Uydu İnternet Erişimi

İnternete erişim çevirmeli ve geniş bantlı erişim olarak ikiye ayrılabilir.

Yüzyılın başlarında, çoğu konut erişimi çevirmeli bağlantıyla sağlanırken, işletmelerden erişim genellikle daha yüksek hızlı bağlantılarla yapılıyordu. Sonraki yıllarda çevirmeli bağlantı, geniş bant erişimi lehine düştü. Her iki erişim türü de genellikle, belirli bir analog ağ üzerinden (örneğin, telefon veya kablo ağları) iletilmek üzere dijital verileri analoğa dönüştüren bir modem kullanır.

Çevirmeli erişim, İnternete yarı kalıcı bir bağlantı oluşturan, bir telefon hattı üzerinden İnternet bağlantısıdır. Tek bir kanal üzerinde çalışarak telefon hattını tekeline alır ve İnternete erişimin en yavaş yöntemidir.

Çevirmeli bağlantı, zaten var olan telefon ağından başka bir altyapı gerektirmediği için kırsal alanlarda mevcut olan tek İnternet erişim şeklidir. Çevirmeli bağlantılar, genellikle 56 kbit / sn’lik bir hızı aşmaz, çünkü bunlar esas olarak 56k modem aracılığıyla yapılır.

Geniş bant erişimi, tümü çevirmeli bağlantıdan çok daha hızlı İnternet erişimi sağlayan çok çeşitli hızlar ve teknolojiler içerir. ” Geniş bant ” terimi bir zamanlar teknik bir anlama sahipti, ancak günümüzde daha çok “daha hızlı” anlamına gelmek üzere bir pazarlama moda sözcüğü olarak kullanılmaktadır.

Geniş bant bağlantıları, çevirmeye ve kapatmaya gerek kalmadan kesintisiz veya “her zaman açık” bağlantılardır ve telefon hatlarını tekeline almaz. Yaygın geniş bant erişim türleri arasında DSL (dijital abone hatları), kablolu İnternet erişimi, uydu İnternet erişimi, cep telefonları ve diğer mobil cihazlar aracılığıyla mobil geniş bant sayılabilir.

2015 yılında Amerika Birleşik Devletleri Federal İletişim Komisyonu (FCC), geniş bandı en az 25 Mbit / s indirme hızına ve en az 3 Mbit / s yükleme hızına sahip herhangi bir bağlantı olarak tanımladı.

Uydu İnternet erişimi, iletişim uyduları aracılığıyla sağlanan İnternet erişimidir. Modern tüketici sınıfı uydu İnternet hizmeti, tipik olarak, 506 Mbit / s’ye kadar aşağı akış veri hızları elde etmek için K u bandını kullanan yeni uydularla, nispeten yüksek veri hızları sunabilen yer sabit uydular aracılığıyla bireysel kullanıcılara sağlanır. Ek olarak, uzaydan düşük gecikmeli internet erişimi sağlamak için düşük dünya yörüngesinde yeni uydu internet takımyıldızları geliştirilmektedir.

Ekim 1957’de Sovyetler Birliği tarafından ilk uydu olan Sputnik 1’in fırlatılmasının ardından ABD, Explorer 1 uydusunu 1958’de başarıyla fırlattı. İlk ticari iletişim uydusu, Bell Labs tarafından inşa edilen ve Temmuz 1962’de fırlatılan Telstar 1 idi.

Ekvatorun üzerinde Dünya yörüngesinde dolanabilen ve Dünya’nın dönüşünü takip ederek sabit kalabilen jeosenkron uydu fikri ilk kez 1928’de Herman Potocnik tarafından önerildi ve bilim kurgu yazarı Arthur C. Clarke tarafından Wireless World’deki bir makalede popüler hale getirildi. 1945’te başarıyla yerdurağan yörüngeye ulaşan ilk uydu oldu.

Daha büyük kapasitelere ve geliştirilmiş performans özelliklerine sahip sonraki nesil iletişim uyduları, televizyon dağıtımında, askeri uygulamalarda ve telekomünikasyon amaçlarında kullanılmak üzere benimsendi. İnternetin ve World Wide Web’in icadının ardından, sabit uydular, İnternet erişimi sağlamanın potansiyel bir yolu olarak ilgi çekti.

Erken aşama uydu İnternet sektörünün önde gelen adayları arasında, kısmen Microsoft tarafından finanse edilen ve 9 milyar dolardan fazlaya mal olan iddialı ve nihayetinde başarısız bir proje olan Teledesic de vardı. Teledesic’in başarısızlığı, uydu iletişim sağlayıcıları Iridium Communications Inc. ve Globalstar’ın iflas başvurusu ile birleşti. Bu durum Uydu İnternetini geliştirmeye yönelik pazar coşkusunu azalttı.

2004 yılında, ilk yüksek verimli uydu olan Anik F2’nin piyasaya sürülmesiyle, gelişmiş kapasite ve bant genişliği sağlayan bir yeni nesil uydu sınıfı faaliyete geçti. Daha yakın zamanlarda, 2011’de ViaSat’ın ViaSat-1 uydusu ve 2012’de HughesNet’in Jupiter gibi yüksek verimli uydular, aşağı akış veri hızlarını 1–3 Mbit / s’den 12–15Mbit / s’ye ve ötesine yükselterek daha fazla iyileştirme elde etti. Bu uydulara bağlı İnternet erişim hizmetleri, çevirmeli, ADSL veya klasik FSS’ler aracılığıyla İnternet hizmetine alternatif olarak büyük ölçüde kırsal kesimde yaşayanları hedefledi.

2014’ten bu yana, artan sayıda şirket, alçak Dünya yörüngesindeki uydu takımyıldızlarını kullanarak internet erişimi üzerinde çalıştığını duyurdu.

SpaceX , OneWeb ve Amazon , her biri 1000’den fazla uydu fırlatmayı planlarına ekledi. Tek başına OneWeb, proje için Şubat 2017’ye kadar 1,7 milyar dolar topladı yine SpaceX, yalnızca 2019’un ilk yarısında Starlink adlı hizmetleri için bir milyardan fazla para topladı.

Bu şirketler uydu takımyıldızından 2025’e kadar 30 milyar dolardan fazla gelir beklemektedir. Planlanan birçok takımyıldız uzay tabanlı bir internet omurgası oluşturmak ve uydular arası bağlantılar için lazer iletişimi etkili bir şekilde kullanmaktadır.

2017 yılı itibarıyla, Delta ve American gibi havayolları, uçaklarda sınırlı bant genişliğiyle mücadele ve yolculara kullanılabilir internet hızları sunmanın bir yolu olarak uydu internetini tanıtmaktadır.

Uydu İnternet genellikle üç ana bileşene dayanır: tipik olarak coğrafi yörüngede bulunan bir uydu (bazen jeosenkronize Dünya yörüngesi veya GEO olarak da adlandırılır), İnternet verilerini radyo dalgaları yoluyla uyduya ve uydudan aktaran ağ geçitleri olarak bilinen bir dizi yer istasyonu (mikrodalga ) ve abonenin konumundaki küçük bir anten, genellikle bir alıcı-vericili bir VSAT ( çok küçük açıklıklı terminal ) çanak antenden oluşur.

Bir uydu İnternet sisteminin diğer bileşenleri arasında, kullanıcının ağını alıcı-vericiye bağlayan kullanıcı ucunda bir modem ve merkezi bir ağ (NOC) tüm sistemi izlemek için operasyon merkezi bulunur.

Geniş bantlı bir ağ geçidi ile uyum içinde çalışan uydu, tüm ağ iletişiminin yıldızın merkezinde bulunan ağın hub işlemcisinden geçtiği bir Star ağ topolojisi çalıştırır. Bu konfigürasyonla, hub’a bağlanabilen uzak VSAT sayısı neredeyse sınırsızdır.

Yüksek enerjili GEO uyduları yeni nesil yeni genişbant uydu ağlarının merkezinde gibidir. Bu amaca yönelik yeni uydular, birçok dar spot ışın kullanan geniş bant uygulamaları için tasarlanmış ve optimize edilmiştir. Daha önceki iletişim uyduları tarafından kullanılan geniş ışınlardan çok daha küçük bir alanı hedeflerler. Bu spot ışın teknolojisi, uyduların atanmış bant genişliğini birden çok kez yeniden kullanmasına olanak tanıyarak geleneksel geniş ışınlı uydulardan çok daha yüksek toplam kapasite elde etmelerini sağlar. Spot ışınlar ayrıca, daha fazla güç ve artırılmış alıcı hassasiyetini tanımlanmış yoğun alanlara odaklayarak performansı ve sonuçta ortaya çıkan kapasiteyi arttırır. Spot ışınlar iki tipten biri olarak tanımlanır: Abone tarafındaki terminale ve buradan ileten abone spot ışınları ve bir hizmet sağlayıcı yer istasyonuna / istasyonundan ileten ağ geçidi spot ışınları. Spot ışının dar alanından çıkmanın performansı önemli ölçüde düşürebileceğini unutulmamalıdır. Ayrıca spot ışınlar, diğer önemli yeni teknolojilerin kullanımını imkansız hale getirebilir.

Uydunun spot ışın teknolojisi ile bağlantılı olarak, uydunun yerdeki iki iletişim noktasını birbirine bağlayan uzayda bir köprü görevi gördüğü ağda geleneksel olarak bükülmüş boru mimarisi kullanılmıştır. “Bükülmüş boru” terimi, uydunun bükülme noktasına konumlandırılmasıyla, gönderen ve alıcı antenler arasındaki veri yolunun şeklini tanımlamak için kullanılır. Basitçe ifade etmek gerekirse, bu ağ düzenlemesinde uydunun rolü, sinyalleri son kullanıcının terminalinden ISS’nin ağ geçitlerine ve uydudaki sinyali işlemeden tekrar geri göndermektir. Uydu, bir taşıyıcıyı belirli bir radyo frekansı üzerinden alıcı-verici adı verilen bir sinyal yolu üzerinden alır, güçlendirir ve yeniden yönlendirir.

LEO’da Starlink, Telesat takımyıldızı ve LeoSat gibi önerilen bazı uydu takımyıldızları, yüksek verimli optik uydular arası bağlantılar için lazer iletişim ekipmanı kullanmaktadır. Birbirine bağlı uydular, kullanıcı verilerinin uydudan uyduya doğrudan yönlendirilmesine izin verir ve sorunsuz ağ yönetimi ve hizmet sürekliliği sağlayacak alan tabanlı bir optik örgü ağı etkili bir şekilde oluşturur.

Uydu, Dünya’dan iletişim sinyalleri almak ve hedef konumlarına sinyal göndermek için kendi anten setine sahiptir. Bu antenler ve transponderler, Dünya’nın çeşitli yerlerinden gelen ve giden sinyalleri almak ve iletmek için tasarlanmış uydunun “yükünün” bir parçasıdır. Faydalı yük transponderlerinde bu iletimi ve alımı mümkün kılan şey, sinyalleri Dünya üzerindeki hedef adreslerine yönlendirmeden önce frekansları değiştirmek, filtrelemek, ayırmak, yükseltmek ve gruplamak için kullanılan bir tekrarlayıcı alt sistemidir (RF (radyo frekansı) ekipmanı).

Uydunun yüksek kazançlı alıcı anteni, iletilen verileri filtreleyen, çeviren ve güçlendiren aktarıcıya iletir, ardından bunları gemideki verici antene yönlendirir. Sinyal daha sonra taşıyıcı olarak bilinen bir kanal aracılığıyla belirli bir yer konumuna yönlendirilir. Yükün yanı sıra, bir iletişim uydusunun diğer ana bileşeni, uyduyu pozisyona taşımak, güç sağlamak, ekipman sıcaklıklarını düzenlemek, sağlık ve izleme bilgilerini sağlamak ve çok sayıda diğer operasyonel görevleri gerçekleştirmek için gerekli tüm ekipmanı içeren veri yolu olarak adlandırılır.

Geçtiğimiz on yılda uydu teknolojisindeki çarpıcı gelişmelerle birlikte, yer ekipmanı da benzer şekilde gelişti, daha yüksek entegrasyon seviyelerinden ve artan işlem gücünden yararlanarak hem kapasite hem de performans sınırlarını genişletti. Ağ Geçidi ya da Gateway Earth Station aynı zamanda yer istasyonu, teleport veya hub olarak da adlandırılır. Terim bazen sadece anten çanak kısmını tarif etmek için kullanılır veya tüm ilişkili bileşenlerle birlikte tüm sistemi ifade edebilir. Kısacası, ağ geçidi, son kullanıcının sitesinden gelen talebi taşıyarak, geri dönüş veya yukarı akış yükünün son ayağındaki uydudan radyo dalgası sinyalleri alır. Ağ geçidi konumundaki uydu modemi, dış antenden gelen sinyali IP paketlerine demodüle eder ve paketleri yerel ağa gönderir. Erişim sunucusu / ağ geçitleri, İnternete / İnternetten taşınan trafiği yönetir. İlk talep ağ geçidinin sunucuları tarafından işlendikten, İnternet’e gönderilip geri gönderildikten sonra, talep edilen bilgi, sinyali abone terminaline yönlendiren uydu aracılığıyla son kullanıcıya ileri veya aşağı faydalı yük olarak geri gönderilir.

Her Ağ Geçidi, hizmet ettiği ağ geçidi kirişleri için İnternet omurgasına bağlantı sağlar. Uydu yer sistemini oluşturan ağ geçitleri sistemi, uydu ve karşılık gelen karasal bağlantı için tüm ağ hizmetlerini sağlar. Her ağ geçidi, İnternete abone terminal bağlantıları için çoklu hizmet erişim ağı sağlar.

Ekvatorun kuzeyinde olan bölgelerde tüm ağ geçidi ve abone çanak anteninin güney gökyüzünü engelsiz bir şekilde görebilmesi gerekir. Uydunun konumsal yörüngesi nedeniyle, ağ geçidi anteni sabit bir pozisyonda kalabilir.

Uydu iletişimi, son kullanıcılar veya yer istasyonları ile kullanılan uydu arasındaki sinyal yolundaki nemden ve çeşitli yağış türlerinden (yağmur veya kar gibi) etkilenir. Sinyale bu müdahale, yağmurun zayıflatması olarak bilinir. Etkiler, daha düşük frekanslı ‘L’ ve ‘C’ bantlarında daha az belirgindir, ancak daha yüksek frekanslı ‘Ku’ ve ‘Ka’ bandında oldukça şiddetli hale gelebilir.

Alt bağlantı üzerinde daha fazla uydu sinyali toplamak ve aynı zamanda yukarı bağlantı üzerinde daha güçlü bir sinyal sağlamak için uydu iletişim çanağının boyutu artırılarak hizmetin kaybedildiği süre azaltılabilir. Başka bir deyişle, daha büyük bir parabolik reflektör kullanımı yoluyla anten kazancını artırmak, toplam kanal kazancını ve sonuç olarak, yağmur nedeniyle daha fazla sinyal kaybına izin veren sinyal-gürültü (S / N) oranını artırmanın bir yoludur. Başarılı iletişim için S / N oranı minimum eşiğinin altına düşmeden kaybolur.

Modern tüketici sınıfı çanak antenler oldukça küçük olma eğilimindedir, bu da yağmur marjını azaltır veya gerekli uydu aşağı bağlantı gücünü ve maliyetini arttırır. Ancak, daha pahalı bir uydu ve daha küçük, daha ucuz tüketici antenleri inşa etmek, uydu maliyetini düşürmek için tüketici anten boyutunu artırmaktan genellikle daha ekonomiktir.

3,7 m ila 13 m çapındaki büyük ticari tabaklar, artan yağmur marjları elde etmek ve ayrıca daha verimli modülasyon kodlarına izin vererek bit başına maliyeti düşürmek için kullanılabilir. Alternatif olarak, daha büyük açıklıklı antenler, kabul edilebilir performansa ulaşmak için uydudan daha az güç gerektirebilir. Uydular tipik olarak fotovoltaik (güneş enerjisini elektrik akımına dönüştürme teknolojisi) kullanır, dolayısıyla enerjinin kendisi için bir masrafı yoktur ancak daha güçlü bir uydu, daha büyük, daha güçlü güneş panelleri ve genellikle daha büyük bir verici anten içeren elektronikler gerektirir. Daha büyük uydu bileşenleri yalnızca malzeme maliyetlerini artırmakla kalmaz, aynı zamanda uydunun ağırlığını da arttırır ve genel olarak, bir uyduyu yörüngeye fırlatma maliyeti, ağırlığıyla doğru orantılıdır. (Ek olarak, uydu fırlatma araçlarının [yani roketlerin] belirli yük boyutu sınırları olduğundan, uydunun parçalarını daha büyük yapmak, uydunun güneş panelleri ve yüksek kazançlı antenler gibi kısımları için daha karmaşık katlama mekanizmaları veya daha fazlasına yükseltme gerektirebilir. Daha büyük bir yükü kaldırabilen pahalı fırlatma aracı.)

Modüle edilmiş taşıyıcılar, uyarlanabilir kodlama ve modülasyon veya “ACM” adı verilen bir işlem kullanılarak yağmur problemlerine veya diğer bağlantı bozukluklarına yanıt olarak dinamik olarak değiştirilebilir. ACM, normal açık gökyüzü koşullarında bit hızlarının önemli ölçüde artırılmasına, iletilen Hz başına bit sayısını artırmasına ve böylece bit başına genel maliyeti düşürmesine izin verir. Uyarlanabilir kodlama, uydu veya karasal herhangi bir mevcut araç aracılığıyla olabilen bir tür geri dönüş veya geri bildirim kanalı gerektirir.