Estudio del MIT compara las cuatro mayores mega-redes de Internet | Noticias del MIT

[ad_1]

En los últimos meses, la gente ha informado haber visto un desfile de puntos en forma de estrella en el cielo nocturno. La formación no es de origen extraterrestre, ni siquiera astrofísica, sino que en realidad es una línea de satélites, lanzada recientemente por SpaceX, a la que eventualmente se unirán muchos otros para formar Starlink, una "mega-constelación" que envolverá la Tierra. como una red global diseñada para ofrecer Internet de alta velocidad a usuarios de todo el mundo.

Starlink es una de las pocas redes de satélites globales que se encuentran actualmente en desarrollo (aunque no sin controversia, debido a los efectos en nuestra visión del cielo nocturno). Cada uno está diseñado para desplegar miles de satélites a diferentes altitudes y ángulos de inclinación en relación con la Tierra, con el fin de conectar a los usuarios rurales y remotos a Internet.

Hoy, investigadores del Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT compararon las cuatro propuestas de redes de satélites globales más grandes, de SpaceX, Telesat, OneWeb y Amazon. Los investigadores calcularon el rendimiento de cada red, o la capacidad general de datos, en función de sus especificaciones técnicas según lo informado a la Comisión Federal de Comunicaciones.

Alors que les réseaux varient dans le nombre et la configuration proposés de satellites, de stations au sol et de capacités de communication, l'équipe a constaté que chaque constellation pouvait fournir une capacité totale d'environ des dizaines de térabits par el segundo.

Como se propuso, estas megaestelaciones probablemente no reemplazarían las redes terrestres actuales, que pueden soportar miles de terabits por segundo. Sin embargo, el equipo concluye que las flotas espaciales podrían llenar los vacíos donde las conexiones de cable convencionales han sido poco prácticas o inaccesibles, como en áreas rurales, regiones remotas polares y costeras, e incluso en el aire y por tierra.

"No estaremos en una situación en la que áreas densamente pobladas como Nueva York o Los Ángeles estén completamente atendidas por capacidad satelital", dijo Inigo Del Portillo, ex estudiante de posgrado del Grupo de Arquitectura de Sistemas del MIT. “Pero estas constelaciones pueden generar mucho rendimiento en áreas donde actualmente no hay servicio, ni fibra. Realmente puede cambiar la vida de estas regiones. "

Del Portillo y sus colegas presentarán un artículo que detalla sus hallazgos la próxima semana en la Conferencia Internacional de Comunicaciones de IEEE. Los coautores del artículo en el MIT incluyen al estudiante de posgrado y autor principal Nils Pachler, así como a Edward Crawley, profesor de ingeniería de la Fundación Ford, y Bruce Cameron, director del Grupo de Arquitectura de Sistemas.

Una carrera renovada

La gran mayoría del acceso a Internet de alta velocidad en el mundo proviene de redes terrestres (cable, DSL, fibra óptica y torres inalámbricas) con una minoría proporcionada a través de redes regionales de satélite. Desde la década de 1990, se han realizado varios esfuerzos para lanzar constelaciones de satélites en órbita terrestre baja para proporcionar un servicio de banda ancha global. Sin embargo, estos esfuerzos se vieron rápidamente eclipsados ​​por una infraestructura terrestre en expansión.

"Hubo una gran burbuja que estalló hace 20 años, ahora nos preguntamos si el crecimiento masivo en las necesidades de datos puede respaldar a uno, o incluso a varios, competidores que lo brindan. Internet global", dice Cameron.

En los últimos años, la tecnología de hardware y software satelital ha avanzado y la demanda de banda ancha ha aumentado, por lo que la idea de una cobertura global de Internet desde el espacio ha resurgido a lo grande. SpaceX y OneWeb están lanzando los primeros canales satelitales como parte de redes que se ofrecen por separado, mientras que Telesat y Amazon están avanzando con sus propias constelaciones.

Tales propuestas de mega-redes han generado críticas de la comunidad astronómica, ya que los miles de satélites lanzados al espacio podrían oscurecer las observaciones de los astrónomos de las fuentes astrofísicas. Por su parte, Del Portillo cuestionó si las nuevas propuestas serían un servicio viable y confiable para regiones del mundo donde Internet es inaccesible o inasequible.

"Estaba interesado en cómo conectar poblaciones desatendidas en todo el mundo, centrándome en países emergentes, y las constelaciones de satélites era una tecnología que estaba viendo, junto con globos, drones y torres de telefonía celular de ondas milimétricas", explica Del Portillo. “Cuando estaba haciendo mi investigación, toda esta idea de megaconstelación explotó y quería saber cuáles eran las capacidades reales de estos sistemas. "

Instantáneas de satélite

En 2018, como parte de su trabajo de tesis, Del Portillo calculó el rendimiento de las tres constelaciones más grandes propuestas en ese momento, por SpaceX, OneWeb y Telesat. Desde entonces, las tres empresas han cambiado sus propuestas originales y Amazon ha anunciado su propia mega-constelación. En el nuevo estudio, tenía como objetivo actualizar las estimaciones de rendimiento para las cuatro redes.

El equipo estimó el rendimiento total de cada red en función de las solicitudes más recientes de cada empresa a la FCC. Las peticiones incluyen especificaciones técnicas como el número total de satélites, los planos y ángulos de inclinación en los que orbitarán y las capacidades de comunicación entre los satélites. Con estos datos, el equipo creó simulaciones de la configuración del satélite de cada red y ejecutó las simulaciones en un solo día, tomando "instantáneas" cada minuto de la posición de cada satélite en el cielo. También registraron su cono de cobertura, o el volumen de espacio sobre el que un satélite podría comunicarse en ese momento.

Los investigadores utilizaron un modelo atmosférico para variar las condiciones circundantes en ese momento, así como un modelo de demanda que estimó el número de usuarios en el área de cobertura del satélite, basado en un mapa de cuadrícula de la población mundial. También utilizaron un algoritmo para calcular la cantidad de puertas de enlace o estaciones terrestres a las que el satélite necesitaría retransmitir para llegar a la mayor cantidad de usuarios. Finalmente, utilizaron un modelo de presupuesto de enlace para calcular el rendimiento del satélite.

“Para cada una de esas instantáneas congeladas, estamos ejecutando un presupuesto de enlace de 10,000 veces, cada vez usando diferentes condiciones atmosféricas, como lluvia versus nubes, y vemos cómo cambia el rendimiento o la velocidad de datos”, explica Pachler. “Al final del día, juntamos eso, vemos cuál es el flujo mínimo, cuál es el cuello de botella, y luego, en todas estas muestras diferentes que tomamos a lo largo del día, obtenemos un flujo promedio para todo el día . 39; toda la red ".

En general, encontraron que las cuatro redes tenían velocidades de datos comparables de decenas de terabits por segundo, aunque cada red logra esto a través de diferentes configuraciones. Por ejemplo, Telesat tiene menos satélites en su red (aproximadamente 1.600), cada uno con capacidades avanzadas en comparación con los satélites de la red OneWeb, que planea compensar con muchos más satélites (más de 6.000).

La constelación Starlink de SpaceX es la más cercana a entrar en funcionamiento, habiendo lanzado más de 1.000 de sus 4.400 satélites planificados. En su última presentación a la FCC, la compañía redujo la altitud de las órbitas de los satélites, lo que, según el equipo, aumentó su rendimiento general.

El equipo descubrió que la configuración del satélite de Amazon proporcionaría las velocidades de datos más altas de las cuatro redes, si también creara una cantidad desproporcionada de antenas de puerta de enlace, que el equipo estima en alrededor de 4.000 en todo el mundo. “Sobre el papel, Amazon tiene un mayor rendimiento. Pero estas empresas están presentando nuevas iteraciones para superarse a sí mismas y obtener sistemas de mejor rendimiento. Entonces estos son tiempos emocionantes ”, dijo Del Portillo. “Todo el mundo habla de estas constelaciones en la industria espacial. Algunas personas piensan que cambiarán el mundo, otras piensan que fracasarán. Pero hay muchas innovaciones en marcha.

Esta investigación fue financiada, en parte, por la empresa de satélites y telecomunicaciones SES S.A.

[ad_2]

Deja un comentario