Studi membandingkan empat meganetwork internet terbesar
Spotlight

Studi membandingkan empat meganetwork internet terbesar


Peneliti MIT menilai kapasitas data jaringan mega satelit yang diusulkan dari SpaceX (kiri atas), OneWeb (kanan atas), Telesat (kiri bawah), dan Amazon (kanan bawah). Ditampilkan di sini adalah konfigurasi satelit dari setiap jaringan sebagaimana ditentukan dalam pengajuan mereka. Kredit: Institut Teknologi Massachusetts

Dalam beberapa bulan terakhir, orang-orang melaporkan melihat parade titik seperti bintang yang melintas di langit malam. Formasi tersebut bukan berasal dari luar bumi, atau bahkan astrofisika, tetapi sebenarnya adalah barisan satelit, yang baru-baru ini diluncurkan oleh SpaceX, yang pada akhirnya akan bergabung dengan lebih banyak lagi untuk membentuk Starlink, sebuah “megakonstelasi” yang akan mengelilingi Bumi sebagai a jaringan global yang dirancang untuk memancarkan internet berkecepatan tinggi ke pengguna di mana saja di dunia.

Starlink adalah salah satu dari segelintir jaringan satelit global yang saat ini sedang dikembangkan (walaupun bukannya tanpa kontroversi, karena efek pada pandangan kita tentang langit malam). Masing-masing dirancang untuk menyebarkan ribuan satelit di berbagai ketinggian dan sudut kemiringan ke Bumi, untuk menghubungkan pengguna terpencil dan pedesaan ke internet.

Sekarang para peneliti di Departemen Aeronautika dan Astronautika MIT telah menjalankan perbandingan empat proposal jaringan satelit global terbesar, dari SpaceX, Telesat, OneWeb, dan Amazon. Para peneliti menghitung throughput setiap jaringan, atau kapasitas data global, berdasarkan spesifikasi teknis mereka seperti yang dilaporkan ke Komisi Komunikasi Federal.

Sementara jaringan bervariasi dalam jumlah dan konfigurasi satelit, stasiun bumi, dan kemampuan komunikasi yang diusulkan, tim menemukan bahwa setiap konstelasi dapat menyediakan kapasitas total sekitar puluhan terabit per detik.

Seperti yang diusulkan, megakonstelasi ini kemungkinan tidak akan menggantikan jaringan berbasis darat saat ini, yang dapat mendukung ribuan terabit per detik. Namun, tim menyimpulkan bahwa armada berbasis ruang angkasa dapat mengisi celah di mana koneksi kabel konvensional tidak layak atau tidak dapat diakses, seperti di daerah pedesaan, daerah kutub dan pesisir terpencil, dan bahkan di udara dan luar negeri.

“Kami tidak akan berada dalam situasi di mana daerah padat penduduk seperti New York City atau Los Angeles akan dilayani sepenuhnya oleh kemampuan satelit,” kata Inigo Del Portillo, mantan mahasiswa pascasarjana di MIT’s System Architecture Group. “Tapi konstelasi ini dapat membawa banyak throughput ke area di mana saat ini tidak ada layanan apa pun, tidak ada serat. Ini bisa benar-benar mengubah hidup untuk area tersebut.”

Del Portillo dan rekan-rekannya akan mempresentasikan makalah yang merinci hasil mereka minggu depan di Konferensi Internasional IEEE tentang Komunikasi. Rekan penulis makalah di MIT termasuk mahasiswa pascasarjana dan penulis utama Nils Pachler, bersama dengan Edward Crawley, Profesor Teknik Ford Foundation, dan Bruce Cameron, Direktur Grup Arsitektur Sistem.

Sebuah balapan, diperbarui

Sebagian besar akses internet berkecepatan tinggi di dunia berasal dari jaringan berbasis darat—kabel, DSL, serat optik, dan menara nirkabel—dengan sebagian kecil dikirimkan melalui jaringan satelit regional. Sejak tahun 1990-an, ada berbagai upaya untuk meluncurkan konstelasi satelit ke orbit rendah Bumi untuk menyediakan layanan broadband global. Upaya ini, bagaimanapun, dengan cepat dikalahkan oleh infrastruktur berbasis lahan yang berkembang pesat.

“Ada ledakan gelembung besar 20 tahun lalu, dan sekarang kami mengajukan pertanyaan apakah pertumbuhan besar dalam kebutuhan data dapat mendukung satu, atau mungkin bahkan beberapa pesaing yang menyediakan internet global,” kata Cameron.

Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi perangkat keras dan perangkat lunak satelit telah maju, dan permintaan untuk broadband telah berkembang, sehingga gagasan untuk cakupan internet global dari luar angkasa telah muncul kembali secara besar-besaran. SpaceX dan OneWeb menyebarkan rangkaian satelit pertama sebagai bagian dari jaringan yang diusulkan secara terpisah, sementara Telesat dan Amazon bergerak maju dengan konstelasi mereka sendiri.

Proposal meganetwork semacam itu telah menuai kritik dari komunitas astronomi, karena ribuan satelit yang diluncurkan ke luar angkasa berpotensi mengaburkan pengamatan astronom terhadap sumber astrofisika. Sementara itu, Del Portillo bertanya-tanya apakah proposal baru akan menjadi layanan yang layak dan andal untuk wilayah dunia di mana internet tidak dapat diakses atau tidak terjangkau.

“Saya tertarik pada bagaimana menghubungkan populasi yang kurang terlayani di seluruh dunia, dengan fokus pada negara-negara berkembang, dan konstelasi satelit adalah salah satu teknologi yang saya lihat, bersama dengan balon, drone, dan menara ponsel gelombang milimeter,” kata Del Portillo. “Ketika saya melakukan penelitian saya, seluruh ide megakonstelasi ini meledak, dan saya tertarik untuk mengetahui apa kemampuan sebenarnya dari sistem ini.”

Cuplikan satelit

Pada tahun 2018, sebagai bagian dari Ph.D. bekerja, Del Portillo menghitung throughput dari tiga konstelasi terbesar yang diusulkan pada saat itu, oleh SpaceX, OneWeb, dan Telesat. Sejak itu, ketiga perusahaan telah memodifikasi proposal awal mereka, dan Amazon mengumumkan megakonstelasinya sendiri. Dalam studi baru, ia bertujuan untuk memperbarui perkiraan throughput untuk keempat jaringan.

Tim memperkirakan total throughput setiap jaringan berdasarkan petisi terbaru yang diajukan oleh masing-masing perusahaan ke FCC. Petisi mencakup spesifikasi teknis seperti jumlah total satelit, bidang dan sudut kemiringan di mana mereka akan mengorbit, dan kemampuan komunikasi antar satelit. Dengan menggunakan data ini, tim membuat simulasi konfigurasi satelit setiap jaringan dan menjalankan simulasi selama satu hari, mengambil “snapshot” setiap menit dari setiap posisi satelit di langit. Mereka juga merekam kerucut cakupannya, atau volume ruang di mana satelit dapat berkomunikasi pada saat itu.

Para peneliti menggunakan model atmosfer untuk memvariasikan kondisi sekitarnya pada saat itu, serta model permintaan yang memperkirakan jumlah pengguna dalam area jangkauan satelit, berdasarkan peta grid populasi dunia. Mereka juga menggunakan algoritme untuk menghitung jumlah gerbang, atau stasiun bumi yang perlu direlai oleh satelit untuk menjangkau jumlah pengguna terbanyak. Akhirnya, mereka menggunakan model link budget untuk menghitung throughput satelit.

“Untuk setiap snapshot beku ini, kami menjalankan anggaran tautan 10.000 kali, setiap kali menggunakan kondisi atmosfer yang berbeda, seperti hujan versus mendung, dan kami melihat bagaimana throughput, atau kecepatan data berubah,” jelas Pachler. “Pada akhirnya kami menggabungkan ini, melihat apa throughput minimum, yang merupakan hambatan, lalu dari semua sampel berbeda yang kami ambil pada siang hari, kami mendapatkan throughput rata-rata untuk seluruh jaringan.”

Secara keseluruhan, mereka menemukan bahwa keempat jaringan memiliki throughput yang sebanding dengan puluhan terabit per detik, meskipun setiap jaringan mencapai ini melalui konfigurasi yang berbeda. Misalnya, Telesat memiliki lebih sedikit satelit di jaringannya (sekitar 1.600), masing-masing dengan kemampuan canggih dibandingkan dengan satelit di jaringan OneWeb, yang berencana untuk mengimbangi lebih banyak satelit (lebih dari 6.000).

Konstelasi Starlink SpaceX adalah yang paling dekat untuk beroperasi, setelah meluncurkan lebih dari 1.000 dari 4.400 satelit yang direncanakan. Dalam pengarsipan FCC terbaru, perusahaan mengurangi ketinggian orbit satelit, yang menurut tim meningkatkan throughput keseluruhannya.

Tim menemukan bahwa konfigurasi satelit Amazon akan memberikan kecepatan data tertinggi dari empat jaringan, jika juga membangun sejumlah besar antena gateway, yang diperkirakan tim sekitar 4.000 di seluruh dunia. “Di atas kertas, Amazon memiliki throughput yang lebih tinggi. Tetapi perusahaan-perusahaan ini mengajukan iterasi baru untuk mengalahkan diri mereka sendiri dan mendapatkan sistem yang lebih mampu. Jadi ini adalah saat yang menyenangkan,” kata Del Portillo. “Semua orang membicarakan konstelasi ini di industri luar angkasa. Beberapa orang berpikir mereka akan mengubah dunia, yang lain berpikir mereka akan gagal. Tapi ada banyak inovasi yang terjadi.”


Starlink dan OneWeb melakukan manuver penghindaran pertama mereka dengan konstelasi masing-masing


Informasi lebih lanjut:
Perbandingan yang Diperbarui dari Empat Sistem Konstelasi Satelit Orbit Bumi Rendah untuk Menyediakan Pita Lebar Global. systemarchitect.mit.edu/docs/pachler21a.pdf

Disediakan oleh Massachusetts Institute of Technology

Cerita ini diterbitkan ulang oleh MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), situs populer yang meliput berita tentang penelitian, inovasi, dan pengajaran MIT.

Kutipan: Studi membandingkan empat meganetwork internet terbesar (2021, 11 Juni) diambil 11 Juni 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-06-largest-internet-meganetworks.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari transaksi wajar apa pun untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Pengeluaran SGP Hari Ini