Już dwa dni po ataku Rosji na Ukrainę, wicepremier Ukrainy i minister transformacji cyfrowej Mychajło Fedorow zwrócił się o pomoc do Elona Muska, szefa SpaceX m.in. o wsparcie w kwestii zapewnienia łączności. Po około dziesięciu godzinach od wysłanej prośby nad Ukrainą serwis Starlink był już aktywny, a w
ciągu 24 godzin dostarczono terminale służące do odbioru sygnału.

Czym jest Starlink?

Starlink to telekomunikacyjny system satelitarny stworzony przez amerykańską firmę SpaceX, który do zapewnienia łączności wykorzystuje satelity umieszczone na tzw. niskiej orbicie okołoziemskiej. Docelowo ma on zapewnić szybki Internet o małych opóźnieniach praktycznie w każdym miejscu na kuli ziemskiej, co dziś przy zastosowaniu konwencjonalnych rozwiązań jest nierealne.

Nie wiemy, czy Elon Musk, pomysłodawca systemu Starlink, brał realnie pod uwagę znaczenie swojego systemu podczas działań wojennych. W każdym bądź razie, jego firma w obliczu inwazji zbrojnej Rosji na niepodległe państwo, stanęła na wysokości zadania i przyspieszyła pierwotnie planowane na 2023 rok uruchomienie systemu w Ukrainie.

Aktywacja systemu zajęła niespełna dobę, co wskazuje na wysoką gotowość technologiczną rozwiązania, skutkującą brakiem przeszkód technicznych. W istocie, jak często to bywa, jedyne przeszkody to kwestie administracyjno-formalne. Kolejną niecałą dobę zajęło SpaceX dostarczenie na teren konfliktu ciężarówki wypełnionej po brzegi terminalami umożliwiającymi korzystanie z systemu Starlink.

Przewaga systemu Starlink nad konwencjonalnym dostępem do Internetu

W kontekście konfliktu zbrojnego, ale również śmiercionośnych i destrukcyjnych klęsk żywiołowych, główną zaletą jest fakt wysokiego poziomu niezależności jego funkcjonowania od infrastruktury naziemnej (to uproszczenie, ale o tym w dalszej części) – co oznacza mniej więcej, że zniszczenie stacji bazowych czy przerwanie łącz światłowodowych nie wpływa na działanie systemu Starlink – jak miałoby to miejsce w przypadku rozwiązań konwencjonalnych. Co więcej, przy pewnych założeniach odcięcie od zasilania również nie będzie miało wpływu (o ile zabezpieczono alternatywne źródło energii – agregat prądotwórczy lub panel fotowoltaiczny).

Jak działa Internet dostarczany przez Elona Muska?

SpaceX umieścił na orbitach okołoziemskich dotychczas niespełna 2 000 satelitów, ale docelowo w przyszłości ich liczba ma wzrosnąć do około 12 000. Satelity krążą na różnych wysokościach orbit dookoła Ziemi, przy czym wszystkie znajdują się na tzw. niskiej orbicie okołoziemskiej w odległościach od około 300 km do 1200 km nad powierzchnią Ziemi. Satelity krążą dookoła planety w taki sposób, aby anteny naszych naziemnych terminali zawsze były w zasięgu anten nadawczych któregoś z nich.

Dzięki temu możemy uzyskać pewne połączenie terminal – satelita. Następnie sygnał, który został wysłany przez terminal do satelity zostaje przekazany do naziemnej stacji systemu Starlink zwanej również bramą (ang. gateway) – to właśnie wspomniany wcześniej naziemny element
infrastruktury. W ten sposób, w dużym uproszczeniu, łączymy się już z globalną siecią naziemną. I analogicznie w drugą stronę: ruch jest kierowany z sieci naziemnej poprzez bramę do satelity, a stamtąd do terminala użytkownika.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Komunikacja

Komunikacja satelitarna pomoże upowszechnić szerokopasmowy internet

Wykorzystanie ultrapłaskich macierzy, komunikujących się z transponderem z wykorzystaniem wysokich częstotliwości, umożliwi upowszechnienie szerokopasmowego internetu w technologii satcom. Rozwiązanie jest szansą na zapewnienie dostępu do sieci w miejscach nawet najbardziej oddalonych od sieci nadajników naziemnych. Eksperci zwracają jednak uwagę na zagrożenia związane ze zwiększeniem dostępności do technologii kosmicznych. Chodzi o ryzyko przesadnego zagęszczenia urządzeń pracujących na orbicie, co może skutkować ogromnymi zakłóceniami. Ich zdaniem potrzebne są nowe regulacje. Tymczasem, według analityków, rynek komunikacji satelitarnej w ciągu najbliższych kilku lat wzrośnie ponad dwukrotnie.
 

Schemat ten jest podobny do większości sieci bezprzewodowych, w tym komórkowych. Satelita odgrywa w pewnym sensie rolę stacji bazowej, zaś połączenie ze stacją naziemną jest odpowiednikiem dostępu do sieci szkieletowej operatora. Różnica jest taka, że w sieciach komórkowych stacje bazowe są nieruchome, a porusza się terminal użytkownika, zmieniając tym samym stacje bazowe. W przypadku Starlink terminale zazwyczaj znajdują się w jednym miejscu (choć nie muszą), a to satelity zmieniają swoje położenie. Na terenie Polski, w miejscowości Wola Krobowska, zlokalizowana jest jedna stacja naziemna, która wraz ze stacją w Kownie na Litwie obsługuje użytkowników znajdujących się w centralnej Europie. Również z nią łączą się satelity, które znajdują się nad terytorium Ukrainy.

Inżynierowie SpaceX eksperymentują już nad rozwiązaniem, które pozwoli bezpośrednio komunikować się satelitom pomiędzy sobą, dzięki czemu częściowo zostanie wyeliminowana konieczność łączności ze stacją naziemną, co pozytywnie wpłynie na wydajność połączenia.

W czym Starlink jest lepszy od konwencjonalnych rozwiązań satelitarnych znanych od lat?

Z perspektywy dostawcy istotną kwestią jest koszt. A ten, w przypadku konieczności wysłania urządzeń w kosmos, jest ogromny. SpaceX umieszcza swoje satelity na niskiej orbicie z wykorzystaniem rakiet wielokrotnego użytku, dzięki czemu udało się zredukować część kosztów.

Druga kwestia jest związana z dużo mniejszą odległością pomiędzy urządzeniami na ziemi a satelitą, co wpływa na niższe opóźnienie połączenia. Dotychczas tradycyjne satelity telekomunikacyjne wykorzystywane do dostarczania Internetu były umieszczane na orbicie geostacjonarnej, czyli około 35 000 km nad powierzchnią Ziemi. To ogromna różnica względem satelitów Starlink, które mogą zaoferować dużo niższe opóźnienie połączenia. Mówimy tu o opóźnieniach ponad 15 razy mniejszych (45 ms vs 700 ms).

Należy jednak podkreślić podstawową zaletę rozwiązań satelitarnych, w których satelity znajdują się na wysokich orbitach. Otóż jeden satelita jest wówczas w stanie obsłużyć terminale abonenckie na bardzo dużym obszarze. Są to jednak połączenia o dużo gorszych parametrach niż te oferowane przez rozwiązania z satelitami umieszczonymi na niskich orbitach.

Źródło: Instytut Łączności – Państwowy Instytut Badawczy