Costellazioni satellitari per servizi di rete

Discussioni tecniche
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Ok ma se l’antenna è phased array scordiamoci un dispositivo mobile
sarà più simile ad un terminale trasportabile stile Inmarsat e quindi “da installare” piuttosto che ad un terminale mobile e quindi simile ad Iridium

In questo caso il business model, nei paesi sviluppati, sarà simile a tutti i contesti FWA (WiMax, LTE TDD o 5G per capirsi). In altre parole… un flop se non per aree ed utenze limitate. Utenti ridotti e payback period lunghissimi

Diverso nel terzo mondo ma fare tutto un modello sul terzo mondo mi sembra suicida. Si parla sempre di mettere in orbita migliaia e migliaia di satelliti da sostituire di continuo ogni 5-7 anni…
Gli ARPU (average revenue per user) saranno sempre bassi dato il potere di acquisto. E anche se il villaggio ne installa uno deve comunque costare max 50 euro mese visto che in vari posti del mondo la gente ha un potere di acquisto pari a circa un dollaro a testa al giorno

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Ehmm…ma in tutti i post precedenti abbiamo analizzato proprio quali sono i campi in cui una rete tipo Starlink sarebbe vantaggiosa: backbone dove e’ richiesto ping time minimo (finanza, utenti premium, tipi specifici di traffico) oltre i 3000km di distanza, areee rurali e mezzi mobili (aerei, navi).

Una ipotetica rete satellitare adatta a dispositivi mobili portatili, come uno smartphone, non e’ certo Starllink. Magari altre reti satellitari tra quelle che nasceranno, comunque di supporto alle reti terrestri per dispositivi multibanda in grado di fare roaming tra reti terrestri e satellitari.

Ma di questo si e’ parlato in tutti i post precedenti, dai un’occhiata :wink:

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Ho dato un occhiata e proprio perché lavoro nelle TLC ti posso garantire che le latenze oggi accettate in una backbone “seria” sono assolutamente incompatibili con starlink visto che “pronti via” si perdono 1000km ovvero 3ms solo per up e downlink

In un progetto per un operatore finanziario il requisito di latenza one way era che fosse inferiore ai 6ms in ambito nazionale. Per l’high frequency trading 3ms sono la differenza tra guadagnare o perdere da una transazione finanziaria

Se consideri che c’è un tasso costante di urbanizzazione (nel 2050 mi pare si stimi che oltre il 50% della popolazione del pianeta vivrà in città) non riesco a trovare i clienti di starlink. Sempre non siano militari. Stesso film visto con Iridium

La tecnologia di starlink è fantastica. Non ha (a mio avviso) un business model sostenibile tutto qui

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Ad integrazione questo articolo

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Tutti condividiamo le perplessita’ tue e dell’articolo, penso.

Per questo e’ importante l’elemento emerso nei post precedenti, che cambia un pochino lo scenario e che non e’ citato nel peraltro ottimo articolo che hai linkato.

La velocita’ di trasmissione nel vetro delle fibre ottiche (e anche nel rame) e’ molto piu’ lenta che nel vuoto.

Questo giustifica un diverso tipo di utilizzo per le reti satellitari, come backbone ad alte prestazioni per le comunicazioni intercontinenteli. Non ci sono solo quelle a breve raggio. Sul lungo raggio 3 millisecondi per mandare i tuoi datagrammi alla quota orbitale contano certamente, ma contano meno dei possibili 50 millisecondi che poi perdi durante il viaggio sulla Terra invece che nel vuoto.

Se un trader che ha una connessione in fibra ad alte prestazioni a Londra deve collegarsi il piu’ velocemente possibile con il mercato di Hong Kong per spiumare gli altri investitori, potrebbe essere che il modo vincente, che arriva prima, e’ far transitare la comunicazione nel vuoto dello spazio alla velocita’ della luce piena di 300000 km/sec invece che nella fibra o nel rame a, diciamo, 200000 km/sec o poco piu’.

Il nostro utilizzatore non ha bisogno di avere il phased array sul tetto, e’ sufficiente che ce ne sia uno su una torre della sua telecom. Anzi, la telecom in teoria potrebbe anche usare una tradizionale parabola motorizzata per tracciare i satelliti (meglio piu’ di una per il roaming da un satellite all’altro).

Per percorrere 30000km (15000 andata e ritorno) a 300000km/s impiego in teoria 100 millisecondi. Per percorrere la stessa distanza (o anche piu’ dato il routing inefficiente) a 200000km/s impiego almeno 150 millisecondi. 50 in piu’ che nel vuoto. Abbastanza per farsi strapagare dall’investitore Londinese e riuscire a mantenere tutto l’ambaradan? Forse si e forse no, non riusciamo certo a stimarlo.

EM e il progetto Starlink sembrano molto ma molto piu’ ambiziosi che servire solo le comunicazioni backbone premium di lungo raggio, e siamo tutti perplessi per la quantita’ di tecnologie nuove da sviluppare e per le incognite.

Pero’ su “lungo raggio premium” le leggi della fisica sembrano indicare una possibile chiara competitive edge per il satellite. Magari devono ridimensionare i progetti ma c’e’ una nicchia, le cui dimensioni sono difficili da stimare, dove battono in velocita’ le comunicazioni terrestri. E perche’ questo sia vero non sono strettamente indispensabili ne’ i phased array ne’ i laser. Basta una costellazioni di satelliti in LEO sufficientemente fitta.

Mi scuso per le ripetizioni.

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Senza voler svilire minimamente il tuo sforzo di spiegare i punti della discussione in corso, mi permetto solo di richiamare l’attenzione all’uso di termini che possono creare confusione.
Wikipedia italia offre una buona spiegazione dei termini e delle unità di misura da usare in questo contesto, e sarebbe buona prassi attenersi a quelle evitando di ridefinirle anche con la migliore intenzione di semplificare concetti che non sono troppo difficoltosi (imho).

La velocità della luce è e rimane sempre la stessa, nel vuoto come nella fibra. Quel che succede è che mentre la luce nel vuoto si propaga sostanzialmente in linea retta (tra satellite e antenna a terra, nel nostro esempio), nella fibra “rimbalza” venendo riflessa sulle pareti e quindi percorre… più strada, e quindi un segnale a parità di distanza lineare, impiega più tempo.

P.S.
Aggiungo, per chi volesse approfondire con formulacce e trigonometria, il link ad un documento dell’università di Genova che spiega i dettagli di come si propaga la luce nella fibra ottica.

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Il rame non rallenta di per sé, se non in minima parte. Un twin aperto in rame propaga un segnale anche al 99% della velocità della luce: https://en.wikipedia.org/wiki/Velocity_factor

Se invece ti riferivi ai classici cavi ethernet in rame, allora sì.

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Dal mio punto di vista, l’intento di SpaceX e’ quello di sfruttare una sua possibilita’ tecnologica (l’accesso allo spazio) per tentare di diversificare la propria offerta commerciale, pur rimanendo in ambito spaziale.

Come riportato nell’articolo di Wired, il mercato delle telecomunicazioni (e in particolare di quelle satellitari) e’ tosto e rischioso, per cui penso che o la scelta strategica di Starlink sia poco rischiosa (e.g., satelliti economici, tecnologia gia’ production ready) oppure che il gioco valga la candela (rapporto rischi/benefici accettabile e promettente).

Nonostante il settore sia un settore estremamente ricco (e ovviamente in crescita), gia’ in passato tanti operatori hanno lamentato la disparita’ di “guadagni” fra chi ci mette la rete e chi ci mette i servizi, a favore di questi ultimi che in genere non devono sostenere alcun costo operativo di gestione della rete. Per cui a maggior ragione tentare di inserirsi in un mercato con una barriera all’ingresso cosi’ alta e cosi’ rischioso puo’ essere un azzardo.

Proprio per questo motivo mi sento di dire che la motivazione per SpaceX sia quella di “tentare” l’inserimento in questo mercato in modo “poco rischioso”, utilizzando tecnologie economiche ed assodate (i primi satelliti non avranno link laser) per sondare il terreno … ehm, lo spazio :slight_smile:

Relativamente all’argomento latenza, concordo sul fatto che idealmente possano esserci dei pro legati al fatto che il round trip time (RTT) possa essere piu’ basso con una costellazione di satelliti LEO piuttosto che utilizzando una rete terrestre (che sia Internet o no), pero’ penso che questo sia piu’ un motivo di marketing che altro. Le reti satellitari non hanno come punto di forza la bassa latenza, quanto piuttosto availabilty, copertura e banda. Servizi conversazionali e near-real time purtroppo sono deboli su satellite ed esistono (ancora) alternative piu’ semplici ed economiche: penso al caso delle transazioni economiche, per cui istituti bancari possono preferire l’apertura di una filiale in loco per effettuare queste transazioni piuttosto che farle da remoto.
Ovviamente ogni (seppur piccolo) incremento di prestazioni e passettino tecnologico e’ sempre ben accetto e un domani, chissa’, si potra’ considerare una rete satellitare come valida alternativa anche per il trading, ma ora come ora penso che questa alternativa non sia quella principale per “sfondare” nel mercato.

Quella piu’ probabile, per me, e’ appunto la diversificazione dei propri servizi, in un ambito nel quale sono esperti, potenzialmente a basso costo, con la possibilita’ di essere anche solamente qualche anno avanti alla concorrenza nel prossimo futuro.

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In sintesi:
se il satellite costa poco, siccome il lancio a me costa poco, ci provo e poi vedo

se qualcuno gli finanzia il business case e’ un grande (ma daltronde anche con Tesla ha fatto qualcosa di simile)

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Scusate, un paio di quesiti che la mia mente malata ha partorito (vorrei fare solo un po’ di chiarezza nella confusione che ho nel cervello):

Ma essendo il rame un solido ad alto coefficiente di assorbimento ottico, come fa a trasmettere la luce? Trasmetterà un segnale elettrico (trasmissione di elettroni), ma non la luce. Credo non si possano paragonare fra loro i due sistemi di trasmissione.

Scusa Marco, a me risulta che a seconda del mezzo attraversato la luce subisce dei rallentamenti dovuti all’indice di rifrazione del mezzo attraversato, tanto è vero che esiste l’effetto Čerenkov ovverosia l’emissione di una frequenza luminosa spuria quando una particella subatomica viaggia in un mezzo ad una velocità superiore a quella della velocità della luce in quel mezzo. Sono d’accordo che, molto probabilmente, il grosso del rallentamento della velocità della luce nella fibra ottica sarà dovuto ai rimbalzi lungo la stessa fibra, ma possiamo prendere in considerazione una seppur piccola componente causata dalla rifrazione e quindi da un effettivo calo della velocità?
Grazie per le risposte.

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@Vittorio, hai ragione e quello che scrivi è corretto. Anche io sono caduto nell’errore di raccontare una verità parziale. :scream:

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Tieni conto che le onde elettromagnetiche, fra cui la luce visibile, possono attraversare in linea di principio qualsiasi mezzo: la differenza sta nel “come” lo fanno. Nel caso di un metallo, dato che la conducibilità è alta, l’onda elettromagnetica attraversa il materiale solamente per una frazione molto piccola (inversamente proporzionale alla conducibilità).
Dal punto di vista puramente “matematico”, l’onda si propaga all’interno del metallo comunque, anche se in modo molto attenuato (al punto tale che dopo un certo spessore di metallo l’onda risulta di ampiezza e potenza trascurabili).

Un conduttore può si trasmettere elettroni, ma anche questi non si propagano alla velocità della luce (hanno massa, quindi non possono andare alla velocità della luce). E qui sta la domanda: e allora il segnale elettrico che vediamo ai capi di un coassiale o di un doppino?

Tale segnale è dovuto all’onda elettromagnetica che si propaga fra i due conduttori, non attraverso. E’ come se i due conduttori facessero da “appoggio” all’onda elettromagnetica che viaggia in mezzo. E quindi la velocità dell’onda (e quindi del segnale) dipende dal mezzo di propagazione che esiste fra i due conduttori: se è aria siamo in prima approssimazione nel vuoto, per cui la velocità del segnale è all’incirca quella della luce.

Come già riportato più su, la velocità della luce in un mezzo dipende dall’indice di rifrazione, che la riduce rispetto al vuoto. In modo molto rozzo si potrebbe dire che l’indice di rifrazione è “proporzionale” alla densità del materiale, per cui più è denso e meno veloce andrà l’onda (quindi in aria avremo una velocità più bassa che nel vuoto, anche se non di tanto).

E’ quindi corretto quello che riporta Vittorio in merito al fatto che oltre ai rimbalzi nel materiale della fibra una parte della velocità dell’onda sia ridotta anche a causa dell’indice di rifrazione del materiale stesso.

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Ma è possibile trasformare così, d’emblée, l’onda elettromagnetica nella frequenza del visibile in un’onda che riesca a passare per un doppino? O c’è bisogno di un commutatore? Scusate se insisto, ma purtroppo per me il paragone tra fibra e doppino è totalmente controintuitivo.

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Considera che un segnale generato intorno ad una certa frequenza (es: frequenze ottiche) per essere trasmesso ha bisogno di un canale di comunicazione adeguato, motivo per cui un’onda elettromagnetica nel visibile non può essere guidata da un doppino telefonico così com’è. Allo stesso modo vale il contrario: un’onda elettromagnetica a bassa frequenza (es: banda fonica) non riesce efficacemente a propagarsi in un mezzo ottico, come una fibra. Ogni mezzo di propagazione ha la sua banda specifica, per cui solo i segnali entro quelle frequenze riescono a propagarsi in esso.

Un doppino telefonico è un mezzo di trasmissione con una banda di pochi MHz (fino a 2-3 MHz), mentre un segnale nel visibile ha una banda da circa 400 - 770 THz: un segnale ottico non può accoppiarsi così com’è ad un doppino telefonico.
Invece, per poter trasferire il contenuto informativo di tale segnale è possibile utilizzare un demodulatore. Nel caso ottico un demodulatore ottico è in grado di estrarre il contenuto informativo dal segnale ottico e trasferirlo, ad esempio, su di un doppino oppure su di una guida d’onda.

In riassunto: doppino e fibra sono entrambi sistemi per la propagazione guidata, semplicemente in bande (e in modalità) diverse. Quello che si propaga, però, è sempre un’onda elettromagnetica, a frequenze diverse.

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Confermo. In un cavo coassiale o in un doppino telefonico il segnale si propaga ad una velocità che è una frazione di c, in proporzione all’inverso della costante dielettrica dell’isolante. Nei cavi isolati in polietilene il segnale viaggia a 0,66 volte c, nei cavi in PTFE poroso si arriva a circa 0,8. Alla fine il cavo si comporta esattamente con l’indice di rifrazione di una fibra; la fibra ha l’enorme vantaggio di attenuare molto meno il segnale con la distanza, e questo è il motivo primo per l’uso delle fibre. Il secondo è la grande banda passante, quindi la capacità di trasportare più informazioni.

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Ah, ecco: c’è bisogno di un demodulatore (ciò che io intendevo con il termine improprio di “commutatore”). Grazie per le risposte, qualcosa in generale di fisica ne acchiappo, ma capire come paragonare fibra a doppino era proprio oltre ogni mia comprensione.

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Non vorrei essere troppo OT, ma al seguente link di youtube puoi trovare una bella animazione del funzionamento di principio di un modulatore ottico di tipo Mach-Zehnder, ovvero il dispositivo che permette di modulare il segnale ottico in base ad un segnale elettrico (es: segnale dati contenente l’informazione relativa ad un file audio).
Un possibile demodulatore per questo tipo di segnale modulato e’ un circuito optoelettronico che utilizzi un fotodiodo per ricevere la radiazione luminosa incidente e trasformarla, in uscita, in un segnale elettrico di ampiezza proporzionale al segnale luminoso in ingresso.

(credits: SMC468 Graphic Design for Education e YouTube)

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Consiglio di leggere interamente questo thread di Doug Ellison, il fondatore di UnmannedSpaceflight.com, a @Bernagoz @IK1ODO e tutti quelli a cui interessa l’impatto dei satelliti Starlink sul cielo notturno.

Spoiler: è molto peggio di quanto possa sembrare.

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Non e’ peggio di quel che pensassi, e’ piu’ o meno quello che mi aspettavo.

Ovviamente la copertura di numerosi satelliti in vista da ogni punto della terra e’ esattamente by design. E ovviamente quelli su orbite piu’ alte saranno illuminati e visibili piu’ a lungo. E ovviamente questa e’ solo la prima costellazione seria della storia, ce ne saranno molte altre. E ovviamente il cielo notturno tra 50 anni sara’ molto molto diverso da adesso. Pero’ e’ un processo inevitabile, non possiamo rinunciare ad unire il pianeta e connettere tutti gli umani, e’ la direzione dove dobbiamo andare. Si troveranno modi per mitigare l’inquinamento luminoso, ci sara’ un controllo del traffico e un codice della navigazione, la posizione di ogni oggetto sara’ sempre perfettamente conosciuta e accessibile su rete pubblica e da tutti gli altri oggetti, ci saranno regole rigorose, la dorbitazione a fine servizio sara’ obbligatoria, cosi’ come i materiali utilizzati in modo che la vaporizzazione non crei inquinamento eccessivo, non saranno ammessi oggetti inerti se non per incidente e guasti che pero’ dovranno avere un’incidenza al di sotto di certe soglie ben normate ecc. ecc.

Non e’ peggio, esattamente e’ cosi’ che deve essere.

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Letto i numeri… da paura. Non solo per gli amatori, ma anche per gli osservatori (seri) a terra e i radio osservatori. Ed è solo Starlink. Ci sara anche Amazon, OneWeb e altri.

Certo, il progresso avanza, ma a quale costo? Fosse l’unica via per connettere virtualmente il mondo, sarebbe passabile. Ma cosi… non so se quello che si guadagna vale quello che si perde. Anche perchè altre vie esistono. Staremo a vedere.