Як працює Starlink

 

Раніше, для встановлення надійного зв’язку, людство розміщувало супутники на геостаціонарних орбітах - висить собі такий над конкретною точкою земної поверхні. Налаштувати параболічну антену на нього не так вже й важко - ми ж знаємо де він є. Одна біда - геостаціонарні орбіти супутників досить далеко від поверхні землі. Орієнтовно 35 786 км. від нас з вами. Фізика орбіт - нічого тут не вдієш… Отже радіохвилям потрібно туди летіти досить довго. І назад не менше. Тому виникають досить великі транспортні затримки сигналів. А якщо додати, що на таку відстань передавати дані з високою пропускною здатність досить затратно з точки зору потужності передавача, то й виходить, що канал передачі даних доволі повільний, з суттєвими затримками, та має зазвичай дуже обмежену пропускну здатність на передачу. Типовий приклад ViaSat - рішення цього оператора використовувались і в ЗСУ до цього вторгнення досить активно. Що ж зробив відомий нам всім Ілон Маск та його несамовита команда #Starlink в компанії SpaceX? Було вирішено запускати супутники на низьких орбітах, близько 550 км від нас з вами. Це у 65 разів ближче. А значить і сигнал долетить у 65 разів швидше. І потужність передавача може бути знааачно меншою, якщо порівнювати із 35 786 км до геостаціонарної орбіти. Такі супутники вже не висять над фіксованою точкою поверхні, а пролітають в небі з досить високою швидкістю. Отже для того щоб мати зв’язок треба просто мати багато супутників, щоб у полі зору нашого обладнання був завжди хоча б один. А краще декілька супутників. Отже - багаааато супутників на низьких орбітах. До речі їх вже зараз літає більше 2000 шт. А буде літати більше 30 тисяч. Якщо наше обладнання буде вміти вести радіообмін із таким супутником весь час, доки він летить над нами, наприклад із нахиленням на 25 градусів над обрієм (дивимось на картинку справа) то один супутник зможе забезпечити зв’язок абонентам в зоні з діаметром більше 940 км. Одна така зона, це десь 4/5 України, доречі. А як що обладнання вміє “бачити” супутник із кутом нахили від 40 градусів від обрію, то діаметр буде більше 573 км, що теж не мало. Отже, як що такі супутники гарненько літають над нами у достатній концентрації, а наше обладнання вміє бачити хоча б один з них, і перемикатись на інший по мірі прольотів, то фактично ми можемо мати безперервну комунікацію із мережею сузірря таких супутників. Профіт! Саме тому SpaceX скористалася сучасними технологіями і зробила термінал супутникового зв’язку саме таким, як зараз - здатним фокусуватись на ті супутники, котрі наразі летять над ним. Підсумуємо - достатня кількість супутників + правильний термінал = швидка та безперервна доступність зв’язку. Головне для термінала - мати достатнє охоплення небокрая. Завдяки АФР (Активній Фазованій Решітці) це виявилось доступним та недорогим рішенням навіть для терміналів, встановлених на транспортні засоби. Тепер, коли ми знаємо про безперервний зв’язок терміналів із сузір'ям супутників, виникає питання - а як там подорожують наші дані та як підтримується доступ до Інтернет? Все дуже просто - кожен супутник має швидкісний зв’язок або з іншими супутниками, або із наземною станцією. Тобто коли навіть супутник летить над океаном та немає ніякого спілкування із планетою напряму, він може передавати та приймати дані через ланцюжок других супутників (пам’ятаєте? - багааааато супутників). Отже достатньо щоб хоча б деякі супутники мали зв’язок із мережевою інфраструктурою на землі, щоб забезпечити мережевий доступ всьому сузір'ю на орбітах. На орбіті вже понад 2000 супутників Starlink, від Gen 0.9 (тестові) до Gen 1.6 . Готується запуск покоління супутників Gen 2.0 - це вже саме те покоління, котре буде використовувати передачу даних по лазерному променю. Отже сузір'я буде мати шилену швидкість передачі інформації в своїй мережі. Звісно, хтось скаже - проти фізики нічого не вдієш, передача даних по ланцюжку навколо планети всерівно забере багато часу. І буде правий! Саме тому нам потрібно зрозуміти - як в Starlink справи із наземними станціями? Чим більше наземних станцій доступно сузір’ю супутників, тим швидше дані з терміналів потрапляють в загальну мережу та назад. Саме тому SpaceX планує розбудувати потужну мережу таких станцій по всій планеті. Це забезпечить максимальну швидкість обміну між супутниковою та наземною інфраструктурою Інтернет. Але нас з вами наразі цікавить ненька Україна. Як що ми подивимось на любий з доступних трекерів супутників то побачимо, що наразі всі супутники, котрі летять над Україною, прямо, або через інший супутник, зв’язані з інфраструктурою однієї з наземних станцій в навколишніх країнах. Тобто - Над Україною завжди літить декілька супутників, котрі мають з’єднання з наземною станцією або в Литві, або в Польщі, або в Туреччині. По мірі розбудови таких станцій в інших локаціях (Болгарія, Румунія, Словаччина та й в Україні) з’єднання з мережею Інтернет буде ставати все швидшим.