Satelitní přístup

Nadpis možná odborným uším nezní nijak zvlášť přesně, ale vlastně dobře napovídá, oč se jedná: poskytnout širokopásmový přístup „satelitním“ oblastem, usedlostem, venkovu, ale i místům, kam se prostě pevné kabelové sítě nedostanou a ani DSL nemá šanci. Jak se ukazuje, těchto míst je na starém kontinentu požehnaně a jedním z řešení rychlého přístupu k Internetu a moderním službám jsou satelitní sítě.

Satelitní sítě se pro datové přenosy a přístup k Internetu využívají především pro podniky s vysoce distribuovanými pobočkami již zcela běžně, protože nabízejí značnou kapacitu a celosvětové pokrytí. Družicová komunikace se uplatnila nejdříve v mezikontinentálním (globálním) měřítku, ale ovládnutím kmitočtových pásem nad 10 GHz začala postupně pronikat do regionálních, národních i soukromých sítí, a to nejen v rámci dříve monopolních provozovatelů, ale i soukromých organizací a dokonce jednotlivců. Přitom dokáže nabídnout nejen pevnou službu (mezi nepohyblivými objekty), ale i podporu mobilních uživatelů.
 
Satelitní sítě prošly dlouhým vývojem od typicky jednosměrných distribučních sítí až k moderním obousměrným sítím. Ty nabízejí slušnou kapacitu, i když s velmi asymetrickým rozdělením mezi dopředný a zpětný kanál. S novými mechanizmy uzpůsobenými chybovosti a zpoždění satelitních přenosů, kterých se nelze nikdy zcela zbavit při komunikaci přes družici, je lze efektivně využít pro přístup k Internetu. Právě díky nabízené kapacitě mohou sloužit jako širokopásmové přístupové sítě (BSA, Broadband Satellite Access).

Kam satelit dosáhne

Satelitní komunikace nabízí celosvětové pokrytí, tedy i v oblastech, kde jiná technologie vůbec nepřichází v úvahu. Širokopásmová komunikace přes satelit je tedy teoreticky použitelná všude, ale v praxi zůstává okrajovou technologií vhodnou právě v nedostupných nebo minimálně osídlených oblastech, anebo častěji oblastech, kde pozemní širokopásmová přístupová síť je neekonomická.

Odhaduje se, že překvapivě až pětina Evropanů žije právě v takových oblastech, kde nemohou očekávat jiné řešení svých požadavků na rychlý přístup k Internetu. U pevných sítí jako kabelová televize je důvod zřejmý, ale i rozšířená telefonní síť nepřináší všude možnost DSL. Maximální vzdálenost uživatelů od ústředny je limitujícím prvkem pro téměř polovinu majitelů telefonních linek. Z ekonomických důvodů se také telekomunikačním provozovatelům mnohde nevyplatí modernizovat svoji infrastrukturu na podporu xDSL, takže 100 miliónů telefonních linek z celkových 238 miliónů v Evropě je doslova „odříznuto“ od DSL (podle společnosti Netsystem, předního poskytovatele satelitních služeb v Evropě).
 
Ke konci loňského roku využívala jiné technologie širokopásmového přístupu než kabelové či DSL modemu pouhá 4% evropských domácností (podle Forrester Research). Do těchto alternativních technologií lze řadit bezdrátové, satelitní, optické přípojky, i přístup po elektrické síti.

Pokrytí rozsáhlých oblastí umožňuje satelitním systémům dálkovou komunikaci s jedním skokem (one hop), přímo mezi vysílačem a přijímačem, bez mezilehlých uzlů, takže se lze vyhnout často nepředvídatelným zpožděním způsobeným směrováním a zahlcením pozemních sítí. Přístup po satelitu je také méně ovlivněn místním terénem než jiné širokopásmové technologie, čímž se stává zajímavým zejména ve venkovských oblastech, kde je nákladově výhodnější i než nově vznikající pozemní bezdrátové služby.
 
Na rozdíl od pozemních bezdrátových služeb dnes není kvalita satelitní komunikace ovlivňována atmosférickými jevy, protože satelitní provozovatelé běžně používají opatření proti útlumu signálu a dopřednou kontrolu chyb (FEC, Forward Error Correction) pro zvýšení spolehlivosti vysílání. Provozovatelé tak díky implementovaným mechanizmům a kalkulaci trasy garantují dostupnost na úrovni 99,95%, typickou pro širokopásmové přístupové služby

Satelitní komunikace

Satelitní přístup se principiálně hodí na podporu skupinového vysílání a služeb typu push, pro aktualizaci místních pamětí cache (pro upgrade softwaru) v IP sítích a pro streaming media(zejména videa). Hlavní devizou satelitní komunikace je všudypřítomné pokrytí velké oblasti s konzistentní úrovní kvality vysílání.

Satelitní systémy mohou být založeny na jedné ze tří základních architektur:

• jednosměrné (distribuční) – bez zpětného kanálu pro komunikaci směrem od uživatele,
• hybridní – se zpětným kanálem řešeným pozemní, nikoli satelitní cestou; vytáčené spojení, případně mobilní data se z cenových důvodů stále často používají pro domácí širokopásmový přístup prostřednictvím satelitů pro vysílání směrem od uživatele, kde pro běžné internetové služby stačí nižší kapacita než v dopřeném směru;
• obousměrné – dopředný i zpětný kanál jsou řešeny satelitní cestou, s asymetrickým rozdělením kapacity; dražší řešení vhodné především pro podniky.

Všechny typy topologií satelitní sítě používají jak individuální vysílání (unicast) pro distribuci obsahu po dvoubodových spojích jednotlivým uživatelům (např. web, FTP, e-mail, VoD, caching, VoIP), všeobecné vysílání (broadcast) pro distribuci obsahu všem bez rozdílu a skupinové vysílání (multicast) pro distribuci obsahu vybraným skupinám uživatelů (např. video streaming, aktualizace software, digitální TV). Technicky se distribuce obsahu řeší pomocí otevřené specifikace DVB (Digital Video Broadcast; viz dále) nebo pomocí firemních implementací.
 
Satelitní komunikace je jednoduchá na instalaci pozemních terminálů (z hlediska rozšiřitelnosti) a navíc tím, že obchází pozemní sítě, umožňuje vstup nových provozovatelů. Využívání stávajících kmitočtů v pásmu Ku (10-17 GHz) udržuje náklady na koncová zařízení relativně nízko, ale prostor pro působení provozovatelů je limitován. Vesmírné zdroje lze principiálně zvýšit dvěma způsoby: využít jiné oběžné dráhy nebo kmitočty v pásmu Ka (18-31 GHz). Mezinárodní telekomunikační unie (ITU) alokovala kmitočtové pásmo o šířce 2,5 GHz pro pevné satelitní služby (mezi něž řešení přístupové sítě patří) v pásmu 28 GHz. Vysoké kmitočty jsou nevhodné pro pozemní bezdrátovou komunikaci, protože signál může být snadno blokován povrchovými pevnými překážkami, které naproti tomu satelitní komunikaci nevadí.
 
Příště se podíváme na DVB a konkrétně na DVB-RCS pro satelitní přístup. 

4. 8. 2004

Autor: Ing. Rita Pužmanová, CSc., MBA