J'ai décidé de poster cet article après avoir lu
cette publication de
bigdhost , j'en
doutais avant, car de nombreux paramètres ont été pris "du plafond", mais ont décidé que les chiffres ne sont toujours pas l'essentiel.
Ici, l'accent est mis sur StarX de SpaceX, mais les lois de la physique sont les mêmes pour tout le monde.
Fréquences et pouvoirs
Vous devez d'abord décider quelles gammes seront utilisées dans Internet par satellite Starlink. Pour autant que l'on sache, pour les satellites à orbite élevée, il s'agit de la bande K-Ka (la fréquence de 22 GHz se situe dans cette plage, à laquelle se produit une forte absorption des ondes par l'humidité atmosphérique, ce qui rend cette partie de la plage inadaptée aux communications à longue distance), et pour les satellites à orbite basse, il s'agit de V gamme de 60 GHz.
La gamme K-Ka est déjà utilisée par divers moyens de communication, il peut donc être difficile d'obtenir des fréquences ici, une bande passante de plus de 200 MHz peut difficilement être attendue, mais V est toujours presque libre, et ici les choses peuvent être meilleures.
Les autorisations d'utilisation des fréquences sont obtenues dans chaque pays séparément. Par exemple, toute la gamme Wi-Fi de 2400-2480 MHz pour 14 canaux est autorisée à être utilisée au Japon, en Russie 13 et en France seulement 9. Ces canaux occupent 20 MHz et fonctionnent dans les voisins, il est également possible de créer un double canal à 40 MHz, ce qui vous permet de doubler la bande passante, mais n'est pas recommandé pour une utilisation avec de nombreux appareils ou interférences. La largeur de seulement 4g est également de l'ordre de 100 MHz, ce qui est bien plus que 3g. Cette extension est l'une des principales raisons de l'augmentation de la vitesse.
La puissance maximale de transmission du signal est également affectée. Pour le wi-fi omnidirectionnel, 0,1 W est autorisé, pour les téléphones, la dignité est déterminée. normes et est d'environ 1 W, pour Internet par satellite, je pense aussi à 1 W. Cela soulève la question de savoir sur quelle bande ce pouvoir appartient.
Maintenant, vous devez diviser les fréquences entre les appareils, s'il y a trop d'appareils, vous devrez réduire la bande et, par conséquent, la vitesse de transmission. La même chose se produit lorsque des interférences se produisent, vous devez augmenter le rapport puissance / fréquence (W / Hz) jusqu'à ce que le niveau de bruit soit dépassé. Il n'est donc pas possible d'obtenir un miracle avec beaucoup d'appareils ou d'interférences, vous devez sacrifier la vitesse, ici, logiquement, à travers la plage V, vous pouvez ignorer plus de données.
Est-il efficace de l'utiliser? Prenez l'efficacité 5g fois en 2018 dans la cour) sur le wiki, nous avons réussi à atteindre une bande passante de 4,5 Gbit / s avec une bande de 200 MHz pour que le 1 Gbit / s réclamé nécessite 40 MHz, ce qui est un peu trop pour la gamme K, mais pour V avec pas très occupé domaines vraiment. Contrairement à 5g, des difficultés surviennent en raison de l'effet Doppler, mais peuvent être résolues du côté de la «boîte à pizza».
À partir du rapport de 1 Gbit / s à 40 MHz, on peut voir que pour la haute vitesse pour de nombreux abonnés, la portée n'est pas suffisante, il est donc tout à fait possible d'installer plusieurs antennes directionnelles sur le satellite au lieu d'une antenne large, de sorte que nous obtenons plusieurs stations de base sur un satellite.
Antennes
Maintenant sur les antennes. De la part des abonnés, les exigences sont plus claires - pour créer le gain maximum dans la direction du satellite, tous les signaux provenant d'autres directions sont du bruit. Afin de ne pas déplacer mécaniquement l'antenne, un phare est utilisé.
Pour créer un angle de directivité plus net, qui offre un gain plus élevé, vous devez utiliser plus de dipôles sur les lignes et les colonnes de l'antenne. Ces hautes fréquences sont bonnes en ce que les dipôles et le pas entre eux sont petits et vous pouvez créer une antenne fortement directionnelle même à de petites tailles. Vous pouvez obtenir un gain de plus d'un millier.
En plus de la directivité, l'antenne a également une zone qui, si nécessaire, peut être augmentée en ajoutant des dipôles. Mais en même temps, le niveau non seulement d'un signal utile, mais aussi du bruit augmente, le rapport signal / bruit avec une simple augmentation de surface reste. Pourquoi cela pourrait-il être nécessaire? Le récepteur peut fonctionner avec un signal d'entrée très faible, mais tout sauf un récepteur idéal refroidi à 0 degré Kelvin crée un bruit interne, mais si le signal d'entrée est plus fort, ce bruit intrinsèque n'interférera pas dans presque toutes les conditions.
De plus, à l'exception d'une forte amplification dans la bonne direction de l'ordre de 1000 fois, il y aura un rayonnement et une réception dans d'autres directions avec un coefficient inégal de 0,01 à 0,5, sauf si bien sûr vous recouvrez avec quelque chose de ces côtés :)
Avec un satellite, la situation est plus compliquée. Avec cela, vous devez couvrir un vaste territoire. Sur les tours cellulaires, en règle générale, 4 antennes sont installées avec une directivité de 110 ° en azimut et 4 ° en hauteur (près de l'horizon, afin de ne pas diriger l'énergie inutile vers le ciel et la terre). Ici, dans le cas d'une orbite basse, l'angle 102 °
Faire une telle antenne comme celle-ci est assez simple, mais ... alors au revoir à des vitesses élevées avec un grand nombre d'abonnés, tout le monde ne peut pas y entrer, mais si le brouilleur s'y brise ...
Mais ce n'est peut-être pas pour rien que Starlink se positionne comme haut débit? Ce n'est peut-être pas en vain que ces satellites pèsent 380 kg, et non 120 comme OneWeb?
En principe, une douzaine peut être réalisée. De par leur conception, vous pouvez faire des options ici, car il n'est pas nécessaire de les rediriger rapidement si vous redistribuez vraiment la charge avec les satellites voisins et pouvez travailler avec des satellites stationnaires.
L'option avec PAR permet une redistribution plus active des zones, mais il est nécessaire de travailler sur le système afin qu'il y ait moins d'influence mutuelle entre elles (environ comment mettre 10 personnes dans une pièce et en même temps, elles devraient parler au téléphone).
L'option avec un miroir parabolique ou une séparation avec des cornes est clôturée des voisins, mais il est nécessaire de rediriger mécaniquement, ce qui est le poids, l'énergie, la réduction de la fiabilité. Donc, pour une redistribution mutuelle de la zone ne convient pas.
Eh bien, un peu de fiction) brouilleur d'interférence d'antenne. Vous pouvez déterminer où se trouve le brouilleur, supprimer son signal uniquement avec une antenne très étroite et sélectionner le niveau pour le soustraire du signal reçu pendant le traitement. Eh bien, ce qui est nécessaire pour cela, c'est une antenne spéciale, complication du traitement du signal, contre-réaction à un seul directeur (enfin, si vous ajoutez une antenne de plus, vous pouvez deux).
Le plus mystérieux
Les troupes EW sont peut-être l'une des plus secrètes, il n'y aura donc que des hypothèses sur leurs capacités.
(Kraukha est destiné aux avions «aveuglants», plus de données)
La première option de brouillage est l'interférence directionnelle avec le satellite. Dans ce cas, le brouillage devrait occuper tout le spectre alloué et avoir une puissance spectrale supérieure à celle des émetteurs abonnés.
Mais le protocole de communication aura une vitesse de transmission minimale et la bande la plus étroite qui lui sera allouée, dont la réduction n'est pas prise en charge.
Pour l'évaluation, qu'il y ait un émetteur 1 W, une vitesse de 2 Mbps, qui nécessite une bande de 100 kHz (par analogie avec 5g), ce qui donne 10 W / MHz.
Nous multiplions par la plage, nous obtenons la puissance d'interférence de 2 kW (pour V, peut-être plus). Tout cela est grossièrement pris si le gain des antennes des abonnés et du brouilleur est le même, mais je ne pense pas qu'ils seront très différents en raison de la complexité de créer un faisceau étroit et de le positionner sur un satellite en mouvement.
Les produits de guerre électronique peuvent-ils fournir 2 kW? Oui, peut-être 10 peuvent en constante. Théoriquement, ils n'ont pas besoin d'envoyer constamment ces interférences, ils ont juste besoin de courtes impulsions pour gâcher les paquets transmis jusqu'à ce qu'il soit impossible de récupérer les données. Mais il arrivera entièrement au satellite dans une seule direction. S'il y a plusieurs antennes dessus et que tout est bien découplé, cela n'affectera pas les autres canaux.
Décalage de la bande V. À son tout début (60 GHz), la fréquence d'absorption par l'oxygène atmosphérique est localisée, ce qui donne une grande atténuation dans l'air. Il est bien connu que l'armée américaine l'utilisait spécifiquement pour communiquer sur de courtes distances, de sorte qu'il serait plus difficile d'écouter et / ou de se noyer de loin, également dans un espace où cette atténuation n'existe pas. Et je n'ai pas entendu de fréquence d'utilisation plus élevée. Il y a donc plus d'un brouilleur dans cette gamme, mais peut-être presque le même.
Eh bien, maintenant, d'une manière plus simple si vous bloquez ceux au sol. Il n'y a qu'une seule chose qui sauve ici - la directivité de l'antenne. Un satellite ne peut pas transmettre plus de 200 à 300 watts au total à toutes les antennes, il recevra en moyenne des kilowatts avec une batterie. Ici, la principale caractéristique est le niveau des lobes latéraux.
S'il était possible d'obtenir les données de ce paramètre, il était possible d'obtenir des estimations bien réelles, mais pour l'instant le principe lui-même.
Disons UBL -20 dB, ce qui signifie que sur les côtés, la réception est 100 fois plus faible que dans le faisceau principal. Si le réalisateur avait le même pouvoir, alors il ne doit pas être plus loin que la racine de 100 = 10 fois plus proche que le satellite, avec UBL -40, respectivement, 100 fois plus proche. Dans le réseau de vibrateurs, la distribution de l'amplitude du signal est inégale, l'amplitude diminue vers les bords, tandis que les lobes latéraux diminuent. Dans le même temps, le gain est légèrement réduit, et s'il est nécessaire de le maintenir, les dimensions et le prix augmentent, de sorte que ce paramètre généralement secondaire peut être sacrifié.
Vous pouvez diviser 340 et 1100 kilomètres (vous pouvez ajouter l'influence de l'angle de localisation) à ces valeurs vous-même, mais en même temps le brouilleur devrait être dans la ligne de visée, l'interférence réfléchie sera beaucoup plus faible et les Kulibins peuvent mettre leur antenne dans l'entonnoir. Il est toujours possible d'utiliser plusieurs brouilleurs à faible puissance à faible coût sur le territoire requis, ce qui peut être approprié pour restreindre l'accès aux entreprises fermées.
Mais la conclusion est qu'il est bien sûr possible de se noyer, la question est de savoir jusqu'où et quels moyens seront nécessaires, et avec les antennes directionnelles, une très grande zone n'est bloquée que par l'effet sur les satellites.