Starlink: обзор и некоторые хаки

Nov 27, 2023

Меня, наверное, можно назвать энтузиастом SpaceX. Я ловлю их запуски, когда могу, и с большим интересом наблюдаю за развитием Starship. Но побочным эффектом многоразовой системы запуска SpaceX является то, что полеты в космос стали намного дешевле. Наличие избыточных стартовых мощностей означает, что космические проекты, которые раньше были неосуществимы, внезапно становятся, по крайней мере, правдоподобными. Одним из них является Старлинк.

Starlink — спутниковый интернет-сервис компании SpaceX. Беспроводной и сотовый Интернет в некоторых местах помогли, но если вы действительно живете в глуши, спутниковый Интернет — ваш единственный вариант. И хотя спутниковый Интернет не совсем нов, Starlink немного отличается. Hughesnet, еще один провайдер, имеет несколько спутников на геостационарной орбите, которая находится на высоте около 22 000 миль над Землей. Цитируя Грейс Хоппер, держащую в руках провод длиной почти в фут, представляющий наносекунду: «Между этим местом и спутником существует очень большое количество наносекунд».

SpaceX решила сделать что-то немного другое. В то время это казалось безумной несбыточной мечтой: они планировали запустить спутниковую группировку из 12 000 птиц, некоторые из которых летали бы на высоте 214 миль. Обратной стороной столь низких полетов является то, что они не смогут оставаться на орбите так долго, но SpaceX запускает их значительно быстрее, чем они спускаются. На данный момент около 1600 спутников Starlink находятся на орбите, пересекая их на высоте 342 миль (550 км).

Эта стократная разница в высоте имеет значение. Соединение Hughesnet имеет минимальную теоретическую задержку 480 мс, а в действительности она приближается к 600 мс. Starlink прогнозирует, что теоретический минимум составит менее 10 мс, хотя реальная производительность еще не так уж низка. За те несколько недель, что я пользовался этой услугой, время пинга упало с 60 до 20 и 30 секунд. Сейчас Starlink работает так: данные передаются на ближайший спутник и напрямую обратно на подключенную наземную станцию. Долгосрочный план состоит в том, чтобы позволить спутникам напрямую общаться друг с другом по лазерным каналам, минуя наземные станции. Поскольку скорость света в вакууме выше, чем в оптоволоконном кабеле, полностью развернутая система потенциально может иметь меньшую задержку, чем даже оптоволоконный Интернет, в зависимости от местоположения конечной точки и количества прыжков, которые необходимо сделать.

Я установил Starlink и тестирую бета-версию сервиса. Вот мой опыт и бонусный хак в придачу.

В коробке вы получаете маршрутизатор, PoE-инжектор, простой штатив и «Dishy McFlatface» — инновационную спутниковую антенну с постоянно подключенным 100-футовым кабелем Ethernet. Сам роутер неинтересен, имеет начальную страницу настройки для настройки Wi-Fi и никаких дальнейших настроек. Однако для меня большой интерес представляет тот факт, что маршрутизатор сообщает о себе как об устройстве OpenWRT. Разбирать корпус было довольно сложно, так как швы плотные, а клипсы немного утоплены. Однако как только вы это сделаете, появится заголовок, который, скорее всего, является последовательным портом.

PoE-кирпич очень интересен. Имеет два выхода. Один порт обеспечивает малое энергопотребление маршрутизатора, а другой порт подает на спутниковую антенну напряжение 56 В при токе 1,6 А x 2. Для тех, кто следит за этим дома, это чуть менее 180 Вт мощности по кабелю Cat5e. Я еще не нашел других реализаций PoE, которые обеспечивали бы такую ​​большую мощность, поэтому, похоже, мы ограничены использованием поставляемого источника питания для Dishy.

Сама посуда моторизованная и автоматическая. Нет никаких громоздких указаний в руководстве, которые требуются для других блюд. Dishy определяет свое местоположение и ориентацию при загрузке и автоматически указывает в правильном направлении. Отсюда фазированная антенная решетка направляет луч так, чтобы он точно нацеливался на пролетающие спутники.

Самая большая проблема, с которой нужно бороться, — это избегать препятствий. Диши нуждается в четком обзоре неба, а используемая частота КВЧ очень чувствительна к физическим барьерам. Листьев деревьев достаточно, чтобы полностью заблокировать сигнал. Поскольку система взаимодействует со спутниками, которые постоянно движутся, окно неба, которое должно быть чистым, довольно широкое. Недавно были добавлены некоторые оптимизации, повышающие отказоустойчивость к препятствиям, например автоматическое переключение на вторичный спутник, когда предпочтительная конечная точка недоступна. В конечном итоге система может стать достаточно надежной, чтобы хорошо работать с препятствиями, но на данный момент препятствия по-прежнему означают перебои в обслуживании, поэтому установка антенны на открытом воздухе имеет решающее значение.