Satellite ad alta velocità - High-throughput satellite

Il satellite ad alto rendimento ( HTS ) è un satellite per comunicazioni che fornisce un throughput maggiore rispetto a un classico satellite FSS (almeno due volte, sebbene di solito di un fattore 20 o più) per la stessa quantità di spettro orbitale allocato , riducendo così significativamente il costo per -po. ViaSat-1 ed EchoStar XVII (noto anche come Jupiter-1) forniscono più di 100 Gbit/s di capacità, che è più di 100 volte la capacità offerta da un satellite FSS convenzionale. Quando è stato lanciato nell'ottobre 2011, ViaSat-1 aveva una capacità maggiore (140 Gbit/s) rispetto a tutti gli altri satelliti per comunicazioni commerciali del Nord America messi insieme.

Panoramica

Il significativo aumento della capacità è ottenuto da un riutilizzo della frequenza di alto livello e dalla tecnologia del fascio spot che consente il riutilizzo della frequenza su più fasci spot focalizzati in modo ristretto (di solito nell'ordine di centinaia di chilometri), come nelle reti cellulari, che sono entrambe definire le caratteristiche tecniche dei satelliti ad alto rendimento. Al contrario, la tecnologia satellitare tradizionale utilizza un ampio raggio singolo (di solito dell'ordine di migliaia di chilometri) per coprire vaste regioni o addirittura interi continenti. Oltre a una grande quantità di capacità di larghezza di banda, gli HTS sono definiti dal fatto che spesso, ma non solo, si rivolgono al mercato consumer. Negli ultimi 10 anni, la maggior parte dei satelliti ad alto rendimento ha operato nella banda K _a , tuttavia questo non è un criterio determinante, e all'inizio del 2017 c'erano almeno 10 progetti di satelliti HTS in banda K _u , di cui 3 erano già varato e 7 erano in costruzione.

Inizialmente, i sistemi HTS utilizzavano i satelliti nella stessa orbita geosincrona (a un'altitudine di 35.786 km) delle navicelle TV satellitari (con satelliti come KA-SAT , Yahsat 1A e Astra 2E che condividevano le funzionalità TV e HTS) ma il ritardo di propagazione per un round -La trasmissione del protocollo Internet di viaggio tramite un satellite geosincrono può superare i 550 ms, il che è dannoso per molte applicazioni di connettività digitale, come le compravendite automatizzate di azioni, i giochi hardcore e le video chat di Skype . e l'attenzione per HTS si sta spostando sempre più sull'orbita terrestre media inferiore (MEO) e sull'orbita terrestre bassa (LEO), con altitudini fino a 600 km e ritardi di appena 40 ms. Inoltre, le minori perdite di percorso delle orbite MEO e LEO riducono i requisiti e i costi di alimentazione della stazione di terra e dei satelliti, e quindi un throughput e una copertura globale notevolmente maggiori si ottengono utilizzando costellazioni di molti satelliti più piccoli ed economici ad alto rendimento. La costellazione O3b di SES è stato il primo sistema satellitare MEO ad alto rendimento, lanciato nel 2013 e nel 2018 era stato proposto il lancio di oltre 18.000 nuovi satelliti LEO entro il 2025.

Nonostante i costi più elevati associati alla tecnologia a fascio spot, il costo complessivo per circuito è considerevolmente inferiore rispetto alla tecnologia a fascio sagomato. Mentre K _u banda larghezza di banda FSS può costare ben più di 100 milioni di $ per gigabit al secondo nello spazio, HTS come ViaSat-1 in grado di fornire un gigabit di throughput spazio per meno di $ 3 milioni. Mentre un costo per bit ridotto è spesso citato come un vantaggio sostanziale dei satelliti ad alto rendimento, il costo per bit più basso non è sempre il principale fattore alla base della progettazione di un sistema HTS, a seconda del settore che servirà.

Gli HTS vengono utilizzati principalmente per fornire servizi di accesso a Internet a banda larga (point-to-point) alle regioni non servite o meno servite dalle tecnologie terrestri dove possono fornire servizi paragonabili ai servizi terrestri in termini di prezzi e larghezza di banda. Sebbene molte attuali piattaforme HTS siano state progettate per servire il mercato della banda larga consumer, alcune offrono anche servizi ai mercati governativi e aziendali, nonché agli operatori di reti cellulari terrestri che devono far fronte alla crescente domanda di backhaul a banda larga verso i siti cellulari rurali . Per il backhaul cellulare, il ridotto costo per bit di molte piattaforme HTS crea un modello economico significativamente più favorevole per gli operatori wireless che utilizzano il satellite per il backhaul voce e dati cellulare. Alcune piattaforme HTS sono progettate principalmente per i settori delle imprese, delle telecomunicazioni o marittimo. HTS può inoltre supportare applicazioni punto-multipunto e persino servizi di trasmissione come la distribuzione DTH in aree geografiche relativamente piccole servite da un singolo raggio spot.

Una differenza fondamentale tra i satelliti HTS è il fatto che alcuni HTS sono collegati all'infrastruttura di terra tramite un collegamento feeder che utilizza un raggio spot regionale che detta la posizione di eventuali teletrasporti mentre altri satelliti HTS consentono l'uso di qualsiasi raggio spot per la posizione dei teletrasporti . In quest'ultimo caso, i teletrasporti possono essere installati in un'area più ampia poiché le impronte dei loro spotbeam coprono interi continenti e regioni come nel caso dei satelliti tradizionali.

Gli analisti del settore presso la Northern Sky Research ritengono che i satelliti ad alto rendimento forniranno almeno 1,34 TB/s di capacità entro il 2020 e quindi rappresenteranno una forza trainante per il mercato globale del backhaul satellitare che dovrebbe triplicare il valore, saltando dall'annuale 2012 entrate di circa US $ 800 milioni a $ 2,3 miliardi entro il 2021.