Szerokopasmowy_dostep_do_Internetu_realizowany_droga

Andrzej Dąbrowski, Krzysztof Włostowski
Instytut Telekomunikacji
Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Politechnika Warszawska

Szerokopasmowy dostęp do Internetu realizowany

drogą satelitarną

.

1. Wprowadzenie

Rozwój technologii dostarcza rozwiązań zaspokajających rosnące zapotrzebowanie na

interaktywne  usługi  szerokopasmowe  (voice  over  IP,  video  na  Ŝądanie,  korzystanie  z  baz
danych,  usługi  informacyjne,  itd..).  Dostęp  do  usług  szerokopasmowych,  Internetu
zrealizowany  moŜe  być  przy  uŜyciu  róŜnych  platform  technologicznych.  Obok  technologii
naziemnych

(ADSL,

ISDN,

modemy

kablowe..)

istnieją

równieŜ

rozwiązania

bezprzewodowe, w tym systemy wykorzystujące transmisję satelitarną.

Łączność satelitarna ma wiele zalet: pokrycie duŜych obszarów Ziemi, moŜliwość

jednoczesnego    doprowadzania  informacji  niezaleŜnie  do  wielu  odbiorców,  moŜliwość
realizowania połączeń z uŜytkownikami stacjonarnymi i ruchomymi. Koszt transmisji jest w
przypadku  satelitów  geostacjonarnych  niezaleŜny  od  odległości.  Z  sygnałem  satelitarnym
moŜna  dotrzeć  praktycznie  wszędzie,  bez  względu  na  rodzaj  ukształtowania  terenu.  Czas
potrzebny  na  instalację  sprzętu  i  uruchomienie  łączności  jest  krótki.    Inwestycje  związane  z
zakupem sprzętu nie są wysokie  a wymagane nakłady mają charakter jednorazowy.
Satelitarny  dostęp  do  usług  szerokopasmowych  moŜe  być  konkurencyjnym  dla  technologii
naziemnych.    Jest  on  szczególnie  atrakcyjny  na  terenach  słabo  zurbanizowanych,    gdzie
infrastruktura telekomunikacyjna  jest  uboga oraz tam gdzie budowa naziemnych systemów
dostępowych  o  duŜych  przepływnościach    jest  ekonomicznie    nieuzasadniona  (np.
rozproszone grupy uŜytkowników).  Połączenie  systemu satelitarnego  z  np. bezprzewodową
siecią lokalną redukuje jednostkowy koszt uŜytkowania.

2. Satelitarny dostęp do Internetu

Satelity telekomunikacyjne stosowane są do łączności z Internetem niemal od

początku  jego  powstania.  W  pierwszej    fazie  wykorzystywano  je    przede  wszystkim  do
łączenia    odległych  sieci  komputerowych  i  w    ograniczonym    zakresie  do  bezpośrednich
połączeń    uŜytkowników    wyposaŜonych    w  urządzenia    nadawczo-odbiorcze  typu  VSAT
(Very  Small  Aperture  Terminals).  Dotyczyło  to  głównie  grup  uŜytkowników  pracujących  w
obrębie sieci lokalnej.. Rozwiązania tego  typu  charakteryzują się  wysokim, silnie zaleŜnym
od  przepływności  kosztem.  Rozwojowi  satelitarnych  systemów  dostępowych  sprzyja
pojawienie  się  satelitów  radiodyfuzyjnych  DBS  (np.  Astra)    i  szerokopasmowych  satelitów
telekomunikacyjnych  duŜej  mocy  (np.  Eutelsat).  O  ile  sieci  VSAT  korzystają  z
konwencjonalnych satelitów transparentnych to systemy najnowszej generacji przystosowane
są  do  wykorzystania  moŜliwości  jakie  daje  satelita  nowej  generacji  z  przetwarzaniem
pokładowym  OBP  (On-Board  Processing).  Pozwala  to  na  znaczne  obniŜenie  kosztów,  np.
kosztu  terminala.    Przełomem  w  rozwoju  satelitarnego  Internetu  stało  się    wprowadzenie
standardu    cyfrowej  telewizji  satelitarnej  DVB-S  (Digital  Video  Broadcasting  -  Satellite).
Systemy DVB w naturalny sposób mogą być  wykorzystane do komunikacji internetowej.

2.1 Systemy jednokierunkowe

Technologia DVB-S umoŜliwia obok tradycyjnego przekazu sygnałów video (cyfrowa

telewizja) takŜe transmisję ruchu z Internetu.  Transmisja realizowana jest z wykorzystaniem
modulacji  QPSK,    dla  uzyskania  wymaganej  jakości  zastosowano  podwójne  kodowanie
korekcyjne  (kod  splotowy  i  kod  blokowy  Reed-Solomon  o  nadmiarze  8%)  oraz  układ
przeplotu. Całkowita przepływność binarna zaleŜy od szerokości pasma transpondera i moŜe
sięgać 60Mb/s (72MHz transponder). DVB-S/MPEG2 jest systemem rozsiewczym,  do pełnej
komunikacji  z  Internetem    niezbędne  jest  wykorzystanie  łącza  naziemnego  jako  kanału
zwrotnego (od uŜytkownika).

Ze  względu  na  duŜą  niesymetryczność  połączeń  internetowych  (wymagana  jest  znacznie
większa przepływność do uŜytkownika niŜ w kierunku przeciwnym)  do połączeń zwrotnych
moŜna  wykorzystać  systemy  naziemne  o  niewielkich  przepływnościach  (np.  GPRS/EDGE
czy modemy kablowe).  Rozwiązanie takie moŜe być przydatne nie tylko na  obszarach  słabo
zaludnionych,  o  ubogiej  infrastrukturze  telekomunikacyjnej    ale  takŜe  na  terenach
zurbanizowanych  z  uwagi    na  moŜliwość  korzystania  z  szerokopasmowego  satelitarnego
kanału oraz łatwość uzyskiwania połączeń zwrotnych przez sieć naziemną.
W    przypadku    wykupienia  usługi  z  wliczonym  w  abonament  kanałem  zwrotnym  ty  (np.
GPRS/  EDGE)  jest  moŜliwość  korzystania  z  mobilnego  dostępu  do  Internetu  w  dowolnym
miejscu znajdującym się w zasięgu danej sieci komórkowej .
Systemami  z  szerokopasmowym  satelitarnym  kanałem  w  „dół”    zainteresowani  mogą  być
przede  wszystkim    uŜytkownicy    telewizji  satelitarnej,  dla  których  oznacza  to  moŜliwość
korzystania z usługi bez konieczności ponoszenia większych kosztów modernizacji sprzętu.

2.2 Systemy dwukierunkowe

W  ostatnich  latach  DVB-S    wzbogacony  został  o  kanał  zwrotny  RCS  (Return  Channel
System). Kanał zwrotny realizowany jest z wykorzystaniem wielodostępu MF-TDMA (Multi-
Frequency  Time  Division  Multiple  Access).  UmoŜliwia  to  realizację  dwukierunkowego
dostępu  do  Internetu  bez  pośrednictwa  łączy  naziemnych.  System  DVB-RCS  definiują
standardy  ETSI  (między  innymi:  EN  301790  i  TR  101790).  DVB-RCS  jest  standardem
otwartym,  technologia  dwukierunkowej  transmisji  przez  łącza  satelitarne  jest  w  ciągłym
rozwoju,

Istnieją na rynku producenci sprzętu i dostawcy usług internetowych z wykorzystaniem
technologii DVB-RCS. Przykładem moŜe być Eutelsat oferujący system D-Star.
Oferowane usługi szerokopasmowego, dwukierunkowego satelitarnego dostępu do Internetu
kierowane są głównie do:
-

małych i średnich przedsiębiorstw

administracji i samorządów lokalnych

społeczności wiejskich

małych dostawców usług (np. kawiarenki internetowe)

3. Projekt Twister

Projekt TWISTER (Terrestrial Wireless Infrastructure integrated with Satellite

Telecommunications for E-Rural applications) realizowany jest w 6 Programie Ramowym
UE. Podstawowym zadaniem projektu jest promocja satelitarnych technik dostępu do
Internetu.

W skład konsorcjum TWISTER wchodzi trzynastu partnerów reprezentujących firmy

telekomunikacyjne  oraz  instytucje  naukowo-badawcze  i  administracyjne  z  krajów  Europy.
Koordynatorem  programu  jest  EADS  ASTRIUM  SAS.  Polskę  reprezentuje  Politechnika
Warszawska. Pozostali członkowie konsorcjum:
ARAMISKA,  EUTELSAT,  CNES,  NERA  Broadband  Satellite,  ANETO,  PICOPOINT,
FORTH-ICS,  MARRATECH,  CEMAGREF,  UNIVERSITY  OF  MALTA,  DIPUTACION
PROVINCIAL DE ZARAGOZA.

Cel projektu TWISTER to wspieranie rozwoju oraz adaptacja szerokopasmowych usług

telekomunikacyjnych przeznaczonych dla terenów słabo zurbanizowanych i realizowanych z
wykorzystaniem systemów satelitarnych zintegrowanych z naziemnymi systemami łączności
bezprzewodowej.

Podstawowe zadania projektu TWISTER:

♦

Integracja standardu DVB-RCS (Digital Video Broadcasting - Return Channel Satellite) z
naziemnymi systemami transmisji bezprzewodowej (Wi-Fi, LMDS..),

♦

Weryfikacja systemu w warunkach rzeczywistych (kilkadziesiąt instalacji na terenie
Europy, w tym 4 w Polsce),

♦

Zdefiniowanie/weryfikacja usług, aplikacji dla hybrydowego systemu DVB-RCS -
terrestrial wireless w takich dziedzinach jak: e-business, e-learning, e-health, e-
government, e-agriculture.

W  projekcie    badano    system  o  architekturze  mieszanej  wykorzystujący  segment  satelitarny
oraz  naziemny system    transmisji bezprzewodowej (WLAN). Część satelitarna  realizowana
jest    w  oparciu  o  standard  DVB-RCS,  WLAN  zgodny  z  802.11b  (Wi-Fi)  i  802.11g.  Usługi
satelitarne  w projekcie Twister zapewniały Eutelsat i  Aramiska. Polskie instalacje korzystały

z rozwiązań Aramiski, ARC 2000+ umoŜliwia transfer danych z szybkością 2048kb/s dla
kierunku w dół i 512kb/s dla kierunku w górę przy dostępności 99.7%. System korzysta z
satelity geostacjonarnego Eutelsat Atlantic Bird 2 pracującego w paśmie Ku. Satelitarny Hub
znajduje się Liedekerke (Belgia).

Testowanie, weryfikacja systemu dotyczy zarówno zastosowanej technologii jak i

wykorzystywanych  aplikacji.  Efektem  finalnym  jest  ocena  zastosowanego  rozwiązania
technologicznego  pod  kątem  parametrów  transmisyjnych,  dostępności,  bezpieczeństwa,  oraz
ocena ilościowa i jakościowa  stosowanych aplikacji oraz ich przydatności i efektywności w
badanych obszarach zastosowań.

Omnidirectional

point-to-multipoint

coverage

PUBLIC BUILDING

Example: TOWN HALL

Outdoor hotspot

Satellite

Antenna

IDU

Point of Presence

QoS

Management

AAA Gateway

Router

HotSpot

Switch

HIGH POINT

Example Church

omni

PC 1

RESIDENTIAL USERS

Institutional user

Ex. school or library

Router

Company

Router

802.11b 11Mbps

2.4GHz

Laptop

PC 1

PC 2

PC 3

PC N

...

PC 1

PC 2

PC M

PC 3

PC 5

PC 4

PC 1

PC 2

...

Router

PC 2

Indoor

hotspot

Laptop

SME

W trakcie trwania projektu w ITPW opracowano aplikację integrująca system Twister z

bezprzewodową  siecią  sensorów  WSN  (Wireless  Sensor  Network).  System  monitorowania
przemysłowego  oparty  na  bezprzewodowej  sieci  sensorów  został  zaimplementowany  w
firmie  ACO.  Elementy  Budowlane.  Aplikacja  wykorzystuje  technologię  WPAN  (Wireless
Personal Area Network) opartą na standardzie IEEE 802.15.4.

4. Usługi satelitarnego dostępu do Internetu w Polsce

4.1 Dostęp dwukierunkowy

D-STAR IP-Access
Usługa realizowana przez Eutelsat. Rozwiązanie oparte na standardzie DVB-RCS.
Warianty usługi D-STAR IP-Acess:
Discovery, maks. szybkość odbierania 512 kbit/s, maks. szybkość wysyłania 128 kbit/s

Coliseum, maks. szybkość odbierania 1 MB/s, maks. szybkość wysyłania 512 kbit/s
Premium, maks. szybkość odbierania 2 MB/s, maks. szybkość wysyłania 1 MB/s
Bez ograniczeń w ilości przesyłanych danych.
Satelita: Eutelsat EuroBird 3
Modem satelitarny: Linkstar
Antena 0.98m

E-STAR IP-Access
Rozszerzona wersja usługi D-STAR
Opcje:
eSTAR IP Access 512
512 kbps downlink/ 128 uplink
łącze dla kilku stanowisk PC
255 EUR- 295 EUR / miesiąc
eSTAR IP Access 1024
1024 kbps downlink/ 256 uplink
łącze dla małych sieci LAN
eSTAR IP Access 1024ex
1024 kbps downlink/ 512 uplink
łącze korporacyjne
373 EUR- 413 EUR / miesiąc
eSTAR IP Access 2048
2048 kbps downlink/ 1024 uplink
łącze korporacyjne
646 EUR- 686 EUR / miesiąc
Wysokość abonamentu jest uzaleŜniona od wybranego cyklu rozliczeniowego.
Satelita: Eutelsat EuroBird 3
HUB Linkstar
Terminal satelitarny: Linkstar 0.98m (cena 1899 EUR + 22%VAT)

iDirect Intelsat
Dwukierunkowy,    szerokopasmowy  dostęp  do  internetu  dla  osób  prywatnych,  firm  i
instytucji  na  terenie  całej  Polski.  MoŜliwość  dzierŜawy  sprzętu.  Usługa  bazuje  na
technologii VSAT.
Opcje:
usługa 256/64 kbps - 295 USD + VAT (390 USD +VAT w wersji z dzierŜawą sprzętu)
usługa 512/128 kbps - 380 USD + VAT (475 USD + VAT w wersji z dzierŜawą sprzętu)
usługa  1024/256  kbps    -  510  USD  +  VAT  (630  USD  +  VAT  w  wersji  z  dzierŜawą
sprzętu)
Instalacja i uruchomienie stacji - 1 600 PLN + VAT
Koszt zakupu stacji VSAT - 2 600 USD + VAT
Satelita: Intelsat 10
Stacja HUB w Mińsku Mazowieckim

4.2 Dostęp jednokierunkowy

SkyDSL
Dane  w  „górę”  wysyłane  za  pomocą  sieci  GSM  (lub  modemu,  ISDN,  DSL,  Neostrada,
SDI), transfer w „dół” odbywa się przez satelitę.
Podstawowe opcje:
Classic 1 standard, przepływności do 1000 kbit/s, opłata abonamentowa plus 0.09PLN za
1MB  ściągniętych danych

Classic 2 standard, przepływności do 1000 kbit/s, opłata abonamentowa plus 0.09PLN za
1MB  ściągniętych danych po przekroczeniu limitu 1GB
Classic  3  standard,  przepływności  do  1000  kbit/s,  nielimitowana  wielkość  pobieranych
danych,  operator  ma  moŜliwość  ograniczenia  przepływności  uŜytkownika    „nadmiernie
przeciąŜającego łącze”
Podana przepływość nie jest gwarancją prędkości minimalnej tylko maksymalnej łącza.
Aktywacja usługi bezpłatna.
Satelita: Sesat 2

GO!nternet
Usługa stałego dostępu do Internetu oparta o satelitarny kanał odbiorczy poprzez satelity
ASTRA  na  pozycji  23.5  East,  a  w  przypadku  usługi  dwukierunkowego  dostępu  do
internetu, takŜe o kanał nadawczy GPRS realizowany w sieci IDEA.
Opcje:
GO!256 basic, do 256kbit/s z satelity, abonament miesięczny 59PLN+VAT,
GO!512 basic, do 512kbit/s z satelity, abonament miesięczny 99PLN+VAT,
GO!768 basic, do 768kbit/s z satelity, abonament miesięczny 149PLN+VAT,
GO!1024 basic, do 1024kbit/s z satelity, abonament miesięczny 169PLN+VAT,
GO!256, do 256kbit/s z satelity oraz GSM w górę , abonament miesięczny 99PLN+VAT,
GO!512, do 512kbit/s z satelity oraz GSM w górę, abonament miesięczny 129PLN+VAT,
GO!768, do 768kbit/s z satelity oraz GSM w górę, abonament miesięczny 169PLN+VAT,
GO!1024,  do  1024kbit/s  z  satelity  oraz  GSM  w  górę,  abonament  miesięczny
199PLN+VAT,
Aktywacja usługi GO! -  99PLN+VAT

OnetKonekt - Satelita
Usługi jednostronnego dostępu do Internetu przez satelity: Astra 19.2° East.
PakietStandard (320 kbit/s)
Dwustronny (łącze satelitarne oraz kanał zwrotny Plus GSM) - abonament 139PLN brutto
Jednostronny (bez kanału zwrotnego) - abonament 89PLN brutto
PakietStandard+ (640 kbit/s)
Dwustronny (łącze satelitarne oraz kanał zwrotny Plus GSM) - abonament 189PLN brutto
Jednostronny (bez kanału zwrotnego) - abonament 139PLN brutto
PakietMega (1024 kbit/s),
Dwustronny (łącze satelitarne oraz kanał zwrotny Plus GSM) - abonament 269PLN brutto
Jednostronny (bez kanału zwrotnego) - abonament 219PLN brutto
Aktywacja usługi bezpłatna.

SatSpeed
SatSpeed+
System  jednokierunkowego  połączenia  z  Internetem  (Astra  19,2°).  Gwarantowana
prędkość połączenia 2Mbps. MoŜliwość pracy w sieciach LAN
SatSpeed+ easy
System  jednokierunkowego  połączenia  z  Internetem  (Astra  19,2°).  Prędkość  połączenia
768kbps  Płatności  PRE-PAID  -  bez  umowy  abonenckiej,  bez  opłaty  aktywacyjnej.
MoŜliwość zamówienia dowolnej liczby minut połączenia satelitarnego.

PlanetSky
Usługi zarówno dla uŜytkowników indywidualnych, którzy nie mają dostępu do szybkich
łącz naziemnych oraz małych i duŜych przedsiębiorstw, które potrzebują szybkich
połączeń.

Wykorzystanie łączności satelitarnej do komunikacji z Internetem ma na świecie

tendencję wzrostową i zdaniem analityków w 2008 r. osiągnie jedenastoprocentowy udział w