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Tout sur le projet Internet par satellite Starlink. Partie 7. Bande passante du réseau Starlink et programme RDOF

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Bande passante du réseau Starlink



Dans la première demande déposée par SpaceX auprès de la FCC (Federal Communications Commission), il a été indiqué que la capacité d'un satellite serait de 17-23 Gb / s, et était en moyenne de 20 Gb / s, plus tard l'un des messages indiquait que chaque lancement 60 - ces satellites de la version Starlink 1.0 ajoutent environ 1 Tbit / s de bande passante pour le réseau, c'est-à-dire que la bande passante d'un satellite est plus proche de 16-17 Gb / s. Il n'a pas non plus été précisé s'il s'agissait de la capacité totale dans les deux sens ou uniquement depuis Internet vers l'abonné ... Dans tous les cas, cela n'a aucun sens de déterminer la bande passante de l'ensemble du réseau, car il est peu probable que l'ensemble du réseau puisse être réalisé lorsque (70% de la Terre est couverte par les mers et les océans, de plus, il est très douteux que la demande au Sahara et dans l'Himalaya soit la même que dans les zones peuplées ).Par conséquent, il est conseillé de parler de la capacité d'un satellite et d'estimer le nombre d'abonnés qu'il peut desservir.



Considérons séparément la capacité du satellite Starlink dans les bandes Ku et Ka.

La bande Ka (ligne d'alimentation) est ici de 4200 MHz au total en 2 polarisations. En tenant compte des modcodes 64QAM déclarés par SpaceX sur cette ligne, soit 6 bit / Hz (l'estimation réalisée du budget de la liaison radio a montré qu'une telle efficacité spectrale est tout à fait réalisable), on peut conclure qu'une estimation du débit de 20 Gigabits sur la liaison terrestre (Internet) - satellite est réalisable.

Cependant, sur la ligne Sputnik-Subscriber dans la bande Ku, comme nous l'avons vu précédemment, l'efficacité spectrale lors de l'utilisation de la version actuelle du terminal d'abonné est de 1,5 bit / Hz, c'est-à-dire que s'il n'y a que des terminaux d'abonnés de type A dans le réseau, sa bande passante sera seulement 6 Gbps, trois fois moins que prévu initialement. Notez que lors de l'utilisation d'autres versions de celui-ci comme terminaux d'abonnés, par exemple, les types C et D, avec des antennes de 1,2 ou 2,4 mètres, la bande passante du réseau correspondra probablement aux 17..20 Gbps déclarés.



Il est également possible d'estimer le nombre maximum d'abonnés qu'un satellite StarLink peut desservir. Si nous prenons une bande passante satellite de 6 Gbps dans le sens d'Internet vers le client, alors, compte tenu des dernières données, la consommation moyenne d'un foyer américain connecté via l'optique est de 281 Go par mois ou équivalent à 0,9 Mbit / s avec un mensuel uniforme charge, alors avec une répartition de charge typique dans les réseaux d'un fournisseur d'accès Internet, la charge mensuelle maximale et moyenne est de 1 à 3-4. Ainsi, le nombre maximum d'abonnés utilisant la version actuelle du terminal d'abonné, qui peut être desservi par un seul satellite, est de 1500 à 2000 abonnés avec une telle consommation de trafic. Si le volume de trafic par mois est limité dans le plan tarifaire, par exemple 150 Go,alors un satellite pourra desservir deux fois plus d'abonnés - 3-4 mille. Le raisonnement ci-dessus est applicable dans le cas de l'utilisation de méthodes d'accès multiple aux ressources de fréquence de satellite de multidiffusion (CDMA / TDMA / FDMA), plutôt que de canaux SCPC fixes. Plus à ce sujet dans la section correspondante.

Notez également que la superficie des États-Unis est d'environ 10 millions de km2, soit 2% de la surface de la Terre. En conséquence, en supposant qu'en raison des zones «côtières», le nombre de satellites pouvant fournir un service sera de 3%, alors pour le regroupement de première étape de 1584 satellites sur le territoire des États-Unis, pas plus de 45 à 48 engins spatiaux peuvent fournir le service, soit le nombre maximal d'abonnés pour la première étape, ce sera environ 150 à 200 000 abonnés. Avec un tarif de 80 dollars par mois, un tel nombre d'abonnés rapportera à SpaceX un revenu de 150 à 200 millions de dollars par an, avec des frais mensuels de 100 dollars par mois - 200 à 250 millions de dollars, ce qui est assez loin des estimations du plan d'affaires de 2016.



Programme StarLink et Rural Digital Opportunity Fund



Quelques mots en guise d'explication introductive.

Fournir des services dans les zones rurales n'est pas rentable pour les opérateurs de télécommunications (les coûts d'infrastructure par abonné sont plusieurs fois plus élevés que dans les villes. C'est un axiome pour le monde entier. Il n'y a que deux solutions: soit le monopole d'un opérateur (comme, par exemple, la poste en Russie), qui est obligé de fournir à tous les résidents du pays un service à prix égal pour tous (et alors les citadins subventionnent essentiellement les villageois), ou s'il y a beaucoup d'opérateurs, mais que l'État détermine quels services doivent être fournis aux citoyens sans faute, ils sont souvent appelés universels, et pour leur fourniture l'État paie un supplément d'un fonds spécial aux opérateurs qui sont prêts à les fournir.



Les surtaxes proviennent soit directement du budget, soit le fonds est créé au détriment de la quasi-taxe, qui est payée par tous les opérateurs du pays. En Russie, il représente désormais 1,2% des revenus des opérateurs des services aux abonnés et s'appelle le Fonds du service universel.

Un système similaire existe aux États-Unis, où les opérateurs paient certains montants à la FCC (Federal Communications Commission), qui utilise cet argent pour attirer les opérateurs pour connecter les zones rurales.



La prochaine étape d'un tel programme, RDOF (Rural Digital Opportunity Fund), a commencé à être discutée en 2019. Il s'agit d'une subvention de 16 milliards de dollars pour améliorer l'accès à Internet dans les zones rurales au cours des 10 prochaines années. L'argent doit être distribué lors de la vente aux enchères d'octobre 2020 entre les opérateurs offrant le meilleur service en termes de vitesse d'accès et de volume de trafic dans différentes régions du pays, où la vitesse d'accès est actuellement inférieure à 25 Mbps. Les bénéficiaires du Rural Digital Opportunity Fund doivent offrir, sur une base commerciale (c'est-à-dire contre de l'argent), aux abonnés au moins un service voix et un service à large bande qui satisfont aux exigences de service pertinentes pour tous les emplacements de leur territoire acquis dans les délais suivants:



  • 40% du nombre de places requis dans l'état à la fin de la troisième année
  • et 20% supplémentaires à la fin de la quatrième et de la cinquième année de réception des subventions


Pour identifier le gagnant, un système de calcul des points de pénalité est proposé, en fonction des paramètres techniques du service d'accès Internet. Il existe 4 gradations de vitesse:



En ce qui concerne la technologie des satellites, les règles sont écrites strictement contre tous les opérateurs de satellites. Des points de pénalité sont attribués à chaque opérateur.

Idéal est la proposition de l'Opérateur, qui fournira la vitesse de 1 Gbit: il aura 0 point de pénalité et un retard de moins de 100 millisecondes, il est pratiquement garanti une victoire et une subvention.

Les exigences de retard sont simplement «tuées» par le service existant des opérateurs ViaSat et Hughes Network Systems travaillant avec des satellites en orbite géostationnaire:



Ils reçoivent 40 points de pénalité à la fois, et ne peuvent être meilleurs que ceux qui travaillent sur l'ancienne ADSL.

SpaceX tente de se qualifier pour des subventions fédérales pour les services à large bande ruraux depuis 2019, malgré les objections de concurrents qui prétendent que sa technologie satellitaire n'a pas été testée dans la pratique. Dans une lettre à la FCC, SpaceX dit que sa technologie élargira les choix pour les abonnés ruraux. "Interdire à SpaceX de participer à l'enchère, malgré la conformité de son service avec les exigences techniques de l'enchère, peut conduire au fait que les abonnés seront limités dans leur choix et ne recevront pas le meilleur service possible." - a écrit David Goldman, directeur de la politique des satellites pour SpaceX.

La FCC a entamé des consultations publiques sur la proposition de SpaceX de modifier les règles d'allocation des fonds pour ce programme. Un porte-parole de la FCC a déclaré que l'agence s'attend à recevoir les commentaires du public sur sa proposition.

"L'objectif du Rural Opportunity Fund est d'utiliser l'argent du Fonds de service universel pour fournir l'Internet le plus rapide possible au plus grand nombre d'Américains possible" , indique le communiqué.


La version provisoire publiée de l'enchère, proposée par la FCC le 7 février 2020, contenait un libellé interdisant aux entreprises de satellites de se qualifier en tant que service à faible latence (ping), rendant leurs offres moins attrayantes que les soumissionnaires en fibre optique.



SpaceX a rencontré le personnel de la FCC les 18 et 19 février 2020 et a fait valoir que ses satellites non OSG avaient une faible latence, qui découle des lois fondamentales de la physique. Dans une lettre envoyée à la FCC le 20 février, SpaceX affirme que son système satellite a démontré qu'il peut fournir un accès Internet haut débit.



La FCC, à la suite de l'activité de SpaceX, a changé sa position dans une nouvelle version des termes de l'enchère, approuvée par la FCC le 28 février. L'agence a laissé la possibilité que les services par satellite en orbite terrestre basse puissent être classés dans la catégorie des opérateurs à faible latence et a demandé les commentaires du public sur les affirmations de SpaceX.



Ces changements ont suscité une forte opposition de la part des fournisseurs Internet ruraux existants, qui estiment que l'allocation de fonds pour la technologie satellitaire de SpaceX est un jeu risqué, puisque SpaceX ne peut pas confirmer l'expérience de fournir un accès haut débit aux abonnés. «Nous ne laisserons pas SpaceX spéculer avec des fonds publics », a déclaré Jonathan Chambers, ancien employé de FCC et partenaire de Conexon LLC, qui construit des réseaux de fibre optique pour les opérateurs de télécommunications ruraux.



Selon un article du Wall Street Journal, la controverse a atteint Capitol Hill, où les assistants du Congrès et les lobbyistes ont discuté de la manière de faire pression sur la FCC pour empêcher SpaceX de participer aux enchères. "Ce serait un désastre politique si" putain "Elon Musk dévorait des milliards de dollars en argent public", a déclaré l'un des collaborateurs du Congrès dans l'un de ses e-mails la semaine dernière.

"Ce sera un désastre politique si Elon f'ing Musk engloutit des milliards de dollars de l'argent public")


Un groupe appelé NTCA - la Rural Broadband Association et l'Association nationale des coopératives d'électriciens ruraux, dont les membres offrent parfois un accès Internet en plus de l'électricité - ont déclaré qu'ils demandaient au Congrès et à la FCC de ne pas accepter les propositions de SpaceX.

La NTCA a envoyé des courriels aux membres du Congrès les exhortant à contacter la FCC et à exprimer leurs inquiétudes concernant les constellations de satellites non OSG participant à la vente aux enchères.
"Bien que ce ne soit qu'une proposition pour l'instant, mais si elle est acceptée, cela peut conduire au fait que le fournisseur de satellite (c'est-à-dire SpaceX) peut remporter la totalité de l'enchère (tous ses lots) ", a écrit le lobbyiste de la NTCA.
Dans une interview, le vice-président principal de la NTCA, Michael Romano, a déclaré que les propositions de SpaceX pourraient permettre aux sociétés de satellites de soumissionner sur l'un des lots d'enchères.



À la suite des actions vigoureuses des opposants à SpaceX en mai 2020, la FCC a reculé et a introduit un nouveau libellé pour les réseaux par satellite en orbite basse (paragraphes 106-109 des règles d'enchères RDOF) dans les règles, publiées par la FCC le 19 mai 2020. Leur contenu principal est le suivant:



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



109. , , 100 , , , .



L'article 109 est clairement écrit dans SpaceX. Naturellement, cela a irrité SpaceX, et le travail actif de leurs lobbyistes, cependant, il est difficile de comprendre s'ils auraient pu convaincre la FCC si Space X n'avait pas effectué le lancement du vaisseau spatial habité Dragon avec des astronautes à bord le 30 mai 2020, que la NASA attend depuis 2014. année et qui a brisé le monopole de la Russie sur la livraison d'astronautes à l'ISS. Elon Musk a rencontré à cette occasion le président américain Donald Trump et a reçu des félicitations bien méritées de sa part.



Littéralement 10 jours après ces événements, le directeur de la FCC et son adjoint Jeffrey Starks ont discerné dans le système StarLink les vastes possibilités technologiques qui leur étaient apparemment inconnues. Le commissaire de la FCC, Jeffrey Starks, a déclaré: « -10 . ' - , , , 100 . , .»





Le chef de la FCC Ajit Pai, nommé par Ajit Pai,



président de la FCC de Donald Trump, a été plus prudent. Le 11 juin 2020, lors d'une conférence de presse, il a déclaré:
«, -, LEO, . : — , . . , . . «t» (. i)(«t's to be crossed»), . .»
Les conditions finales de participation à l'appel d'offres RDOF ressemblaient à ceci le 15 juillet:



  • Démontrer deux ans d'expérience dans la fourniture de services vocaux, à large bande et / ou de distribution ou de transmission d'énergie et fournir des états financiers vérifiés pendant un an ou
  • Soumettez les états financiers vérifiés pour trois ans avec un court formulaire de demande et une lettre d'intérêt de la banque concernée qui souhaite ouvrir une lettre de crédit pour le montant indiqué.


Les organisations devront également fournir des informations techniques détaillées pour démontrer qu'elles ont les compétences techniques nécessaires pour répondre aux exigences applicables au niveau de transmission et au taux de retard



, comme nous le voyons, SpaceX a eu la possibilité de participer à l'enchère, ce qu'elle a fait, simplement en soumettant un état financier et un détail description du système StarLink avant le 15 juillet 2020.



Le 13 octobre, la FCC a publié une liste des entreprises admises à la vente aux enchères elle-même, Space X, avec ViaSat et Hughes Network Systems, représente les opérateurs de satellites. Dans le même temps, il n'y a aucune information sur la quantité de retard que les experts FCC attribuent à StarLink et, par conséquent, avec qui il sera en concurrence.



Il reste à attendre la vente aux enchères elle-même (elle a commencé le 29 octobre 2020 et est fermée jusqu'à ce que 4 tours aient eu lieu) et les développements ultérieurs, ses résultats, le montant de la subvention pour une maison connectée, etc. Ce processus peut prendre de 6 à 18 mois avant la conclusion du contrat pour permettre à la FCC de vérifier que le réseau StarLink est opérationnel et fonctionne réellement.







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