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Alles über das Starlink Satellite Internet-Projekt. Teil 7. Starlink-Netzwerkbandbreite und RDOF-Programm

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Starlink-Netzwerkbandbreite



In der ersten von SpaceX bei der FCC (Federal Communications Commission) eingereichten Anmeldung wurde angegeben, dass die Kapazität eines Satelliten 17 bis 23 Gbit / s betragen würde und im Durchschnitt 20 Gbit / s betrug. Später gab eine der Meldungen an, dass jeder Start 60 - Diese Satelliten der Starlink 1.0-Version fügen dem Netzwerk etwa 1 Tbit / s Bandbreite hinzu, dh die Bandbreite eines Satelliten liegt näher bei 16-17 Gbit / s. Es wurde auch nicht angegeben, ob dies die Gesamtkapazität in beide Richtungen oder nur vom Internet zum Teilnehmer ist ... In jedem Fall ist es nicht sinnvoll, die Bandbreite des gesamten Netzwerks zu bestimmen, da es unwahrscheinlich ist, dass das gesamte Netzwerk realisiert werden kann, wenn (70% der Erde von Meeren und Ozeanen bedeckt sind. Außerdem ist es sehr zweifelhaft, dass die Nachfrage in der Sahara und im Himalaya dieselbe sein wird wie in besiedelten Gebieten ).Daher ist es ratsam, über die Kapazität eines Satelliten zu sprechen und zu schätzen, wie viele Teilnehmer er bedienen kann.



Betrachten wir die Kapazität des Starlink-Satelliten in den Bändern Ku und Ka getrennt.

Das Ka-Band (Zuleitung) beträgt hier insgesamt 4200 MHz in 2 Polarisationen. Unter Berücksichtigung der von SpaceX auf dieser Leitung deklarierten 64QAM-Modcodes, dh 6 Bit / Hz (die durchgeführte Schätzung des Funkverbindungsbudgets ergab, dass eine solche spektrale Effizienz durchaus erreichbar ist), können wir den Schluss ziehen, dass eine Schätzung des Durchsatzes von 20 Gigabit auf der Erde (Internet) -Satellitenverbindung vorliegt ist erreichbar.

Wie wir bereits gesehen haben, beträgt auf der Sputnik-Subscriber-Leitung im Ku-Band die spektrale Effizienz bei Verwendung der aktuellen Version des Subscriber-Terminals 1,5 Bit / Hz, dh wenn nur Subscriber-Terminals vom Typ A im Netzwerk vorhanden sind, beträgt die Bandbreite nur 6 Gbit / s, dreimal weniger als ursprünglich erwartet. Beachten Sie, dass bei Verwendung anderer Versionen als Teilnehmerterminals, z. B. Typ C und D, mit Antennen von 1,2 oder 2,4 Metern die Netzwerkbandbreite wahrscheinlich den angegebenen 17,20 Gbit / s entspricht.



Es ist auch möglich, die maximale Anzahl von Teilnehmern zu schätzen, die ein StarLink-Satellit bedienen kann. Wenn wir eine Satellitenbandbreite von 6 Gbit / s in Richtung vom Internet zum Client nehmen, beträgt der durchschnittliche Verbrauch eines über Optik angeschlossenen US-Haushalts 281 GB pro Monat oder entspricht 0,9 Mbit / s bei einem einheitlichen Monat Last, dann wird bei einer typischen Lastverteilung in den Netzen eines Internetproviders die maximale und durchschnittliche monatliche Last als 1 bis 3-4 korreliert. Somit beträgt die maximale Anzahl von Teilnehmern, die die aktuelle Version des Teilnehmerterminals verwenden, die ein Satellit bedienen kann, 1500 ... 2000 Teilnehmer mit einem solchen Verkehrsverbrauch. Wenn das monatliche Verkehrsaufkommen im Tarifplan begrenzt ist, z. B. 150 GB,dann kann ein Satellit doppelt so viele Teilnehmer bedienen - 3-4 Tausend. Die obigen Überlegungen gelten für den Fall der Verwendung von CDMA / TDMA / FDMA-Verfahren (Multicast Satellite Frequency Resource Multiple Access) anstelle von festen SCPC-Kanälen. Mehr dazu im entsprechenden Abschnitt.

Beachten Sie auch, dass die Fläche der Vereinigten Staaten etwa 10 Millionen km2 oder 2% der Erdoberfläche beträgt. Unter der Annahme, dass aufgrund der "Küsten" -Zonen die Anzahl der Satelliten, die Dienste anbieten können, 3% beträgt, können für die erste Stufe der Gruppierung von 1584 Satelliten über dem Territorium der Vereinigten Staaten nicht mehr als 45-48 Raumfahrzeuge Dienste bereitstellen, dh die maximale Teilnehmerbasis Für die erste Stufe werden es ungefähr 150-200.000 Abonnenten sein. Mit einem Tarif von 80 US-Dollar pro Monat wird eine solche Anzahl von Abonnenten SpaceX ein Einkommen von 150 bis 200 Millionen US-Dollar pro Jahr bringen, mit einer monatlichen Gebühr von 100 US-Dollar pro Monat - 200 bis 250 Millionen US-Dollar, was weit von den Schätzungen im Geschäftsplan 2016 entfernt ist.



StarLink und Rural Digital Opportunity Fund-Programm



Ein paar Worte als einleitende Erklärung.

Die Bereitstellung von Diensten in ländlichen Gebieten ist für Telekommunikationsbetreiber unrentabel (die Infrastrukturkosten pro Teilnehmer sind um ein Vielfaches höher als in Städten. Dies ist ein Axiom für die ganze Welt. Es gibt nur zwei Auswege: entweder das Monopol eines Betreibers (wie zum Beispiel die Post in Russland), die verpflichtet ist, allen Bewohnern des Landes eine Dienstleistung zum gleichen Preis für alle anzubieten (und dann subventionieren die Stadtbewohner im Wesentlichen die Dorfbewohner), oder wenn es viele Betreiber gibt, aber der Staat bestimmt, welche Dienstleistungen für die Bürger unbedingt erbracht werden müssen, werden sie oft als universell bezeichnet, und für ihre Bereitstellung wird der Staat zahlt einen zusätzlichen Betrag aus einem Spezialfonds an Betreiber, die bereit sind, diese bereitzustellen.



Zuschläge kommen entweder direkt aus dem Budget oder der Fonds wird auf Kosten einer Quasi-Steuer erstellt, die von allen Betreibern im Land gezahlt wird. In Russland macht es nun 1,2% der Einnahmen der Betreiber aus Dienstleistungen für Abonnenten aus und wird als Universaldienstfonds bezeichnet.

Ein ähnliches System gibt es in den USA, wo die Betreiber bestimmte Beträge an die FCC (Federal Communications Commission) zahlen, die dieses Geld verwendet, um Betreiber für die Verbindung ländlicher Gebiete zu gewinnen.



Die nächste Phase eines solchen Programms, RDOF (Rural Digital Opportunity Fund), wurde 2019 erörtert. Dies ist ein Zuschuss von 16 Milliarden US-Dollar zur Verbesserung des Internetzugangs für ländliche Gebiete in den nächsten 10 Jahren. Das Geld soll bei der Auktion im Oktober 2020 unter den Betreibern verteilt werden, die den besten Service in Bezug auf Zugriffsgeschwindigkeit und Verkehrsaufkommen in verschiedenen Regionen des Landes anbieten, in denen die Zugriffsgeschwindigkeit derzeit unter 25 Mbit / s liegt. Empfänger des Rural Digital Opportunity Fund müssen Abonnenten auf kommerzieller Basis (d. H. Für Geld) mindestens einen Sprach- und einen Breitbanddienst anbieten, der die relevanten Dienstanforderungen für alle Standorte in ihrem gewonnenen Gebiet innerhalb der folgenden Zeiträume erfüllt:



  • 40% der erforderlichen Anzahl von Plätzen im Staat bis zum Ende des dritten Jahres
  • und weitere 20% bis zum Ende des vierten und fünften Jahres nach Erhalt der Zuschüsse


Um den Gewinner zu identifizieren, wird ein System zur Berechnung von Strafpunkten vorgeschlagen, das von den technischen Parametern des Internetzugangsdienstes abhängt. Es gibt 4 Geschwindigkeitsabstufungen:



In Bezug auf die Satellitentechnologie gelten die Regeln streng gegen alle Satellitenbetreiber. Jeder Betreiber erhält Strafpunkte.

Der Vorschlag des Betreibers ist ideal und bietet eine Geschwindigkeit von 1 Gbit / s: Er hat 0 Strafpunkte und eine Verzögerung von weniger als 100 Millisekunden, ihm wird praktisch ein Sieg und ein Zuschuss garantiert.

Die Verzögerungsanforderungen werden einfach durch den bestehenden Dienst der Betreiber von ViaSat und Hughes Network Systems, die mit Satelliten im geostationären Orbit arbeiten, "getötet":



Sie erhalten 40 Strafpunkte auf einmal und können nur besser sein als diejenigen, die an der alten ADSL arbeiten.

SpaceX versucht seit 2019, sich für staatliche Subventionen für Breitbanddienste im ländlichen Raum zu qualifizieren, obwohl Einwände von Wettbewerbern erhoben wurden, die behaupten, seine Satellitentechnologie sei in der Praxis nicht getestet worden. In einem Brief an die FCC sagt SpaceX, dass seine Technologie die Auswahlmöglichkeiten für ländliche Abonnenten erweitern wird. "Das Verbot der Teilnahme von SpaceX an der Auktion kann trotz der Übereinstimmung seines Dienstes mit den technischen Anforderungen der Auktion dazu führen, dass die Auswahl der Abonnenten eingeschränkt ist und sie nicht den bestmöglichen Dienst erhalten." - schrieb David Goldman, Direktor für Satellitenpolitik bei SpaceX.

Die FCC hat öffentliche Konsultationen zu SpaceXs Vorschlag zur Änderung der Regeln für die Zuweisung von Mitteln für dieses Programm aufgenommen. Ein FCC-Sprecher sagte, die Agentur erwarte eine öffentliche Stellungnahme zu ihrem Vorschlag.

"Das Ziel des Rural Opportunity Fund ist es, mit dem Geld des Universal Service Fund möglichst vielen Amerikanern das schnellste Internet zur Verfügung zu stellen", heißt es in der Erklärung.


Der veröffentlichte Entwurf der Auktion, der von der FCC am 7. Februar 2020 vorgeschlagen wurde, enthielt eine Sprache, die es Satellitenunternehmen untersagte, sich als Ping-Dienst (Low Latency) zu qualifizieren, was ihre Angebote weniger attraktiv machte als die von Glasfaser-Bietern.



SpaceX traf sich am 18. und 19. Februar 2020 mit FCC-Mitarbeitern und argumentierte, dass seine Nicht-GSO-Satelliten eine geringe Latenz aufweisen, was sich aus den Grundgesetzen der Physik ergibt. In einem Brief an die FCC vom 20. Februar sagte SpaceX, sein Satellitensystem habe gezeigt, dass es Hochgeschwindigkeitsinternet bereitstellen kann.



Die FCC hat aufgrund der Aktivitäten von SpaceX ihre Position in einer neuen Version der von der FCC am 28. Februar genehmigten Bedingungen der Auktion geändert. Die Agentur hat die Möglichkeit verlassen, dass Satellitendienste im erdnahen Orbit als Betreiber mit geringer Latenz eingestuft werden könnten, und hat um eine öffentliche Stellungnahme zu den Behauptungen von SpaceX gebeten.



Diese Änderungen haben starken Widerstand bei bestehenden ländlichen Internetanbietern ausgelöst, die der Ansicht sind, dass die Zuweisung von Mitteln für die Satellitentechnologie von SpaceX ein riskantes Spiel ist, da SpaceX die Erfahrung mit der Bereitstellung von Breitbandzugang für Abonnenten nicht bestätigen kann. "Wir werden SpaceX nicht mit öffentlichen Geldern spekulieren lassen ", sagte Jonathan Chambers, ehemaliger FCC-Mitarbeiter und Partner bei Conexon LLC, das Glasfasernetzwerke für ländliche Telekommunikationsbetreiber aufbaut.



Laut einem Artikel im Wall Street Journal erreichte die Kontroverse den Capitol Hill, wo Kongressassistenten und Lobbyisten diskutierten, wie die FCC unter Druck gesetzt werden kann, SpaceX aus der Auktion herauszuhalten. "Es wäre eine politische Katastrophe, wenn Elon Musk Milliarden von Dollar an öffentlichen Geldern verschlingen würde", sagte einer der Berater des Kongressabgeordneten in einer seiner E-Mails letzte Woche.

"Dies wird eine politische Katastrophe sein, wenn Elon f'ing Musk Milliarden von Dollar des öffentlichen Geldes verschlingt")


Eine Gruppe namens NTCA - die Rural Broadband Association und die National Association of Rural Electricians 'Cooperatives, deren Mitglieder manchmal neben Strom auch Internetzugang anbieten - forderte den Kongress und die FCC auf, die Vorschläge von SpaceX nicht anzunehmen.

Die NTCA hat E-Mails an Kongressabgeordnete gesendet, in denen sie aufgefordert wurden, sich an die FCC zu wenden und Bedenken hinsichtlich der Satellitenkonstellationen von Nicht-GSOs auszudrücken, die an der Auktion teilnehmen.
"Obwohl dies bisher nur ein Vorschlag ist, kann er, wenn er akzeptiert wird, dazu führen, dass der Satellitenanbieter (dh SpaceX) die gesamte Auktion (alle seine Lose) gewinnen kann", schrieb der NTCA-Lobbyist.
In einem Interview erklärte Michael Romano, Senior Vice President von NTCA, dass die Vorschläge von SpaceX es Satellitenunternehmen ermöglichen könnten, auf eines der Auktionslose zu bieten.



Infolge heftiger Aktionen von SpaceX-Gegnern im Mai 2020 trat die FCC zurück und führte neue Formulierungen für Satellitennetze im niedrigen Orbit (Absätze 106-109 der RDOF-Auktionsregeln) in die von der FCC am 19. Mai 2020 veröffentlichten Regeln ein. Ihr Hauptinhalt ist wie folgt:



108. , , , , , . (Viasat) , , , . . , , « » — , , « » — , . . , , . , , .



109. , , 100 , , , .



Punkt 109 ist eindeutig in SpaceX geschrieben. Natürlich ist dieses verärgerte SpaceX und die aktive Arbeit ihrer Lobbyisten schwer zu verstehen, ob sie die FCC hätten überzeugen können, wenn Space X den Start des bemannten Drachen-Raumfahrzeugs mit Astronauten an Bord am 30. Mai 2020, auf das die NASA seit 2014 wartet, nicht durchgeführt hätte. Jahr und das brach Russlands Monopol auf die Lieferung von Astronauten an die ISS. Elon Musk traf sich bei dieser Gelegenheit mit US-Präsident Donald Trump und erhielt wohlverdiente Glückwünsche von ihm.



Buchstäblich 10 Tage nach diesen Ereignissen erkannten der Direktor der FCC und sein Stellvertreter Jeffrey Starks im StarLink-System die enormen technologischen Möglichkeiten, die ihnen anscheinend unbekannt waren. FCC-Kommissar Jeffrey Starks sagte: « -10 . ' - , , , 100 . , .»





Der von Donald Trump



FCC-Vorsitzende Ajit Pai ernannte FCC-Chef Ajit Pai war vorsichtiger. Am 11. Juni 2020 erklärte er auf einer Pressekonferenz:
«, -, LEO, . : — , . . , . . «t» (. i)(«t's to be crossed»), . .»
Die endgültigen Bedingungen für die Teilnahme an der RDOF-Ausschreibung sahen am 15. Juli folgendermaßen aus:



  • Nachweis von zwei Jahren Erfahrung in der Bereitstellung von Sprach-, Breitband- und / oder Stromverteilungs- oder -übertragungsdiensten und Bereitstellung eines geprüften Jahresabschlusses für ein Jahr oder
  • Reichen Sie einen geprüften Jahresabschluss für drei Jahre mit einem kurzen Antragsformular und einem Zinsschreiben der betreffenden Bank ein, die ein Akkreditiv für den angegebenen Betrag eröffnen möchten.


Unternehmen müssen außerdem detaillierte technische Informationen bereitstellen, um nachzuweisen, dass sie über die technischen Qualifikationen verfügen, um die geltenden Anforderungen an Rate und Latenz zu erfüllen. Wie



wir sehen können, konnte SpaceX an der Auktion teilnehmen, indem es lediglich einen Jahresabschluss vorlegte und detaillierte Angaben machte Beschreibung des StarLink-Systems bis zum 15. Juli 2020.



Am 13. Oktober veröffentlichte die FCC eine Liste der zur Auktion zugelassenen Unternehmen. Space X vertritt zusammen mit ViaSat und Hughes Network Systems Satellitenbetreiber. Gleichzeitig gibt es keine Informationen darüber, wie viel Verzögerung die FCC-Experten StarLink zugeschrieben haben und mit wem es entsprechend konkurrieren wird.



Es bleibt abzuwarten auf die Auktion selbst (sie begann am 29. Oktober 2020 und ist geschlossen, bis 4 Runden stattgefunden haben) und weitere Entwicklungen, ihre Ergebnisse, die Höhe der Subvention für ein verbundenes Haus usw. Dieser Vorgang kann 6 bis 18 Monate vor Vertragsabschluss dauern, damit die FCC überprüfen kann, ob das StarLink-Netzwerk betriebsbereit ist und tatsächlich funktioniert.







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