Как устроен спутниковый интернет

То Илон Маск хочет развернуть спутниковый интернет по всей планете. То Рогозин грозит, что тоже такое сделает. Кто прав? Как это устроено? Зачем тебе, Вакула, женские черевички в час ночи? Некоторые вопросы не должны оставаться без ответа.

В этой статье разберёмся со спутниковым интернетом: правда ли он задействует спутники и нужен ли тебе интернет для доступа в интернет.

Спутник, провайдер и интернет

Есть два вида спутникового интернета — синхронный и асинхронный. Первый означает, что кроме спутникового оборудования вам больше ничего не нужно, а второй — что нужен ещё и дополнительный выход в интернет. Разбираемся, что это значит, как работает и в чём отличия этих схем.

Главное в каждом виде подключения — это спутник, который летает вокруг Земли и передаёт данные. Если угловая скорость спутника равна скорости вращения Земли, то спутник как бы висит неподвижно в одной точке на небе и постоянно посылает радиоволны на определённую территорию.

Но интернетный спутник сам по себе ничего не знает. В него не записан интернет. Можно представить, что спутник — это зеркало, от которого отражается сигнал интернет-провайдера. А это значит, что где-то на земле стоит интернет-провайдер, который с помощью мощных антенн посылает радиосигналы на этот спутник.

Чтобы связь была надёжнее, а покрытие спутника — больше, провайдер запускает несколько спутников, каждый из которых рассчитан на свою территорию приёма.

Территория приёма

Территория приёма — это та область на Земле, где можно поймать сигнал какого-то конкретного спутника. Спутник своей передающей антенной посылает сигналы на Землю, а из-за расстояния луч увеличивается и получается круг. Это похоже на то, как светит фонарик в темноте — чем дальше от фонарика, тем больше круг света на стене, хотя сама лампочка маленькая.

Чтобы покрыть такими областями всю территорию страны, например, нужно несколько спутников, каждый из которых будет отвечать за свою площадь. Зоны покрытия могут пересекаться и при этом не мешают друг другу, потому что каждый спутник кодирует сигнал на своей частоте. Чем ближе к центру зоны покрытия спутника, тем лучше связь.

Спутниковые тарелки

Для приёма сигналов от спутника используют спутниковые тарелки. Они специально сделаны такой формы, чтобы ловить все сигналы и фокусировать их в одной точке. Там как раз ставят спутниковый конвертер.

Задача конвертера — преобразовать радиосигналы от спутника в цифровой вид, чтобы их можно было передать дальше. Конвертеру неважно, что он конвертирует: это может быть цифровой телевизионный сигнал, интернет или сигнал мобильной связи. Для него это всё радиоволны, которые он преобразовывает в единицы и нули.

Синхронное подключение к интернету

Синхронное подключение означает, что и для приёма, и для передачи используется спутниковый канал связи.

Получается, что мы должны с помощью одной и той же антенны и послать сигнал на спутник, и получить от него ответ. Для этого антенны покрывают специальным составом, а к конвертеру добавляют передатчик.

Цель передатчика — преобразовать наш запрос в радиосигналы, которые понимает спутник. Для бытовой связи используют передатчики с мощностью 2—3 ватта — этого достаточно, чтобы обеспечить скорость 5—10 мегабит в секунду. Если использовать более мощный передатчик, нужно получать разрешение в Минсвязи, а это сложно. Чаще всего мощные передатчики используют компании и провайдеры.

Синхронный спутниковый интернет работает так:

1. Мы отправляем запрос в сеть, например, «черевички красные ЦУМ».
2. Наша спутниковая тарелка передаёт сигнал на спутник в виде закодированных радиоволн.
3. Спутник отражает наш запрос в сторону провайдера.
4. Провайдер отправляет наш запрос в интернет и получает ответ на наш запрос: текст, картинки, цены, все дела.
5. Эти данные провайдер отправляет на спутник.
6. Спутник отражает данные на Землю.
7. Наша тарелка их ловит, раскодирует, и мы получаем ответ на наш запрос.

Особенности синхронного подключения

Спутниковый интернет, с одной стороны, быстрый, но ощущается он как довольно медленный. Вот почему:

Среднее расстояние от Земли до геостационарного спутника — 40 000 километров. Это расстояние запрос проходит четыре раза. Всего с момента запроса до получения данных сигнал проходит 160 000 километров.

Скорость света — примерно 300 000 километров в секунду, поэтому на весь этот путь радиосигналам потребуется в районе 500 миллисекунд (не считая времени на обработку самого сигнала, тупку сайта Цума, очереди на обработку запроса и т. д.).

500 мс — очень большая задержка. Обычный домашний интернет работает с задержкой 5–10 миллисекунд или даже меньше. Из-за этого по спутниковому интернету не получится поиграть во многие онлайн-игры. Но, например, видеозвонкам это не мешает.

Ещё одна особенность — высокая стоимость оборудования и требования к точности настройки. Для нормальной передачи данных нужно направить тарелку точно на спутник. Иногда бывает так, что отклонения в 1–2 сантиметра уменьшают скорость в два раза.

Также на скорость влияет погода или деревья — если на пути сигнала будет листва или сильный снегопад, луч ослабеет и качество связи будет низким.

Но зато интернет можно получить почти в любой точке мира, в том числе на лодке посреди океана.

Асинхронное подключение

Асинхронный спутниковый интернет работает иначе — для приёма данных используется тарелка, а для передачи — ещё один канал связи с интернетом, например, через мобильную сеть.

Со стороны это может выглядеть странно — зачем тогда нужен спутник, если у нас и так уже есть интернет? А смысл в том, что если скорость второго интернет-канала очень маленькая, например, в деревне с плохим покрытием сотовой связи, то можно сделать так:

1. Запрос в интернет идёт по мобильной сети.
2. Провайдер получает запрос и отправляет данные нам уже по спутнику.
3. Мы ловим этот сигнал спутниковой антенной на большой скорости.

То есть запросы уходят медленно, а ответы приходят быстро.

Такой способ подключения дешевле, но мы уже зависим от второго провайдера, через которого отправляем запросы в сеть. Если с ним не будет связи — интернета тоже не будет. Зато оборудование стоит гораздо дешевле и не нужна такая точность с установкой антенны.

С другой стороны, вы получаете высокую скорость получения данных — фильм, который по слабому мобильному интернету качался бы две недели, по спутнику скачается за два часа.

Когда он нужен и не нужен

Спутниковый интернет нужен там, где вы оторваны от цивилизации: в деревнях, горах, на море, в пустыни. Спутник покрывает радиоволнами тысячи километров поверхности Земли, ему не нужны базовые станции и наземные кабели. Поэтому, если планируете путешествие через пустыню, берите с собой тарелку и генератор, и будет вам инстаграмное счастье.

В городах спутник не нужен, потому что там работают интернет-провайдеры и сотовые вышки. Провайдеры протянут вам в дом оптоволоконный кабель, который даст вам высокую скорость в обе стороны за цену намного ниже. А сотовые вышки хотя и охватывают небольшой район, но дают высокую скорость и неплохую проходимость волн.

Если вы видите где-то в глубине России покосившуюся избушку, на которой, как грибы, растут спутниковые антенны, — знайте: этот регион настолько забыт богом, что ни один провайдер не хочет тянуть сюда кабель. И бедная бабушка вынуждена сидеть в «Одноклассниках» по спутнику.