Интернет через спутниковый телефон

Возможности мобильных спутниковых решений.

Развитие спутниковых технологий позволяет пользоваться услугами связи независимо от геоположения. Благодаря сотрудничеству с глобальными операторами, AltegroSky снимает территориальные ограничения использования спутникового интернета.Мы можем предложить Вам различные технические решения, разработанные опытными специалистами с учетом индивидуальных требований и пожеланий к сервису.

Какими преимуществами обладает передвижной спутниковый интернет?

Цифровизация различных этапов бизнес-процессов возрастает с каждым годом. Все более востребованными становятся решения по передаче в реальном времени больших объёмов данных непосредственно с мест их генерации. В условиях отсутствия у клиента наземной связной инфраструктуры или при частой смене геолокаций, мы готовы предоставить мобильные спутниковые решения на очень выгодных условиях. Все наше оборудования для передвижного спутникового интернета поставляется от ведущих мировых производителей: C-COM, Hughes, Cobham, Iridium, Turaya.

Мобильный спутниковый интернет имеет преимущества перед традиционными сетями:

• прием-передача сигнала в отсутствие наземных и сотовых сетей;
• широкая зона покрытия (по всей стране, включая акватории);
• высокая или гарантированная скорость передачи данных;
• быстрое время развертывания системы;
• стабильная голосовая связь в любом месте;
• возможность обеспечения связью любых объектов (включая плавучие);
• высокая степень защиты информации в спутниковой сети;
• гибкие тарифы.

Бесспорное преимущество мобильного спутникового интернета — независимость от наземной инфраструктуры. При необходимости, специалисты AltegroSky в самые короткие сроки настроят оборудование таким образом, чтобы гарантировать пропускную способность канала связи для доступа в интернет, приоритезировать голосовой трафик, обеспечить выделенный канал для клиентской станции. Техническая конфигурация и исполнение абонентского оборудования для мобильной спутниковой связи подбираются индивидуально.

Главная О КОМПАНИИ СТАТЬИ Спутниковый телефон и современные IT технологии

Спутниковый телефон и современные IT технологии  14.08.2019 16:49

На территории России «легально» работают четыре спутниковые сети связи с возможностями использования спутниковых телефонов:

1. Иридиум
2. Турайя
3. Глобалстар
4. Инмарсат

Характерно, что с момента создания этих систем прошло уже несколько десятилетий, но принципы построения, количество спутников и их расположение на орбитах в целом остались неизменными.

В то же время спутниковые телефоны куда более оперативно меняются как с функциональной, так и с эргономической точки зрения.

Рассмотрим основные тенденции функциональных возможностей современных спутниковых телефонов.

Миниатюризация спутникового телефона

Первые спутниковые телефоны представляли собой крупногабаритные трубки с огромными раскладывающимися антеннами.

	Модель Telit Sat550 («Глобалстар») Размеры компонентов 220 x 65 x 45 мм Массы компонентов 0.42 кг
	Модель — Iridium 9500 Размеры (высота/ширина/толщина) — 146x68x62 мм. Вес в граммах (с аккумулятором) — менее 454 г.

Размеры первых спутниковых телефонов в длину без учета раскладывающейся антенны достигали 25 см в длину. Держать в руке такой аппарат было не просто: он весил около половины килограмма.

Миниатюризация не могла не коснуться спутниковых телефонов, поэтому сегодня современный спутниковый телефон весит не более 250 грамм.

Наибольших успехов в миниатюризации достигли телефоны «Турайя». Именно в линейке спутниковых телефонов «Турайя» сегодня представлен самый компактный и самый легкий спутниковый телефон Thuraya XT-LITE.

Спутниковый телефон  Thuraya XT-LITE. Размер (корпус телефона) 128 x 53 x 27 мм Вес 186гр

Спутниковый телефон – модем для доступа в Интернет

Современный человек не мыслит себя без Интернета: новостей, электронной почты и социальных сетей. Несомненно, это не могло не сказаться на функциональных возможностях спутниковых телефонов. Практически во всех моделях современных спутниковых телефонов реализована возможность передачи данных и доступа в Интернет.

Но не стоит обольщаться! Скорости передачи спутникового канала через «трубку в руке» несравнимы с пропускными способностями наземных сотовых сетей. Скорости в спутниковых телефонах совсем небольшие: от 2,4 до 15 кбит/сек.

Таким образом, техническая возможность спутникового телефона иметь доступ в Интернет скорее является условной.

Спутниковый телефон – спутниковый трекер для мониторинга местоположения

В некоторых моделях спутниковых телефонов есть функции определения своего местоположения (с точностью до 5-10 метров) и передачи этой информации в режиме реального времени по спутниковому каналу для отображения на цифровой карте.

Эта функция реализована:

— в сети «Иридиум»: Iridium Extreme 9575, Iridium GO!
— в сети «Турайя»:  Thuraya X5-Touch

Услуга мониторинга местоположения, как правило, дополнительная и поэтому платная. Ежемесячная стоимость такой услуги зависит от частоты передачи вашего местоположения и может составлять от 500 руб. до 2000 руб. Некоторые поставщики услуг предоставляют специальные web-калькуляторы для расчета стоимости мониторинга местоположения спутниковым телефоном.

Спутниковый телефон – Wi-Fi  точка доступа

Вполне ожидаемым техническим решением стала возможность раздачи спутниковым телефоном Wi-Fi. Такая функциональность реализована в следующих моделях спутниковых телефонов:

— сеть «Иридиум»: Iridium GO!
— сеть «Турайя»: SATSLEEVE HOTSPOT

Спутниковый телефон, совмещенный с точкой доступа, как правило, оказывается дешевле других моделей на 15-20% за счет отсутствия клавиатуры. Действительно, в этом случае для набора номера используется привычный гаджет, на котором есть и телефонная книга, и клавиатура.

Такие телефоны особенно удобны для использования в автомобилях, речных и морских судах, частных воздушных судах. А вот для пеших походов такие телефоны не очень подходят. Ведь вам придется брать с собой гаджеты, которые не всегда приспособлены к использованию в суровых походных условиях.

От спутниковых телефонов с возможностью раздачи Wi-Fi не стоит ожидать привычных скоростей доступа в Интернет. Скорость доступа в Интернет будет определяться пропускной способностью спутникового канала, которая составляет от 2400 бит/сек до 9600 бит/сек.

Спутниковый телефон – сотовый телефон

Идея совмещения в одном корпусе сотового и спутникового телефонов первой была реализована в моделях спутниковой связи «Глобалстар». В дальнейшем ее поддержали разработчики спутниковых телефонов «Турайя». В настоящее время совмещенный спутниковый и сотовый телефоны есть:

— в сети «Турайя»: Thuraya XT PRO DUAL, Thuraya X5-Touch
— в сети «Глобалстар»: Telit SAT 550 (GSM), Telit SAT 600 (GSM), ERICSSON R-290 (GSM), QUALCOMM GSP 1600 (CDMA, AMPS).

При этом спутниковые телефоны «Глобалстар» с возможностью работы в сотовых сетях уже либо сняты с производства, либо используют стандарты сотовой связи, отсутствующие в России.

Единственным серийно производимым спутниковым и сотовым телефоном является сегодня флагманская модель спутникового телефона Thuraya X5-Touch на платформе Android.

Сотовый телефон превращается в спутниковый телефон

Роль сотового телефона в жизни человека становится все заметнее. Чтобы люди могли не расставаться с любимой «игрушкой», разработчики спутниковых телефонов придумали приложить адаптер с функциями спутникового телефона к гаджету и связать их по Bluetooth. При отсутствии зоны покрытия сотовой сети адаптер подключится к спутниковому каналу, а набор номера телефона по-прежнему можно будет делать с привычного смартфона.

Именно так поступили в модели сети «Турайя» — Адаптер SatSleeve+.

Спутниковый телефон – спутниковая рация

Одним из самых интересных последних нововведений в спутниковых телефонах стала реализация так называемого режима рации.

Объединив некоторые телефоны в группу, можно общаться друг с другом попеременно по принципу «один говорит – все слушают». Первые и пока единственные модели таких телефонов представлены в сети «Иридиум»: Iridium Extreme 9575 PTT. Аббревиатура PTT расшифровывается как Push to Talk. Внешне эта модель ничем не отличается от модели спутникового телефона Iridium Extreme 9575, за исключением надписи PTT под экраном.

Спутниковая рация

Апофеозом интеграции спутниковых телефонов и современных технологий стала модель спутниковой рации IC-SAT 100.

Это уже и не спутниковый телефон, поскольку у него нет привычной СИМ-карты и абонентского номера телефона. Это спутниковая рация, позволяющая группе абонентов поочередно общаться в режиме «один говорит, все слушают».

Мы рассмотрели инновации в технологиях спутниковый телефонов. Однако не менее интересным может быть ответ на вопрос:

«Чего не стоит в ближайшее время ожидать от спутниковых телефонов?»

Возьмем на себя смелость изложить исключительно собственную точку зрения. В ближайшее десятилетие не стоит ожидать от современного спутникового телефона следующего:

1. Не будет возможности осуществлять или принимать звонки в помещениях или в иных закрытых пространствах.

Между спутниковым телефоном и спутником не должно бытькаких-либо видимых преград. Даже находясь рядом с окном, нельзя гарантировать устойчивую связь, к чему мы привыкли в сетях сотовой связи.

1. Не стоит ожидать стандартизации спутниковых телефонов.

Это означает, что универсальных спутниковых телефонов, работающих в любых спутниковых системах персональной связи, не будет. Еще очень долго пользователям придется отдельно покупать спутниковые телефоны для работы со спутниковыми сетями «Иридиум», «Турайя» и т.д.

Следовательно, не стоит ожидать существенного снижения стоимости спутниковых телефонов.

1. В ближайшем будущем в спутниковых телефонах не будет существенного увеличения скорости передачи данных.

Конечно, речь идет о скоростях, сравнимых со скоростями наземных сотовых сетей связи.

1. Не стоит ожидать, что спутниковый телефон будет работать без подзарядки в течение длительного времени. Современные спутниковые телефоны рассчитаны на работу без подзарядки в течение не более чем 1,5 суток во включенном режиме. Пользователям еще долго придется докупать дополнительные средства подзарядки: солнечные батареи, дополнительные аккумуляторы, специальные защитные кейсы с функцией подзарядки, ручные динамо-машины и т.д.

С появлением мобильных телефонов люди получили возможность постоянно быть на связи, вне зависимости от места нахождения. Зона покрытия мобильных операторов позволяет передавать и получать сигнал на высоком уровне в местах наибольшей концентрации людей (города, поселки городского типа). С каждым годом количество областей, в которых функционирует телефонное оборудование, неизменно увеличивается. Однако, есть большое количество регионов, где отсутствие беспроводной связи по-прежнему является проблемой.

Решением в таком случае будет покупка не мобильного, а спутникового телефона. Он отличается от привычного смартфона принципом работы – для передачи данных используется коммуникационный спутник, а не вышка. Такие девайсы охватывают либо один регион вокруг спутника, либо всю территорию планеты. Поскольку такая технология сложнее, чем у мобильных операторов, используется и более сложное оборудование, которое стоит на порядок дороже.

Чаще всего подобные аппараты применяют люди, которые по роду деятельности вынуждены находиться в отдаленных местах, или путешественники. Поскольку в горах или глухих лесах может произойти непредвиденная ситуация, и потребуется экстренная помощь, замены спутниковому телефону не найти.

Принцип работы спутникового устройства

От мобильного устройства спутниковые отличаются прежде всего внешним видом. С начала их появления приборы прошли несколько стадий модернизации, и их внешний вид изменился – от массивной трубки с антенной — до гаджета, напоминающего смартфон. Большинство из них сохранило свою особенность – выдвижную антенну, которая обеспечивает лучший прием информации.

Приборы могут быть как переносными, так и стационарными. В зависимости от назначения, устройства могут быть разных размеров и форм исполнения (существуют морские, воздушные и другие модификации).

Передача данных между устройством и спутником происходит при наличии присутствия девайса в зоне покрытия. Связь поддерживают орбитальные системы или группировки спутников. Некоторые из станций неподвижны, другие – постоянно меняют свое положение относительно земли. Взаимодействие организовано таким образом, что при выходе из одной зоны покрытия, прибор сразу попадает в другую. Функционал системы позволяет оставить переключение между зонами покрытия незаметным для абонента, связь не прерывается, помехи не появляются. Иногда встречаются ситуации, когда из-за присутствия физических объектов на пути передачи данных (постройки, деревья) могут возникать проблемы с соединением.

В продаже можно найти адаптеры, которые помогают модифицировать мобильное устройство в спутниковое. При использовании такого дополнения, вся информация, хранимая на смартфоне, остается у пользователя, при этом бонусом добавляется возможность пользоваться связью через спутник.

Отличия спутниковых телефонов от мобильных

Помимо различий в принципе работы и характеристиках, существенным различием является стоимость гаджета. Обычно стоимость использования аппарата в любой стране мира фиксирована, и некоторые путешественники рассматривают его в качестве альтернативы обычному смартфону при поездках за границу. Так как стоимость приобретения устройства высока, и не каждый может позволить себе такую покупку, появилась возможность арендовать гаджет на необходимый период.

Рассмотрим плюсы и минусы спутниковых телефонов. Плюсы:

• Пользователю нет необходимости думать о том, что в каком-то месте у него пропадет связь, или он не сможет кому-то дозвониться.
• Тариф на пользование услугами оператора оговаривается заранее и не подлежит изменению, не зависит от места нахождения абонента.
• Нет такого понятия, как роуминг, и в некоторых случаях пользование спутниковой связью выгоднее, чем мобильной.

Минусы:

• Высокая стоимость аппаратов, а также дорогой абонентский тариф (минута разговора может доходить до 10 долларов США).
• Иногда могут возникать трудности с идентификацией спутника.

Операторы связи

Спутниковая связь не настолько популярна как мобильная, да и порог входа в этот бизнес высок, поэтому существует всего 4 крупных компании, которые обеспечивают передачу данных с использованием спутника – Инмарсат, Иридиум, Турайа, Глобалстар. На территории России официально зарегистрированы первые три. Особенностью заключения договора на оказание услуг с помощью космических технологий является требование указывать серийный номер и артикул устройства, посредством которого будет осуществляться обслуживание абонента.

Инмарсат специализируется на обслуживании морских и речных судов, услуги связи используются в качестве дополнения к штатной навигации. Оператор имеет 11 станций, которые позволяют пользователям совершать вызовы, передавать сигналы SOS, обеспечивать выход в интернет. Поскольку аппаратов этой фирмы, предназначенных для использования гражданскими лицами, в продаже не найти, рассматривать компанию в рамках этой статьи не будем.

По сути, граждане Российской Федерации могут выбирать только между двумя компаниями – Иридиум и Турайа. Первая из них является крупнейшей по объему предоставляемых услуг. На балансе организации находится 66 спутников, которые вращаются по 11 орбитам. Дальность от земли до станций составляет 780 километров. Благодаря широкому охвату, пользователь может достигнуть соединения при условии отсутствия на пути крупных препятствий. Скорость перемещения орбитальных станций высокая, и составляет один оборот вокруг земли за 10 минут. Это обеспечивает небольшой период ожидания очередного соединения, если связь потеряна.

Турайа владеет 3 сателлитами. Они находятся на расстоянии в 35 000 км от земли на орбите, которая практически неподвижна. Особенность такой системы заключается в том, что чем дальше пользователь удаляется от экватора, тех хуже соединение, а на северном или южном полюсе оно вовсе отсутствует. Для того, чтобы не оставить абонента без связи, компания заключила договора с большинством мобильных операторов, и настроила оборудование таким образом, чтобы аппарат могу переключиться в любой момент на мобильную вышку. Кроме возможности совершения вызовов, абоненты также могут выходить в интернет, а также сохранять свою геолокацию.

Глобалстар предлагает абонентам самые выгодные тарифы, но при этом, по мнению пользователей, является ненадежным оператором. Это связано с тем, что спутники компании проходят через так называемую «бразильскую аномалию», в которой пропадает связь. Она восстанавливается только через 20 минут, что в некоторых ситуациях может вызывать определенные трудности для пользователя. В связи с этим, популярностью услуги компании не пользуются.

Рейтинг качественных телефонов, работающих через спутник

Бюджетные (до 50 тыс. рублей)

Thuraya XT-LITE

Рассматриваемая модель является одной из самых недорогих по цене в своей категории. Как ранее упоминалось, оператор имеет в своем распоряжении всего три спутника, которые находятся на экваторе. Из-за этой особенности, при пользовании устройства необходимо направлять антенну в сторону юга. Модель обладает минимальным функционалом из всех телефонов, которые продает компания.

Производитель заявляет следующие функции: звонки абонентам в сети оператора, отправка смс-сообщений, встроенный передатчик GPS (дает возможность определять местоположение пользователя, что важно для путешественников и любителей посещать дикие места). Абоненты на территории России заключают договора с местной компанией, которая является официальным представителем Турайа — GTNT.

Пользователи отмечают, что при наличии препятствий между телефоном и сателлитом, могут возникать проблемы со связью. Чаще всего вызываемый не слышит звонившего, при этом его голос передается хорошо. Для тех, кто совершает путешествие в группе, будет интересна возможность отправлять сообщение с координатами всем членам одним нажатием кнопки на устройстве руководителя. Из других особенностей можно выделить неплохую батарею – если расходовать заряд автономно, и включать прибор только на период совершения звонка, одного заряда хватит более, чем на неделю. Заряжать гаджет можно с использованием кабеля USB, либо через дата-кабель (который идет в комплекте). Корпус девайса защищен от влаги и попадания внутрь частиц пыли и грязи.

Клавиатура устройства механическая, с черными обрезиненными кнопками. Покупатели жалуются, что из-за небольшого размера, их неудобно нажимать в перчатках. Для россиян неприятной особенностью является отсутствие кириллицы на клавишах, из-за чего смс-сообщения набирать неудобно. При наборе символов не отображается цифра, которая выбирается в текущий момент, к этому тоже приходится некоторое время привыкать. Выход в интернет отсутствует.

Антенна в приборе всенаправленная. В режиме разговора телефон способен проработать без подзарядки 6 часов, в режиме ожидания – до 80. Габаритные размеры гаджета – 128*53*27 мм. Вес – 186 грамм. Кроме основных функций, есть несколько дополнительных: запрет входящих вызовов, переадресация, конференц-связь, создание групп, голосовая почта.

Входящие звонки на территории России бесплатны. При этом, звонящему вызов обойдется в 300 рублей за минуту. По мнению покупателей, уровень связи на приемлемом уровне поддерживается только на улице, в помещении либо в месте, где много высоких строений, возможны перебои, вплоть до потери сигнала. Средняя цена товара составляет 49 000 рублей.

Thuraya XT-LITE

Достоинства:

• бесплатные входящие;
• компактные размеры;
• так как модель одна из самых продаваемых, найти на нее запчасти в случае поломки не составит труда;
• качественные комплектующие.

Недостатки:

• среди отзывов покупателей встречаются жалобы на то, что аппарат теряет связь (чаще всего это связано с ошибками, которые пользователи совершают при выборе устройства – необходимо ориентироваться на зону покрытия конкретного оператора);
• нет русской клавиатуры.

Garmin InReach Explorer+

Продолжает обзор продукт от компании, которая хорошо известна на рынке товаров для туризма и путешествий. Кроме того, что цена на девайс самая хорошая, по сравнению с предложениями конкурентов, он может работать не только от спутника, но и посредством GSM вышек. К преимуществам устройства можно также отнести совместимость с системой Иридиум, которая отличается высоким качеством покрытия.

Оператором заявлена поддержка туристов в составе организованных групп – для этого нужно зарегистрировать команду, указав ее численность и маршрут следования. Для того, чтобы сообщить о нештатной ситуации, нужно нажать кнопку SOS, после чего сигнал попадет на пульт дежурного.

Там, где связь работает с перебоями, можно общаться с членами группы с помощью СМС-сообщений. Аппарат отслеживает маршрут следования и сохраняет его в памяти, позволяя восстановить путь до мельчайших подробностей. При желании, можно подключить прибор к смартфону, и получить доступ к цветным картам, сформированным с помощью аэросъемки. Производителем заявлено время автономной работы в экономичном режиме до 120 часов. В комплект поставки входит устройство, кабель для зарядки, а также подробная инструкция по эксплуатации.

Время установления соединения составляет 2-5 минут. Пользователям на выбор предлагаются несколько тарифных планов, каждый из которых отличается друг от друга стоимостью и набором функций. Кроме основной функции, аппарат позволяет также отслеживать путь следования, с периодической отправкой координат в интервале, указанном пользователем. Из других полезных функций можно выделить получение прогноза погоды, который собирает точные данные со спутника. Габаритные размеры девайса составляют 164*68*38 мм. Средняя цена товара не превышает 40 тыс. рублей.

Garmin InReach Explorer+

Достоинства:

• бюджетная цена;
• известный бренд, которых хорошо зарекомендовал себя;
• телефон с усиленным корпусом не боится повреждений при падении с высоты;
• лучшее соотношение цены и качества.

Недостатки:

• отсутствует выход в интернет.

Средняя ценовая категория (от 50 до 90 тыс. руб.)

Iridium 9555

Так как модель вышла на рынок еще в 2008 году, ее дизайн морально устарел, и по внешнему виду напоминает аппараты Нокиа первых годов выпуска. Несмотря на это, она до сих пор считается эталоном среди спутниковых устройств. Изготовлением аппаратов торговой марки занимаются два лучших производителя электроники – американская компания Моторола и японская Куосера.

Прибор работает в одноименной сети. Диапазон рабочих температур – от -20 до 60 ºС. Экран монохромный. Батарея емкостью 2200 мА·ч способна обеспечить до 4 часов разговора, и до 30 часов работы в режиме ожидания. Габаритные размеры – 143*55*30 мм. Вес – 266 гр. Терминал внешне похож на своего старшего «собрата» 9575, и отличается от него только урезанным функционалом. Однако, для рядовых пользователей отсутствие некоторых функций не является критичным, в то время как цена — основной критерий выбора.

Пользователи отмечают компактные размеры, хорошую защиту от внешних воздействий, удобное крепление на пояс. С основной задачей — совершать звонки и передавать текстовые сообщения, аппарат справляется без нареканий, поскольку оператор обладает 100% покрытием, в том числе и на полюсах. Прибор укомплектован встроенной антенной. Для улучшения качества связи она выдвигается из корпуса. В комплект поставки входит само устройство, аккумулятор, набор переходников под любые разновидности розеток, кабель USB, внешняя антенная (опционально), программное обеспечение на диске, а также техническое описание.

Прямой выход в интернет отсутствует – есть только возможность подключиться к компьютеру или ноутбуку через разъем USB, при этом скорость передачи информации не сравнится с обычным смартфоном. Согласно рекомендациям покупателей, при ограниченном бюджете можно рассмотреть даже подержанный аппарат – он прослужит долгое время. При этом основное, на что следует обратить внимание – скорость работы девайса, отсутствие «подвисаний», а также быстроту разрядки аккумулятора. Средняя цена товара составляет 70 000 рублей.

Iridium 9555

Достоинства:

• высокое качество покрытия;
• эргономичный дизайн;
• прочный корпус;
• качественные комплектующие.

Недостатки:

• малое время работы аккумулятора;
• отсутствует прямой выход в Интернет.

Qualcomm GSP-1700

Продолжает рейтинг модель от оператора Глобалстар. Производитель заявляет следующие возможности: осуществление звонков между абонентами, определение местоположения пользователя с использованием точек координат, мобильный интернет, конференцсвязь между тремя пользователями. Телефон самый компактный в линейке компании. Модель популярна благодаря относительно невысокой стоимости, а также присутствию мобильного интернета на приемлемой скорости.

Покупатели отмечают присутствие возможности приема сигнала при сложенной антенне, блокировку клавиатуры, понятный интерфейс, определение координат местоположения с высокой точностью (погрешность не превышает 300 метров). В режиме разговора терминал должен работать не менее 4 часов, время ожидания (с открытой антенной) – от 36 часов. Есть возможность подключить наружную антенную (приобретается отдельно). Также можно подключить гарнитуру через стандартный аудио разъем или адаптер Bluetooth. Дисплей цветной, небольшого размера.

Аппарат предназначен для использования в любых погодных условиях, поэтому имеет пыле- и влагозащитный корпус. Покупателю на выбор предлагается несколько расцветок – бронзово-медная, серебристо-серая, красная. Габаритные размеры – 135*54*35 мм, вес – 202 грамма. Помимо стандартной комплектации можно приобрести адаптер для прикуривателя в автомобиле, дополнительную трубку для проведения конференц-переговоров, комплект для установки прибора на панель транспортного средства (автомобиль, судно, и др.).

Среди других преимуществ пользователи отмечают самые хорошие тарифы на спутниковую связь – первоначальная активация карты стоит около 50 евро, а минута разговора колеблется в районе 1 доллара. Средняя цена товара составляет 73 000 рублей.

Qualcomm GSP-1700

Достоинства:

• компактные размеры;
• наличие интернета;
• отслеживание местоположения пользователя с точностью до 300 метров;
• возможность совершать звонки при сложенной антенне.

Недостатки:

• в сети встречаются многочисленные жалобы на качество связи, предоставляемое оператором Глобалстар.

Iridium GO!

Несмотря на то, что прибор был новинкой еще в 2014 году, когда вышел на рынок, своей актуальности на сегодняшний день он не потерял. Терминал популярной фирмы отличается нестандартным внешним видом – не каждый поймет, что это спутниковый телефон. Устройство пользуется популярностью в основном среди туристов, охотников, а также любителей водных плавсредств.

Производитель заявляет следующие функции: совершение вызовов как одному абоненту, так и группе, передача сообщений и координат абонента, вызов спасателей, прогноз погоды, выход в интернет. Для тех, кто путешествует в составе малых групп, будет интересна возможность сохранять на устройстве индивидуальные настройки каждого пользователя, настраивая его под себя.

Аппарат представляет собой не классический спутниковый телефон, а точку доступа, которая путем сопряжения посредством Wi-fi соединяет смартфон с вызываемым абонентом. При этом пока один пользователь совершает вызов, 4 члена группы могут отправлять текстовые сообщения либо выходить в интернет. Это позволяет вести разговор в удобной позе для пользователя, не принимая вынужденную позицию по направлению к спутнику.

Девайс работает со смартфоном, планшетом или ноутбуком посредством специальных программ, прямое соединение невозможно. У некоторых пользователей возникают трудности с работой в этих программах, часто встречаются жалобы на некорректное соединение через модуль Wi-fi. Емкость аккумулятора устройства составляет 3 600 мА·ч, время работы в режиме разговора – 4 часа. Диапазон рабочих температур – от -10 до 50 ºС. Габаритные размеры 114*83*32 мм, вес – 305 гр. Защита от внешних воздействий класса IP65. Средняя цена товара составляет 78 000 рублей.

Iridium GO!

Достоинства:

• большое количество положительных отзывов покупателей;
• выгодный вариант для больших групп — один девайс на 5 человек обойдется дешевле по сравнению с тем, сколько будут стоить аппараты для каждого из членов;
• есть выход в интернет.

Недостатки:

• Не самое надежное соединение со смартфоном или ноутбуком.

Премиальные (свыше 90 тыс. руб.)

Iridium 9575 Extreme

Рассматриваемая модель является «старшей» по отношению к Iridium 9555. Особенности выбора этой модификации заключаются в том, что она предназначена для использования в экстремальных условиях, что указано даже в наименовании девайса. Аппарат комплектуется модулем GPS, который дает возможность передавать координаты местоположения.

Своим появлением на свет модель обязана американским военным. В 2010 годы компания Иридиум была на грани банкротства, и правительство США приняло решение поддержать ее, оснастив спутниковыми устройствами действующую армию. Для тестирования военные получили «младшую» модель 9555, которая пришлась им по вкусу, и вызвала только одно нарекание – отсутствие GPS. Вскоре этот недостаток был нивелирован в новой модификации, в которой были учтены все недостатки.

Так как прибор создавался специально для эксплуатации в разных природных условиях, это учтено во всех деталях – по периметру устройство отделано мягкой резиной, что предотвращает вероятность выскальзывания даже из влажных ладоней. На торце размещена кнопка экстренного вызова спасателей, которая защищена от случайного нажатия пластиковой крышкой.

Телефон может совершать звонки абонентам по всему миру, передавать сообщения, отправлять электронную почту. Кроме этого, его можно подключить к компьютеру, ноутбуку или планшету, создав точку доступа и обеспечив выход в интернет.

Класс защиты от воздействий — IP65. Габаритные размеры – 140*60*27 мм, вес – 247 грамм. Время работы в режиме разговора – 3,5 часа, в режиме ожидания – 30 часов. Средняя цена товара составляет 99 000 рублей.

Iridium 9575 Extreme

Достоинства:

• высокая устойчивость к механическим повреждениям;
• компактные размеры;
• качественные комплектующие;
• есть модуль GPS;
• хорошее качество связи.

Недостатки:

• высокая стоимость.

Thuraya XT-PRO DUAL

Коммутатор популярной фирмы отличается наличием двух сим-карт – одна используется для спутниковой связи, а другой – для мобильной. Сомневаясь, телефон какой фирмы лучше купить, многие советуют обратить внимание именно на этот аппарат, поскольку он способен работать в двух режимах одновременно, тем самым обеспечивая пользователя дополнительной точкой доступа. Благодаря наличию этой функции, абонент будет доступен везде и всегда. Производитель заявляет о том, что его спутники обеспечивают покрытие более, чем в 160 странах.

Как и в других подобных девайсах, здесь есть кнопка SOS, а также функция отслеживания местоположения пользователя. Уровень защиты от пыли и воды – IP55. Стекло имеет защитное покрытие Gorilla glass, которое считается самым устойчивым к повреждениям среди тех, какие бывают в смартфонах. Есть функция передачи координат местоположения, она работает в трех режимах: через выбранный интервал, через пройденное расстояние, или после выхода из заданной окружности. Выход в интернет может осуществляться либо через спутник, либо с использованием модуля GPS. Возможно соединение с планшетом или ноутбуком через дата-кабель.

Время работы в режиме разговора – 11 часов, в режиме ожидания – 100 часов. Габаритные размеры – 138*57*27. Вес – 222 грамма. Диапазон рабочих температур – от -10 до 55ºС. Средняя цена товара составляет 91 000 рублей.

Thuraya XT-PRO DUAL

Достоинства:

• два режима работы — мобильный и спутниковый, которые могут функционировать одновременно;
• долгий срок работы от одного заряда;
• качественная сборка;
• расширенные настройки отслеживания местоположения.

Недостатки:

• низкий класс защиты от внешних воздействий;
• нет модуля Wi-fi;
• высокая стоимость.

Thuraya X5-Touch

Новинка от известного бренда представляет собой первый в мире смартфон, работающий на Андроид, который может совершать звонки как через мобильного оператора, так и посредством спутника. В корпус вмонтировано два слота для сим-карт, которые могут работать поочередно, либо параллельно. Есть модуль Wi-fi и Bluetooth (используются для подключения к другим гаджетам и создания точки доступа). Также есть NFC – используется для бесконтактной оплаты.

Поскольку телефон только недавно вышел на рынок (2018 год) и стоит дороже всех существующих конкурентов (110 тыс. руб.), информацию о нем найти в сети непросто. Дисплей Full HD с диагональю 5,2 дюйма оснащен защитным экраном Gorilla glass, и устойчив к механическим повреждениям. Есть две камеры, одна из которых имеет разрешение 8,0 мегапикселей, что позволяет делать качественные снимки в путешествиях. Батарея литий-полимерная, емкостью 3 800 м·Ач. Аппарат поддерживает две навигационные системы – Глонасс (Россия) и Бейдоу-2 (Китай).

Есть большое количество датчиков – гироскоп, акселерометр, компас, барометр, сканер отпечатка пальцев и др. Время работы в режиме разговора – 11 часов, в режиме ожидания – 100 часов. Габаритные размеры – 145*75*24 мм. Вес – 262 грамма. Версия Андроид – 7.1. Класс защиты от внешних воздействий — IP67. Есть аудио разъем для наушников 3,5 мм. Имеется кнопка SOS. Отдельно к аппарату можно приобрести зарядное устройство, которое работает от солнечной энергии.

Thuraya X5-Touch

Достоинства:

• широкий функционал, большое количество возможностей;
• система Андроид позволяет настроить девайс под себя;
• длительное время работы в режиме разговора;
• технология Always on позволяет использовать две сим-карты одновременно.

Недостатки:

• высокая стоимость.

Заключение

Перед тем, как выбрать телефон, который работает через спутник, стоит хорошо подумать. Прежде всего, необходимо оценить реальную потребность в аппарате – ведь он стоит дорого, а использоваться может редко. Большинство моделей, представленных на рынке, выпускаются операторами и работают только в одной сети. Практически все они обладают минимальным функционалом, и способны только совершать вызовы либо передавать текстовые сообщения.

По большому счету, многие из коммутаторов используются только небольшой период времени (исключение составляют туристы, либо люди, по роду деятельности вынужденные долгое время находиться в отдаленных местах), поэтому нерационально приобретать дорогое устройство, если не планируется использовать его на постоянной основе.

Среди советов по выбору коммутаторов часто встречается мнение о том, что, если бюджет позволяет, нужно приобретать двухрежимные аппараты, которые могут также работать в сети GSM. Это мнение спорное – с одной стороны, они позволяют быть доступным в любом месте, а с другой – телефон в скором времени станет морально устаревшим, так как производители мобильных телефонов постоянно совершенствуют свою продукцию. Мы рекомендуем иметь два устройства для связи – отдельно мобильный и отдельно спутниковый телефон. Это обеспечит также и наличие запасного аппарата в случае, если один из девайсов повредится и перестанет функционировать.

Мы надеемся, что наш обзор поможет Вам сделать правильный выбор!

Satellite Internet access is Internet access provided through communication satellites. Modern consumer grade satellite Internet service is typically provided to individual users through geostationary satellites that can offer relatively high data speeds,^[1] with newer satellites using K_u band to achieve downstream data speeds up to 506 Mbit/s.^[2] In addition, new satellite internet constellations are being developed in low-earth orbit to enable low-latency internet access from space.

History[edit]

Following the launch of the first satellite, Sputnik 1, by the Soviet Union in October 1957, the US successfully launched the Explorer 1 satellite in 1958. The first commercial communications satellite was Telstar 1, built by Bell Labs and launched in July 1962.

The idea of a geosynchronous satellite—one that could orbit the Earth above the equator and remain fixed by following the Earth’s rotation—was first proposed by Herman Potočnik in 1928 and popularised by the science fiction author Arthur C. Clarke in a paper in Wireless World in 1945.^[3] The first satellite to successfully reach geostationary orbit was Syncom3, built by Hughes Aircraft for NASA and launched on August 19, 1963. Succeeding generations of communications satellites featuring larger capacities and improved performance characteristics were adopted for use in television delivery, military applications and telecommunications purposes. Following the invention of the Internet and the World Wide Web, geostationary satellites attracted interest as a potential means of providing Internet access.

A significant enabler of satellite-delivered Internet has been the opening up of the K_a band for satellites. In December 1993, Hughes Aircraft Co. filed with the Federal Communications Commission for a license to launch the first K_a-band satellite, Spaceway. In 1995, the FCC issued a call for more K_a-band satellite applications, attracting applications from 15 companies. Among those were EchoStar, Lockheed Martin, GE-Americom, Motorola and KaStar Satellite, which later became WildBlue.

Among prominent aspirants in the early-stage satellite Internet sector was Teledesic, an ambitious and ultimately failed project funded in part by Microsoft that ended up costing more than $9 billion. Teledesic’s idea was to create a broadband satellite constellation of hundreds of low-orbiting satellites in the K_a-band frequency, providing inexpensive Internet access with download speeds of up to 720 Mbit/s. The project was abandoned in 2003. Teledesic’s failure, coupled with the bankruptcy filings of the satellite communications providers Iridium Communications Inc. and Globalstar, dampened marketplace enthusiasm for satellite Internet development. The first Internet-ready satellite for consumers was launched in September 2003.^[4]

In 2004, with the launch of Anik F2, the first high throughput satellite, a class of next-generation satellites providing improved capacity and bandwidth became operational. More recently, high throughput satellites such as ViaSat’s ViaSat-1 satellite in 2011 and HughesNet’s Jupiter in 2012 have achieved further improvements, elevating downstream data rates from 1–3 Mbit/s up to 12–15Mbit/s and beyond. Internet access services tied to these satellites are targeted largely to rural residents as an alternative to Internet service via dial-up, ADSL or classic FSSes.^[5]

In 2013 the first four satellites of the O3b constellation were launched into medium Earth orbit (MEO) to provide internet access to the «other three billion» people without stable internet access at that time. Over the next six years, 16 further satellites joined the constellation, now owned and operated by SES.^[6]

Since 2014, a rising number of companies announced working on internet access using satellite constellations in low Earth orbit. SpaceX, OneWeb and Amazon all plan to launch more than 1000 satellites each. OneWeb alone raised $1.7 billion by February 2017 for the project,^[7] and SpaceX raised over one billion in the first half of 2019 alone for their service called Starlink^[8] and expected more than $30 billion in revenue by 2025 from its satellite constellation.^[9][10] Many planned constellations employ laser communication for inter-satellite links to effectively create a space-based internet backbone.

In September 2017, SES announced the next generation of O3b satellites and service, named O3b mPOWER. The constellation of 11 MEO satellites will deliver 10 terabits of capacity globally through 30,000 spot beams for broadband internet services. The first two O3b mPOWER satellites launched in December 2022, with nine more scheduled for deployment in 2023-2024 and the initial service start expected in Q3 2023.^[11][12]

As of 2017, airlines such as Delta and American have been introducing satellite internet as a means of combating limited bandwidth on airplanes and offering passengers usable internet speeds.^[13]

Companies and market[edit]

United States[edit]

Companies providing home internet service in the United States of America include ViaSat, through its Exede brand, EchoStar, through subsidiary HughesNet, and Starlink.^[14]

United Kingdom[edit]

In the United Kingdom, companies providing satellite Internet access include Konnect, Broadband Everywhere and Freedomsat.^[15]

Function[edit]

Satellite Internet generally relies on three primary components: a satellite – historically in geostationary orbit (or GEO) but now increasingly in Low Earth orbit (LEO) or Medium Earth orbit MEO)^[16] – a number of ground stations known as gateways that relay Internet data to and from the satellite via radio waves (microwave), and further ground stations to serve each subscriber, with a small antenna and transceiver. Other components of a satellite Internet system include a modem at the user end which links the user’s network with the transceiver, and a centralized network operations centre (NOC) for monitoring the entire system. Working in concert with a broadband gateway, the satellite operates a Star network topology where all network communication passes through the network’s hub processor, which is at the centre of the star. With this configuration, the number of ground stations that can be connected to the hub is virtually limitless.

Satellite[edit]

Marketed as the centre of the new broadband satellite networks are a new generation of high-powered GEO satellites positioned 35,786 kilometres (22,236 mi) above the equator, operating in K_a-band (18.3–30 GHz) mode.^[17] These new purpose-built satellites are designed and optimized for broadband applications, employing many narrow spot beams,^[18] which target a much smaller area than the broad beams used by earlier communication satellites. This spot beam technology allows satellites to reuse assigned bandwidth multiple times which can enable them to achieve much higher overall capacity than conventional broad beam satellites. The spot beams can also increase performance and consequential capacity by focusing more power and increased receiver sensitivity into defined concentrated areas. Spot beams are designated as one of two types: subscriber spot beams, which transmit to and from the subscriber-side terminal, and gateway spot beams, which transmit to/from a service provider ground station. Note that moving off the tight footprint of a spotbeam can degrade performance significantly. Also, spotbeams can make the use of other significant new technologies impossible, including ‘Carrier in Carrier’ modulation.

In conjunction with the satellite’s spot-beam technology, a bent-pipe architecture has traditionally been employed in the network in which the satellite functions as a bridge in space, connecting two communication points on the ground. The term «bent-pipe» is used to describe the shape of the data path between sending and receiving antennas, with the satellite positioned at the point of the bend.
Simply put, the satellite’s role in this network arrangement is to relay signals from the end user’s terminal to the ISP’s gateways, and back again without processing the signal at the satellite. The satellite receives, amplifies, and redirects a carrier on a specific radio frequency through a signal path called a transponder.^[19]

Some satellite constellations in LEO such as Starlink and the proposed Telesat constellation will employ laser communication equipment for high-throughput optical inter-satellite links. The interconnected satellites allow for direct routing of user data from satellite to satellite and effectively create a space-based optical mesh network that will enable seamless network management and continuity of service.^[20]

The satellite has its own set of antennas to receive communication signals from Earth and to transmit signals to their target location. These antennas and transponders are part of the satellite’s «payload», which is designed to receive and transmit signals to and from various places on Earth. What enables this transmission and reception in the payload transponders is a repeater subsystem (RF (radio frequency) equipment) used to change frequencies, filter, separate, amplify and group signals before routing them to their destination address on Earth. The satellite’s high-gain receiving antenna passes the transmitted data to the transponder which filters, translates and amplifies them, then redirects them to the transmitting antenna on board. The signal is then routed to a specific ground location through a channel known as a carrier. Beside the payload, the other main component of a communications satellite is called the bus, which comprises all equipment required to move the satellite into position, supply power, regulate equipment temperatures, provide health and tracking information, and perform numerous other operational tasks.^[19]

Gateways[edit]

Along with dramatic advances in satellite technology over the past decade, ground equipment has similarly evolved, benefiting from higher levels of integration and increasing processing power, expanding both capacity and performance boundaries.
The Gateway—or Gateway Earth Station (its full name)—is also referred to as a ground station, teleport or hub. The term is sometimes used to describe just the antenna dish portion, or it can refer to the complete system with all associated components.
In short, the gateway receives radio wave signals from the satellite on the last leg of the return or upstream payload, carrying the request originating from the end-user’s site. The satellite modem at the gateway location demodulates the incoming signal from the outdoor antenna into IP packets and sends the packets to the local network. Access server/gateways manage traffic transported to/from the Internet. Once the initial request has been processed by the gateway’s servers, sent to and returned from the Internet, the requested information is sent back as a forward or downstream payload to the end-user via the satellite, which directs the signal to the subscriber terminal. Each Gateway provides the connection to the Internet backbone for the gateway beam(s) it serves.
The system of gateways comprising the satellite ground system provides all network services for satellite and corresponding terrestrial connectivity. Each gateway provides a multiservice access network for subscriber terminal connections to the Internet.
In the continental United States, because it is north of the equator, all gateway and subscriber dish antenna must have an unobstructed view of the southern sky. Because of the satellite’s geostationary orbit, the gateway antenna can stay pointed at a fixed position.

Antenna dish and modem[edit]

For the customer-provided equipment (i.e. PC and router) to access the broadband satellite network, the customer must have additional physical components installed:

Outdoor unit (ODU)[edit]

At the far end of the outdoor unit is typically a small (2–3-foot, 60–90 cm diameter), reflective dish-type radio antenna. The VSAT antenna must also have an unobstructed view of the sky to allow for proper line-of-sight (L-O-S) to the satellite.
There are four physical characteristic settings used to ensure that the antenna is configured correctly at the satellite, which are: azimuth, elevation, polarization, and skew. The combination of these settings gives the outdoor unit a L-O-S to the chosen satellite and makes data transmission possible. These parameters are generally set at the time the equipment is installed, along with a beam assignment (K_a-band only); these steps must all be taken prior to the actual activation of service.
Transmit and receive components are typically mounted at the focal point of the antenna which receives/sends data from/to the satellite. The main parts are:

• Feed – This assembly is part of the VSAT receive and transmit chain, which consists of several components with different functions, including the feed horn at the front of the unit, which resembles a funnel and has the task of focusing the satellite microwave signals across the surface of the dish reflector. The feed horn both receives signals reflected off the dish’s surface and transmits outbound signals back to the satellite.
• Block upconverter (BUC) – This unit sits behind the feed horn and may be part of the same unit, but a larger (higher wattage) BUC could be a separate piece attached to the base of the antenna. Its job is to convert the signal from the modem to a higher frequency and amplify it before it is reflected off the dish and towards the satellite.
• Low-noise block downconverter (LNB) – This is the receiving element of the terminal. The LNB’s job is to amplify the received satellite radio signal bouncing off the dish and filter out the noise, which is any signal not carrying valid information. The LNB passes the amplified, filtered signal to the satellite modem at the user’s location.

Indoor unit (IDU)[edit]

The satellite modem serves as an interface between the outdoor unit and customer-provided equipment (i.e. PC, router) and controls satellite transmission and reception. From the sending device (computer, router, etc.) it receives an input bitstream and converts or modulates it into radio waves, reversing that order for incoming transmissions, which is called demodulation. It provides two types of connectivity:

• Coaxial cable (COAX) connectivity to the satellite antenna. The cable carrying electromagnetic satellite signals between the modem and the antenna generally is limited to be no more than 150 feet in length.
• Ethernet connectivity to the computer, carrying the customer’s data packets to and from the Internet content servers.

Consumer grade satellite modems typically employ either the DOCSIS or WiMAX telecommunication standard to communicate with the assigned gateway.

Challenges and limitations[edit]

Signal latency[edit]

Latency (commonly referred to as «ping time») is the delay between requesting data and the receipt of a response, or in the case of one-way communication, between the actual moment of a signal’s broadcast and the time it is received at its destination.

A radio signal takes about 120 milliseconds to reach a geostationary satellite and then 120 milliseconds to reach the ground station, so nearly 1/4 of a second overall. Typically, during perfect conditions, the physics involved in satellite communications account for approximately 550 milliseconds of latency round-trip time.

The longer latency is the primary difference between a standard terrestrial-based network and a geostationary satellite-based network. The round-trip latency of a geostationary satellite communications network can be more than 12 times that of a terrestrial based network.^[21][22]

Satellite latency can be detrimental to especially time-sensitive applications such as on-line gaming (although it only seriously affects the likes of first-person shooters while many MMOGs can operate well over satellite Internet^[23]), but IPTV is typically a simplex operation (one-way transmission) and latency is not a critical factor for video transmission.

The effects of this delay may be mitigated using data compression, TCP-acceleration, and HTTP pre-fetching.^[24]

Geostationary orbits[edit]

A geostationary orbit (or geostationary Earth orbit/GEO) is a geosynchronous orbit directly above the Earth’s equator (0° latitude), with a period equal to the Earth’s rotational period and an orbital eccentricity of approximately zero (i.e. a «circular orbit»). An object in a geostationary orbit appears motionless, at a fixed position in the sky, to ground observers. Launchers often place communications satellites and weather satellites in geostationary orbits, so that the satellite antennas that communicate with them do not have to move to track them, but can point permanently at the position in the sky where the satellites stay. Due to the constant 0° latitude and circularity of geostationary orbits, satellites in GEO differ in location by longitude only.

Compared to ground-based communication, all geostationary satellite communications experience higher latency due to the signal having to travel 35,786 km (22,236 mi) to a satellite in geostationary orbit and back to Earth again. Even at the speed of light (about 300,000 km/s or 186,000 miles per second), this delay can appear significant. If all other signaling delays could be eliminated, it still takes a radio signal about 250 milliseconds (ms), or about a quarter of a second, to travel to the satellite and back to the ground.^[25] The absolute minimum total amount of delay varies, due to the satellite staying in one place in the sky, while ground-based users can be directly below (with a roundtrip latency of 239.6 ms), or far to the side of the planet near the horizon (with a roundtrip latency of 279.0 ms).^[26]

For an Internet packet, that delay is doubled before a reply is received. That is the theoretical minimum. Factoring in other normal delays from network sources gives a typical one-way connection latency of 500–700 ms from the user to the ISP, or about 1,000–1,400 ms latency for the total round-trip time (RTT) back to the user. This is more than most dial-up users experience at typically 150–200 ms total latency, and much higher than the typical 15–40 ms latency experienced by users of other high-speed Internet services, such as cable or VDSL.^[27]

For geostationary satellites, there is no way to eliminate latency, but the problem can be somewhat mitigated in Internet communications with TCP acceleration features that shorten the apparent round trip time (RTT) per packet by splitting («spoofing») the feedback loop between the sender and the receiver. Certain acceleration features are often present in recent technology developments embedded in satellite Internet equipment.

Latency also impacts the initiation of secure Internet connections such as SSL which require the exchange of numerous pieces of data between web server and web client. Although these pieces of data are small, the multiple round-trips involved in the handshake produce long delays compared to other forms of Internet connectivity, as documented by Stephen T. Cobb in a 2011 report published by the Rural Mobile and Broadband Alliance.^[28] This annoyance extends to entering and editing data using some Software as a Service or SaaS applications as well as in other forms of online work.

Functions like live interactive access to a distant computer—such as virtual private networks can be affected by the high latency. Many TCP protocols were not designed to work in high-latency environments.

Medium and Low Earth Orbits[edit]

Medium Earth orbit (MEO) and low Earth orbit (LEO) satellite constellations do not have such long delays, as the satellites are closer to the ground. For example:

• The current LEO constellations of Globalstar and Iridium satellites have delays of less than 40 ms round trip, but their throughput is less than broadband at 64 kbit/s per channel. The Globalstar constellation orbits 1,420 km above the Earth and Iridium orbits at 670 km altitude.
• The O3b constellation orbits at 8,062 km, with RTT latency of approximately 125 ms.^[29] The network is also designed for much higher throughput with links well in excess of 1 Gbit/s (Gigabits per second). The forthcoming O3b mPOWER constellation shares the same orbit and will deliver from 50Mbps to multiple gigabits per second to a single user.^[30]
• The Starlink satellites orbit at 550 km altitude, with an average RTT latency of 45 ms in 2021.^[31]

Unlike geostationary satellites, LEO and MEO satellites do not stay in a fixed position in the sky and from a lower altitude they can «see» a smaller area of the Earth, and so continuous widespread access requires a constellation of many satellites (low-Earth orbits needing more satellites than medium-Earth orbits) with complex constellation management to switch data transfer between satellites and keep the connection to a customer, and tracking by the ground stations.^[16][32]

MEO satellites require higher power transmissions than LEO to achieve the same signal strength at the ground station but their higher altitude also provides less orbital overcrowding, and their slower orbit speed reduces both Doppler shift and the size and complexity of the constellation required.^[33][34]

Tracking of the moving satellites is usually undertaken in one of three ways, using:

• more diffuse or completely omnidirectional ground antennas capable of communicating with one or more satellites visible in the sky at the same time, but at significantly higher transmit power than fixed geostationary dish antennas (due to the lower gain), and with much poorer signal-to-noise ratios for receiving the signal
• motorized antenna mounts with high-gain, narrow beam antennas tracking individual satellites
• phased array antennas that can steer the beam electronically, together with software that can predict the path of each satellite in the constellation.

In May 2022, Kazakhstani mobile network operator, Kcell, and satellite owner and operator, SES used SES’s O3b MEO satellite constellation to demonstrate that MEO satellites could be used to provide high-speed mobile internet to remote regions of Kazakhstan for reliable video calling, conferencing and streaming, and web browsing, with a latency five times lower than on the existing platform based on geostationary orbit satellites.^[35][36]

Ultralight atmospheric aircraft as satellites[edit]

A proposed alternative to relay satellites is a special-purpose solar-powered ultralight aircraft, which would fly along a circular path above a fixed ground location, operating under autonomous computer control at a height of approximately 20,000 meters.

For example, the United States Defense Advanced Research Projects Agency Vulture project envisaged an ultralight aircraft capable of station-keeping over a fixed area for a period of up to five years, and able to provide both continuous surveillance to ground assets as well as to service extremely low-latency communications networks.^[37] This project was cancelled^{[by whom?]} in 2012 before it became operational.^{[citation needed]}

Onboard batteries would charge during daylight hours through solar panels covering the wings, and would provide power to the plane during night. Ground-based satellite internet dishes would relay signals to and from the aircraft, resulting in a greatly reduced round-trip signal latency of only 0.25 milliseconds. The planes could potentially run for long periods without refueling. Several such schemes involving various types of aircraft have been proposed in the past.

Interference[edit]

Satellite communications are affected by moisture and various forms of precipitation (such as rain or snow) in the signal path between end users or ground stations and the satellite being utilized. This interference with the signal is known as rain fade. The effects are less pronounced on the lower frequency ‘L’ and ‘C’ bands, but can become quite severe on the higher frequency ‘Ku’ and ‘Ka’ band. For satellite Internet services in tropical areas with heavy rain, use of the C band (4/6 GHz) with a circular polarisation satellite is popular.^[38] Satellite communications on the K_a band (19/29 GHz) can use special techniques such as large rain margins, adaptive uplink power control and reduced bit rates during precipitation.

Rain margins are the extra communication link requirements needed to account for signal degradations due to moisture and precipitation, and are of acute importance on all systems operating at frequencies over 10 GHz.^[39]

The amount of time during which service is lost can be reduced by increasing the size of the satellite communication dish so as to gather more of the satellite signal on the downlink and also to provide a stronger signal on the uplink. In other words, increasing antenna gain through the use of a larger parabolic reflector is one way of increasing the overall channel gain and, consequently, the signal-to-noise (S/N) ratio, which allows for greater signal loss due to rain fade without the S/N ratio dropping below its minimum threshold for successful communication.

Modern consumer-grade dish antennas tend to be fairly small, which reduces the rain margin or increases the required satellite downlink power and cost. However, it is often more economical to build a more expensive satellite and smaller, less expensive consumer antennas than to increase the consumer antenna size to reduce the satellite cost.

Large commercial dishes of 3.7 m to 13 m diameter can be used to achieve increased rain margins and also to reduce the cost per bit by allowing for more efficient modulation codes. Alternately, larger aperture antennae can require less power from the satellite to achieve acceptable performance. Satellites typically use photovoltaic solar power, so there is no expense for the energy itself, but a more powerful satellite will require larger, more powerful solar panels and electronics, often including a larger transmitting antenna. The larger satellite components not only increase materials costs but also increase the weight of the satellite, and in general, the cost to launch a satellite into an orbit is directly proportional to its weight. (In addition, since satellite launch vehicles [i.e. rockets] have specific payload size limits, making parts of the satellite larger may require either more complex folding mechanisms for parts of the satellite like solar panels and high-gain antennas, or upgrading to a more expensive launch vehicle that can handle a larger payload.)

Modulated carriers can be dynamically altered in response to rain problems or other link impairments using a process called adaptive coding and modulation, or «ACM». ACM allows the bit rates to be increased substantially during normal clear sky conditions, increasing the number of bits per Hz transmitted, and thus reducing overall cost per bit. Adaptive coding requires some sort of a return or feedback channel which can be via any available means, satellite or terrestrial.

Line of sight[edit]

Two objects are said to be within line of sight if a straight line between the objects can be connected without any interference, such as a mountain. An object beyond the horizon is below the line of sight and, therefore, can be difficult to communicate with.

Typically a completely clear line of sight between the dish and the satellite is required for the system to work optimally. In addition to the signal being susceptible to absorption and scattering by moisture, the signal is similarly impacted by the presence of trees and other vegetation in the path of the signal. As the radio frequency decreases, to below 900 MHz, penetration through vegetation increases, but most satellite communications operate above 2 GHz making them sensitive to even minor obstructions such as tree foliage. A dish installation in the winter must factor in plant foliage growth that will appear in the spring and summer.

Fresnel zone[edit]

Even if there is a direct line of sight between the transmitting and receiving antenna, reflections from objects near the path of the signal can decrease apparent signal power through phase cancellations. Whether and how much signal is lost from a reflection is determined by the location of the object in the Fresnel zone of the antennas.

Two-way satellite-only communication[edit]

Home or consumer grade two-way satellite Internet service involves both sending and receiving data from a remote very-small-aperture terminal (VSAT) via satellite to a hub telecommunications port (teleport), which then relays data via the terrestrial Internet. The satellite dish at each location must be precisely pointed to avoid interference with other satellites. At each VSAT site the uplink frequency, bit rate and power must be accurately set, under control of the service provider hub.

There are several types of two way satellite Internet services, including time-division multiple access (TDMA) and single channel per carrier (SCPC). Two-way systems can be simple VSAT terminals with a 60–100 cm dish and output power of only a few watts intended for consumers and small business or larger systems which provide more bandwidth. Such systems are frequently marketed as «satellite broadband» and can cost two to three times as much per month as land-based systems such as ADSL. The modems required for this service are often proprietary, but some are compatible with several different providers. They are also expensive, costing in the range of US$600 to $2000.

The two-way «iLNB» used on the SES Broadband terminal dish has a transmitter and single-polarity receive LNB, both operating in the K_u band. Pricing for SES Broadband modems range from €299 to €350. These types of system are generally unsuitable for use on moving vehicles, although some dishes may be fitted to an automatic pan and tilt mechanism to continuously re-align the dish—but these are more expensive. The technology for SES Broadband was delivered by a Belgian company called Newtec.

Bandwidth[edit]

Consumer satellite Internet customers range from individual home users with one PC to large remote business sites with several hundred PCs.

Home users tend to use shared satellite capacity to reduce the cost, while still allowing high peak bit rates when congestion is absent. There are usually restrictive time-based bandwidth allowances so that each user gets their fair share, according to their payment. When a user exceeds their allowance, the company may slow down their access, deprioritise their traffic or charge for the excess bandwidth used. For consumer satellite Internet, the allowance can typically range from 200 MB per day to 25 GB per month.^[40][41][42] A shared download carrier may have a bit rate of 1 to 40 Mbit/s and be shared by up to 100 to 4,000 end users.

The uplink direction for shared user customers is normally time-division multiple access (TDMA), which involves transmitting occasional short packet bursts in between other users (similar to how a cellular phone shares a cell tower).

Each remote location may also be equipped with a telephone modem; the connections for this are as with a conventional dial-up ISP. Two-way satellite systems may sometimes use the modem channel in both directions for data where latency is more important than bandwidth, reserving the satellite channel for download data where bandwidth is more important than latency, such as for file transfers.

In 2006, the European Commission sponsored the UNIC Project which aimed to develop an end-to-end scientific test bed for the distribution of new broadband interactive TV-centric services delivered over low-cost two-way satellite to actual end-users in the home.^[43] The UNIC architecture employs DVB-S2 standard for downlink and DVB-RCS standard for uplink.

Normal VSAT dishes (1.2–2.4 m diameter) are widely used for VoIP phone services. A voice call is sent by means of packets via the satellite and Internet. Using coding and compression techniques the bit rate needed per call is only 10.8 kbit/s each way.

Portable satellite Internet[edit]

Portable satellite modem[edit]

These usually come in the shape of a self-contained flat rectangular box that needs to be pointed in the general direction of the satellite—unlike VSAT the alignment need not be very precise and the modems have built in signal strength meters to help the user align the device properly. The modems have commonly used connectors such as Ethernet or Universal Serial Bus (USB). Some also have an integrated Bluetooth transceiver and double as a satellite phone. The modems also tend to have their own batteries so they can be connected to a laptop without draining its battery. The most common such system is INMARSAT’s BGAN—these terminals are about the size of a briefcase and have near-symmetric connection speeds of around 350–500 kbit/s. Smaller modems exist like those offered by Thuraya but only connect at 444 kbit/s in a limited coverage area. INMARSAT now offer the IsatHub, a paperback book sized satellite modem working in conjunction with the users mobile phone and other devices. The cost has been reduced to $3 per MB and the device itself is on sale for about $1300.^[44]

Using such a modem is extremely expensive—data transfer costs between $5 and $7 per megabyte. The modems themselves are also expensive, usually costing between $1,000 and $5,000.^[45]

Internet via satellite phone[edit]

For many years^[when?] satellite phones have been able to connect to the Internet. Bandwidth varies from about 2400 bit/s for Iridium network satellites and ACeS based phones to 15 kbit/s upstream and 60 kbit/s downstream for Thuraya handsets. Globalstar also provides Internet access at 9600 bit/s—like Iridium and ACeS a dial-up connection is required and is billed per minute, however both Globalstar and Iridium are planning to launch new satellites offering always-on data services at higher rates. With Thuraya phones the 9,600 bit/s dial-up connection is also possible, the 60 kbit/s service is always-on and the user is billed for data transferred (about $5 per megabyte). The phones can be connected to a laptop or other computer using a USB or RS-232 interface. Due to the low bandwidths involved it is extremely slow to browse the web with such a connection, but useful for sending email, Secure Shell data and using other low-bandwidth protocols. Since satellite phones tend to have omnidirectional antennas no alignment is required as long as there is a line of sight between the phone and the satellite.

One-way receive, with terrestrial transmit[edit]

One-way terrestrial return satellite Internet systems are used with conventional dial-up Internet access, with outbound (upstream) data traveling through a telephone modem, but downstream data sent via satellite at a higher rate. In the U.S., an FCC license is required for the uplink station only; no license is required for the users.

Another type of 1-way satellite Internet system uses General Packet Radio Service (GPRS) for the back-channel.^[46] Using standard GPRS or Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE), costs are reduced for higher effective rates if the upload volume is very low, and also because this service is not per-time charged, but charged by volume uploaded. GPRS as return improves mobility when the service is provided by a satellite that transmits in the field of 100-200 kW.^{[citation needed]} Using a 33 cm wide satellite dish, a notebook and a normal GPRS equipped GSM phone, users can get mobile satellite broadband.

System components[edit]

The transmitting station has two components, consisting of a high speed Internet connection to serve many customers at once, and the satellite uplink to broadcast requested data to the customers. The ISP’s routers connect to proxy servers which can enforce quality of service (QoS) bandwidth limits and guarantees for each customer’s traffic.

Often, nonstandard IP stacks are used to address the latency and asymmetry problems of the satellite connection. As with one-way receive systems, data sent over the satellite link is generally also encrypted, as otherwise it would be accessible to anyone with a satellite receiver.

Many IP-over-satellite implementations use paired proxy servers at both endpoints so that certain communications between clients and servers^[47] need not to accept the latency inherent in a satellite connection. For similar reasons, there exist special Virtual private network (VPN) implementations designed for use over satellite links because standard VPN software cannot handle the long packet travel times.

Upload speeds are limited by the user’s dial-up modem, while download speeds can be very fast compared to dial-up, using the modem only as the control channel for packet acknowledgement.

Latency is still high, although lower than full two-way geostationary satellite Internet, since only half of the data path is via satellite, the other half being via the terrestrial channel.

One-way broadcast, receive only[edit]

One-way broadcast satellite Internet systems are used for Internet Protocol (IP) broadcast-based data, audio and video distribution. In the U.S., a Federal Communications Commission (FCC) license is required only for the uplink station and no license is required for users. Note that most Internet protocols will not work correctly over one-way access, since they require a return channel. However, Internet content such as web pages can still be distributed over a one-way system by «pushing» them out to local storage at end user sites, though full interactivity is not possible. This is much like TV or radio content which offers little user interface.

The broadcast mechanism may include compression and error correction to help ensure the one-way broadcast is properly received. The data may also be rebroadcast periodically, so that receivers that did not previously succeed will have additional chances to try downloading again.

The data may also be encrypted, so that while anyone can receive the data, only certain destinations are able to actually decode and use the broadcast data. Authorized users only need to have possession of either a short decryption key or an automatic rolling code device that uses its own highly accurate independent timing mechanism to decrypt the data.

System hardware components[edit]

Similar to one-way terrestrial return, satellite Internet access may include interfaces to the public switched telephone network for squawk box applications. An Internet connection is not required, but many applications include a File Transfer Protocol (FTP) server to queue data for broadcast.

System software components[edit]

Most one-way broadcast applications require custom programming at the remote sites. The software at the remote site must filter, store, present a selection interface to and display the data. The software at the transmitting station must provide access control, priority queuing, sending, and encapsulating of the data.

Services[edit]

Emerging commercial services in this area include:

• Outernet – Satellite constellation technology

Efficiency increases[edit]

2013 FCC report cites big jump in satellite performance[edit]

In its report released in February, 2013, the Federal Communications Commission noted significant advances in satellite Internet performance. The FCC’s Measuring Broadband America report also ranked the major ISPs by how close they came to delivering on advertised speeds. In this category, satellite Internet topped the list, with 90% of subscribers seeing speeds at 140% or better than what was advertised.^[48]

Reducing satellite latency[edit]

Much of the slowdown associated with satellite Internet is that for each request, many roundtrips must be completed before any useful data can be received by the requester.^[49] Special IP stacks and proxies can also reduce latency through lessening the number of roundtrips, or simplifying and reducing the length of protocol headers. Optimization technologies include TCP acceleration, HTTP pre-fetching and DNS caching among many others. See the Space Communications Protocol Specifications standard (SCPS), developed by NASA and adopted widely by commercial and military equipment and software providers in the market space.

Satellites launched[edit]

The WINDS satellite was launched on February 23, 2008. The WINDS satellite is used to provide broadband Internet services to Japan and locations across the Asia-Pacific region. The satellite to provides a maximum speed of 155 Mbit/s down and 6 Mbit/s up to residences with a 45 cm aperture antenna and a 1.2 Gbit/s connection to businesses with a 5-meter antenna.^[50] It has reached the end of its design life expectancy.

SkyTerra-1 was launched in mid-November 2010, providing North America, while Hylas-1 was launched in November 2010, targeting Europe.^[51]

On December 26, 2010, Eutelsat’s KA-SAT was launched. It covers the European continent with 80 spot beams—focused signals that cover an area a few hundred kilometers across Europe and the Mediterranean. Spot beams allow for frequencies to be effectively reused in multiple regions without interference. The result is increased capacity. Each of the spot beams has an overall capacity of 900 Mbit/s and the entire satellite will has a capacity of 70 Gbit/s.^[51]

ViaSat-1 was launched Oct. 19, 2011 from Baikonur, Kazakhstan, offering 140 Gbit/s of total throughput capacity, through the Exede Internet service. Passengers aboard JetBlue Airways can use this service since 2015.^[52] The service has also been expanded to United Airlines, American Airlines, Scandinavian Airlines, Virgin America and Qantas.^[53][54][55]

The EchoStar XVII satellite was launched July 5, 2012 by Arianespace and was placed in its permanent geosynchronous orbital slot of 107.1° West longitude, servicing HughesNet. This K_a-band satellite has over 100 Gbit/s of throughput capacity.^[56]

Since 2013, the O3b satellite constellation claims an end-to-end round-trip latency of 238 ms for data services.

In 2015 and 2016, the Australian Government launched two satellites to provide internet to regional Australians and residents of External Territories, such as Norfolk Island and Christmas Island.

Low Earth orbit[edit]

As of March 2022, around 2300 satellites have been launched for Starlink and 400 for the OneWeb satellite constellation. SpaceX reported 250,000 users of its Starlink system.^[57]

In oceanography and in seismology[edit]

Satellite communications are used for data transmission, remote instrument diagnostics, for physical satellite and oceanographic measurements from the sea surface (e.g. sea surface temperature and sea surface height^[58]) to the ocean floor, and for seismological analyses.^[59]

See also[edit]

References[edit]

External links[edit]

• ViaSat/TIA Satellite Equipment Systems Standardization Efforts

Satellite Internet access is Internet access provided through communication satellites. Modern consumer grade satellite Internet service is typically provided to individual users through geostationary satellites that can offer relatively high data speeds,^[1] with newer satellites using K_u band to achieve downstream data speeds up to 506 Mbit/s.^[2] In addition, new satellite internet constellations are being developed in low-earth orbit to enable low-latency internet access from space.

History[edit]

Following the launch of the first satellite, Sputnik 1, by the Soviet Union in October 1957, the US successfully launched the Explorer 1 satellite in 1958. The first commercial communications satellite was Telstar 1, built by Bell Labs and launched in July 1962.

The idea of a geosynchronous satellite—one that could orbit the Earth above the equator and remain fixed by following the Earth’s rotation—was first proposed by Herman Potočnik in 1928 and popularised by the science fiction author Arthur C. Clarke in a paper in Wireless World in 1945.^[3] The first satellite to successfully reach geostationary orbit was Syncom3, built by Hughes Aircraft for NASA and launched on August 19, 1963. Succeeding generations of communications satellites featuring larger capacities and improved performance characteristics were adopted for use in television delivery, military applications and telecommunications purposes. Following the invention of the Internet and the World Wide Web, geostationary satellites attracted interest as a potential means of providing Internet access.

A significant enabler of satellite-delivered Internet has been the opening up of the K_a band for satellites. In December 1993, Hughes Aircraft Co. filed with the Federal Communications Commission for a license to launch the first K_a-band satellite, Spaceway. In 1995, the FCC issued a call for more K_a-band satellite applications, attracting applications from 15 companies. Among those were EchoStar, Lockheed Martin, GE-Americom, Motorola and KaStar Satellite, which later became WildBlue.

Among prominent aspirants in the early-stage satellite Internet sector was Teledesic, an ambitious and ultimately failed project funded in part by Microsoft that ended up costing more than $9 billion. Teledesic’s idea was to create a broadband satellite constellation of hundreds of low-orbiting satellites in the K_a-band frequency, providing inexpensive Internet access with download speeds of up to 720 Mbit/s. The project was abandoned in 2003. Teledesic’s failure, coupled with the bankruptcy filings of the satellite communications providers Iridium Communications Inc. and Globalstar, dampened marketplace enthusiasm for satellite Internet development. The first Internet-ready satellite for consumers was launched in September 2003.^[4]

In 2004, with the launch of Anik F2, the first high throughput satellite, a class of next-generation satellites providing improved capacity and bandwidth became operational. More recently, high throughput satellites such as ViaSat’s ViaSat-1 satellite in 2011 and HughesNet’s Jupiter in 2012 have achieved further improvements, elevating downstream data rates from 1–3 Mbit/s up to 12–15Mbit/s and beyond. Internet access services tied to these satellites are targeted largely to rural residents as an alternative to Internet service via dial-up, ADSL or classic FSSes.^[5]

In 2013 the first four satellites of the O3b constellation were launched into medium Earth orbit (MEO) to provide internet access to the «other three billion» people without stable internet access at that time. Over the next six years, 16 further satellites joined the constellation, now owned and operated by SES.^[6]

Since 2014, a rising number of companies announced working on internet access using satellite constellations in low Earth orbit. SpaceX, OneWeb and Amazon all plan to launch more than 1000 satellites each. OneWeb alone raised $1.7 billion by February 2017 for the project,^[7] and SpaceX raised over one billion in the first half of 2019 alone for their service called Starlink^[8] and expected more than $30 billion in revenue by 2025 from its satellite constellation.^[9][10] Many planned constellations employ laser communication for inter-satellite links to effectively create a space-based internet backbone.

In September 2017, SES announced the next generation of O3b satellites and service, named O3b mPOWER. The constellation of 11 MEO satellites will deliver 10 terabits of capacity globally through 30,000 spot beams for broadband internet services. The first two O3b mPOWER satellites launched in December 2022, with nine more scheduled for deployment in 2023-2024 and the initial service start expected in Q3 2023.^[11][12]

As of 2017, airlines such as Delta and American have been introducing satellite internet as a means of combating limited bandwidth on airplanes and offering passengers usable internet speeds.^[13]

Companies and market[edit]

United States[edit]

Companies providing home internet service in the United States of America include ViaSat, through its Exede brand, EchoStar, through subsidiary HughesNet, and Starlink.^[14]

United Kingdom[edit]

In the United Kingdom, companies providing satellite Internet access include Konnect, Broadband Everywhere and Freedomsat.^[15]

Function[edit]

Satellite Internet generally relies on three primary components: a satellite – historically in geostationary orbit (or GEO) but now increasingly in Low Earth orbit (LEO) or Medium Earth orbit MEO)^[16] – a number of ground stations known as gateways that relay Internet data to and from the satellite via radio waves (microwave), and further ground stations to serve each subscriber, with a small antenna and transceiver. Other components of a satellite Internet system include a modem at the user end which links the user’s network with the transceiver, and a centralized network operations centre (NOC) for monitoring the entire system. Working in concert with a broadband gateway, the satellite operates a Star network topology where all network communication passes through the network’s hub processor, which is at the centre of the star. With this configuration, the number of ground stations that can be connected to the hub is virtually limitless.

Satellite[edit]

Marketed as the centre of the new broadband satellite networks are a new generation of high-powered GEO satellites positioned 35,786 kilometres (22,236 mi) above the equator, operating in K_a-band (18.3–30 GHz) mode.^[17] These new purpose-built satellites are designed and optimized for broadband applications, employing many narrow spot beams,^[18] which target a much smaller area than the broad beams used by earlier communication satellites. This spot beam technology allows satellites to reuse assigned bandwidth multiple times which can enable them to achieve much higher overall capacity than conventional broad beam satellites. The spot beams can also increase performance and consequential capacity by focusing more power and increased receiver sensitivity into defined concentrated areas. Spot beams are designated as one of two types: subscriber spot beams, which transmit to and from the subscriber-side terminal, and gateway spot beams, which transmit to/from a service provider ground station. Note that moving off the tight footprint of a spotbeam can degrade performance significantly. Also, spotbeams can make the use of other significant new technologies impossible, including ‘Carrier in Carrier’ modulation.

In conjunction with the satellite’s spot-beam technology, a bent-pipe architecture has traditionally been employed in the network in which the satellite functions as a bridge in space, connecting two communication points on the ground. The term «bent-pipe» is used to describe the shape of the data path between sending and receiving antennas, with the satellite positioned at the point of the bend.
Simply put, the satellite’s role in this network arrangement is to relay signals from the end user’s terminal to the ISP’s gateways, and back again without processing the signal at the satellite. The satellite receives, amplifies, and redirects a carrier on a specific radio frequency through a signal path called a transponder.^[19]

Some satellite constellations in LEO such as Starlink and the proposed Telesat constellation will employ laser communication equipment for high-throughput optical inter-satellite links. The interconnected satellites allow for direct routing of user data from satellite to satellite and effectively create a space-based optical mesh network that will enable seamless network management and continuity of service.^[20]

The satellite has its own set of antennas to receive communication signals from Earth and to transmit signals to their target location. These antennas and transponders are part of the satellite’s «payload», which is designed to receive and transmit signals to and from various places on Earth. What enables this transmission and reception in the payload transponders is a repeater subsystem (RF (radio frequency) equipment) used to change frequencies, filter, separate, amplify and group signals before routing them to their destination address on Earth. The satellite’s high-gain receiving antenna passes the transmitted data to the transponder which filters, translates and amplifies them, then redirects them to the transmitting antenna on board. The signal is then routed to a specific ground location through a channel known as a carrier. Beside the payload, the other main component of a communications satellite is called the bus, which comprises all equipment required to move the satellite into position, supply power, regulate equipment temperatures, provide health and tracking information, and perform numerous other operational tasks.^[19]

Gateways[edit]

Along with dramatic advances in satellite technology over the past decade, ground equipment has similarly evolved, benefiting from higher levels of integration and increasing processing power, expanding both capacity and performance boundaries.
The Gateway—or Gateway Earth Station (its full name)—is also referred to as a ground station, teleport or hub. The term is sometimes used to describe just the antenna dish portion, or it can refer to the complete system with all associated components.
In short, the gateway receives radio wave signals from the satellite on the last leg of the return or upstream payload, carrying the request originating from the end-user’s site. The satellite modem at the gateway location demodulates the incoming signal from the outdoor antenna into IP packets and sends the packets to the local network. Access server/gateways manage traffic transported to/from the Internet. Once the initial request has been processed by the gateway’s servers, sent to and returned from the Internet, the requested information is sent back as a forward or downstream payload to the end-user via the satellite, which directs the signal to the subscriber terminal. Each Gateway provides the connection to the Internet backbone for the gateway beam(s) it serves.
The system of gateways comprising the satellite ground system provides all network services for satellite and corresponding terrestrial connectivity. Each gateway provides a multiservice access network for subscriber terminal connections to the Internet.
In the continental United States, because it is north of the equator, all gateway and subscriber dish antenna must have an unobstructed view of the southern sky. Because of the satellite’s geostationary orbit, the gateway antenna can stay pointed at a fixed position.

Antenna dish and modem[edit]

For the customer-provided equipment (i.e. PC and router) to access the broadband satellite network, the customer must have additional physical components installed:

Outdoor unit (ODU)[edit]

At the far end of the outdoor unit is typically a small (2–3-foot, 60–90 cm diameter), reflective dish-type radio antenna. The VSAT antenna must also have an unobstructed view of the sky to allow for proper line-of-sight (L-O-S) to the satellite.
There are four physical characteristic settings used to ensure that the antenna is configured correctly at the satellite, which are: azimuth, elevation, polarization, and skew. The combination of these settings gives the outdoor unit a L-O-S to the chosen satellite and makes data transmission possible. These parameters are generally set at the time the equipment is installed, along with a beam assignment (K_a-band only); these steps must all be taken prior to the actual activation of service.
Transmit and receive components are typically mounted at the focal point of the antenna which receives/sends data from/to the satellite. The main parts are:

• Feed – This assembly is part of the VSAT receive and transmit chain, which consists of several components with different functions, including the feed horn at the front of the unit, which resembles a funnel and has the task of focusing the satellite microwave signals across the surface of the dish reflector. The feed horn both receives signals reflected off the dish’s surface and transmits outbound signals back to the satellite.
• Block upconverter (BUC) – This unit sits behind the feed horn and may be part of the same unit, but a larger (higher wattage) BUC could be a separate piece attached to the base of the antenna. Its job is to convert the signal from the modem to a higher frequency and amplify it before it is reflected off the dish and towards the satellite.
• Low-noise block downconverter (LNB) – This is the receiving element of the terminal. The LNB’s job is to amplify the received satellite radio signal bouncing off the dish and filter out the noise, which is any signal not carrying valid information. The LNB passes the amplified, filtered signal to the satellite modem at the user’s location.

Indoor unit (IDU)[edit]

The satellite modem serves as an interface between the outdoor unit and customer-provided equipment (i.e. PC, router) and controls satellite transmission and reception. From the sending device (computer, router, etc.) it receives an input bitstream and converts or modulates it into radio waves, reversing that order for incoming transmissions, which is called demodulation. It provides two types of connectivity:

• Coaxial cable (COAX) connectivity to the satellite antenna. The cable carrying electromagnetic satellite signals between the modem and the antenna generally is limited to be no more than 150 feet in length.
• Ethernet connectivity to the computer, carrying the customer’s data packets to and from the Internet content servers.

Consumer grade satellite modems typically employ either the DOCSIS or WiMAX telecommunication standard to communicate with the assigned gateway.

Challenges and limitations[edit]

Signal latency[edit]

Latency (commonly referred to as «ping time») is the delay between requesting data and the receipt of a response, or in the case of one-way communication, between the actual moment of a signal’s broadcast and the time it is received at its destination.

A radio signal takes about 120 milliseconds to reach a geostationary satellite and then 120 milliseconds to reach the ground station, so nearly 1/4 of a second overall. Typically, during perfect conditions, the physics involved in satellite communications account for approximately 550 milliseconds of latency round-trip time.

The longer latency is the primary difference between a standard terrestrial-based network and a geostationary satellite-based network. The round-trip latency of a geostationary satellite communications network can be more than 12 times that of a terrestrial based network.^[21][22]

Satellite latency can be detrimental to especially time-sensitive applications such as on-line gaming (although it only seriously affects the likes of first-person shooters while many MMOGs can operate well over satellite Internet^[23]), but IPTV is typically a simplex operation (one-way transmission) and latency is not a critical factor for video transmission.

The effects of this delay may be mitigated using data compression, TCP-acceleration, and HTTP pre-fetching.^[24]

Geostationary orbits[edit]

A geostationary orbit (or geostationary Earth orbit/GEO) is a geosynchronous orbit directly above the Earth’s equator (0° latitude), with a period equal to the Earth’s rotational period and an orbital eccentricity of approximately zero (i.e. a «circular orbit»). An object in a geostationary orbit appears motionless, at a fixed position in the sky, to ground observers. Launchers often place communications satellites and weather satellites in geostationary orbits, so that the satellite antennas that communicate with them do not have to move to track them, but can point permanently at the position in the sky where the satellites stay. Due to the constant 0° latitude and circularity of geostationary orbits, satellites in GEO differ in location by longitude only.

Compared to ground-based communication, all geostationary satellite communications experience higher latency due to the signal having to travel 35,786 km (22,236 mi) to a satellite in geostationary orbit and back to Earth again. Even at the speed of light (about 300,000 km/s or 186,000 miles per second), this delay can appear significant. If all other signaling delays could be eliminated, it still takes a radio signal about 250 milliseconds (ms), or about a quarter of a second, to travel to the satellite and back to the ground.^[25] The absolute minimum total amount of delay varies, due to the satellite staying in one place in the sky, while ground-based users can be directly below (with a roundtrip latency of 239.6 ms), or far to the side of the planet near the horizon (with a roundtrip latency of 279.0 ms).^[26]

For an Internet packet, that delay is doubled before a reply is received. That is the theoretical minimum. Factoring in other normal delays from network sources gives a typical one-way connection latency of 500–700 ms from the user to the ISP, or about 1,000–1,400 ms latency for the total round-trip time (RTT) back to the user. This is more than most dial-up users experience at typically 150–200 ms total latency, and much higher than the typical 15–40 ms latency experienced by users of other high-speed Internet services, such as cable or VDSL.^[27]

For geostationary satellites, there is no way to eliminate latency, but the problem can be somewhat mitigated in Internet communications with TCP acceleration features that shorten the apparent round trip time (RTT) per packet by splitting («spoofing») the feedback loop between the sender and the receiver. Certain acceleration features are often present in recent technology developments embedded in satellite Internet equipment.

Latency also impacts the initiation of secure Internet connections such as SSL which require the exchange of numerous pieces of data between web server and web client. Although these pieces of data are small, the multiple round-trips involved in the handshake produce long delays compared to other forms of Internet connectivity, as documented by Stephen T. Cobb in a 2011 report published by the Rural Mobile and Broadband Alliance.^[28] This annoyance extends to entering and editing data using some Software as a Service or SaaS applications as well as in other forms of online work.

Functions like live interactive access to a distant computer—such as virtual private networks can be affected by the high latency. Many TCP protocols were not designed to work in high-latency environments.

Medium and Low Earth Orbits[edit]

Medium Earth orbit (MEO) and low Earth orbit (LEO) satellite constellations do not have such long delays, as the satellites are closer to the ground. For example:

• The current LEO constellations of Globalstar and Iridium satellites have delays of less than 40 ms round trip, but their throughput is less than broadband at 64 kbit/s per channel. The Globalstar constellation orbits 1,420 km above the Earth and Iridium orbits at 670 km altitude.
• The O3b constellation orbits at 8,062 km, with RTT latency of approximately 125 ms.^[29] The network is also designed for much higher throughput with links well in excess of 1 Gbit/s (Gigabits per second). The forthcoming O3b mPOWER constellation shares the same orbit and will deliver from 50Mbps to multiple gigabits per second to a single user.^[30]
• The Starlink satellites orbit at 550 km altitude, with an average RTT latency of 45 ms in 2021.^[31]

Unlike geostationary satellites, LEO and MEO satellites do not stay in a fixed position in the sky and from a lower altitude they can «see» a smaller area of the Earth, and so continuous widespread access requires a constellation of many satellites (low-Earth orbits needing more satellites than medium-Earth orbits) with complex constellation management to switch data transfer between satellites and keep the connection to a customer, and tracking by the ground stations.^[16][32]

MEO satellites require higher power transmissions than LEO to achieve the same signal strength at the ground station but their higher altitude also provides less orbital overcrowding, and their slower orbit speed reduces both Doppler shift and the size and complexity of the constellation required.^[33][34]

Tracking of the moving satellites is usually undertaken in one of three ways, using:

• more diffuse or completely omnidirectional ground antennas capable of communicating with one or more satellites visible in the sky at the same time, but at significantly higher transmit power than fixed geostationary dish antennas (due to the lower gain), and with much poorer signal-to-noise ratios for receiving the signal
• motorized antenna mounts with high-gain, narrow beam antennas tracking individual satellites
• phased array antennas that can steer the beam electronically, together with software that can predict the path of each satellite in the constellation.

In May 2022, Kazakhstani mobile network operator, Kcell, and satellite owner and operator, SES used SES’s O3b MEO satellite constellation to demonstrate that MEO satellites could be used to provide high-speed mobile internet to remote regions of Kazakhstan for reliable video calling, conferencing and streaming, and web browsing, with a latency five times lower than on the existing platform based on geostationary orbit satellites.^[35][36]

Ultralight atmospheric aircraft as satellites[edit]

A proposed alternative to relay satellites is a special-purpose solar-powered ultralight aircraft, which would fly along a circular path above a fixed ground location, operating under autonomous computer control at a height of approximately 20,000 meters.

For example, the United States Defense Advanced Research Projects Agency Vulture project envisaged an ultralight aircraft capable of station-keeping over a fixed area for a period of up to five years, and able to provide both continuous surveillance to ground assets as well as to service extremely low-latency communications networks.^[37] This project was cancelled^{[by whom?]} in 2012 before it became operational.^{[citation needed]}

Onboard batteries would charge during daylight hours through solar panels covering the wings, and would provide power to the plane during night. Ground-based satellite internet dishes would relay signals to and from the aircraft, resulting in a greatly reduced round-trip signal latency of only 0.25 milliseconds. The planes could potentially run for long periods without refueling. Several such schemes involving various types of aircraft have been proposed in the past.

Interference[edit]

Satellite communications are affected by moisture and various forms of precipitation (such as rain or snow) in the signal path between end users or ground stations and the satellite being utilized. This interference with the signal is known as rain fade. The effects are less pronounced on the lower frequency ‘L’ and ‘C’ bands, but can become quite severe on the higher frequency ‘Ku’ and ‘Ka’ band. For satellite Internet services in tropical areas with heavy rain, use of the C band (4/6 GHz) with a circular polarisation satellite is popular.^[38] Satellite communications on the K_a band (19/29 GHz) can use special techniques such as large rain margins, adaptive uplink power control and reduced bit rates during precipitation.

Rain margins are the extra communication link requirements needed to account for signal degradations due to moisture and precipitation, and are of acute importance on all systems operating at frequencies over 10 GHz.^[39]

The amount of time during which service is lost can be reduced by increasing the size of the satellite communication dish so as to gather more of the satellite signal on the downlink and also to provide a stronger signal on the uplink. In other words, increasing antenna gain through the use of a larger parabolic reflector is one way of increasing the overall channel gain and, consequently, the signal-to-noise (S/N) ratio, which allows for greater signal loss due to rain fade without the S/N ratio dropping below its minimum threshold for successful communication.

Modern consumer-grade dish antennas tend to be fairly small, which reduces the rain margin or increases the required satellite downlink power and cost. However, it is often more economical to build a more expensive satellite and smaller, less expensive consumer antennas than to increase the consumer antenna size to reduce the satellite cost.

Large commercial dishes of 3.7 m to 13 m diameter can be used to achieve increased rain margins and also to reduce the cost per bit by allowing for more efficient modulation codes. Alternately, larger aperture antennae can require less power from the satellite to achieve acceptable performance. Satellites typically use photovoltaic solar power, so there is no expense for the energy itself, but a more powerful satellite will require larger, more powerful solar panels and electronics, often including a larger transmitting antenna. The larger satellite components not only increase materials costs but also increase the weight of the satellite, and in general, the cost to launch a satellite into an orbit is directly proportional to its weight. (In addition, since satellite launch vehicles [i.e. rockets] have specific payload size limits, making parts of the satellite larger may require either more complex folding mechanisms for parts of the satellite like solar panels and high-gain antennas, or upgrading to a more expensive launch vehicle that can handle a larger payload.)

Modulated carriers can be dynamically altered in response to rain problems or other link impairments using a process called adaptive coding and modulation, or «ACM». ACM allows the bit rates to be increased substantially during normal clear sky conditions, increasing the number of bits per Hz transmitted, and thus reducing overall cost per bit. Adaptive coding requires some sort of a return or feedback channel which can be via any available means, satellite or terrestrial.

Line of sight[edit]

Two objects are said to be within line of sight if a straight line between the objects can be connected without any interference, such as a mountain. An object beyond the horizon is below the line of sight and, therefore, can be difficult to communicate with.

Typically a completely clear line of sight between the dish and the satellite is required for the system to work optimally. In addition to the signal being susceptible to absorption and scattering by moisture, the signal is similarly impacted by the presence of trees and other vegetation in the path of the signal. As the radio frequency decreases, to below 900 MHz, penetration through vegetation increases, but most satellite communications operate above 2 GHz making them sensitive to even minor obstructions such as tree foliage. A dish installation in the winter must factor in plant foliage growth that will appear in the spring and summer.

Fresnel zone[edit]

Even if there is a direct line of sight between the transmitting and receiving antenna, reflections from objects near the path of the signal can decrease apparent signal power through phase cancellations. Whether and how much signal is lost from a reflection is determined by the location of the object in the Fresnel zone of the antennas.

Two-way satellite-only communication[edit]

Home or consumer grade two-way satellite Internet service involves both sending and receiving data from a remote very-small-aperture terminal (VSAT) via satellite to a hub telecommunications port (teleport), which then relays data via the terrestrial Internet. The satellite dish at each location must be precisely pointed to avoid interference with other satellites. At each VSAT site the uplink frequency, bit rate and power must be accurately set, under control of the service provider hub.

There are several types of two way satellite Internet services, including time-division multiple access (TDMA) and single channel per carrier (SCPC). Two-way systems can be simple VSAT terminals with a 60–100 cm dish and output power of only a few watts intended for consumers and small business or larger systems which provide more bandwidth. Such systems are frequently marketed as «satellite broadband» and can cost two to three times as much per month as land-based systems such as ADSL. The modems required for this service are often proprietary, but some are compatible with several different providers. They are also expensive, costing in the range of US$600 to $2000.

The two-way «iLNB» used on the SES Broadband terminal dish has a transmitter and single-polarity receive LNB, both operating in the K_u band. Pricing for SES Broadband modems range from €299 to €350. These types of system are generally unsuitable for use on moving vehicles, although some dishes may be fitted to an automatic pan and tilt mechanism to continuously re-align the dish—but these are more expensive. The technology for SES Broadband was delivered by a Belgian company called Newtec.

Bandwidth[edit]

Consumer satellite Internet customers range from individual home users with one PC to large remote business sites with several hundred PCs.

Home users tend to use shared satellite capacity to reduce the cost, while still allowing high peak bit rates when congestion is absent. There are usually restrictive time-based bandwidth allowances so that each user gets their fair share, according to their payment. When a user exceeds their allowance, the company may slow down their access, deprioritise their traffic or charge for the excess bandwidth used. For consumer satellite Internet, the allowance can typically range from 200 MB per day to 25 GB per month.^[40][41][42] A shared download carrier may have a bit rate of 1 to 40 Mbit/s and be shared by up to 100 to 4,000 end users.

The uplink direction for shared user customers is normally time-division multiple access (TDMA), which involves transmitting occasional short packet bursts in between other users (similar to how a cellular phone shares a cell tower).

Each remote location may also be equipped with a telephone modem; the connections for this are as with a conventional dial-up ISP. Two-way satellite systems may sometimes use the modem channel in both directions for data where latency is more important than bandwidth, reserving the satellite channel for download data where bandwidth is more important than latency, such as for file transfers.

In 2006, the European Commission sponsored the UNIC Project which aimed to develop an end-to-end scientific test bed for the distribution of new broadband interactive TV-centric services delivered over low-cost two-way satellite to actual end-users in the home.^[43] The UNIC architecture employs DVB-S2 standard for downlink and DVB-RCS standard for uplink.

Normal VSAT dishes (1.2–2.4 m diameter) are widely used for VoIP phone services. A voice call is sent by means of packets via the satellite and Internet. Using coding and compression techniques the bit rate needed per call is only 10.8 kbit/s each way.

Portable satellite Internet[edit]

Portable satellite modem[edit]

These usually come in the shape of a self-contained flat rectangular box that needs to be pointed in the general direction of the satellite—unlike VSAT the alignment need not be very precise and the modems have built in signal strength meters to help the user align the device properly. The modems have commonly used connectors such as Ethernet or Universal Serial Bus (USB). Some also have an integrated Bluetooth transceiver and double as a satellite phone. The modems also tend to have their own batteries so they can be connected to a laptop without draining its battery. The most common such system is INMARSAT’s BGAN—these terminals are about the size of a briefcase and have near-symmetric connection speeds of around 350–500 kbit/s. Smaller modems exist like those offered by Thuraya but only connect at 444 kbit/s in a limited coverage area. INMARSAT now offer the IsatHub, a paperback book sized satellite modem working in conjunction with the users mobile phone and other devices. The cost has been reduced to $3 per MB and the device itself is on sale for about $1300.^[44]

Using such a modem is extremely expensive—data transfer costs between $5 and $7 per megabyte. The modems themselves are also expensive, usually costing between $1,000 and $5,000.^[45]

Internet via satellite phone[edit]

For many years^[when?] satellite phones have been able to connect to the Internet. Bandwidth varies from about 2400 bit/s for Iridium network satellites and ACeS based phones to 15 kbit/s upstream and 60 kbit/s downstream for Thuraya handsets. Globalstar also provides Internet access at 9600 bit/s—like Iridium and ACeS a dial-up connection is required and is billed per minute, however both Globalstar and Iridium are planning to launch new satellites offering always-on data services at higher rates. With Thuraya phones the 9,600 bit/s dial-up connection is also possible, the 60 kbit/s service is always-on and the user is billed for data transferred (about $5 per megabyte). The phones can be connected to a laptop or other computer using a USB or RS-232 interface. Due to the low bandwidths involved it is extremely slow to browse the web with such a connection, but useful for sending email, Secure Shell data and using other low-bandwidth protocols. Since satellite phones tend to have omnidirectional antennas no alignment is required as long as there is a line of sight between the phone and the satellite.

One-way receive, with terrestrial transmit[edit]

One-way terrestrial return satellite Internet systems are used with conventional dial-up Internet access, with outbound (upstream) data traveling through a telephone modem, but downstream data sent via satellite at a higher rate. In the U.S., an FCC license is required for the uplink station only; no license is required for the users.

Another type of 1-way satellite Internet system uses General Packet Radio Service (GPRS) for the back-channel.^[46] Using standard GPRS or Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE), costs are reduced for higher effective rates if the upload volume is very low, and also because this service is not per-time charged, but charged by volume uploaded. GPRS as return improves mobility when the service is provided by a satellite that transmits in the field of 100-200 kW.^{[citation needed]} Using a 33 cm wide satellite dish, a notebook and a normal GPRS equipped GSM phone, users can get mobile satellite broadband.

System components[edit]

The transmitting station has two components, consisting of a high speed Internet connection to serve many customers at once, and the satellite uplink to broadcast requested data to the customers. The ISP’s routers connect to proxy servers which can enforce quality of service (QoS) bandwidth limits and guarantees for each customer’s traffic.

Often, nonstandard IP stacks are used to address the latency and asymmetry problems of the satellite connection. As with one-way receive systems, data sent over the satellite link is generally also encrypted, as otherwise it would be accessible to anyone with a satellite receiver.

Many IP-over-satellite implementations use paired proxy servers at both endpoints so that certain communications between clients and servers^[47] need not to accept the latency inherent in a satellite connection. For similar reasons, there exist special Virtual private network (VPN) implementations designed for use over satellite links because standard VPN software cannot handle the long packet travel times.

Upload speeds are limited by the user’s dial-up modem, while download speeds can be very fast compared to dial-up, using the modem only as the control channel for packet acknowledgement.

Latency is still high, although lower than full two-way geostationary satellite Internet, since only half of the data path is via satellite, the other half being via the terrestrial channel.

One-way broadcast, receive only[edit]

One-way broadcast satellite Internet systems are used for Internet Protocol (IP) broadcast-based data, audio and video distribution. In the U.S., a Federal Communications Commission (FCC) license is required only for the uplink station and no license is required for users. Note that most Internet protocols will not work correctly over one-way access, since they require a return channel. However, Internet content such as web pages can still be distributed over a one-way system by «pushing» them out to local storage at end user sites, though full interactivity is not possible. This is much like TV or radio content which offers little user interface.

The broadcast mechanism may include compression and error correction to help ensure the one-way broadcast is properly received. The data may also be rebroadcast periodically, so that receivers that did not previously succeed will have additional chances to try downloading again.

The data may also be encrypted, so that while anyone can receive the data, only certain destinations are able to actually decode and use the broadcast data. Authorized users only need to have possession of either a short decryption key or an automatic rolling code device that uses its own highly accurate independent timing mechanism to decrypt the data.

System hardware components[edit]

Similar to one-way terrestrial return, satellite Internet access may include interfaces to the public switched telephone network for squawk box applications. An Internet connection is not required, but many applications include a File Transfer Protocol (FTP) server to queue data for broadcast.

System software components[edit]

Most one-way broadcast applications require custom programming at the remote sites. The software at the remote site must filter, store, present a selection interface to and display the data. The software at the transmitting station must provide access control, priority queuing, sending, and encapsulating of the data.

Services[edit]

Emerging commercial services in this area include:

• Outernet – Satellite constellation technology

Efficiency increases[edit]

2013 FCC report cites big jump in satellite performance[edit]

In its report released in February, 2013, the Federal Communications Commission noted significant advances in satellite Internet performance. The FCC’s Measuring Broadband America report also ranked the major ISPs by how close they came to delivering on advertised speeds. In this category, satellite Internet topped the list, with 90% of subscribers seeing speeds at 140% or better than what was advertised.^[48]

Reducing satellite latency[edit]

Much of the slowdown associated with satellite Internet is that for each request, many roundtrips must be completed before any useful data can be received by the requester.^[49] Special IP stacks and proxies can also reduce latency through lessening the number of roundtrips, or simplifying and reducing the length of protocol headers. Optimization technologies include TCP acceleration, HTTP pre-fetching and DNS caching among many others. See the Space Communications Protocol Specifications standard (SCPS), developed by NASA and adopted widely by commercial and military equipment and software providers in the market space.

Satellites launched[edit]

The WINDS satellite was launched on February 23, 2008. The WINDS satellite is used to provide broadband Internet services to Japan and locations across the Asia-Pacific region. The satellite to provides a maximum speed of 155 Mbit/s down and 6 Mbit/s up to residences with a 45 cm aperture antenna and a 1.2 Gbit/s connection to businesses with a 5-meter antenna.^[50] It has reached the end of its design life expectancy.

SkyTerra-1 was launched in mid-November 2010, providing North America, while Hylas-1 was launched in November 2010, targeting Europe.^[51]

On December 26, 2010, Eutelsat’s KA-SAT was launched. It covers the European continent with 80 spot beams—focused signals that cover an area a few hundred kilometers across Europe and the Mediterranean. Spot beams allow for frequencies to be effectively reused in multiple regions without interference. The result is increased capacity. Each of the spot beams has an overall capacity of 900 Mbit/s and the entire satellite will has a capacity of 70 Gbit/s.^[51]

ViaSat-1 was launched Oct. 19, 2011 from Baikonur, Kazakhstan, offering 140 Gbit/s of total throughput capacity, through the Exede Internet service. Passengers aboard JetBlue Airways can use this service since 2015.^[52] The service has also been expanded to United Airlines, American Airlines, Scandinavian Airlines, Virgin America and Qantas.^[53][54][55]

The EchoStar XVII satellite was launched July 5, 2012 by Arianespace and was placed in its permanent geosynchronous orbital slot of 107.1° West longitude, servicing HughesNet. This K_a-band satellite has over 100 Gbit/s of throughput capacity.^[56]

Since 2013, the O3b satellite constellation claims an end-to-end round-trip latency of 238 ms for data services.

In 2015 and 2016, the Australian Government launched two satellites to provide internet to regional Australians and residents of External Territories, such as Norfolk Island and Christmas Island.

Low Earth orbit[edit]

As of March 2022, around 2300 satellites have been launched for Starlink and 400 for the OneWeb satellite constellation. SpaceX reported 250,000 users of its Starlink system.^[57]

In oceanography and in seismology[edit]

Satellite communications are used for data transmission, remote instrument diagnostics, for physical satellite and oceanographic measurements from the sea surface (e.g. sea surface temperature and sea surface height^[58]) to the ocean floor, and for seismological analyses.^[59]

See also[edit]

References[edit]

External links[edit]

• ViaSat/TIA Satellite Equipment Systems Standardization Efforts

Благодаря спутниковой связи человечество обеспечено интернетом и телефонной связью даже в самых отдаленных уголках мира. Из-за высоких расценок на связь мало кто детально знаком со спутниковой телефонией. Восполним этот пробел и расскажем, как работает спутниковая связь, какие есть операторы и тарифы, сколько это стоит.

Это один из видов радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников Земли в качестве ретрансляторов сигнала. Первый спутник, как известно, был запущен в 1957 году. Сегодня на орбите вращаются сотни различных спутников, покрывающих всю площадь Земли устойчивым радиосигналом. 

На спутнике установлено приемо-передающее устройство, на земле есть наземные центры приема для соединения абонентов между собой и с интернетом, а у каждого абонента должно быть личное оборудование — спутниковый телефон или тарелка для интернета. Необходимо всего 3 компонента для обеспечения связи, телевидения и интернета.

Спутники вращаются на трех орбитах:

Спутники ВЭО вращаются на высотах до 40 тыс. километров, благодаря чему дают самую большую зону обслуживания. Спутники ГСО вращаются вместе с Землей с одинаковой скоростью, относительно Земли они неподвижны. 

Для организации глобальной сети достаточно 3 спутников ГСО. Из-за особенностей распространения сигнала ГСО не обеспечивают связь в северных странах, к которым можно отнести Скандинавию, Россию, Канаду. 

Спутники НВО — наиболее перспективный и развивающийся сегмент спутниковой связи. С ними работают, к примеру, популярные среди туристов трекеры «Иридиум». На высотах от 200 до 2000 километров сейчас вращается большое количество таких спутников, обеспечивающих глобальное покрытие земного шара, в том числе приполярных областей.

Хотя спутники дают нам надежную цифровую связь, телевидение и интернет, ученые обеспокоены негативным фактором развития спутниковой связи — космическим мусором. Старые спутники и их части остаются на орбите и постоянно вращаются там, иногда падая в непрогнозируемые места и не сгорая полностью в атмосфере. 

Поэтому развитие этого вида связи несет с собой проблемы удаления космического мусора и светового экрана, мешающего ученым-астрономам.

Главный плюс спутниковой связи — она доступна там, где нет других вариантов: на борту самолета и на круизном судне посреди океана, в тайге, в тундре и в Заполярье. Для сотовой связи нужно строить базовые станции и потом находиться в зоне их действия, для аналоговой телефонной связи и вовсе нужно соединить абонентов проводами. Для связи через спутниковое оборудование достаточно иметь чистое небо над головой.

Еще одно весомое преимущество — нет роуминга, то есть неважно, в какую часть мира вы звоните, значение имеет лишь время передачи данных, поэтому тарифы спутниковой связи очень простые — указывается лишь стоимость за минуту. Когда абоненты связываются между собой, сигнал поочередно проходит от них в наземный центр, который может находиться на другой стороне земного шара, и это никак не повлияет на стоимость звонка или качество связи.

Недостатки спутниковой связи связаны с преодолением огромных расстояний в атмосфере:

Благодаря этим недостаткам спутниковая связь остается особенным средством связи, к которому обращаются только в крайних случаях. Это прерогатива военных, спасателей, путешественников и альпинистов, оленеводов, нефтяников и моряков.

На данный момент в мире существует несколько глобальных операторов спутниковой связи и множество мелких, работающих на инфраструктуре компаний первой категории. Глобальные операторы имеют собственные спутники на орбитах и покрывают сигналом большую часть земного шара.

Iridium — крупнейший оператор мира, наиболее подходящий для профессиональной деятельности и надежной, постоянной связи. Работает с 1998 года, имеет сегодня на низкой орбите 66 спутников и 6 резервных. 

Покрытием охвачен весь земной шар, без белых пятен, включая Северный и Южный полюса. Спутники летают на высоте 780 км, благодаря низкой высоте сигнал проходит практически без задержки, а большое количество спутников позволяет разговаривать без перерыва. 

Наземный сегмент Iridium состоит лишь из 4 станций: в США, на Гавайских островах, в Италии и Австралии. Сегодня оборудование Iridium активно используется на рыболовных судах в Мировом океане, для воздушных судов на Аляске, для защиты окружающей среды и популяций редких животных, на буровых установках в открытом море и в прочих сложных ситуациях. 

Обычные люди могут использовать функциональные спутниковые телефоны Iridium и поисковые трекеры, показывающие местоположение объекта на карте с высокой точностью, где бы он ни находился. 

Сфера применения таких маяков чрезвычайно широка: трекинг любого вида транспорта и водных судов, перемещений животных и людей, сбор отчетов и показаний.

Inmarsat — главный конкурент компании Iridium. Управляет 11 ГСО, которые расположены на высоте около 36 тыс. километров над землей. Компания была основана как межгосударственная корпорация, сегодня она состоит из множества подразделений. Inmarsat подходит для использования на воде, в поле и в пустыне. Главное условие — прямая видимость в сторону экватора, с минимальными препятствиями на горизонте. Благодаря этому чаще используется в морском и аграрном секторе, но не подходит для леса и гор, так как сигнал будет слабым. Эта спутниковая система не покрывает шапки полюсов.

Thuraya — региональный оператор, имеющий всего 3 геостационарных спутника. Связь не покрывает территории океанов, Северной и Южной Америки. Хорошо работает в Европе, Средней Азии, Австралии и Африке. Используется чаще всего частными лицами в путешествиях, как резервный канал связи.

Глобалстар — региональный оператор спутниковой связи, имеющий более 40 низкоорбитальных спутников. Не предоставляет связь в Африке и в районе полюсов. Высота орбиты — около 1400 км.

Земные станции передают на спутник сигнал в определенном диапазоне частот. Для ретрансляции используется другой диапазон, потому что слои атмосферы по-разному пропускают радиосигналы, активизируя процессы затухания и поглощения.

По методике Международного союза электросвязи выделяют 7 диапазонов радиочастотного спектра:

Каждый оператор спутниковой связи работает в собственном диапазоне. Например, рабочие частоты системы Iridium:

Однако для простого пользователя спутниковой связи больше интересны не эти цифры, а стоимость связи — тарифы и условия.

Практически все операторы предлагают два варианта оплаты их услуг: ваучеры и контракты. Ваучер — это определенное количество минут со сроком их действия. По истечении срока минуты сгорают, но возможность принимать входящие звонки остается еще на некоторое время. Если ваучер пополнять, номинал его будет суммироваться. Контрактная система интересна корпоративным клиентам, тут необходимо оплачивать ежемесячную абонентскую плату и еще дополнительно — услуги связи.

Так как Иридиум — одна из самых распространенных спутниковых сетей, посмотрим, какие расценки предлагает этот оператор.

Это лишь несколько вариантов расценок, есть другие комбинации количества минут, срока и территории действия. Однако уже понятно, что тарифы на спутниковую связь в разы дороже обычной мобильной связи, однако есть ситуации и случаи, когда без нее действительно не обойтись.

На тарифных планах с постоплатой оплачивается ежемесячная абонентская плата и дополнительно — стоимость каждой минуты. 

Вот расценки при сроке использования сим-карты менее 6 месяцев:

Из российских компаний, обеспечивающих спутниковую связь, стоит отметить как минимум 5 компаний, среди которых есть как государственные операторы, так и небольшие частные компании.

ФГУП «Космическая связь» — государственная компания спутниковой связи, у которой есть 12 собственных геостационарных спутников (ГСО). Входит в первую десятку мировых компаний по объему орбитально-частотного ресурса. Зона обслуживания спутников охватывает Россию, страны СНГ, Европы, Северной и Южной Америки, Тихоокеанский регион. Предприятие оказывает услуги по федеральному вещанию телевидения, предоставляет операторам связи доступ к емкости космического сегмента, управляет чужими спутниками. Непосредственно подключиться к связи от федерального предприятия нельзя.

АО «Газпром Космические системы» — еще одно предприятие государственного значения, ведущее телекоммуникационную деятельность в интересах группы компаний Газпром, развивает собственную систему спутниковой связи «Ямал».

Далее перейдем к представителям бизнеса, более интересным для обывателя, ведь именно к их тарифам можно подключиться.

AltegroSky использует 10 спутников, итоговое покрытие охватывает Россию, Восточную Европу, некоторые страны СНГ. Специализируется на предоставлении спутникового интернета, а мобильную связь поставляет от Iridium и Thuraya. 

Так, тариф «Выгодно» от Thuraya, в состав которого входит всего 5 минут исходящих звонков, обходится примерно в 2000 руб. в месяц, каждая дополнительная минута исходящих вызовов стоит 60 руб. Линейка тарифов на спутниковый интернет очень широка, здесь нужно выбирать и диапазон частот, и входящую скорость, которая устроит абонента, и приемлемый платеж. Приведем лишь несколько примеров расценок.

Менеджеры просчитывают коммерческие предложения по спутниковому интернету для каждого клиента, но примерный порядок цен понять можно.

«Стриж» — компания из Красноярска, поставляющая спутниковый интернет, видеонаблюдение, телефонную связь. Стоимость интернета составляет от 1470 руб. до 2940 руб. на месяц, при этом скорость интернета не превышает 10 Мбит/с, и лишь ограниченное количество трафика предоставляется ежедневно на максимальной скорости. Также оказывает услуги по настройке IP-телефонии через спутники, тариф обходится в 660 руб. в месяц без учета стоимости оборудования.

«ГлобалТел» — официальный представитель GlobalStar на территории России, с 2015 года входит в группу компаний «Ростелеком». Благодаря тому, что глобальная компания имеет 32 собственных низкоорбитальных спутника, клиенты «Глобалтел» получают безопасную и надежную мобильную связь и доступ в Интернет даже в удаленных и труднодоступных местах, где недостаточно развиты или полностью отсутствуют сотовые и проводные телекоммуникации. 

Приведем расценки от этого оператора:

На сайте оператора можно найти множество тарифных планов, раздел с оборудованием, а также адреса дилеров.

Спутниковой связью можно пользоваться и через своего обычного мобильного оператора, как в роуминге, если зарегистрироваться в сети спутникового партнера. Так, «Билайн» позволяет подключаться к сетям на борту самолета, на круизном лайнере и везде, где есть возможность выбрать сеть спутникового партнера. Стоит это недешево, зато не нужен специальный спутниковый телефон.

Условия роуминга в спутниковых сетях можно найти на сайтах мобильных операторов РФ. Хотя эта связь очень дорогая, для многих имеет значение, что всегда есть возможность подключиться и поговорить без использования дополнительного спутникового оборудования.

Для абсолютного большинства населения спутниковая связь — нечто сложное, дорогое и малопригодное для жизни. Однако есть целый список промышленных сфер и групп населения, для которых спутниковая связь — не роскошь, а необходимость и обычное повседневное средство связи. 

Авиация и мореходство, военные структуры и экологические организации, нефтегазовая отрасль, ученые-исследователи, спасатели, профессиональные путешественники используют спутниковую связь на постоянной основе. 

По сравнению с тарифами наземной мобильной связи общение через космос в несколько раз дороже, однако есть выбор тарифов и устройств, доступных практически для всех групп пользователей. Пример — поисковые маячки Iridium и ваучеры с небольшим количеством минут, способные спасти жизнь в опасных ситуациях. Спутниковая связь постоянно развивается за счет промышленности и районов с низкой плотностью населения.