Konstelacja satelity Iridium

Migawka — architektura konstelacji usieciowanych LEO firmy Iridium zapewnia wiele warstw odporności i nadmiarowości, aby zapewnić wiodącą w branży niezawodność sieci.

Większość z nas zna sposób działania sieci telefonii komórkowej, z wieloma połączonymi ze sobą wieżami komórkowymi. Gdy przechodzisz z jednej komórki do drugiej, system automatycznie przekazuje połączenie do następnej wieży. Sieć satelitarna Iridium działa w bardzo podobny sposób. Satelity to wieże krążące wokół Ziemi i przekazujące sobie nawzajem połączenia, gdy przelatują nad głową.

Konstelacja Iridium składa się z 66 usieciowanych satelitów operacyjnych oraz siedmiu zapasowych satelitów na orbicie. Satelity działają na zbliżonych do kołowych orbitach niskoziemskich (LEO) około 780 km (483 mil) nad powierzchnią Ziemi. Na każdej z sześciu płaszczyzn orbitalnych znajduje się 11 satelitów, a ich orbity „przecinają się” mniej więcej nad biegunem północnym i południowym. Nisko lecące satelity poruszają się z prędkością około 17 000 mil na godzinę, okrążając Ziemię w około 100 minut. Jest to funkcja szerokości i długości geograficznej oraz zasięgu wiązki, ale zazwyczaj satelita przemierza niebo od horyzontu do horyzontu około ośmiu minut.

Każdy satelita może rzutować 48 wiązek punktowych na powierzchnię Ziemi. Rozmiar każdej wiązki punktowej ma średnicę około 250 mil, a pełny ślad 48 wiązek satelity ma średnicę około 2800 mil. Wszystkie wiązki punktowe i ślady satelitów nakładają się na siebie. Sieć jest uważana za oczek konstelację wzajemnie połączonych, usieciowanych satelitów, tak że każdy
satelita „rozmawia” z innymi pobliskimi satelitami na sąsiednich orbitach. W ten sposób sieć satelitarna – podobnie jak sieć komórkowa – automatycznie przekazuje komunikację głosową lub transmisję danych z jednej wiązki punktowej do drugiej w zasięgu satelity, a także z jednego satelity do drugiego, gdy przelatują nad głową. Wywołanie jest przekazywane z satelity do satelity wokół konstelacji bez dotykania ziemi, dopóki nie zostanie połączone w dół przez bramkę Iridium, a następnie połączone z publiczną komutowaną siecią telekomunikacyjną (PSTN) w celu transmisji do miejsca przeznaczenia. A to wszystko w ciągu kilku sekund. Ta architektura jest unikalna dla Iridium i zapewnia nieodłączne korzyści w zakresie wydajności i niezawodności w porównaniu z innymi dostawcami mobilnych usług satelitarnych:

! Duża liczba szybko poruszających się satelitów z wieloma nakładającymi się wiązkami punktowymi minimalizuje utratę połączeń i zerwanie połączeń, ponieważ więcej niż jeden satelita jest zwykle widoczny z dowolnego miejsca na Ziemi. Konstelacja satelitów LEO umożliwia również zmianę i różne kąty widzenia satelity, dzięki czemu problemy z linią widzenia będą tymczasowe, o ile masz widok na niebo.

! Jeśli pojedynczy satelita jest tymczasowo niedostępny z powodu problemów technicznych lub planowanej konserwacji:
a) Awaria zostanie zlokalizowana na użytkownika lub region.
b) Ruch między satelitami ISL (Inter Satellite Link) może być kierowany w obrębie konstelacji do momentu przeniesienia zapasowego na miejsce.
c) Zapasowe terminale uziemiające na Alasce pozwolą na uziemienie ruchu w wielu lokalizacjach.

! Architektura usieciowanego satelity umożliwia Iridium działanie z większą niezawodnością dzięki nieodłącznej architekturze siatkowej obejmującej zarówno infrastrukturę niebieską, jak i naziemną.
Podobnie, jeśli jedno łącze w tej sieci ulegnie awarii, system może rozpoznać i szybko zareagować, zapewniając alternatywne ścieżki routingu, aby komunikacja dotarła do użytkowników końcowych.
!
Satelity Iridium mają wiele warstw pokładowej redundancji podsystemu dla krytycznych komponentów, a także pokładowy system wykrywania usterek pozwalający na bezpieczne i szybkie łagodzenie ewentualnych anomalii.

! Satelity są programowalne, co umożliwia inżynierom naziemnym przesyłanie instrukcji i oprogramowania w razie potrzeby, aby satelity działały na wysokim poziomie wydajności i niezawodności.

! Części zamienne na orbicie można w razie potrzeby szybko przestawić i aktywować.

! Niska orbita okołoziemska zapewnia krótszą ścieżkę transmisji przy mniejszym tłumieniu sygnału. Pozwala to na prawdziwie mobilny sprzęt użytkownika z mniejszymi antenami, które nie wymagają mechanicznej stabilizacji ani zmiany punktu w celu utrzymania blokady na sygnałach satelitarnych. Innymi słowy, urządzenia Iridium są jak telefony pod względem wielkości i mobilności.

Podsumowując, jednym z kluczy do godnej pozazdroszczenia historii niezawodności sieci Iridium jest konstrukcja samych satelitów oraz unikalna, usieciowana konstelacja, która zapewnia stale poruszający się baldachim nisko latających satelitów z widocznością na całą powierzchnię planety. W naszym kolejnym raporcie o niezawodności sieci skierujemy nasze oczy z nieba na infrastrukturę naziemną.