Lupakan 5G! Mari Kita Lihat Starlink

1,401

Baru-baru ini dunia kecoh dengan drama teknologi 5G yang dikatakan mampu memberi impak besar kepada dunia internet. Dengan teknologi 5G ini kita mampu merealisasikan teknologi seperti berkomunikasi secara hologram, edge computing, kenderaan autonomi dan pelbagai lagi. Kerana dengan penggunaan gelombang milimeter iaitu 30GHz ke 300GHz berbanding 4G yang mengunakan gelombang di bawah 6GHz, komunikasi tanpa wayar ini mampu membawa lebih banyak data.

Untuk pemahaman lebih lanjut tentang gelombang radio di dalam pengunaan internet anda boleh imbas kembali artikel saya yang terdahulu di https://www.thepatriots.asia/cahaya-masa-hadapan-lifi-vs-wifi/ . Walaupun teknologi 5G dan Starlink adalah di dalam skop yang berbeza tetapi dengan adanya teknologi Starlink ini ia akan meningkat komunikasi internet secara global.

Starlink adalah sebuah projek satelit buruj yang dibangunkan oleh syarikat SpaceX yang di ketuai oleh Elon Musk. Projek ini menghasilkan internet satelit yang mempunyai kos yang rendah tetapi berprestatsi tinggi. Satelit buruj adalah satu sistem yang mempunya beberapa bilangan satelit yang mengorbit bumi dan mampu berkomunikasi diantaranya.

Servis internet satelit adalah servis internet yang mengunakan satelit sebagai pengantaraan dan bukannya jalur terestrial gentian optik.  Servis internet satelit banyak membantu penggunaan internet di kawasan yang tidak mendapat capaian jalur lebar terestrial seperti kawasan hutan dan kawasan yang tidak mempunyai ramai penduduk seperti pulau-pulau terpencil.  

Gambar diatas menunjukkan komunikasi internet menggunakan satelit. Jika saya berada pada kedudukan A dan saya ingin mengakses Facebook. Piring satelit di kedudukan A sebagai klien webakan menghantar permintaan mengakses pelayan web melalui satelit di angkasa seterusnya ke pusat operasi rangkaian (NOC) atau penyedia perkhidmatan internet (ISP) satelit di kedudukan B.

Kemudian NOC atau satelit ISP akan menyambungkan permintaan kita ke pelayan web setempat. Komunikasi ini mempunyai latensi yang agak tinggi berbanding akses internet selular dan kabel internet. Ini kerana kedudukan satelit yang jauh di angkasa dan gelombang komunikasi yang dihantar atau diterima mengambil masa untuk menyempurnakan perjalanannya. Sebagai contoh, jika kita menggunakan GEO satelit yang mengorbit bumi pada jarak 35,786 kilometer mengambil masa 120 milisaat untuk sesebuah isyarat di hantar.

Kelajuan muat naik untuk satelit internet pula berdasarkan band frekuensi yang digunakan satelit seperti band yang dapat mencapai kelajuan data 1 Gigabit per saat dan teknologi frekuensi band yang  band yang dapat mencapai kelajuan data puluhan Gigabit per saat.

Jika anda lihat pada komunikasi internet yang menggunakan gentian optic. Ya kelajuan ia sangat ketara sehingga mecapai puluhan Gigabit per saat berbanding komunikasi satelit. Tetapi jika untuk hubungan internet secara global seperti web klien yang hendak mengakses pelayan web yang jauh beribu-ribu kilometer, sistem satelit yang dibangunkan oleh SpaceX sangat membantu.

Tahukah anda hubungan internet secara global masih menggunakan kabel yang hampir semuanya adalah gentian optik yang berada didalam laut atau didalam tanah merentasi diantara negara. Tetapi kelajuan isyarat didalam gentian optik adalah terbatas dengan penurunan 41 peratus dari kelajuan cahaya.

Sebagai contoh, jika anda bermain permainan komputer seperti DOTA mesti anda pernah lihat server region yang mempunyai perbezaan ping. Kalau anda bermain di SEA region anda boleh mendapatkan ping 50-150 milisaat, jika gunakan America region anda akan dapat ping mencecah 500-1000 milisaat. Fenomena ini kerana perbezaan jarak server klien dan server pelayan serta proses di antara transmisi ISP, gateway nodes, base stations dan lain-lain atau terma yang lebih mudah iatu hops.

Untuk pengiraan seterusnya kita abaikan delay yang berpunca dari proses lain seperti hops dan fokus pada kiraan latensi berdasarkan kelajuan cahaya di dalam gentian optik. Serta beranggapan ada satu kabel gentian optik dari klien terus ke server dengan jarak paling dekat.

Pengiraan atas dibuat dengan menggunakan jarak laluan kabel yang paling terdekat antara lokasi yang di mana dalam situasi sebenar jarak laluan isyarat itu lebih jauh berkali ganda kerana kos yang tinggi jika hendak meletakkan kabel internet dibawah laut untuk menghubungkan dengan pelbagai tempat.

Selain itu, terdapat banyak risiko meletakkan kabel gentian optik didalam laut seperti gempa bumi didalam laut, ancaman gigitan dari jerung dan lain-lain lagi. Oleh itu, isyarat komunikasi anda sebagai klien terpaksa melalui banyak tempat sebelum sampai ke pelayan web dan ianya menyebabkan latensi yang sangat tinggi.

Peta kabel bawah laut. Untuk versi lebih baik boleh lihat https://submarine-cable-map-2015.telegeography.com/.

Perbezaan antara komunikasi kabel bawah laut dengan sistem satelit dari SpaceX adalah satelit ini mengunakan laser di ruang angkasa untuk berhubung satu sama lain dan kelajuan isyarat di angkasa tidak mengalami halangan seperti gentian optik dan ia berkelajuan sama seperti kelajuan cahaya.

Selain itu, komunikasi antara satelit lebih terus berbanding dengan kabel yang melalui pelbagai tempat sebelum dapat mewujudkan satu komunikasi lengkap diantara dua lokasi. Di bawah saya sediakan pengiraan latensi komunikasi antara satelit(abaikan tambahan masa dari proses hops) berdasarkan gambar lokasi dibawah.

SpaceX akan melancarkan 12 000 satelit keangkasa dan di jangka akan siap sepenuhnya pada tahun 2027. Untuk permulaan, SpaceX akan menghantar sebanyak 4000 satelit di jarak orbit 500-1200 kilometer dan mengunakan  dan band serta dijangka pada 2020 komunikasi internet satelit buruj ini akan boleh mula digunakan di beberapa kawasan.

Selebihnya satelit ini akan di orbitkan pada jarak 340 kilometer dan akan menggunakan V band dimana mempunyai frekuensi 40-75 GHz berbanding band 26.5-40 GHz dan  band 12-18 GHz. Dengan perbezaan ini teknologi Starlink ini akan mendapat kelajuan data yang lebih tinggi dan latensi yang lebih rendah. Sebenarnya ada pelbagai aspek lagi yang perlu diambil kira seperti sistem teras rangkaian dan teknologi sistem komunikasi internet yang lain. Tetapi dengan adanya projek Starlink ini prestasi internet akan lebih meningkat.

RUJUKAN:

Wall, M. (2019). SpaceX Says Its 60 Starlink Satellites Are All Phoning Home (and Fading Out). [online] Space.com. Available at: https://www.space.com/spacex-starlink-satellites-phone-home-dimming.html.

Khan F. Mobile Internet from the Heavens. 2015; Available from: http://arxiv.org/abs/1508.02383

Dubois, T. (2019). Eight Satellite Constellations Promising Internet Service From Space. [online] Aviationweek.com. Available at: https://aviationweek.com/space/eight-satellite-constellations-promising-internet-service-space

Nytimes.com. (2019). After SpaceX Starlink Launch, a Fear of Satellites That Outnumber All Visible Stars. Available at: https://www.nytimes.com/2019/06/01/science/starlink-spacex-astronomers.html.

Engadget.com. (2019). Engadget is now a part of Oath. [online] Available at: https://www.engadget.com/2019/05/31/starlink-broadband-satellite-spacex/

Anon, (2019). [online] Available at: https://www.quora.com/How-does-data-travel-via-the-Internet-from-country-A-to-country-B

Federallabs.org. (2019). Demonstration of Multi-Gigabit Per Second Data Rates Through Ka-Band Frequencies | Federal Labs. [online] Available at: https://www.federallabs.org/news/demonstration-of-multi-gigabit-per-second-data-rates-through-ka-band-frequencies

WhatIs.com. (2019). What is satellite constellation (satellite swarm)? – Definition from WhatIs.com.[online] Available at: https://whatis.techtarget.com/definition/satellite-constellation

Groundcontrol.com. (2019). How Does Satellite Internet Work?. [online] Available at: http://www.groundcontrol.com/How_Does_Satellite_Internet_Work.html

Nextbigfuture.com. (2019). If Starlink Succeeds Then SpaceX Revenue Will Be More Than Double NASA’s Budget – NextBigFuture.com. [online] Available at: https://www.nextbigfuture.com/2018/12/spacex-starlink-satellites-network-will-make-over-50-billion-per-year.html

Business Insider. (2019). Elon Musk just revealed new details about Starlink, a plan to surround Earth with 12,000 high-speed internet satellites. Here’s how it might work.. [online] Available at: https://www.businessinsider.com/spacex-starlink-satellite-internet-how-it-works-2019-5?IR=T#in-the-future-musk-says-users-will-connect-to-starlink-with-terminals-that-cost-about-200-and-can-steer-an-antenna-beam-without-moving-parts-it-basically-looks-like-a-sort-of-a-small-to-medium-size-pizza-musk-said-spacex-has-asked-the-fcc-to-build-1-million-of-the-small-ground-stations-18

Komen yang ditutup, tetapi jejak balik dan ping balik terbuka.