SpaceXネットワークでの衛星遅延
レイテンシー（英語のレイテンシー）、つまりpingは、静止軌道（GSO、地球から36,000 km）のネットワークよりも、低軌道の衛星ネットワークにとって大きな利点です。 GSOの場合、一方向の遅延は600〜800ミリ秒で、無線信号が衛星に到達して地球に戻る時間によって決まります。 pingは遅延時間の2倍に相当します。待ち時間が長いと、VPNトンネル、リモートデスクトップ、さらには電話での会話などの重要なインターネットアプリケーションに大きな問題が発生するだけでなく、コンピュータのゲームシューターは言うまでもなく、cornyは、チャネル内のIPプロトコルを介した情報送信の速度を劇的に低下させます。その正式な物理的帯域幅について。
LEOネットワークの重要な要素であるのは低遅延（ping）であり、静止軌道で動作する衛星に対する主な利点です。 SpaceXのpingが100ミリ秒未満であることが重要です。これは、農村地域の加入者を接続するための予算からの助成金の申請を検討する際のFCCの基準です（RDOFプログラム）。より長い遅延で、この助成金を取得することはほとんど不可能です。遅延の量について言えば、加入者にとっては、衛星ネットワーク（ゲートウェイと加入者端末の間）の遅延と、ゲートウェイからスターリンクネットワークのNCCまでの地上ネットワークの遅延（トラフィック交換ポイントと加入者が必要とするサイト）から形成されます。
衛星セグメントの遅延は、次の3つの要素で構成されます。
- 宇宙空間での遅延（3〜4ミリ秒の遅延があります）、
- IPトラフィックを無線信号に変調および復調するときのハードウェア遅延（これは5〜20ミリ秒です）、
- ゲートウェイ/端末からのトラフィック送信のためのフレーム（スーパーフレーム）内の場所のNCC割り当ての遅延。専用チャネルモードで周波数を使用する場合など、多くの動作モードでは、この遅延はゼロに等しくなる可能性があります。時間分割マルチアクセス（TDM）モードの場合、この遅延は数十ミリ秒になる可能性があります。
上記に関連して、スターリンクネットワークの証券取引所で取引するための情報の転送は、衛星を介したいくつかのホップの使用により、地上の光ネットワークよりも高速である可能性があるという一部の著者の仮定は、着陸時のハードウェアエラーの蓄積のために、明白に誤りです。ゲートウェイと衛星への新しい上昇。
2020年9月29日、SpaceXはFCCに手紙を送り、2020年8月から9月の加入者端末のクローズドベータテスト中に得られたデータを引用しました。このレターには、30台の端末のグループを毎週テストし、15秒以内にファイルを転送するための次のスケジュールが含まれています。 100万を超える遅延時間の測定が行われました。
グラフからわかるように、95％の場合、遅延は42ミリ秒未満であり、50％の場合は30ミリ秒未満であり、RDOFプログラムの要件に完全に適合しますが、高周波交換取引の編成にはほとんど使用できません...
RFスペクトルアクセス技術
加入者端末が衛星の無線周波数スペクトルにアクセスする方法の中で、以下が区別されます。
- 端末への周波数帯域の永続的な割り当て。
- デマンドアサインマルチアクセス。
最初の方法はハードウェアの実装がはるかに簡単ですが、衛星の周波数スペクトルの特定の部分が各端末に割り当てられます。
図： SCPCの専用チャネル（キャリアタイプごとに単一チャネル）のモードでの周波数リソースの使用のスペクトル。
この方法の利点は、接続を確立する速度です。端末アンテナが衛星を指すとすぐに、ゲートウェイへの情報送信を開始できます。この方法の欠点は、衛星セグメントが不合理に使用されることです。ほとんどの場合、加入者端末は情報を送信しないため、このようなチャネルの効率（または使用率）が5％を超えることはめったにありません。したがって、たとえば、Starlinkネットワークサービスプランがサブスクライバーに100/40 Mbit / sの速度を約束している場合、専用チャネルモードを使用する場合のサブスクライバーの最大数は6 Gb / 100 Mbit = 60サブスクライバーになり、ネットワークは非常に不採算になります。
2番目の原則は、時間または周波数分割を使用して、1つの周波数チャネルに複数のサブスクライバーがアクセスすることです。
グループアクセスを使用する方法（TDMA-時間分割マルチアクセス、FDMA-周波数分割マルチアクセスなど）は、実装の複雑さとサブスクライバー端末からのパケット送信における同期の要件にもかかわらず、ネットワークの周波数範囲を数十倍効率的に使用できます。数十倍の情報（サブスクライバートラフィック）を送信します。
図：TDM / TDMAグループアクセスを使用した衛星周波数リソースへのアクセスのスキーム。
このようなシステムのもう1つの利点は、データ転送速度を広範囲の別の端末に変更できることです。このシステムでは、ゲートウェイステーションのほぼすべての帯域幅を1つのサブスクライバー端末にリダイレクトできます。ただし、これにより送信の遅延が大幅に増加します。これは、ネットワークコントロールセンター（NCC）が、サブスクライバー端末によってパケットを送信するためのフレーム内の時間と場所を割り当てる責任があるためです。最初に、サブスクライバー端末Xがオンラインにして送信を開始する情報は、 NCCはそこで処理されるため、最も近い衛星のフレーム内の空きスロットの存在を判別する必要があり（完全にロードされている場合は別の衛星）、空き周波数に関する情報がゲートウェイに送信され、そこからサブスクライバー端末に送信されます。その後、送信を開始できます。この周波数では、サブスクライバー端末は、指定された極性と周波数のミニスポットにある間、つまり6〜7秒以内にのみ送信します。その後、端末は別のゾーンに分類されます。異なる周波数および/または偏光のミニビーム。加入者が必要とする交通量に関する情報を事前にNCCに報告しておくと、NCCは、衛星が加入者の家の上を移動するときに加入者端末が入るすべてのミニスポットで、この端末のフレームのスロットを予約できるようになるのが最適です。加入者端末のメモリにこのようなロードマップがあれば、インターネット上でシームレスな通信と継続的なビデオ視聴を提供することが可能になります。所定の偏光と周波数のミニスポットにある間、つまり6〜7秒以内で、その後、端子は異なる周波数および/または偏光の別のミニビームのゾーンに落ちます。加入者が必要とする交通量に関する情報を事前にNCCに報告しておくと、NCCは、衛星が加入者の家の上を移動するときに加入者端末が入るすべてのミニスポットで、この端末のフレームのスロットを予約できるようになるのが最適です。加入者端末のメモリにこのようなロードマップがあれば、インターネット上でシームレスな通信と継続的なビデオ視聴を提供することが可能になります。所定の偏光と周波数のミニスポットにある間、つまり6〜7秒以内で、その後、端子は異なる周波数および/または偏光の別のミニビームのゾーンに落ちます。加入者が必要とする交通量に関する情報を事前にNCCに報告すると最適であり、NCCは、衛星が加入者の家の上を移動するときに加入者端末が陥るすべてのミニスポットで、この端末のフレームのスロットを予約できます。加入者端末のメモリにこのようなロードマップがあれば、インターネット上でシームレスな通信と継続的なビデオ視聴を提供することが可能になります。はNCCに事前に通知され、NCCは、衛星が加入者の家の上を移動するときに加入者端末が陥るすべてのミニスポットで、この端末のフレームのスロットを予約できるようになります。加入者端末のメモリにこのようなロードマップがあれば、インターネット上でシームレスな通信と継続的なビデオ視聴を提供することが可能になります。はNCCに事前に通知され、NCCは、衛星が加入者の家の上を移動するときに加入者端末が陥るすべてのミニスポットで、この端末のフレームのスロットを予約できるようになります。加入者端末のメモリにこのようなロードマップがあれば、インターネット上でシームレスな通信と継続的なビデオ視聴を提供することが可能になります。
当然、これにより、ゲートウェイ、加入者端末、およびネットワーク全体の機器の複雑さが増し、コントロールセンターからの継続的な制御が必要になり、すべてのゲートウェイと加入者端末の同期動作が維持されます。
一般的な理由から、最初の専用チャネル方式は、軍事/政府タスクの通信を整理するのに適しています。2番目の方法は、通常の商用顧客にサービスを提供するためのものです。現在、スペースセグメントへのアクセス方法に関する情報はなく、その詳細はスターリンクシステムで使用されます。ただし、元のStarlinkプロジェクトは、地上ブロードバンドと5Gを専門とするBroadcomのネイティブによって実行されたため、アクセスプロトコルはそれらから取得できます。
9月29日、SpaceXはFCCに手紙を送り、StarLinkネットワークを変更するアプリケーションに関するViaSatからのコメントに対抗しました。この手紙は、加入者端末への回線上の衛星チャネルの形式に関するデータを初めて提供します。
最近まで、ネットワークはユーザー端末を次のグループにグループ化していました。システムがサポートする無線フレームあたり20の端末ではなく、無線フレームあたり8。この操作上の選択は、ネットワークの進行中の最適化とテストをサポートすることですが、より小さなグループサイズに対応して、完全にロードされたセル内の特定のユーザーの無線フレーム間に2.5倍長い遅延を導入するという結果になります。重要なのは、このソフトウェア機能が有効になったばかりで、人口の多いセルの速度を最適化するように特別に設計されており、スループットが約2.5倍に向上することです。
この段落に基づいて、チャネルはTDMアクセス方式を使用していると結論付けることができます。
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