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 żądanie, korzystanie z baz
danych, usługi informacyjne, itd..). Dostęp do usług szerokopasmowych, Internetu
zrealizowany może być przy użyciu różnych platform technologicznych. Obok technologii
naziemnych

(ADSL,

ISDN,

modemy

kablowe..)

istnieją

również

rozwiązania

bezprzewodowe, w tym systemy wykorzystujące transmisję satelitarną.

Łączność satelitarna ma wiele zalet: pokrycie dużych obszarów Ziemi, możliwość

jednoczesnego doprowadzania informacji niezależnie do wielu odbiorców, możliwość
realizowania połączeń z użytkownikami stacjonarnymi i ruchomymi. Koszt transmisji jest w
przypadku satelitów geostacjonarnych niezależny od odległości. Z sygnałem satelitarnym
można 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 może 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 dużych przepływnościach jest ekonomicznie nieuzasadniona (np.
rozproszone grupy użytkowników). Połączenie systemu satelitarnego z np. bezprzewodową
siecią lokalną redukuje jednostkowy koszt użytkowania.


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 użytkowników wyposażonych w urządzenia nadawczo-odbiorcze typu VSAT
(Very Small Aperture Terminals). Dotyczyło to głównie grup użytkowników pracujących w
obrębie sieci lokalnej.. Rozwiązania tego typu charakteryzują się wysokim, silnie zależnym
od przepływności kosztem. Rozwojowi satelitarnych systemów dostępowych sprzyja
pojawienie się satelitów radiodyfuzyjnych DBS (np. Astra) i szerokopasmowych satelitów
telekomunikacyjnych dużej mocy (np. Eutelsat). O ile sieci VSAT korzystają z
konwencjonalnych satelitów transparentnych to systemy najnowszej generacji przystosowane
są do wykorzystania możliwości jakie daje satelita nowej generacji z przetwarzaniem
pokładowym OBP (On-Board Processing). Pozwala to na znaczne obniżenie 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 umożliwia obok tradycyjnego przekazu sygnałów video (cyfrowa

telewizja) także 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 zależy od szerokości pasma transpondera i może
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 użytkownika).

Ze względu na dużą niesymetryczność połączeń internetowych (wymagana jest znacznie
większa przepływność do użytkownika niż w kierunku przeciwnym) do połączeń zwrotnych
można wykorzystać systemy naziemne o niewielkich przepływnościach (np. GPRS/EDGE
czy modemy kablowe). Rozwiązanie takie może być przydatne nie tylko na obszarach słabo
zaludnionych, o ubogiej infrastrukturze telekomunikacyjnej ale także na terenach
zurbanizowanych z uwagi na możliwość 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 możliwość 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 użytkownicy telewizji satelitarnej, dla których oznacza to możliwość
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). Umożliwia 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 może 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+ umożliwia 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

RB

Router

AP

HotSpot

Switch

HIGH POINT

Example Church

BU

omni

HC

PC 1

RESIDENTIAL USERS

HC

HC

HC

Institutional user

Ex. school or library

RB

Router

Company

RB

Router

802.11b 11Mbps

2.4GHz

Laptop

Laptop

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

HC

HC

Indoor

hotspot

Laptop

Laptop

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 uzależniona 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. Możliwość dzierżawy sprzętu. Usługa bazuje na
technologii VSAT.
Opcje:
usługa 256/64 kbps - 295 USD + VAT (390 USD +VAT w wersji z dzierżawą sprzętu)
usługa 512/128 kbps - 380 USD + VAT (475 USD + VAT w wersji z dzierżawą sprzętu)
usługa 1024/256 kbps - 510 USD + VAT (630 USD + VAT w wersji z dzierżawą
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 możliwość ograniczenia przepływności użytkownika „nadmiernie
przeciążającego 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, także 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. Możliwość 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.
Możliwość zamówienia dowolnej liczby minut połączenia satelitarnego.

PlanetSky
Usługi zarówno dla użytkowników indywidualnych, którzy nie mają dostępu do szybkich
łącz naziemnych oraz małych i dużych 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

rynku wszystkich połączeń szerokopasmowych. Potencjał polskiego rynku jest również duży,
na wielu obszarach infrastruktura telekomunikacyjna nie pozwala na dostęp do sieci za
pomocą tradycyjnych naziemnych łączy szerokopasmowych. Aby satelitarne systemy
dostępowe mogły skutecznie konkurować z technikami naziemnymi konieczna jest obniżenie
kosztów świadczonych usług. O ile kanał do użytkownika wykorzystuje powszechnie
stosowaną technikę DVB/MPEG2 to realizacja kanału zwrotnego jest wciąż kosztowna.