…

                                                              Сударь, вы издеваетесь. Я вам так же могу сказать — говорить об передаче информации, не понимая базовых принципов модели OSI, нельзя.

                                                              Скажите мне, серому, отчего mu-mimo и beamforming могут работать в комнатном роутере за 6000 рублей, но никак не могут на спутнике?
                                                                0
                                                                Скажите мне, серому, отчего mu-mimo и beamforming могут работать в комнатном роутере за 6000 рублей, но никак не могут на спутнике?

                                                                Конечно, они будут работать между спутником и абонентском терминале, если Вы поставите их на разные пеньки в своем огороде… Но проблема в том, что между ними 500..700 км, и некто Шеннон придумал свою теорему ака лимит Шеннона и… ну там много еще чего.

                                                                как только вы посчитаете бюджет радиолинии в указанных Вами 2 случаях, то Вы поймете, почему оно так, а не иначе…
                                                                  0
                                                                  Это всё, конечно, замечательно. Только возникает другой вопрос. Отчего лимит Шеннона позволяет ретранслировать через 700 км, но не позволяет оцифровывать через те же 700 км? Точнее, позволяет наземной станции за 500 долларов, но не позволяет спутнику.
                                                                    0
                                                                    Про «оцифровывать» Шеннон не сказал ни слова, думаю он вообще не знал про это слово… а все что он сказал, то, что если Вы используете маленькую по площади антенну, и имеете из за этого плохой (маленький) ебинойз, то забудьте про высокую спектральную эффективность (бит/герц)… что похоже и имеем в случае СтарЛинка, когда имея пустой канал шириной 240 МГц получаем в нем скорость не более 170 Мбит…
                                                                      0
                                                                      Терминал Инмарсат для отправки спутниковых смсок — размер передающей антенны 3х3 см, как и антенны gps, они вообще очень похожи. Требования к расположению антенны — относительная горизонтальность, отсутствие высотной застройки вокруг. Передаёт в течение 8 с пакет в 64 бита, 8 бод… Но для отправки координат и очень коротенькой приписки хватает.
                                                                        0
                                                                        Именно !!!, скорость 8 бит в секунду, а шаг частотной сетки у Инмарсата 1,25 Килогерца, с учетом защитного интервала между несущими это примерно 1 килогерц для передачи 8 бит,
                                                                        То есть для 8 мегабит нужно было бы иметь 8 гигагерц полосы при использовании такой антенны, чего не может быть физически ибо Инмарсат передает на 1,6 ГГц и там ему выделено всего несколько Мегагерц…
                                                                        Поэтому антенну надо увеличивать насколько это возможно
                                                                          0
                                                                          Похоже, переселенцам на Марс фотки котиков и любимые сериалы пока что придётся везти с собой.
                                                                        0
                                                                        Я вам про фому, а вы мне про ерёму. Я не спрашиваю вас, какая скорость у старлинка. Я спрашиваю вас, отчего вы отказываете старлинку в чтении заголовков пакетов на спутнике и перенаправлении оных пакетов в различные лучи. В вайфае и в сотовых сетях вы такой вариант допускаете. Чуть выше упомянули турайю на геостационарной орбите, и это также не вызвало у вас яростного отторжения. Так отчего именно спутник на 700 км так не может делать?

                                                                        > Про «оцифровывать» Шеннон не сказал ни слова, думаю он вообще не знал про это слово

                                                                        Отчего же вы так Шеннона не уважаете? Он, между прочим, слово «бит» изобрёл.
                                                                          0
                                                                          перед Шенноном готов извиниться. виноват, его биографию и прочие заслуги кроме его «лимита» знаю плохо…

                                                                          по 1му вопросу.
                                                                          Ваша точка зрения, что на Спутнике стоит аппаратура по демодуляции принимаемого радиосигнала в IP пакеты, их маршрутизацию в соответствии с постоянном обновляемой таблицей адресов, буфферизацией??, повторным модулированием IP трафика в радиосигнал мне понятна.
                                                                          Моя точка зрения — этого на нынешних ИСЗ СтарЛинк v1.0 — нет.
                                                                          Ваша точка зрения — это там есть…

                                                                          время нас рассудит,
                                                                          информации сейчас по СтарЛинк идет много…
                                                                            0
                                                                            Я не говорил, что абсолютно уверен, что оно там есть. Моя точка зрения — что ежели оно есть в коробочке за 3000 рублей и двадцатилетнем спутнике за 200 миллионов долларов, то будет удивительно, ежели в старлинке его нет. Ибо оно туда так и просится. Особенно учитывая, что планируется ещё и лазерная связь между спутниками. Ежели каждый спутник будет посылать всё, что принял, во все четыре стороны — то будет каша.

                                                                            А насчёт вашей точки зрения у меня сложилось полное впечатление, что вы напрочь отказываете старлинку в оцифровке и обработке сигнала. Ежели вы признаёте, что она там принципиально может быть — это уже хорошо.

                                                                            > Моя точка зрения — этого на нынешних ИСЗ СтарЛинк v1.0 — нет.

                                                                            Я так и не понял, каковы ваши аргументы за такую точку зрения.
                                                                              –1
                                                                              //каковы ваши аргументы за такую точку зрения.
                                                                              они просты — на данном этапе (версия 1.0) внесение в конструкцию ИСЗ столь новаторского решения ни чем не оправданно
                                                                              1) оно никому не нужно, что показывают сейчас бета тесты, абоненты имеют то, что им надо
                                                                              2) его введение требует коренной перестройки наземной сети
                                                                              3) Его введение требует изменения конструкции ИСЗ
                                                                              4) Его введение требует изменение систему управления сетью
                                                                                0
                                                                                > 2) его введение требует коренной перестройки наземной сети
                                                                                > 3) Его введение требует изменения конструкции ИСЗ
                                                                                > 4) Его введение требует изменение систему управления сетью

                                                                                Увольте. Старлинк жеж с нуля разрабатывают. Какие изменения? Это аргумент как раз в другую сторону — ежели будет очень много абонентов и лазерная связь, как Маск планирует, то придётся делать обработку на спутнике, так отчего её сразу не сделать?

                                                                                > 1) оно никому не нужно, что показывают сейчас бета тесты, абоненты имеют то, что им надо

                                                                                Это оно сейчас не нужно, когда абонентов кот наплакал. А вскорости будет очень даже нужно.
                                                                                  0
                                                                                  Ну так вы все равно данные передаете с Земли, что вам мешает передать с ними информацию виду «это передавать в такой-то луч»?

                                                                                  Лазерная связь на самом деле тоже не требует это. Просто у вас к лучу 1-9 есть еще лучи 10 и 11 которые по факту лазеры и направлены на какие-то спутники.
                                                                                  Вы первому спутнику отправляете данные в частоте, которая идет на луч 10, он его передает второму. А второму спутнику вы посылаете управляющий пакет с инфой куда послать уже.
                                                                                  Врятли на первом этапе будет больеш 2-3х хопов.
                                                                                    0
                                                                                    Вы первому спутнику отправляете данные в частоте, которая идет на луч 10, он его передает второму. А второму спутнику вы посылаете управляющий пакет с инфой куда послать уже.

                                                                                    зачем так сложно? все уже придумано до вас — MPLS. Для этого и нужен управляемый свитч на борту. транскодеры ФАРов — в тегированные порты, межспутниковые лазеры — в транковые. И ничего никуда слать спутнику не надо.
                                                                                      0
                                                                                      Управляемый свич на борту требует буферов для данных. Они должны быть рад-стойкими, дорого это и нет никакой необходимости в этом.
                                                                                        +1
                                                                                        Управляемый свич на борту требует буферов для данных.

                                                                                        Вы когда кабель категории 5e втыкаете в свитч — вы там где буфер устраиваете?
                                                                                        Они должны быть рад-стойкими

                                                                                        На высоте в 500-700 км для срока жизни в 5 лет? Нет. Радиационные пояса находятся существенно выше.
                                                                                        нет никакой необходимости в этом.

                                                                                        То есть сделать нормальную L2 сеть — необходимости нет, а раскидывать лучи с земли — есть?
                                                                                        Г — логика.

                                                                                        Если спутник «умный» и самостоятельно умеет вести себя как узел транспортной сети — это ему только в плюс. Стандартные технологии и снижение требований к радстойкости — дают возможность резко удешевить оборудование.
                                                                                          0
                                                                                          Вам все равно с Земли передавать.
                                                                                          Задача «усилить сигнал и послать» сильно проще задачи «понять заголовки сигнала», а энергобюджет спутника таки ограничен. Да и надежность при первой — повыше.
                                                                                            +1
                                                                                            Вам все равно с Земли передавать.

                                                                                            В данном случае еще и на Землю передавать, причем по выделенному лучу на абонента, и вести этого самого абонента в максимально узком для него луче. фактически это аналог радиорелейного канала.
                                                                                            Задача «усилить сигнал и послать» сильно проще задачи «понять заголовки сигнала», а энергобюджет спутника таки ограничен.

                                                                                            Нет. Cisco SG350X-48-K9-EU как пример — 48 портов GbE, 4 SFP под оптику, жрет 52 Вт. 52 ватта сверху — это запредельный оверхед энергобюджета при всех остальных константных? Пропускная способность, кстати, 40 Gbps.
                                                                                      +1
                                                                                      по InterSatelliteLink будет отдельная часть
                                                                          0

                                                                          Зачем это дорогостоящая во всех смысла лишня latency на спутнике? Какую задачу должно решить?

                                                                  0
                                                                  я не совсем понимаю, что за «заголовки» есть в модулированной радиоволне допустим шириной 240 МГЦ на частоте 12 Гигагерц (это сейчас).

                                                                  Обычные такие заголовки, канального (L2) уровня — от какого узла сети к какому кадр, какого типа внутри протокол уровня L3, и сколько там длины полезная нагрузка. В обычном пользовательском вайфае гигабит АФАИК обеспечивается при бюджете то ли 80, то ли 160 МГц.
                                                                  В случае с ФАР этот самый гигабит может быть в каждом луче.
                                                                    0
                                                                    //В обычном пользовательском вайфае гигабит АФАИК обеспечивается при бюджете то ли 80, то ли 160 МГц.

                                                                    угу… На этом предлагаю обсуждение закрыть :-),
                                                                    если интересно, то смотрите link budget calculation или например тут info.spacecenter.ru, можно еще глянуть по теме СтарЛинка вот это vsatman888.livejournal.com/272167.html
                                                        0
                                                        Интересно, какие меры будут предприняты для компенсации эффекта Доплера. Это, конечно, наименьшая из проблем, но и ее решение интересно среди прочего.

                                                        На фото показана укладка спутников Starlink под обтекателем ракеты Falcon 9. Красным обведены параболические антенны для фидерной линии связи с гейтвеями в Ка-диапазоне

                                                        А синим что обозначено?
                                                          +1
                                                          С Доплером научились «жить» достаточно давно — есть же связт и для авиации, поэтому проблем тут никто не видит.

                                                          Синим обведено, то же что и красным, антенны Ка диапазона, просто только этот снимок появился совсем недавно, раньше фото спутника с такого ракурса не публиковалось.
                                                          а первое фото с красными кружками интересно тем, что, если найти аналогичное фото, но с первого пуска СтарЛинков в мае 2019 то Вы на первом фото не увидите этих антенн. В этом разница между версиями 0.9 и 1.0
                                                          +1
                                                          Пожалуйста добавляйте небольшой вывод в статью с интерпретацией изложенной информации, а то не всегда «лампочка загорается». Какие решения типичны, а какие новаторские? Где трезвый расчет, а где видны просчеты или надежда на авось итд?
                                                            0
                                                            Спасибо, в материале будет пункт «Заключение »
                                                            я попробую там дать свою оценку «побед и поражений», но в целом проект пока только — только вылупляется фаза публичное «бета тестирование» длится от силы 5 дней :-), до настоящего сервиса еще месяцев 4-6…

                                                            а цыплят то надо по осени считать…
                                                            0

                                                            What really puzzles me about the Starlink satellite specifications are the 70 cpu cores running Linux. That kind of performance is only needed if SpaceX is using a virtualized software defined network stack right on the satellites that is capable of processing a complete Internet BGP routing table. Which would you enable each satellites to make sophisticated routing decisions on a global scale.

                                                              0
                                                              ВОПРОС
                                                              Что действительно озадачивает меня в технических характеристиках спутника Starlink, так это наличие 70 ядер процессора под управлением Linux. Такая производительность необходима только в том случае, если SpaceX использует виртуализированный программно-определяемый сетевой стек прямо на спутниках, который способен обрабатывать полную таблицу маршрутизации Internet BGP. Что бы вы позволили каждому спутнику принимать сложные решения по маршрутизации в глобальном масштабе.

                                                              Quantaty is not quality…
                                                              we do not know the performance of these processors, and on the satellite there are a lot of different subsystems, each of which saves and gives out a lot of telemetry information and possibly allows you to configure it for different modes…

                                                              each satellite has no more than one hour of communication with the monitoring station and it must work for the remaining 23 hours in self-control and self-control mode
                                                                0
                                                                70 cpu cores running Linux is 69 too much to switch 20 gbit traffic. Full BGP table is barely required there since all the traffic goes back to surface right away. For satellite-to-satellite case, routing wouldn't be a requirement at all. Whole constellation might just be a huge switch. Those cores are probably parts of off-the-shelf components of the satellite
                                                                0
                                                                Спасибо за интересные статьи!
                                                                Было очень познавательно…
                                                                  0
                                                                  пожалуйста
                                                                  0
                                                                  Понятно, что приём сигнала будет со спутника. Скажите, а как будет происходить отправка данных от пользователя на спутник? Непосредственно через пользовательский терминал или вначале запрос пойдёт на наземный шлюз, а он передаст его на спутник?
                                                                    0
                                                                    У абонента стоит спутниковый терминал диаметром 50 см, с ВайФай роутером и он раздает интернет
                                                                    смотрите кажется часть 4 Абонентский терминал
                                                                    habr.com/ru/post/526512

                                                                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                  Самое читаемое