如今大多数互联网的运作方式很简单, 三部分流程:互联网服务提供商(ISP)通过光纤从数据服务器集合获得互联网信号, 把信号转移到中央电台, 或中心, 然后将其分发给个人用户的调制解调器.
前两部分是最容易完成的, 而第三步——向调制解调器发送信号——则是比较棘手的部分. 最后一段通常被称为“最后一英里”,以及许多没有足够互联网服务的家庭, 距离交通枢纽的最后一英里(或多英里)才是关键.
如果你考虑电缆或光纤isp, 他们需要一名技术人员出来为每个地点布线, 然后连接到本地集线器. 因为大多数家庭已经完全有线了, 将一个社区的所有家庭连接起来相对简单. 如果你的家不是在一个人口稠密的地区,它使经济意义的互联网服务提供商为你服务与短运行从中心到你的家, 就没那么简单了. 在电缆或光纤的情况下,这可能意味着它们根本不为你服务. 电话公司的DSL, 他们可能会为你服务, 但是离最近的中央车站越远, 服务越差.
这就是为什么卫星互联网成为了一种弥合数字鸿沟的方式对于那些不在电缆和光纤范围内的人来说 生活在偏远和农村地区. 像Viasat这样的卫星互联网服务提供商基本上以同样的三步方式工作, 但不是一个中央车站, 互联网信号通过光纤传送到地面上的大型天线(称为“地面站”), 然后通过无线电波将信号传送到我们的卫星上.
在这个模型中, 卫星的功能就像中央办公室一样, “最后一英里”更像是22英里,300英里——我们的卫星轨道的高度. 信号返回到你的家或办公室,并被你家外面与卫星对齐的天线(碟形天线)捕获. 从那里, 信号通过墙上的一个洞进入连接到调制解调器的电缆中——就像任何其他ISP一样.
光谱 & 当我们与新客户交谈时,我们经常听到的一个问题是,他们是否可以使用已经拥有的卫星电视天线. 这是个好问题,但答案是肯定的“不”.“主要原因是卫星电视只向一个方向播放, 从卫星向家庭广播视频信号,没有“返程飞行”.“互联网信号必须是双向的, 由于来回的信号不像视频那样广播, 移动所有这些数据需要更大的带宽. 也, 用于互联网和电视的固定天线都指向不同的卫星, 所以它不像电视天线,可以接收地面上不同的电台.
这就引出了另一个关于我们如何通过卫星传输互联网的有趣问题. 而视频卫星可以以一种非常大的波束覆盖整个大陆, 这样做对互联网来说是对带宽的浪费. 想想一个广播电台,比方说,97.3. 如果你在50英里左右的范围内,你就能收到当地电台的频率. 在下一个州,你的岩石站在97号.3号可能是一个乡村车站, 因为距离允许重复使用那部分无线电频谱.
我们的卫星接收无线电频谱的Ka波段近30千兆赫,发射近20千兆赫.2ghz,我们将信号部署在所谓的“点波束”中.这些都是针对地面上的特定区域,并且它们重叠(见插图)。. 如果我们用的是同一部分的频谱,那么它是如何工作的?
这张图显示了来自视频卫星的单向波束与Viasat使用双向波束传输互联网的点波束是如何不同的.
答案是我们用不同的偏振来分解波段. 如果你不是电气工程师,就把它想象成不同的颜色. 在一个单点光束内, 我们可以用许多不同的颜色来传递信号, 重复使用相同的频谱. 在过去的十年里,Viasat已经投入了相当多的精力来改进我们这样做的方式, 这导致了我们对分配给我们的无线电频谱的高效利用. 这反过来又允许我们向所有那些调制解调器提供更多的带宽.
随着我们增强了卫星的能力,我们也不得不提高我们在地面上的水平. 就像更多的信号塔意味着更好的智能手机覆盖范围一样, 更多的地面站将为我们的卫星服务提供一个更强大的网络. 同时, 将处理功能转移到云中使我们能够创建更小的, 比以前更便宜的地面站. 这样一来,再多建几个这样的帐篷就更经济了.
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我们已经谈到了我们如何提供卫星互联网的所有主要组成部分, 但还有一个要提的,因为它实际上是你在家里看到的. 许多人所说的“菜”实际上是两种不同的东西. 碟形天线本身只是一个反射器:一块冲压钢板对准卫星,用于聚焦TRIA读取的信号. 这是手臂末端的金属盒,通过电缆连接到调制解调器.
“TRIA”是“收发集成组件”的首字母缩写,但你只需要知道它本质上是一个可以发送和接收的无线电. TRIA也有一个强大的放大器,使它能够将信号推回轨道上的卫星. 与调制解调器一起,TRIA是你所在位置真正的主力,而不是更大的天线.
调制解调器, 顺便说一下, 作为通过TRIA接收到的无线电信号与您的计算机或路由器之间的接口. 它还做其他事情, 比如身份验证,以确保你是网络的一员,并调制和解调信号.
即使信号从卫星到达你那里的基本原理相对简单, 它确实涉及到大量复杂的技术,使这一切成为可能. 这是我们Viasat不断改进的一项技术. 我们的目标是在未来几年内使高速互联网接入在地球上几乎任何地方都成为可能, 希望这有助于解释卫星是如何做到的.