El desafío de calidad de servicio de NGSO Constellations

Hasta hace poco, nuestra industria creía que al conectar a los desconectados, podría ganar dinero. Como resultado, los operadores y las nuevas empresas no geoestacionarias (NGSO) han tenido dificultades para obtener ganancias, y sus intenciones estratégicas se han alejado de proporcionar banda ancha rural y se han centrado en atender aplicaciones gubernamentales y militares, así como vincular empresas y cruceros. O3b y OneWeb de SES son excelentes ejemplos de esto.

Aunque los tiempos han cambiado. Recientemente, E-Space anunció una financiación de 50 millones de dólares para sus planes de lanzar unos 100 000 satélites centrados en empresas y gobiernos. Rivada Networks también anunció su ingreso a la industria espacial con 600 satélites de órbita terrestre baja (LEO), dirigidos a los mismos mercados. Nuestra industria finalmente se está dando cuenta de la realidad de que administrar un negocio de comunicación de datos exitoso en el espacio se trata de brindar un servicio único que complemente la infraestructura terrestre, en lugar de un servicio de productos básicos que garantiza competir en última instancia con él.

Ahora que varias empresas están diseñando constelaciones dirigidas a los mercados gubernamentales y empresariales, ¿cómo podemos diferenciarlas? La comparación de planes estratégicos, equipos de liderazgo, socios tecnológicos e inversores aún funciona, pero la calidad del servicio es de vital importancia para estos mercados comerciales.

Cuando los satélites operan en NGSO, cualquier conexión a dicho satélite se pierde cada par de minutos, hasta una hora. Los satélites NGSO que orbitan la Tierra solo son visibles durante un tiempo, por lo que a veces se lanzan miles de satélites para garantizar que al menos un satélite esté siempre a la vista. Cuando una conexión está a punto de interrumpirse debido a que un satélite desaparece más allá del horizonte, el servicio se vuelve a conectar a otro satélite hasta que este satélite también se desvanece, entonces se repite el proceso.

En cuanto a los servicios terrestres, no existe tal desafío. Para los servicios de telecomunicaciones de línea fija o de microondas, la configuración de la conexión es parte del aprovisionamiento del servicio. Cuando se pierde la conexión durante la operación del servicio, se considera una anomalía que genera tickets de servicio y créditos de interrupción potenciales. Mientras tanto, el proveedor de servicios se enfoca en administrar el ancho de banda para lo cual se encuentran disponibles múltiples técnicas y protocolos. Algunos se basan en el tiempo, como la multiplexación por división de tiempo (TDM), y aunque son muy confiables, tienen limitaciones de rendimiento. Otras técnicas pueden carecer de la confiabilidad de los sistemas basados ​​en el tiempo, pero al agregar ancho de banda continuamente, la confiabilidad mejora mucho y proporciona un rendimiento casi ilimitado.

Para que un solo nodo permanezca conectado a una constelación LEO que opera a 1000 km de altitud, esto resultará en más de 200 conexiones interrumpidas y reconectadas cada 24 horas. Para una constelación completa que da servicio a muchas redes y nodos, estamos hablando de cientos de miles de conexiones todos los días. Agregue enlaces entre satélites y este número solo aumentará.

Como resultado, todos los proveedores de servicios de telecomunicaciones terrestres se complacen en participar en discusiones detalladas con sus (posibles) clientes sobre la asignación y el manejo del ancho de banda, sobre cómo se mantiene la calidad del servicio y las tecnologías subyacentes que aseguran el enlace, el ancho de banda y el rendimiento

Los operadores de NGSO harán todo lo anterior, pero además, existe toda esta nueva frontera de cómo administrar miles de conexiones que se desconectan y se construyen todos los días. Por el momento, no se ofrece mucho más allá de decir que no se interrumpirá ninguna conexión antes de configurar una nueva y extraer datos, es decir, «hacer antes de interrumpir». Otro de mis favoritos es «TCP/protocolo de control de transmisión se encargará de todo». Si bien este último generalmente se ofrece con un guiño, el primero definitivamente no lo es. Cuando hay suficientes satélites a la vista y cuando cada uno de estos satélites tiene suficiente espectro, ancho de banda y potencia de procesamiento disponible, sin duda se puede ofrecer como una solución hacer antes de interrumpir. En ausencia de potencia de procesamiento y ancho de banda, este enfoque pasará rápidamente de ser una solución a convertirse en el problema.

En el contexto de la calidad del servicio, hacer antes de romper también convierte el servicio en un «servicio de mejor esfuerzo». Si bien no hay nada de malo en eso, muchos proveedores de servicios terrestres adoptan ese mismo enfoque y agregan ancho de banda continuamente para abordar cualquier problema antes de que surja, para la infraestructura espacial supondrá una restricción muy seria en la cantidad de clientes que puede aceptar y obligará a la operador de satélite aplicar márgenes considerables para acomodar el clima y las posibles ráfagas de tráfico. Por ejemplo, Starlink de SpaceX: con usuarios limitados, el sistema funciona bien y las tasas de datos son impresionantes. Sin embargo, para alcanzar su meta de $35 mil millones en ingresos, necesitan llegar a 30 millones de usuarios y administrar más de 5 mil millones (!) de conexiones por día. La cantidad de ancho de banda y potencia de procesamiento que se requerirá es asombrosa y suponer que todo escalará bien es optimista.

A diferencia de las redes terrestres, no existe una solución fácil para reparar los puntos calientes de la red. Cualquier satélite vuela sobre el Océano Pacífico vacío, así como sobre la ciudad de Nueva York, convirtiendo la constelación de NGSO en una sola red sin opciones para compartimentar. En combinación con la escasez de frecuencias, el poder de procesamiento finito y la capacidad limitada de la red troncal, lanzar ancho de banda al problema ahora tiene limitaciones y creará su propio conjunto de desafíos. Como resultado, parece que ahora corresponde a los clientes empresariales y gubernamentales hacer preguntas detalladas sobre cómo se maneja la calidad del servicio, antes de aceptar las ofertas de los operadores de NGSO. También existen ejemplos satelitales de ancho de banda de conexión permanente (satélites en GEO) así como ejemplos de servicios terrestres make before break (telefonía celular). Dicho esto, ninguno de estos servicios es significativo en el contexto de redes de varios gigabits y baja latencia, relevantes para los usuarios empresariales.

Con múltiples aspirantes a operadores de NGSO que ahora se enfocan en los mercados empresariales y gubernamentales, necesitamos comprender mejor su enfoque para cumplir con los estándares de calidad de servicio de sus clientes. Confiar simplemente en los enfoques terrestres tradicionales tiene limitaciones y solo resuelve una parte del problema. Ante el desafío adicional de administrar miles, potencialmente millones de conexiones que deben desconectarse y reconectarse todos los días, estos operadores tienen una oportunidad. Particularmente para el mercado empresarial, el operador que ha desarrollado un sistema robusto y bien documentado que garantiza la calidad del servicio no solo administrando el ancho de banda sino también estas conexiones, tiene casi garantizado un gran éxito comercial en relación con aquellos que confían en el enfoque de mejor esfuerzo de hacer antes de romper… o TCP para el caso!

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