Wie funktioniert Internet über Satellit?

Satelliten-Internet ist die Möglichkeit, Daten von einer relativ kleinen Satellitenschüssel auf der Erde zu senden und zu empfangen und mit einem geostationären Satelliten zu kommunizieren, der 22.300 Meilen über dem Äquator der Erde kreist. Der Satellit in der Umlaufbahn sendet (und empfängt) seine Informationen an einen Ort auf der Erde, der Network Operations Center oder NOC (ausgesprochen „knock“) genannt wird. Das NOC selbst ist mit dem Internet (oder einem privaten Netzwerk) verbunden, so dass die gesamte Kommunikation von einer Satellitenschüssel zum Satelliten in der Umlaufbahn über das NOC läuft, bevor sie das Internet erreicht.

Dieses einfache Diagramm oben zeigt, wie sich Daten durch ein Satellitennetzwerk bewegen.
Datenkommunikation über Satellit unterscheidet sich nicht wesentlich von der Nutzung eines landgestützten Datenanbieters, zumindest vom Standpunkt des Internetnutzers aus. Sobald das Satellitensystem vom Installateur konfiguriert ist, verhält sich der Satellitendienst fast genauso wie jeder andere Internetdienstanbieter und kann auch als solcher konfiguriert werden. Der kleine Unterschied des Satellitendienstes wird hier beschrieben.
Was ist ein geostationärer Satellit?
Es gibt einen Ort im Weltraum, an dem ein Satellit in eine Umlaufbahn gebracht werden kann, so dass der Satellit vom Boden aus gesehen stationär erscheint. In Wirklichkeit umkreist der Satellit die Erde mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der sich die Erde dreht. Der Satellit umkreist die Erde in 24 Stunden, also genau einem Tag, vollständig. Geostationäre Satelliten befinden sich nur in einer Höhe von 22.300 Meilen direkt über dem Äquator der Erde und nirgendwo sonst.

Der Längengrad eines Satelliten
Alle geostationären Satelliten haben einen Namen wie „Galaxy 18“ oder „AMC-4″… und sie haben AUCH eine Längengradposition. Wenn Sie sich noch an Ihre Schulzeit erinnern, bezieht sich der Längengrad auf die imaginären langen Linien, die für die globale Kartierung auf der Erde verlaufen. Es gibt 360 Grad an Längengraden für die Erde (360 Grad ist ein Vollkreis). Wenn man den Längengrad eines Satelliten kennt, weiß man, wo sich der Satellit am Himmel befindet, denn alle geostationären Satelliten befinden sich immer über dem Äquator (oder dem nullten Breitengrad).
Um die Dinge noch verwirrender zu machen, wird der Längengrad in zwei Hälften unterteilt: die westliche und die östliche Hemisphäre. Alle „Slots“ für Satelliten befinden sich in der östlichen Hemisphäre zwischen 0° und 180° und in der westlichen Hemisphäre zwischen 0° und 180°. Ein Satellit, der über den Galapagos-Inseln kreist und Nord- und Südamerika bedient, könnte einen Orbitalslot von 101° westlicher Länge haben. Ein Satellit, der über Malaysia kreist und Asien und Australien versorgt, kann eine Orbitalposition von 100,5° östlicher Länge haben. Die Längengrade der Satelliten helfen Installateuren bei der Bestimmung der Ausrichtung einer Satellitenschüssel. Sie hilft auch bei der Suche nach Hindernissen zwischen dem Installationsort und dem Satelliten.

Sinnvoll?
Satellitenblickwinkel
Jedes Hindernis (wie ein Baum oder ein Berg) stört das Satellitensignal. Es ist wichtig, dass sich keine Hindernisse zwischen dem Aufstellungsort der Satellitenschüssel und dem Satelliten in der Umlaufbahn befinden. In der Branche spricht man von einer klaren „Sichtlinie“ zum Satelliten. Glücklicherweise lässt sich die freie Sichtlinie mit Hilfe eines Blickwinkel-Rechners leicht feststellen. Alles, was Sie brauchen, ist eine aktuelle Adresse (irgendwo auf der Welt) und die geografische Länge des Satelliten (siehe Beschreibung der geografischen Länge oben). Geben Sie diese beiden Daten ein, und der Rechner zeigt Ihnen die Himmelsrichtung des Satelliten und den Grad über dem Horizont an, in dem er sich befindet, sowie ein cooles Überkopfbild des Installationsortes mit einer Linie, die die Richtung des Satelliten anzeigt. Hier ist der kostenlose Look Angle Calculator von Ground Control.

Satelliten-Latenz
Der eine (manchmal) spürbare Unterschied, der Satellitendienste von anderen landgestützten Internetanbietern unterscheidet, ist die sogenannte „Latenz“, ein Begriff, der in der Satellitenwelt häufig verwendet wird. Die Latenzzeit gibt einfach an, wie lange eine einzelne Information für die Hin- und Rückreise über eine Satellitenverbindung benötigt. Man könnte die Latenz auch als „Ping-Zeit“ bezeichnen.
Da Daten über Satellit mit Lichtgeschwindigkeit übertragen werden und die Lichtgeschwindigkeit 186.000 Meilen pro Sekunde beträgt, befindet sich der Satellit in einer Umlaufbahn 22.300 Meilen über der Erde und muss diese Strecke viermal zurücklegen (Computer zu Satellit… Satellit zu NOC/Internet… NOC/Internet zu Satellit… Satellit zu Computer), summiert sich dies zu einer Menge Zeit. Diese Zeit wird als „Latenzzeit“ bezeichnet und beträgt etwa ½ Sekunde oder 500 Millisekunden. Für Sie oder mich ist das nicht viel Zeit, aber einige Anwendungen wie VPN und Echtzeitspiele mögen diese Zeitverzögerung nicht. Wer will schon den Abzug betätigen und eine halbe Sekunde warten, bis die Waffe losgeht? Es ist wichtig zu wissen, ob die Satellitenlatenz die Art und Weise, wie Sie das Internet nutzen, beeinflussen wird. Ground Control iDirect-Dienste haben eine Latenzzeit von 500 bis 650 Millisekunden (0,5 bis 0,65 Sekunden), was halb so viel ist wie bei Dienstanbietern für Endverbraucher.
EIN MISSVERSTÄNDNIS ÜBER SATELLITEN-LAETENZ

Ein weit verbreiteter Irrtum ist, dass sich die Latenzzeit auf die Übertragungsrate auswirkt, d. h. auf die Geschwindigkeit, mit der Sie eine Datei übertragen können. Dies ist nicht der Fall. Eine 1-Megabyte-Datei wird über eine Satellitenverbindung mit 5 Mbit/s (Megabit pro Sekunde) genauso schnell übertragen wie über eine terrestrische Verbindung mit 5 Mbit/s. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Satellitenverbindung eine halbe Sekunde braucht, um mit der Dateiübertragung zu beginnen, was unbedeutend ist.
CIR – Committed Information Rate
CIR ist ein Begriff, der in der Satellitenbranche häufig verwendet wird. Er bedeutet einfach, was der Satelliten-Internetanbieter für die niedrigste Geschwindigkeit garantieren will. Normalerweise beträgt die CIR 1:1, was bedeutet, dass Sie Ihren Datenkanal nicht mit anderen Teilnehmern teilen und dass die Höchstgeschwindigkeit zu 100 % der Zeit verfügbar ist. CIR ist nicht zu verwechseln mit den nachfolgend beschriebenen „Contention Ratios“.
Contention Ratios
Contention Ratios sind einfach die Anzahl der Teilnehmer, die sich Ihre Verbindung zu einem bestimmten Zeitpunkt teilen können. Bei Satelliten-Internetdiensten für Endverbraucher beträgt das Verhältnis bis zu 400 zu 1 (geschrieben 400:1). Ground Control unterstützt Premium-Zugang und hat nie ein Konkurrenzverhältnis von mehr als 20 zu 1 (oder 20:1). Contention Ratios sind keine CIRs (Committed Information Rates), da Geschwindigkeiten nicht garantiert werden können, da es unmöglich ist, zu wissen, ob alle anderen Teilnehmer, die den Kanal gemeinsam nutzen, nicht gleichzeitig eine datenintensive Videodatei herunterladen, was die Verbindung für alle Nutzer verlangsamen würde.

Satellitenausleuchtzone
Die Ausleuchtzone eines Satelliten zeigt den Ort, an dem eine Satellitenschüssel aufgestellt werden kann, um mit dem Satelliten zu kommunizieren. Nachstehend ist die Ausleuchtzone für Galaxy 18 für Nordamerika aufgeführt. Außerdem ist der Längengrad jedes Satelliten aufgeführt, der verwendet werden kann, um den Blickwinkel des Satelliten für jeden beliebigen Ort auf der Erde mithilfe des Satellitenblickwinkel-Rechners zu ermitteln.

EIRP – dWB und Schüsselgröße – Effektive isotrope Strahlungsleistung in der obigen Ausleuchtzone (gemessen in dBW Dezibel-Watt), die Zahlen auf der Ausleuchtzone oben stellen die Signalstärke vom Satelliten auf die Erde dar. Je höher der dBW-Wert, desto größer ist die Signalstärke. Wenn Sie eine Region mit einem niedrigen dBW-Wert haben, müssen Sie möglicherweise eine größere Satellitenschüssel verwenden, um das Signal zu empfangen.
Das Funkgerät (Out Door Equipment – ODU)

Neben der Schüssel (auch Reflektor genannt) besteht eine Satellitenanlage aus dem BUC (ausgesprochen „Buck“), der einfach der Sender ist, und dem LNB-Empfänger. Beide benötigen ein Hochleistungskoaxialkabel, das mit dem Indoor-Satelliten-Router verbunden ist. BUCs gibt es in verschiedenen Wattstärken. Je höher die Wattzahl, desto größer ist die Leistung der Satellitenanlage, sowohl in Bezug auf die Geschwindigkeit als auch auf schlechte Umgebungsbedingungen. Verbrauchersysteme verwenden normalerweise einen 1-Watt-BUC. Ground Control verwendet bei den meisten Systemen einen 6-Watt-BUC.

Das Ku-Band
Satellitenkommunikation ist eine Funkübertragung im Ku-Band des elektromagnetischen Spektrums. Das Ku-Band ist das gleiche Frequenzband, das Polizeibeamte für ihre Radardetektoren verwenden. Ku-Band-Satellitenschüsseln senden in einem Frequenzbereich von 14000 bis 14500 MHz. Sie empfangen in einem Frequenzbereich zwischen 11700 und 12750 MHz. Andere gängige Satellitenbänder sind L-Band (Satellitentelefone und tragbare Terminals), C-Band (große Satellitenschüssel) und Ka-Band (kleinere Satellitenschüssel).

Der Satelliten-Router oder Satelliten-Gateway

Die meisten Bodenkontrolldienste verwenden iDirect-Satelliten-Router. Hier werden die Koaxialkabel von der Satellitenschüssel innerhalb eines Gebäudes angeschlossen, und hier kann ein LAN (Local Area Network) mit dem Internet verbunden werden. Beachten Sie den Ethernet-Anschluss auf der Rückseite des Modems.
Klicken Sie hier für weitere Informationen über iDirect-Dienste von Ground Control.

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