Satelliitinternet

Satelliitinternet on internetiühendus, mida edastatakse sidesatelliitide kaudu. Tarbijale suunatud satelliitinternet tagatakse kasutajatele geostatsionaarsel orbiidil olevate satelliitidega, mis pakuvad suhteliselt suurt (kuni 1000 Mbit/s) andmevahetuskiirust. Uuemad satelliidid kasutavad Ku-riba, mis võimaldab allalaadimiskiirust kuni 506 Mbit/s. Lisaks arendatakse uusi satelliit-interneti ühendusi Maa-lähedasel orbiidil, et võimaldada madala latentsusajaga internetiühendust kosmosest.

Ajalugu 
Esimene Maa tehiskaaslane oli Sputnik 1, mis startis NSV Liidust oktoobris 1957. Sellele järgnes 1958. aastal Ameerika Ühendriikide satelliit Explorer 1. Esimene kommunikatsioonisatelliit Telstar 1 saadeti orbiidile 1962. aasta juulis. Esimene satelliit, mis jõudis edukalt geostatsionaarsele orbiidile oli Hughes Aircrafti ja Nasa koostöös valminud Syncom3, mis startis 1963. aasta augustis. Järgnevate generatsioonidega parandati jõudlust ja üldist töövõimet ning satelliidid võeti kasutusele televisiooni edastamises, sõjaväe toimingutes ning telekommunikatsioonis. Sellele järgnes interneti ja World Wibe Webi leiutamine ja arendamine ning mõisteti, et geostatsionaarseid satelliite saab potentsiaalselt kasutada internetiühenduse loomiseks.

Turg ja ettevõtted

Ameerika Ühendriigid 
Ameerika Ühendriikides pakuvad kodust internetiteenust näiteks ViaSat, EchoStari tütarettevõte HughesNet ja Starlink. 2019. aastal avaldas Amazon, et sõlmis mitu lepet, millega viiakse internetiteenuste pakkumiseks Maa-lähedasele orbiidile satelliitvõrgustik ning 2022. aasta jooksul on plaanis esimesed stardid.

Suurbritannia 
Suurbritannias pakuvad satelliitinternetti näiteks Konnect, Broadband Everywhere ja Freedomsat.

Hiina 
2022. aasta märtsis saatis Hiina seitse satelliiti orbiidile. Nendest kuus Maa-lähedasele orbiidile, et alustada satelliitinternetiühenduse loomisega.

Tööpõhimõte 
Varasem maapealne internetiühendus kulgeb peamiselt maa-aluste ja ookenialuste kaablite kaudu ning kaabliühendus saab kiiresti hakkama suure hulga teabega. Satelliitinterneti jaoks on vaja veel lisaseadmeid, näiteks paraboolantenni ja modemit. Võrgusuhtluse käigus saadetakse andmed esmalt modemi kaudu antennile, mis edastab need satelliidile. Satelliit saadab informatsiooni edasi võrguoperatsioonide keskusele, mis saadab päringu veebisaidi serverile tavapärasel viisil. Seejärel liiguvad andmed tagasi satelliidile ning läbi antenni ja modemi kasutajale.

Satelliitinternet põhineb kolmel tähtsal osal:

 Satelliit – ajalooliselt geostatsionaarsel orbiidil (GEO), aga nüüd rohkem Maa-lähedasel orbiidil (LEO) või keskmisel orbiidil (MEO).
 Lüüsid (ing k gateways) – edastavad ja võtavad vastu informatsiooni satelliitidelt raadiolainete kaudu.
 Maapealsed jaamad – teenindavad tellijaid väikse antenni ja transiivriga.
Veel kuuluvad satelliitinterneti süsteemi modem, mis ühendab kasutaja võrgu transiivriga ning võrguoperatsioonide keskus (NOC), mis jälgib tervet süsteemi.

Satelliit kasutab tähtvõrku, kus andmevahetus toimub läbi keskse süsteemi. Sellise võrgutopoloogiaga saab ühendada peaaegu lõputult maapealseid jaamu.

Satelliit 
Uued kindla eesmärgiga satelliidid on järgmise põlvkonna kõrge võimsusega GEO satelliidid, mis on ekvaatorist 35 768 km kõrgusel ning kasutavad Ka-sagedusala (18,3–30 GHz). Need on optimeeritud lairiba kasutamiseks ning uus tehnoloogia võimaldab taaskasutada määratud sagedusriba mitu korda ning aitab saavutada palju suuremat jõudlust. Kontsentreeritud signaaliga suurendatakse töövõimet, suunates rohkem võimsust ja suurendatud tundlikkust kindlatele aladele.

Satelliidil on antennid, mis võimaldavad Maalt signaale vastu võtta ja saata signaale kindlasse sihtkohta. Need antennid on osa satelliidi varustusest ning signaale võtavad vastu ja edastavad neid eri kohtadesse Maal. Selle tarbeks kasutatakse järgurit, mis muudab sagedusi, filtreerib, võimendab, eraldab ja grupeerib andmeid enne edastamist lõppaadressile Maal. Satelliidi suure võimsusega antenn edastab andmed transponderile, mis filtreerib, tõlgendab ja võimendab neid. Seejärel edastatakse andmed antennile ning signaal suunatakse maapealsesse asukohta läbi kandja kanali. Kommunikatsioonisatelliidi oluline osa on ka satelliidi platvorm, mis haldab kogu pardal asuvat riistvara ning aitab satelliiti liigutada, tagab toite, reguleerib temperatuuri, tagab jälgimise võimaluse ning sooritab muidki toiminguid.

Lüüsid 
Lisaks satelliittehnoloogia arengule on maapealne riistvara samuti arenenud. Lüüs ehk maapealse jaama liides võtab vastu raadiosignaale satelliidilt ning edastab need lõppkasutaja saidile. Satelliidi modem lüüsis moduleerib signaali internetiprotokolli pakettideks ja saadab need kohalikku võrku. Internetiühenduse lüüsid haldavad andmeliiklust interneti ja satelliidi vahel. Iga jaam tagab palju ühendusi võrgus ning ühendab kasutajad internetti. Kuna satelliidid on geostatsionaarsel orbiidil, siis jaama antenni suunda ei pea muutma, see võib jääda fikseeritud asendisse.

Paraboolantenn ja modem 
Satelliitinterneti kasutamiseks peab kasutaja paigaldama lisaks ruuterile veel lisaseadmeid:

Seadmed õues 

Kasutajal peab olema paigaldatud paraboolantenn, millel on takistusteta vaade taevasse, et võimaldada probleemivaba suhtlust satelliidiga. Antenn peab olema õigesti seadistatud, et valitud satelliidiga saaks andmevahetus toimuda. Need seadistused tehakse üldjuhul paigaldamisel ning enne õiget seadistust ei tohi süsteemi aktiveerida. Edastamise ja vastu võtmise osad paigaldatakse tavaliselt paraboolantenni fookusse.

Seadmed siseruumis 
Satelliidi modem töötab liidesena paraboolantenni seadmete ja ruuteri või arvuti vahel ning juhib andmete edastust. Saatjaseadmelt liigub bitivoog modemile, mis moduleerib selle raadiolaineteks ning vastupidi – demoduleerib satelliidilt sissetulevad andmed. See loob võimaluse kaheks ühenduseks:

 koaksiaalkaabli ühendus antenni külge;
 internetiühendus kasutaja arvutile.

Probleemid 
Kuna satelliitinterneti kasutamiseks on vaja lisavarustust (paraboolantenn ja modem), on seadistamiskulud kõrgemad kui tavalise internetiga. Lisaks teeb teenuse kallimaks tõsiasi, et satelliidi orbiidile saatmine ja selle hoolduskulud on küllaltki suured ning see võib kajastuda ka teenuse hinnas.

Probleeme võib tekkida ka internetikiirusega, sest satelliidi andmeedastuskiirus on väiksem võrreldes maapealse internetiga ning Maa ja satelliidi vaheline kaugus on piisavalt suur, et põhjustada mõningaid viivitusi.

Samuti on satelliitinterneti puhul küllaltki kehv latentsusaeg.

Raadiosignaal jõuab geostatsionaarsele orbiidile umbes 120 millisekundiga ning tagasi maapealsesse jaama veel sama kaua, ehk kokku pea veerand sekundit. Keskmiselt võtab ideaalsetes tingimustes signaali edasi-tagasisaatmine aega 550 millisekundit, sest satelliidi sisemised kommunikatsiooniprotsessid tekitavad veel lisa latentsust. Edasi-tagasi suhtlus geostatsionaarse satelliidiga võib olla rohkem kui 12 korda aeglasem võrreldes maapealse internetiga.

Orbiidile viidud satelliidid 
2008. aasta veebruaris startis satelliit WINDS, mis varustas kiire internetiga Jaapanit. Satelliidi suurim allalaadimiskiirus oli 155 Mbit/s ja 6 Mbit/s üleslaadimisel. See satelliit on oma eluea lõppu jõudnud ning 2019. aastal lülitati satelliidi akud ja transmitter välja.

2010. aasta novembris startisid SkyTerra-1 ja HYLAS-1, mis teenindavad vastavalt Põhja-Ameerikat ja Euroopat.

2010. aasta detsembris startis KA-SAT, mis suudab katta mõnesaja kilomeetri suuruse ala Euroopas ja Vahemere ääres. Satelliidi tehnoloogia võimaldab sagedusi segamatult taaskasutada eri piirkondades ning tulemuseks on suurem jõudlus. Terve satelliidi suutvus on 70 Gbit/s.

2011. aasta oktoobris startis ViaSat-1, mille kogu läbilaskevõime on 140 Gbit/s. Alates 2015. aastast saavad reisijad kasutada seda teenust JetBlue pardal.

2012. aasta juulis startis EchoStar XVII, mis kasutas Ka-sagedusriba. Selle läbilaskevõime on üle 100 Gbit/s.

Alates 2018. aastast on Starlink saatnud orbiidile üle tuhande satelliidi ning planeeritud on ka järgmised stardid.

Vaata ka 
 Wireless Internet Service Provider
 DishNET (satelliitinternet Ameerika Ühendriikides)
 SES Broadband (satelliitinternet Euroopas)
 StarBand

Viited

Välislingid 
 How Do Satellite Modems Work

Internetiühendus