Двохсторонній супутниковий Інтернет.
Найбільш широке поширення одержали VSAT-технології. При використанні двостороннього супутникового Інтернет прийом даних із супутника і відправку їх назад виконують через супутник. Цей спосіб є дуже якісним, оскільки дозволяє досягати великих швидкостей при передачі і відправці, але він є досить дорогим і потребує отримання дозволу на радіопередавальний обладнання (втім, останнє провайдер часто бере на себе). Висока вартість двостороннього інтернету виявляється повністю виправданою за рахунок в першу чергу набагато більш надійного зв'язку. На відміну від одностороннього доступу, двосторонній супутниковий інтернет не потребує ніяких додаткових ресурсах (не рахуючи електроживлення, звичайно ж).
Особливістю «двостороннього» супутникового доступу в Інтернет є досить велика затримка на каналі зв'язку. Поки сигнал дійде від абонента до супутника і від супутника до Центральної станції супутникового зв'язку - пройде близько 250 мс. Стільки ж потрібно на подорож назад. Плюс неминучі затримки сигналу на обробці і на те, щоб пройти «по Інтернету». У результаті час пінгу на двосторонньому супутниковому каналі складає близько 600 мс і більше. Це накладає певну специфіку на роботу додатків через супутниковий Інтернет і особливо сумно для завзятих геймерів.
Ще одна особливість полягає в тому, що обладнання різних виробників практично несумісне один з одним. Тобто, якщо ви вибрали одного оператора, що працює на певному типі обладнання (наприклад, ViaSat, Hughes, Gilat (SkyEdge), EMS, Shiron і т. П.), То перейти ви зможете тільки до оператора, який використовує таке ж обладнання. Спроба реалізувати сумісність обладнання різних виробників (стандарт DVB-RCS) була підтримана дуже невеликою кількістю компаній, і на сьогодні є скоріше ще однією з «приватних» технологій, ніж загальноприйнятим стандартом.
Система VSAT (Very Small діафрагми Terminal - термінал з дуже маленькою апертурою) надає послуги супутникового зв'язку клієнтам (як правило, невеликим організаціям), яким не потрібна висока пропускна здатність каналу. Швидкість передачі даних для VSAT-терміналу зазвичай не перевищує 2048 кбіт / с [22].
Слова «дуже маленька апертура» відносяться до розмірів антен терміналів в порівнянні з розмірами більше старих антен магістральних систем зв'язку. VSAT-термінали, що працюють в C-діапазоні, зазвичай використовують антени діаметром 1,8-2,4 м, в Ku-діапазоні - 0,75-1,8 м.
У системах VSAT застосовується технологія надання каналів на вимогу.
Обладнання для двохстороннього супутникового Інтернету.
прийомопередаюча антена (істотно відрізняється від «приймаючих» супутникових антен - насамперед вимогами до точності виготовлення, механічної міцності і здатності витримувати установку досить важкого опромінювача і високочастотного блоку, тому вона помітно важче і дорожче). Найчастіше використовується Ku-діапазон, для якого потрібні антени діаметром 1,2 - 1,8 метра (розмір визначається вимогами не тільки до прийому, але і до передачі). Через кілька років очікується поява в Україні послуг двостороннього супутникового Інтернету, що використовують перспективний Ка-діапазон, де можливе використання антен меншого діаметру.
Високочастотне обладнання - передавальний блок BUC (блок-підвищуючий перетворювач) і прийомний блок LNB (малошумящий блок) встановлюється на опромінювачі антени. У Україні потужність використовуваного передавача (BUC) обмежується 2-ма Ватта, в іншому випадку процедура отримання дозволу різко ускладнюється і дорожчає. Як правило BUC і LNB є універсальними, тобто не прив'язаними до супутникового терміналу. Проте, деякі виробники, наприклад Hughes, використовують свої BUC і LNB, не сумісні з устаткуванням інших виробників.
Супутниковий термінал - основний пристрій «двостороннього» супутникового доступу. Забезпечує прийом і передачу супутникового сигналу, взаємодія з центральним вузлом оператора супутникового Інтернету і передачу трафіку в локальну мережу користувача. Як правило, для підключення користувача використовується інтерфейс Ethernet 10/100Base-T. До терміналу може бути підключений як один комп'ютер, так і ціла локальна мережа, для якої буде здійснюватися доступ до супутникового інтернету. Установки з боку користувача при цьому мінімальні і нічим не відрізняються від будь-якого іншого підключення по локальній мережі.
Односторонній супутниковий Інтернет Односторонній супутниковий Інтернет передбачає наявність у користувача якогось існуючого способу підключення до Інтернету. Як правило це повільний і / або дорогий канал (GPRS / EDGE, ADSL-підключення там, де послуги доступу в Інтернет розвинені погано і обмежені по швидкості і т. П.). Через цей канал передаються тільки запити в Інтернет. Ці запити надходять на сайт оператора (провайдера) одностороннього супутникового доступу (використовуються різні технології VPN-підключення або проксірованія трафіку), а дані, отримані у відповідь на ці запити, передають користувачеві через широкосмуговий супутниковий канал. Оскільки більшість користувачів в основному отримує дані з Інтернету, то така технологія дозволяє отримати більш швидкісний і дешевший трафік, ніж повільні і дорогі наземні підключення. Обсяг же вихідного трафіку по наземному каналу (а значить і витрати на нього) стає досить скромним (співвідношення вихідний / вхідний - приблизно від 1 / 10 при веб-серфінгу, від 1 / 100 і краще при завантаженні файлів). Природно, використовувати односторонній супутниковий Інтернет має сенс тоді, коли доступні наземні канали занадто дорогі та / або повільні. При наявності недорого і швидкого «наземного» Інтернету - супутниковий Інтернет має сенс як резервний варіант підключення, на випадок зникнення або поганої роботи «наземного».
Обладнання для одностороннього супутникового Інтернету
• Супутникова плата (DVB-карта) для прийому сигналу в стандарті DVB-S або DVB-S2. Може бути з інтерфейсом PCI, PCI-E або USB, вибір залежить від того, що вам зручніше підключати до комп'ютера. Краще використовувати плати з підтримкою DVB-S2, оскільки все більше операторів переходять на цей стандарт; • Супутникова антена («Тарілка»), така ж, як для прийому супутникового ТБ, як правило досить антени діаметром 90 см (але перевірте на сайті провайдера розмір конкретно для вашої місцевості). • Встановлюваний на антені підсилювач-конвертер (як правило - «універсальний конвертер Ku-діапазону», що працює з лінійною поляризацією, але деякі провайдери працюють в кругової поляризації, можливо також і використання C-діапазону - перевірте на сайті провайдера).
DVB-карта
DVB-карта (PCI) TT-budget S-1401
Ядро супутникового Інтернету. Здійснює обробку даних, отриманих із супутника, і виділення корисної інформації. Існує безліч різних видів карт, але найбільш відомі карти сімейства SkyStar. Основними відмінностями DVB-карт на сьогоднішній день є максимальна швидкість потоку даних. Також до характеристик можна віднести можливість апаратного декодування сигналу, програмну підтримку продукту.
Антенна
Існують два типи супутникових антен: • офсетні; • прямофокусниє. Прямофокусниє антени представляють собою «блюдце» з перетином у вигляді кола; приймач розташований прямо навпроти його центру. Вони складніше офсетних в налаштуванні і вимагають підйому на кут супутника, через що можуть «збирати» атмосферні опади. Офсетні антени за рахунок зміщення фокусу «тарілки» (точки максимального сигналу), встановлюються практично вертикально, і тому простіше в обслуговуванні. Діаметр антени вибирається відповідно до метеоумовами і рівнем сигналу необхідного супутника.
Конвертер (LNB)
Конвертор виконує роль первинного перетворювача, який перетворює СВЧ-сигнал із супутника в сигнал проміжної частоти. В даний час більшість конвертерів адаптоване до тривалим впливів вологи та УФ-променів. При виборі конвертера, в основному, слід звернути увагу на шумовий коефіцієнт. Для нормальної роботи варто вибирати конвертери зі значенням цього параметра в проміжку 0,25 - 0,30 дБ.
Програмне забезпечення
Існує два взаємодоповнюючих підходу до реалізації ПО для супутникового інтернету.
1. У першому випадку DVB-карта використовується як стандартне мережевий пристрій (але працюють тільки на прийом), а для передачі використовується VPN-тунель (багато провайдерів використовують PPTP («Windows VPN»), або OpenVPN на вибір клієнта, в деяких випадках використовується IPIP-тунель), є й інші варіанти. При цьому в системі відключається контроль заголовків пакетів. Запитальний пакет йде на тунельний інтерфейс, а відповідь приходить зі супутника (якщо не вимкнути контроль заголовків, система вважатиме пакет помилковим (у разі Windows - не так)). Даний підхід дозволяє використовувати будь-які додатки, але має велику затримку. Більшість доступних в СНД супутникових провайдерів (SpaceGate (Ітелсат), Веселка-Інтернет, SpectrumSat) підтримують даний метод.
2. Другий варіант (іноді використовується спільно з першим): використання спеціального клієнтського ПЗ, яке за рахунок знання структури протоколу дозволяє прискорювати отримання даних (наприклад, запитується веб-сторінка, сервер у провайдера переглядає її і відразу, не чекаючи запиту, посилає і картинки з цією сторінки, вважаючи, що клієнт їх все одно запросить, клієнтська частина кешує такі відповіді і повертає їх відразу). Таке програмне забезпечення з боку клієнта зазвичай працює як HTTP і Socks-прокси. Приклади: Globax (SpaceGate + інші на вимогу), Sprint (Веселка), Slonax (SatGate, ioSat).
В обох випадках можливе «расшаріваніє» трафіку по мережі (у першому випадку іноді навіть можна мати кілька різних підписок супутникового провайдера і розділяти тарілку за рахунок особливої настройки машини з тарілкою (необхідне Linux або FreeBSD, під Windows, потрібне програмне забезпечення сторонніх виробників)). Деякі провайдери (SkyDSL) в обов'язковому порядку використовують своє програмне забезпечення (виконує роль і тунелю, і проксі), часто також виконують клієнтський шейпінг і не дає расшарівать супутниковий інтернет між користувачами (також не дають можливості використовувати як ОС що небудь відмінне від Windows) .
Переваги та недоліки
Можна виділити наступні плюси супутникового Інтернету:
• вартість трафіку в години найменшого завантаження ємності • незалежність від наземних ліній зв'язку (при використанні GPRS або Wi-Fi як запитальний канал) • велика кінцева швидкість (прийом) • можливість перегляду супутникового ТБ і «риболовлі з супутника» • можливість вільного вибору провайдера • при роботі через деяких операторів у вас буде не російський IP-адресу (SpaceGate - українська, SkyDSL - Німецький) в результаті чого комерційні сервіси, які фільтрують IP-адреси історично неплатоспроможних країн та країн з поганою репутацією (крадіжка кредитних карт, кібершахрайство, зломи і т.п.), в число яких входить Росія, працюватимуть коректно і без проксі. В основному характерно для порноіндустрії і електронної комерції. Можуть бути і зворотні складності з сервісами, орієнтованими на конкретну країну (наприклад, дозволений доступ тільки з РФ).
Недостатки:
• необхідність покупки спеціального устаткування;
• складність установки і настройки;
• у загальному випадку більш низька надійність в порівнянні з наземним підключенням (більша кількість компонентів, необхідних для безперебійної роботи);
• наявність обмежень (пряма видимість супутника) по установці антени;
• високий пінг (затримка між відсиланням запиту і приходом відповіді). У деяких ситуаціях це критично. Наприклад при роботі в інтерактивному режимі Secure Shell і X11 а також у багатьох багатокористувацьких онлайнових системах (та ж SecondLife не може взагалі працювати через супутник, шутер Counter-Strike, Call Of Duty -.. Працює з проблемами і т п);
• при наявності хоча б псевдобезлімітних тарифних планів (на кшталт «2000 рублів за 40 Гб на 512 кбіт / с далі - анлім але 32 кбіт / с» - ТП Актив-Мега, ЕР-Телеком, Омськ) наземний інтернет вже стає дешевше. При подальшому розвитку кабельної інфраструктури вартість наземного трафіку буде прагнути до нуля, при цьому вартість супутникового трафіку жорстко обмежена собівартістю запуску супутника і її зниження не планується.
Недоліки супутникового зв'язку
Слабка перешкодозахищеність
Величезні відстані між земними станціями і супутником є причиною того, що відношення сигнал / шум на приймачі дуже невелика (набагато менше, ніж для більшості радіорелейних ліній зв'язку). Для того, щоб у цих умовах забезпечити прийнятну вірогідність помилки, доводиться використовувати великі антени, малошумні елементи і складні перешкодостійкі коди. Особливо гостро ця проблема стоїть в системах рухомого зв'язку, так як в них є обмеження на розмір антени і, як правило, на потужність передавача.
Вплив атмосфери
На якість супутникового зв'язку роблять сильний вплив ефекти в тропосфері і іоносфері [25].
Поглинання в тропосфері
Поглинання сигналу атмосферою знаходиться в залежності від його частоти. Максимуми поглинання припадають на 22,3 ГГц (резонанс водяної пари) і 60 ГГц (резонанс кисню) [26]. В цілому, поглинання істотно позначається на поширенні сигналів з частотою вище 10 ГГц (тобто, починаючи з Ku-діапазону). Крім поглинання, при поширенні радіохвиль в атмосфері присутній ефект завмирання, причиною якого є різниця в коефіцієнтах заломлення різних шарів атмосфери.
Іоносферні ефекти
Ефекти в іоносфері обумовлені флуктуаціями розподілу вільних електронів. До іоносферних ефектів, що впливає на поширення радіохвиль, відносять мерехтіння, поглинання, затримку поширення, дисперсію, зміна частоти, обертання площини поляризації [27]. Всі ці ефекти послаблюються зі збільшенням частоти. Для сигналів з частотами, великими 10 ГГц, їх вплив невелика. [28]
Сигнали з відносно низькою частотою (L-діапазон і частково C-діапазон) страждають від іоносферного мерехтіння, що виникає через неоднорідностей в іоносфері. Результатом цього мерехтіння є постійно змінюється потужність сигналу.
Затримка поширення сигналу
Проблема затримки поширення сигналу так чи інакше зачіпає всі супутникові системи зв'язку. Найбільшою затримкою мають системи, що використовують супутниковий ретранслятор на геостаціонарній орбіті. У цьому випадку затримка, зумовлена кінцівкою швидкості розповсюдження радіохвиль, складає приблизно 250 мс, а з урахуванням мультиплексування, комутації і затримок обробки сигналу загальна затримка може становити до 400 мс [29].
Затримка поширення найбільш небажана в додатках реального часу, наприклад, у телефонному зв'язку. При цьому, якщо час поширення сигналу по супутниковому каналу зв'язку складає 250 мс, різниця в часі між репліками абонентів не може бути менше 500 мс.
У деяких системах (наприклад, в системах VSAT, що використовують топологію «зірка») сигнал двічі передається через супутниковий канал зв'язку (від терміналу до центрального вузла, і від центрального вузла до іншого терміналу). У цьому випадку загальна затримка подвоюється.
Вплив сонячної інтерференції
При наближенні Сонця до осі супутника-наземна станція радіосигнал, що приймається з супутника наземною станцією, спотворюється в результаті інтерференції.