Спутниковый Интернет

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Спутниковый Интернет — способ обеспечения доступа к сети Интернет с использованием технологий спутниковой связи.

Варианты обеспечения доступа[править | править вики-текст]

Существует два способа обмена данными через спутник:

  • односторонний (one-way), иногда называемый также «асимметричным» — когда для приёма данных используется спутниковый канал, а для передачи — доступные наземные каналы.
  • двухсторонний (two-way), иногда называемый также «симметричным» — когда и для приёма, и для передачи используются спутниковые каналы.

Двухсторонний спутниковый Интернет[править | править вики-текст]

Наиболее широкое распространение получили VSAT-технологии.

Антенна двустороннего спутникового Интернета диаметром 0.9м, Ku-диапазон
Антенна двустороннего спутникового Интернета для Ka-диапазона
Спутниковые модемы, слева направо]: Viasat SurfBeam 2 (Ka-Sat tooway), Viasat Linkstar, Истар UHP-1000, Newtec MDM2200

Двухсторонний спутниковый Интернет подразумевает приём данных со спутника и отправку их обратно также через спутник. Этот способ является очень качественным, так как позволяет достигать больших скоростей при передаче и отправке, но он является достаточно дорогим и требует получения разрешения на радиопередающее оборудование (впрочем, последнее провайдер часто берет на себя). Высокая стоимость двустороннего интернета оказывается полностью оправданной за счёт в первую очередь намного более надёжной связи. В отличие от одностороннего доступа, двусторонний спутниковый интернет не нуждается ни в каких дополнительных ресурсах (не считая электропитания, конечно же).

Особенностью «двустороннего» спутникового доступа в Интернет является достаточно большая задержка на канале связи. Пока сигнал дойдёт от абонента до спутника и от спутника до Центральной станции спутниковой связи — пройдёт около 250 мс. Столько же нужно на путешествие обратно. Плюс неизбежные задержки сигнала на обработке и на то, чтобы пройти «по Интернету». В результате время пинга на двустороннем спутниковом канале составляет около 600 мс и более. Это накладывает некоторую специфику на работу приложений через спутниковый Интернет и особенно печально для заядлых геймеров.

Ещё одна особенность состоит в том, что оборудование различных производителей практически несовместимо друг с другом. То есть, если вы выбрали одного оператора, работающего на определённом типе оборудования (например, ViaSat, Hughes, Eastar, Newtec, Gilat (SkyEdge) и т. п.), то перейти вы сможете только к оператору, использующему такое же оборудование. Попытка реализовать совместимость оборудования различных производителей (стандарт DVB-RCS) была поддержана очень небольшим количеством компаний, и на сегодня является скорее ещё одной из «частных» технологий, чем общепринятым стандартом.

Оборудование для двухстороннего спутникового Интернета[править | править вики-текст]

  • Приёмопередающая антенна (существенно отличается от «приёмных» спутниковых антенн — прежде всего требованиями к точности изготовления, механической прочности и способности выдерживать установку достаточно тяжёлого облучателя и высокочастотного блока, поэтому она заметно тяжелее и дороже). Чаще всего используется Ku-диапазон, для которого традиционно требуются антенны диаметром 1,2 — 1,8 метра, в последнее время стали доступны сервисы с антеннами 0.8 — 0.9 метра (размер определяется требованиями не только к приёму, но и к передаче). В Европейской части России также доступен Ka-диапазон, где используются антенны меньшего диаметра (около 0,7 — 0,8 метра).
  • Высокочастотное оборудование — передающий блок BUC (block-up converter) и приёмный блок LNB (low-noise block) устанавливается на облучателе антенны. В России мощность используемого передатчика (BUC) ограничивается 2-мя Ваттами, в противном случае процедура получения разрешения резко усложняется и удорожается. Как правило BUC и LNB являются универсальными, то есть не привязанными к спутниковому терминалу. Однако, некоторые производители, например Hughes и Newtec, используют свои BUC и LNB, не совместимые с оборудованием других производителей.
  • Спутниковый терминал (модем) — основное устройство «двустороннего» спутникового доступа. Обеспечивает приём и передачу спутникового сигнала, взаимодействие с центральным узлом оператора спутникового Интернета и передачу трафика в локальную сеть пользователя. Как правило, для подключения пользователя используется интерфейс Ethernet 10/100Base-T. К терминалу может быть подключён как один компьютер, так и целая локальная сеть, для которой будет осуществляться доступ к Спутниковому Интернету.

Диапазоны — C, Ku, Ka[править | править вики-текст]

Услуги массового двустороннего доступа в Интернет в C-диапазоне практически не существуют, поскольку для работы абонентам требуются антенны сравнительно большого размера и мощные передатчики. В этом диапазоне организуются в основном магистральные каналы и корпоративные сети передачи данных.

Традиционно услуги двустороннего доступа в Интернет предоставляются в Ku-диапазоне, обладающем следующими преимуществами:

  • зона покрытия в котором достаточно широка и одна центральная станция может обслуживать большие территории,
  • антенны могут использоваться сравнительно небольших размеров (типично — 1.2-1.8 метра, а с появлением новых спутников с хорошей энергетикой, таких как Ямал-300К и Ямал-402 возможна работа и с антеннами 0.8 — 1.0 метра)
  • используются компактные и массовые, а значит и сравнительно недорогие передатчики мощностью до 2 Ватт (в некоторых сетях — даже меньше 1-го Ватта).

С 2011 года для двустороннего спутникового доступа стал активно использоваться Ka-диапазон, на специально для этого спроектированных и построенных спутниках с так называемыми "зоновыми лучами" — Ka-Sat, Viasat-1, Jupiter (Echostar-17). Система "зоновых лучей" вместе со специально построенной для нее наземной инфраструктурой позволяет повысить энергетику в каждом луче и многократно переиспользовать доступный диапазон частот, а это многократно повышает пропускную способность спутниковой сети. В России в настоящее время доступны услуги в Ka-диапазоне со спутника Ka-Sat, лучи которого захватывает часть европейской территории России. Со стандартной антенной 0.75 метра в Ка-диапазоне доступны скорости до 3 Мбит/с на передачу и 6 Мбит/с на прием, технически возможны и более высокие скорости. Ограничением для развития сетей Ka-диапазона является узкая зона покрытия[1]. Дальнейшее развитие спутникового интернета в Ka-диапазоне ожидается в 2014 году, после запуска спутников Экспресс АМ5 и Экспресс АМ6, но характеристики требуемого абонентского оборудования и условия сервиса на этих спутниках пока неизвестны.

Преимущества и недостатки двустороннего спутникового Интернета[править | править вики-текст]

Основное преимущество двустороннего спутникового Интернета — полная независимость от наличия местных "наземных" Интернет-провайдеров. Все, что требуется для работы — это место для установки антенны, прямая видимость на спутник и источник электропитания. Второе немаловажное преимущество — простота абонентского подключения. Спутниковый терминал (модем) имеет порт Ethernet (10/100BaseT), который фактически является для абонента портом провайдера. К этому порту может быть подключен компьютер, домашний маршрутизатор, точка доступа Wi-Fi и т.п. Настройки со стороны пользователя при этом минимальны и ничем не отличаются от любого другого подключения по локальной сети.

К недостаткам двустороннего доступа следует отнести сравнительно высокую цену оборудования, хотя в последнее время наблюдается тенденция к ее снижению. Стоимость типичного абонентского комплекта по состоянию на 2013 год составляет 14-25 тыс руб (в зависимости от провайдера и сети), что сравнимо со стоимостью, например, смартфона или планшета. Также оборудование двустороннего доступа достаточно громоздко, из-за размеров антенн, что усложняет его доставку до конечного потребителя. Снижение стоимости оборудования и доставки за счет уменьшения размеров антенн и мощности (а значит и массогабаритов) передатчика не всегда оправдано, т.к. приводит к снижению энергетики абонентской станции, и, в конечном итоге, к уменьшению надежности связи и скорости передачи данных — в первую очередь в направлении "от абонента".

И как всякое спутниковое оборудование — оборудование двустороннего спутникового Интернета требует определенной квалификации при его установке и наведении на спутник. Хотя современное оборудование включает средства, облегчающие наведение — специальный WEB-интерфейс спутникового модема, точно отображающий сигнал, вспомогательные средства наведения по звуковому сигналу или специальному индикатору.

Особенностью двустороннего спутникового интернета являются спутниковые задержки - технически не могут быть менее 480мс, нормальные значения круговой задержки 600-800 мс (зависит от взаиморасположения центральной станции-спутника и спутника-абонентской станции; причина - спутник находится на орбите Кларка, расстояние от станции до спутника примерно 40000 км, сигнал проходит 4 участка такой длины, т.е. примерно 160 тысяч километров, скорость распространения сигнала - скорость света, 300 тысяч километров в секунду), поэтому работа в критичных к данному параметру приложений (например, некоторых компьютерных игр) практически невозможна, что не мешает нормальной работе веб-серфинга и аудио-видео-звонков либо конференций и т.д.

Односторонний спутниковый Интернет[править | править вики-текст]

Односторонний спутниковый Интернет подразумевает наличие у пользователя какого-то существующего способа подключения к Интернету. Как правило это медленный и/или дорогой канал (GPRS/EDGE, ADSL-подключение там, где услуги доступа в Интернет развиты плохо и ограничены по скорости и т. п.). Через этот канал передаются только запросы в Интернет. Эти запросы поступают на узел оператора (провайдера) одностороннего спутникового доступа (используются различные технологии VPN-подключения или проксирования трафика), а данные, полученные в ответ на эти запросы, передают пользователю через широкополосный спутниковый канал. Поскольку большинство пользователей в основном получает данные из Интернета, то такая технология позволяет получить более скоростной и более дешёвый трафик, чем медленные и дорогие наземные подключения. Объем же исходящего трафика по наземному каналу (а значит и затраты на него) становится достаточно скромным (соотношение исходящий/входящий — примерно от 1/10 при веб-серфинге, от 1/100 и лучше при загрузке файлов).

Естественно, использовать односторонний спутниковый Интернет имеет смысл тогда, когда доступные наземные каналы слишком дорогие и/или медленные. При наличии недорогого и быстрого «наземного» Интернета — спутниковый Интернет имеет смысл как резервный вариант подключения, на случай пропадания или плохой работы «наземного».

Задержки при использовании одностороннего доступа определяются как временем передачи сигнала через спутник (от оператора до абонента — порядка 250 мс), так и задержками в "наземном" (запросном) канале, и при большой загрузке сети могут варьироваться в очень широких пределах — вплоть до секунд.

Оборудование для одностороннего спутникового Интернета[править | править вики-текст]

  • Спутниковая плата (DVB-карта) для приёма сигнала в стандарте DVB-S или DVB-S2 . Может быть с интерфейсом PCI, PCI-E или USB, выбор зависит от того, что вам удобнее подключать к компьютеру. Лучше использовать платы с поддержкой DVB-S2, поскольку все больше операторов переходят на этот стандарт;
  • Спутниковая антенна («Тарелка»), такая же, как для приёма спутникового ТВ, как правило достаточно антенны диаметром 90 см (но проверьте на сайте провайдера размер конкретно для вашей местности).
  • Устанавливаемый на антенне усилитель-конвертер (как правило — «универсальный конвертер Ku-диапазона», работающий с линейной поляризацией, но некоторые провайдеры работают в круговой поляризации, возможно также и использование C-диапазона — проверьте на сайте провайдера).

DVB-карта[править | править вики-текст]

DVB-карта (PCI) TT-budget S-1401

Ядро спутникового Интернета. Осуществляет обработку данных, полученных со спутника, и выделение полезной информации. Существует множество различных видов карт, но наиболее известны карты семейства SkyStar. Основными отличиями DVB-карт на сегодняшний день является максимальная скорость потока данных. Также к характеристикам можно отнести возможность аппаратного декодирования сигнала, программную поддержку продукта.

Антенна[править | править вики-текст]

Существуют два типа спутниковых антенн:

  • офсетные;
  • прямофокусные.

Прямофокусные антенны представляют собой «блюдце» с сечением в виде окружности; приёмник расположен прямо напротив его центра. Они сложнее офсетных в настройке и требуют подъёма на угол спутника, из-за чего могут «собирать» атмосферные осадки. Офсетные антенны за счёт смещения фокуса «тарелки» (точки максимального сигнала), устанавливаются практически вертикально, и потому проще в обслуживании. Диаметр антенны выбирается в соответствии с метеоусловиями и уровнем сигнала необходимого спутника.

Конвертер (LNB)[править | править вики-текст]

Конвертер выполняет роль первичного преобразователя, который преобразовывает СВЧ-сигнал со спутника в сигнал промежуточной частоты. В настоящее время большинство конвертеров адаптировано к длительным воздействиям влаги и УФ-лучей. При выборе конвертера, в основном, следует обратить внимание на шумовой коэффициент. Для нормальной работы стоит выбирать конвертеры со значением этого параметра в промежутке 0,25 — 0,30 dB.

Программное обеспечение[править | править вики-текст]

Существует два взаимодополняющих подхода к реализации ПО для спутникового интернета.

  1. В первом случае DVB-карта используется как стандартное сетевое устройство (но работающие только на приём), а для передачи используется VPN-туннель (многие провайдеры используют PPTP («Windows VPN»), либо OpenVPN на выбор клиента, в некоторых случаях используется IPIP-туннель), есть и другие варианты. При этом в системе отключается контроль заголовков пакетов. Запросный пакет уходит на туннельный интерфейс, а ответ приходит со спутника (если не отключить контроль заголовков, система посчитает пакет ошибочным (в случае Windows — не так)). Данный подход позволяет использовать любые приложения, но имеет большую задержку. Большинство доступных в СНГ спутниковых провайдеров (SpaceGate (Ителсат), Raduga-Internet, SpectrumSat) поддерживают данный метод.
  2. Второй вариант (иногда используется совместно с первым): использование специального клиентского ПО, которое за счёт знания структуры протокола позволяет ускорять получение данных (например, запрашивается веб-страница, сервер у провайдера просматривает её и сразу, не дожидаясь запроса, посылает и картинки с этой страницы, считая, что клиент их все равно запросит; клиентская часть кеширует такие ответы и возвращает их сразу). Такое программное обеспечение со стороны клиента обычно работает как HTTP и Socks-прокси. Примеры: Globax (SpaceGate + другие по запросу), Sprint (Raduga), Slonax (SatGate,ioSat).

В обоих случаях возможно «расшаривание» трафика по сети (в первом случае иногда даже можно иметь несколько разных подписок спутникового провайдера и разделять тарелку за счёт особой настройки машины с тарелкой (требуется Linux или FreeBSD, под Windows требуется программное обеспечение сторонних производителей)).

Некоторые провайдеры (SkyDSL) в обязательном порядке используют своё программное обеспечение (выполняющее роль и туннеля, и прокси), часто также выполняющие клиентский шейпинг и не дающее расшаривать спутниковый интернет между пользователями (также не дающие возможности использовать в качестве ОС что либо отличное от Windows).

Преимущества и недостатки одностороннего доступа[править | править вики-текст]

Можно выделить следующие плюсы одностороннего спутникового Интернета:

  • Возможность получить высокие скорости входящего трафика там, где сети наземных операторов имеют низкую скорость и высокую цену.
  • Сравнительно недорогой комплект оборудования, включающий стандартные и распространенные компоненты для ТВ-приема.
  • Большая вероятность приобрести наиболее громоздкое оборудование (антенну с опорой, кабели) в непосредственной доступности, без сложной доставки
  • Более легкая и потому более простая в установке антенная система, чем для двустороннего доступа
  • Традиционно невысокая для спутниковых услуг стоимость трафика, особенно в часы минимальной загрузки сети
  • Возможность одновременного просмотра спутникового ТВ и «рыбалки со спутника»
  • Простота перехода от провайдера к провайдеру — практически везде используется одинаковые протоколы и оборудование

Недостатки:

  • Сильная зависимость от качества "наземной" сети, используемой в качестве запросного канала. Задержки и потери данных на "наземной" сети могут привести к снижению качества сервиса в целом.
  • Сложность установки, требуется не только точное наведение антенны на спутник, но установка и настройка программных компонент на компьютере пользователя (VPN-подключения или "ускорителей трафика").
  • Возможность конфликта требуемых для работы одностороннего доступа приложений с другими компонентами системы (межсетевым экраном, антивирусом и т.п.)
  • Сложность реализации "группового подключения" — когда к одностороннему спутниковому интернету надо подключить домашнюю локальную сеть, с возможностью выхода в Интернет, например, смартфонов, планшетов, ноутбука и т.п.
  • Сокращение рынка одностороннего доступа в последние годы. В 2012-2013 годах с рынка ушли ряд операторов — Hi-Stream, Sky-Fi, Axgate, попробовавший силы в этой области Триколор, СТВ, SatGate и другие.

Область применения[править | править вики-текст]

Основные потребители спутникового интернета — это расположенные вдали от основных транспортных магистралей небольшие населенные пункты (условно говоря "меньше 10 тысяч жителей"), отдельные домовладения, дачные поселки. Т.е. такие места, где скоростные наземные каналы и покрытие 3G (не говоря про 4G) отсутствуют, либо имеет низкую скорость и плотность покрытия и не могут обслужить с приемлемым качеством большое количество абонентов.

Традиционым для спутниковых провайдеров является обслуживание в основном корпоративных клиентов, таких как нефтяные и другие добывающие компании, лесопромышленные компании, репортерские группы телекомпаний, в том числе и для прямого эфира, так же научные станции во всех точках планеты. Спутниковый доступ также используется многими корпоративными пользователями как резервная сеть, не зависящая от состояния наземных каналов. Среди массовых пользователей спутниковый интернет — достаточно экзотический способ подключения, т.к. в большинстве случаев доступны более простые и дешевые в установке наземные каналы.

При презентации ныне замороженного[2] проекта РСС-ВСД (Российская спутниковая система высокоскоростного доступа) количество потенциальных абонентов спутникового интернета в России оценивалось в 2 млн. человек. Причем услуги спутникового интернета востребованы не только в отдаленных районах, но и в западных областях России, включая даже Подмосковье (где спутниковые подключения используются в основном на дачах).

Исторически в России основная масса пользователей спутникового интернета работает через односторонний доступ. Двусторонний доступ до последнего времени не пользовался популярностью среди частных лиц из-за высокой стоимости установки и трафика и применялся в основном корпоративными клиентами.

В 2012 году в России стали доступны услуги двустороннего спутникового интернета в Ka-диапазоне через спутник Ka-Sat. Стоимость трафика для данных услуг не выше (а на конец 2013 года уже и ниже), чем для одностороннего спутникового интернета, стоимость комплекта оборудования с компактной антенной размером 75 см — около 18-20 тыс. руб (а по различным рекламным акциям и меньше). Типичные скорости, обеспечиваемые с такой антенной в Ka-диапазоне — до 6 Мбит/с к абоненту и до 3 Мбит/с от абонента, возможны и более высокие скорости (до 18 Мбит/с). За счет этого спутниковый интернет Ka-диапазона уже получил довольно широкую популярность в "дачном секторе" западной части России. Ограничением для использования Ka-диапазона в России на данный момент является малая зона покрытия, включающая западную часть, северо-запад, юг Поволжья и черноморское побережье.


С начала 2013 года несколько операторов запустили массовые услуги двустороннего спутникового интернета в Ku-диапазоне[3][4][5]. При использовании операторами спутников Ямал-300К, Ямал-402, IntelSat 904, Экспресс-АМ22, Экспресс-АМ5 в Ku-диапазоне включает практически всю территорию России[6][7][8], при этом стоимость типичного комплекта оборудования для Ku-диапазона составляет от 14 до 25 тыс. руб (и даже от 8 тыс руб. — при определенных обязательствах абонента по потреблению трафика), используются антенны размером 75-90 см. Тарифы на новые услуги спутникового интернета Ku-диапазоне выше, чем в Ka, но уже сравнимы (а в некоторых случаях ниже), с односторонним доступом. Достаточно компактные антенны также делают эти сервисы привлекательными для массовой установки.

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]