Telefon satelitarny - Satellite phone

Telefon satelitarny Iridium
Telefon satelitarny ( Inmarsat ) używane w Nias , Indonezji , w kwietniu 2005 roku po trzęsieniu ziemi Nias-Simeulue

Telefon satelitarny , telefon satelitarny lub satphone to rodzaj telefonu komórkowego , który łączy się z innymi telefonami lub sieci telefonicznej za pomocą radia przez orbitujących satelitów zamiast naziemnych stacji bazowych , jak telefony komórkowe robią. Zaletą telefonu satelitarnego jest to, że jego użycie nie ogranicza się do obszarów objętych wieżami komórkowymi; może być używany w większości lub we wszystkich lokalizacjach geograficznych na powierzchni Ziemi.

Sprzęt mobilny, zwany również terminalem, jest bardzo zróżnicowany. Wczesne telefony satelitarne miały wymiary i wagę porównywalne z telefonami komórkowymi z końca lat 80. lub początku lat 90. , ale zwykle były wyposażone w dużą, wysuwaną antenę . Nowsze telefony satelitarne są podobne rozmiarami do zwykłego telefonu komórkowego, podczas gdy niektóre prototypowe telefony satelitarne nie różnią się niczym od zwykłego smartfona . Telefony satelitarne są popularne podczas wypraw w odległe rejony, gdzie naziemne usługi komórkowe są niedostępne.

Stała instalacja, taka jak ta używana na pokładzie statku, może zawierać dużą, wytrzymałą, montowaną na stelażu elektronikę oraz sterowaną antenę mikrofalową na maszcie, która automatycznie śledzi satelity napowietrzne. Mniejsze instalacje wykorzystujące VoIP za pośrednictwem dwukierunkowej satelitarnej usługi szerokopasmowej , takiej jak BGAN lub VSAT, sprawiają, że koszty są w zasięgu właścicieli statków rekreacyjnych. Telefony satelitarne obsługujące Internet mają notorycznie słaby odbiór w pomieszczeniach, chociaż możliwe jest uzyskanie stałego sygnału w pobliżu okna lub na najwyższym piętrze budynku, jeśli dach jest wystarczająco cienki. Telefony posiadają złącza do anten zewnętrznych, które można montować w pojazdach i budynkach. Systemy pozwalają również na użycie przemienników, podobnie jak systemy naziemnej telefonii komórkowej.

Sieć satelitarna

Systemy telefonii satelitarnej można podzielić na dwa typy: systemy wykorzystujące satelity na wysokiej orbicie geostacjonarnej , 35 786 kilometrów (22 236 mil) nad powierzchnią Ziemi, oraz systemy wykorzystujące satelity na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO), od 640 do 1120 kilometrów (400). do 700 mil) nad Ziemią.

Satelity geostacjonarne

Niektóre telefony satelitarne wykorzystują satelity na orbicie geostacjonarnej , które pojawiają się w stałej pozycji na niebie. Systemy te mogą utrzymywać niemal nieprzerwany zasięg globalny za pomocą zaledwie trzech lub czterech satelitów, zmniejszając koszty wystrzelenia. Satelity używane w tych systemach są bardzo ciężkie (około 5000 kg) i drogie w budowie i uruchomieniu. Satelity krążą na wysokości 35 786 kilometrów (22 236 mil) nad powierzchnią Ziemi; zauważalne opóźnienie występuje podczas wykonywania połączenia telefonicznego lub korzystania z usług transmisji danych ze względu na dużą odległość od użytkowników. Szerokość pasma dostępna w tych systemach jest znacznie wyższa niż w przypadku systemów o niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO); Wszystkie trzy aktywne systemy zapewniają przenośny Internet satelitarny za pomocą terminali wielkości laptopa z prędkością od 60 do 512 kbit na sekundę ( kb / s ).

Geostacjonarne telefony satelitarne mogą być używane tylko na niższych szerokościach geograficznych, zwykle między 70 stopniami na północ od równika a 70 stopniami na południe od równika. Na wyższych szerokościach satelita pojawia się na niebie pod tak niskim kątem, że zakłócenia o częstotliwości radiowej ze źródeł naziemnych w tych samych pasmach częstotliwości mogą zakłócać sygnał.

Inną wadą geostacjonarnych systemów satelitarnych jest to, że w wielu obszarach — nawet tam, gdzie występuje duża ilość otwartego nieba — linia widzenia między telefonem a satelitą jest przerywana przez przeszkody, takie jak strome wzgórza i las. Przed skorzystaniem z telefonu użytkownik będzie musiał znaleźć obszar w zasięgu wzroku. Inaczej jest w przypadku usług LEO: nawet jeśli sygnał jest blokowany przez przeszkodę, można poczekać kilka minut, aż inny satelita przeleci nad nami, ale poruszający się satelita LEO może przerwać połączenie w przypadku utraty pola widzenia.

  • ACeS : Ten dawny małe regionalne Indonezja usługi oparte operator warunkiem głosu i danych w Azji Wschodniej , Azji Południowej i Azji Południowo-Wschodniej z wykorzystaniem pojedynczego satelity. Zaprzestał działalności w 2014 roku.
  • Inmarsat : najstarszy operator telefonii satelitarnej, brytyjska firma założona w 1979 roku. Początkowo dostarczała duże instalacje stacjonarne na statkach , ale ostatnio weszła na rynek telefonów przenośnych w ramach joint venture z ACeS. Firma obsługuje jedenaście satelitów. Zasięg jest dostępny na większości powierzchni Ziemi, z wyjątkiem regionów polarnych.
  • Thuraya : Założone w 1997 roku satelity Thuraya z siedzibą w Zjednoczonych Emiratach Arabskich zapewniają zasięg w Europie , Afryce , na Bliskim Wschodzie , Azji i Australii .
  • MSAT / SkyTerra : Amerykańska firma telefonii satelitarnej, która używa sprzętu podobnego do Inmarsata , ale planuje uruchomić usługę przy użyciu urządzeń przenośnych w obu Amerykach, podobną do Thuraya .
  • Terrestar : System telefonii satelitarnej dla Ameryki Północnej .
  • ICO Global Communications : amerykańska firma telefonii satelitarnej, która wystrzeliła jednego satelitę geosynchronicznego, jeszcze nieaktywnego.

Niska orbita okołoziemska

Satfony mogą wykorzystywać satelity na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO). Zaletą jest możliwość zapewnienia zasięgu bezprzewodowego na całym świecie bez przerw. Satelity LEO krążą wokół Ziemi po szybkich orbitach na małej wysokości z czasem orbitalnym 70-100 minut , na wysokości od 640 do 1120 kilometrów (400 do 700 mil). Ponieważ satelity nie są geostacjonarne , poruszają się względem ziemi. Dany satelita znajduje się w zasięgu telefonu tylko przez krótki czas, więc połączenie musi zostać „przekazane” elektronicznie innemu satelity, gdy przekroczy się lokalny horyzont. W zależności od pozycji zarówno satelity, jak i terminala, użyteczne przejście pojedynczego satelity LEO trwa zwykle średnio 4–15 minut. Co najmniej jeden satelita musi być zawsze w zasięgu wzroku każdego obszaru pokrycia, aby zagwarantować zasięg; tak więc konstelacja satelitów, zwykle od 40 do 70, jest wymagana do utrzymania zasięgu na całym świecie.

Dwa takie systemy, oba z siedzibą w Stanach Zjednoczonych , zostały uruchomione pod koniec lat 90., ale wkrótce zbankrutowały po tym, jak nie udało się zdobyć wystarczającej liczby abonentów, aby sfinansować koszty uruchomienia. Są teraz obsługiwane przez nowych właścicieli, którzy kupili aktywa za ułamek ich pierwotnych kosztów i teraz obaj planują uruchomić zastępcze konstelacje obsługujące wyższą przepustowość. Szybkość transmisji danych w obecnych sieciach wynosi od 2200 do 9600 bitów/s przy użyciu słuchawki satelitarnej.

  • Globalstar : Sieć obejmująca większość powierzchni lądu na świecie, wykorzystująca 44 aktywne satelity. Jednak wiele obszarów pozostaje bez zasięgu, ponieważ satelita musi znajdować się w zasięgu stacji naziemnej . Satelity lecą po orbicie nachylonej pod kątem 52 stopni, więc obszary polarne nie mogą być pokryte. Sieć weszła w ograniczony zakres usług komercyjnych pod koniec 1999 roku.
  • Iridium : sieć obsługująca 66 satelitów na orbicie polarnej, która zapewnia zasięg na całym świecie. Usługa komercyjna rozpoczęła się w listopadzie 1998 r., aw sierpniu 1999 r. popadła w bankructwo na podstawie Rozdziału 11. W 2001 r. serwis został ponownie uruchomiony przez Iridium Satellite LLC . Sieci radiowe są używane między satelitami do przekazywania danych do najbliższego satelity połączonego ze stacją naziemną.

Geośledzenie

Systemy LEO mają możliwość śledzenia lokalizacji jednostki mobilnej za pomocą nawigacji Doppler z satelity. Jednak ta metoda może być niedokładna o kilkadziesiąt kilometrów. Na niektórych urządzeniach Iridium współrzędne można pobrać za pomocą poleceń AT , podczas gdy najnowsze telefony Globalstar wyświetlają je na ekranie.

Większość terminali VSAT można przeprogramować w terenie za pomocą poleceń AT, aby ominąć automatyczne pobieranie współrzędnych GPS i zamiast tego zaakceptować ręcznie wprowadzone współrzędne GPS.

Usługi w jedną stronę

Niektóre sieci telefonii satelitarnej zapewniają jednokierunkowy kanał przywoławczy, który ostrzega użytkowników w obszarach o słabym zasięgu (takich jak pomieszczenia) o połączeniu przychodzącym. Gdy powiadomienie zostanie odebrane przez telefon satelitarny, musi zostać przeniesione w obszar o lepszym zasięgu, zanim połączenie będzie mogło zostać odebrane.

Globalstar zapewnia jednokierunkową usługę przesyłania danych, zwykle używaną do śledzenia zasobów.

Iridium obsługuje jednokierunkową usługę pagera , a także funkcję powiadamiania o połączeniach.

Koszt

satelity na wyświetlaczu

Chociaż możliwe jest nabycie używanych telefonów dla sieci Thuraya, Iridium i Globalstar za około 200 USD , najnowsze telefony są dość drogie. Iridium 9505A, wydany w 2001 roku, został sprzedany w marcu 2010 roku za ponad 1000 USD. Telefony satelitarne są zbudowane specjalnie dla jednej konkretnej sieci i nie mogą być przełączane do innych sieci. Cena telefonów zależy od wydajności sieci. Jeśli dostawca telefonii satelitarnej napotka problemy ze swoją siecią, ceny telefonów spadną, a następnie wzrosną po uruchomieniu nowych satelitów. Podobnie ceny telefonów wzrosną, gdy stawki za połączenia zostaną obniżone.

Wśród najdroższych telefonów satelitarnych znajdują się terminale BGAN , często kosztujące kilka tysięcy dolarów. Telefony te zapewniają łączność internetową i głosową o szybkości około 0,5 Mbit/s. Telefony satelitarne są czasami dotowane przez dostawcę, jeśli podpisze się umowę abonamentową, ale dotacje wynoszą zwykle tylko kilkaset dolarów lub mniej.

Ponieważ większość telefonów satelitarnych jest produkowana na podstawie licencji lub produkcja telefonów jest zlecana producentom OEM , operatorzy mają duży wpływ na cenę sprzedaży. Sieci satelitarne działają w oparciu o zastrzeżone protokoły , co utrudnia producentom samodzielne wytwarzanie telefonów.

Startup proponuje wykorzystanie standardowej technologii telefonii komórkowej w satelitach, aby umożliwić wysyłanie wiadomości tekstowych o niskiej przepustowości z satelitów z tanich telefonów komórkowych.

Koszt połączenia

Koszt wykonywania połączeń głosowych z telefonu satelitarnego waha się od około 0,15 do 2 USD za minutę, podczas gdy dzwonienie z telefonów stacjonarnych i zwykłych telefonów komórkowych jest droższe. Koszty transmisji danych (w szczególności danych szerokopasmowych) mogą być znacznie wyższe. Stawki z telefonów stacjonarnych i komórkowych wahają się od 3 do 14 USD za minutę, przy czym Iridium, Thuraya i Inmarsat to jedne z najdroższych sieci, do których można dzwonić. Odbiorca połączenia nic nie płaci, chyba że zostanie wywołany za pośrednictwem specjalnej usługi odwrotnego obciążenia.

Połączenia między różnymi sieciami telefonii satelitarnej są często bardzo drogie, a stawki za połączenia sięgają 15 USD za minutę.

Rozmowy z telefonów satelitarnych na stacjonarne kosztują zwykle od 0,80 do 1,50 USD za minutę, chyba że stosuje się specjalne oferty. Takie promocje są zwykle związane z określonym obszarem geograficznym, na którym ruch jest niski.

Większość sieci telefonii satelitarnej ma plany pre-paid, z kuponami o wartości od 100 do 5000 USD.

Wirtualne kody krajów

Telefony satelitarne są zwykle wydawane z numerami w specjalnym numerze kierunkowym kraju .

Telefony satelitarne Inmarsat są wydawane z kodami +870. W przeszłości dodatkowe kody krajów były przydzielane różnym satelitom, ale kody od +871 do +874 zostały wycofane pod koniec 2008 roku, pozostawiając użytkownikom Inmarsat ten sam kod kraju, niezależnie od tego, z którego satelity jest zarejestrowany ich terminal.

Systemy niskiej orbicie Ziemi, w tym niektóre z nieistniejącego te zostały przydzielone zakresy numer w Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny „s Global Mobile Satellite System wirtualnego kod kraju +881. Telefony satelitarne Iridium są wydawane z kodami +881 6 i +881 7. Globalstar , chociaż przydzielone +881 8 i +881 9, korzystają z numerów telefonicznych w USA, z wyjątkiem sprzedawców usług zlokalizowanych w Brazylii , którzy korzystają z zakresu +881.

Małe regionalne sieci telefonii satelitarnej mają przydzielone numery w kodzie +882 przeznaczone dla „ sieci międzynarodowych ”, które nie są wykorzystywane wyłącznie w sieciach telefonii satelitarnej.

Ograniczenia prawne

W niektórych krajach posiadanie telefonu satelitarnego jest nielegalne. Ich sygnały zwykle omijają lokalne systemy telekomunikacyjne, utrudniając cenzurę i próby podsłuchów , co doprowadziło niektóre agencje wywiadowcze do przekonania, że ​​telefony satelitarne wspomagają działalność terrorystyczną. Powszechne jest również wprowadzanie ograniczeń w krajach zarządzanych przez represyjne reżimy rządowe w celu zarówno zdemaskowania agentów wywrotowych w ich kraju, jak i maksymalizacji kontroli informacji, które przechodzą poza ich granice.

  • Birma
  • Chiny – Inmarsat stał się pierwszą firmą, która uzyskała zezwolenie na sprzedaż telefonów satelitarnych w 2016 r. China Telecom rozpoczął sprzedaż telefonów satelitarnych w 2018 r., a wkrótce potem sześć innych firm telefonii satelitarnej wyraziło zainteresowanie wejściem na chiński rynek.
  • Kuba
  • Indie – na terytoriach i obszarach podlegających indyjskiej jurysdykcji dozwolone są wyłącznie usługi satelitarne oparte na systemie Inmarsat . Przywóz i eksploatacja wszystkich innych usług satelitarnych, w tym Thuraya i Iridium , jest nielegalne. Żegluga międzynarodowa jest zobowiązana do przestrzegania Rozporządzenia Indyjskiej Dyrekcji Generalnej ds. Żeglugi (DGS) nr 02 z 2012 r., zgodnie z którym nieuprawniony import i użytkowanie telefonów satelitarnych Thuraya, Iridium i innych podobnych na wodach podlegających jurysdykcji Indii jest nielegalne. Odpowiednie przepisy to sekcja 6 indyjskiej ustawy o łączności bezprzewodowej i sekcja 20 indyjskiej ustawy telegraficznej. Międzynarodowe licencje na duże odległości (ILD) i certyfikaty bez zastrzeżeń (NOC) wydane przez indyjski Departament Telekomunikacji (DOT) są obowiązkowe dla usług łączności satelitarnej na terytorium Indii.
  • Korea Północna – Biuro Bezpieczeństwa Dyplomatycznego informuje podróżnych, że „nie mają prawa do prywatności w Korei Północnej i powinni zakładać, że komunikacja jest monitorowana”, co wyklucza możliwość korzystania z technologii telefonii satelitarnej.
  • Rosja – w 2012 r. opracowano nowe przepisy regulujące korzystanie z telefonów satelitarnych w Rosji lub na jej terytoriach w celu zwalczania terroryzmu poprzez umożliwienie rosyjskiemu rządowi przechwytywania połączeń. Przepisy te pozwalają odwiedzającym spoza Rosji zarejestrować swoje karty SIM do użytku na terytorium Rosji na okres do sześciu miesięcy.

Obawy dotyczące bezpieczeństwa

Wszystkie nowoczesne sieci telefonii satelitarnej szyfrują ruch głosowy, aby zapobiec podsłuchiwaniu. W 2012 roku zespół akademickich badaczy bezpieczeństwa dokonał inżynierii wstecznej dwóch głównych używanych algorytmów szyfrowania. Jeden algorytm (używany w telefonach GMR-1) jest wariantem algorytmu A5/2 używanego w GSM (używanego w powszechnych telefonach komórkowych) i oba są podatne na ataki z samym szyfrogramem . Standard GMR-2 wprowadził nowy algorytm szyfrowania, który ten sam zespół badawczy również z powodzeniem przeprowadził kryptoanalizę . Dlatego telefony satelitarne wymagają dodatkowego szyfrowania, jeśli są używane do zastosowań o wysokim poziomie bezpieczeństwa.

Użyj w odpowiedzi na katastrofy

Większość sieci telefonii komórkowej w normalnych czasach działa blisko przepustowości, a duże skoki liczby połączeń spowodowane przez powszechne sytuacje awaryjne często przeciążają systemy, gdy są najbardziej potrzebne. Przykłady odnotowane w mediach , w których to miało miejsce to trzęsienie ziemi w Izmit w 1999 roku , ataki z 11 września , trzęsienie ziemi w Kiholo Bay w 2006 roku , zaciemnienie w 2003 roku na północnym wschodzie , huragan Katrina , zawalenie się mostu w Minnesocie w 2007 roku , trzęsienie ziemi w Chile w 2010 roku i trzęsienie ziemi na Haiti w 2010 roku . Reporterzy i dziennikarze również używają telefonów satelitarnych do komunikowania się i relacjonowania wydarzeń w strefach wojennych, takich jak Irak.

Anteny i sieci komórek naziemnych mogą zostać uszkodzone w wyniku klęsk żywiołowych. Telefonia satelitarna może uniknąć tego problemu i być przydatna podczas klęsk żywiołowych. Same sieci telefonii satelitarnej są podatne na przeciążenie, ponieważ satelity i wiązki punktowe pokrywają duży obszar ze stosunkowo niewielką liczbą kanałów głosowych.

Historia

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki