La verdadera razón por la que la conexión láser de los satélites Starlink es tan importante (y no es la latencia)

La verdadera razón por la que la conexión láser de los satélites Starlink es tan importante (y no es la latencia)
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Starlink es la red de satélites para ofrecer Internet de forma global propiedad de SpaceX, la compañía de lanzamientos espaciales de Elon Musk. En la primera mitad de 2021 se realizaron muchos lanzamientos de estos satélites, pero luego hubo un parón debido a que decidieron añadir comunicaciones láser a los satélites para que pudieran comunicarse entre ellos sin necesidad de usar estaciones terrestres.

Aunque en un primer momento se especuló bastante sobre que el motivo de estas comunicaciones láser era para reducir la latencia, realmente no es la principal razón (aunque puede reducirla). Veamos el motivo real de este añadido tecnológico.

Cómo funciona Starlink

Starlink proporciona conexión a Internet a través de satélite. Pero al contrario de las conexiones satelitales tradicionales, que usan satélites en órbita geoestacionaria, en este caso son satélites que están a baja altura: a unos 500 Km de altitud.

Esto proporciona grandes ventajas para los usuarios a costa de retos técnicos para la gestora de la constelación. Los satélites geoestacionarios están fijos en el cielo (realmente orbitan al mismo ritmo que la Tierra rota sobre su eje y por eso parecen estar parados). Gracias a esta propiedad con un único satélite se puede dar cobertura a grandes zonas.

El principal inconveniente de los satélites geoestacionarios para proporcionar Internet es que es un único recurso compartido entre muchos usuarios (con lo cual la velocidad máxima es baja). Otro problema importante es que la órbita geostacionaria está a 36.000 Km de altitud y por tanto la señal tiene un retardo mínimo de 240 ms, solo por el salto de subida y bajada al satélite: una latencia excesivamente elevada para muchos servicios online.

Starlink evita estos problemas con unos satélites mucho más cercanos, a 500 Km de altura, pero por contra necesita una constelación mucho más numerosa: los planes son de tener hasta 30.000 satélites, aunque de momento hay unos 2.000 y tienen autorización para llegar a unos 4.000.

Técnicamente tener tantos satélites es un reto para la gestión de los mismos. Pero desde el punto de vista del usuario es muy similar a las clásicas conexiones geoestacionarias: un terminal terrestre comunica con los satélites, que son los que proporcionan Internet; eso sí, con mayor caudal y menor latencia.

Otro de los desafíos que tiene que solventar Starlink es la necesidad de proporcionar Internet a sus usuarios: es decir, no basta con que los usuarios tengan conexión con los satélites en todo momento, los satélites tienen que tener conexión con Internet para poder proporcionárselo a los clientes.

La necesidad de estaciones terrestres

Starlink2

Los satélites geoestacionarios, al estar a gran altitud (seis veces el radio terrestre) tienen un huella bastante grande. Teóricamente pueden "ver" la mitad de la Tierra. Y por tanto proporcionan conexión a varios países sin problema (para ello tienen varias antenas apuntando distintas zonas). Sin embargo los satélites de Starlink, al estar más bajos, solo iluminan una zona reducida (radios de 200 a 500 km) que además se desplaza. En dicha zona iluminada están, es obvio, los clientes, pero también tiene que haber una estación terrestre que proporcione Internet al satélite.

Por tanto para que los satélites de Starlink proporcionen cobertura global tiene que haber, aparte de una gran constelación de satélites, numerosas estaciones terrestres repartidas por todo el mundo. Y la necesidad de disponer de estaciones terrestres puede ser un cuello de botella para la cobertura real de la constelación.

Sin embargo, los nuevos satélites de Starlink tienen conexión láser entre ellos. Gracias a ello la necesidad de estaciones terrestres se reduce considerablemente. Un usuario podría recibir los datos desde una estación terrestre que no esté en su misma zona de cobertura del satélite que le proporciona servicio, ya que los datos son comunicados por láser entre varios satélites sin necesidad de hacer saltos terrestres.

Esta comunicación láser no es sencilla, ya que el apuntamiento tiene que ser muy preciso en un entorno en rápido movimiento. Pero lo bueno es que el ancho de banda puede ser muy grande y la latencia muy baja.

La latencia de Starlink

Las pruebas que están efectuando los usuarios de Starlink en estos momentos indican unas latencias de unos 40-50 ms, frente a los 15 ms de una conexión de fibra o 20 ms de una conexión móvil. La mayoría de las comunicaciones de larga distancia van por fibra óptica y la latencia que añaden estas fibras de alta distancia es considerable. Estamos hablando de miles de kilómetros a una velocidad que ronda los 200.000 Km / s (la velocidad de la luz en la fibra óptica es inferior a la de la luz en el vacío).

Starlink1

En cambio las comunicaciones láser que plantea Starlink permitirían reducir esta latencia de las conexiones de fibra de la Tierra. Si un usuario con conexión fija desde España intenta acceder a un servidor en California sus datos tendrán que recorrer más de 9.000 Km a 200.000 Km / s. Si en cambio lo hace por Starlink con conexiones láser entre satélites esos 9.000 Km se harán a 300.000 Km/s.

Pero si hacemos los cálculos anteriores se puede ver que la latencia de las conexiones no viene determinada únicamente por la velocidad de la fibra. La diferencia entre recorrer 9.000 Km en fibra o por láser en el espacio libre son apenas 1,5 ms. La diferencia entre los 15 ms de la conexión fija y los 40-50 ms de Starlink tampoco viene del salto de 500 km hacia el satélite y otros 500 Km del satélite a la estación terrestre: estamos hablando únicamente de 3 ms extra (un poco más si tenemos en cuenta que los satélites no están en vertical).

El verdadero problema es que muchos usuarios comparten un satélite y hay que gestionar este medio compartido. Esto también sucede con las conexiones de telefonía móvil, pero en un ámbito mucho más limitado. Por tanto estas conexiones láser reducirán la latencia pero no será una panacea. Definitivamente el motivo principal por el que se está desplegando es reducir la necesidad de estaciones terrestres.

Imagenes | Starlink

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