Tìm hiểu về cách Internet vệ tinh hoạt động

Cách vận hành

Với mạng sử dụng cáp thông thường, như cáp đồng trước đây hoặc cáp quang hiện tại, cáp sẽ làm nhiệm vụ truyền tín hiệu chứa dữ liệu. Khi người dùng tương tác trên thiết bị như smartphone, laptop kết nối qua cáp mạng hoặc wifi, dữ liệu sẽ được gửi đến bộ điều giải (modem) và bộ định tuyến (router), sau đó chuyển đổi và gửi đến nhà cung cấp (ISP), sau đó tiếp tục gửi đến máy chủ dịch vụ. Sau khi nhận được phản hồi, dữ liệu truyền ngược trở lại. Router chuyển đổi tín hiệu của nhà cung cấp và phân phối tới từng người dùng thông qua router. Quá trình này lặp đi lặp lại khi người dùng tương tác qua thiết bị của mình.

Với mạng di động, mới nhất là thế hệ 5G, việc nhận tín hiệu sẽ thông qua trạm thu phát sóng trên mặt đất, gọi là trạm gốc. Khi người dùng tương tác trên thiết bị của mình, dữ liệu không dây sẽ truyền đến trạm gốc gần nhất ở bán kính xung quanh họ. Khi người dùng rời khu vực này, thiết bị tự động kết nối với trạm gốc khác một cách liền mạch. Dữ liệu sau đó được các trạm gốc xử lý và gửi đến máy chủ của ISP, sau đó đến máy chủ dịch vụ, cuối cùng là gửi phản hồi ngược trở lại. Người dùng sẽ nhận dữ liệu này thông qua sóng vô tuyến đang kết nối.

Trong khi đó, theo Satellite Internet, Internet vệ tinh hoạt động bằng cách sử dụng sóng vô tuyến để giao tiếp với các vệ tinh quỹ đạo thấp (LEO) quay quanh Trái đất. Tương tự truyền hình vệ tinh, dữ liệu được thu thập và gửi đi thông qua mạng lưới truyền thông, bắt đầu từ thiết bị người dùng được kết nối, qua modem và ăng-ten thu phát tín hiệu vệ tinh, truyền lên vệ tinh trên không gian.

Dữ liệu từ không gian sau đó sẽ được truyền đến các trạm tại mặt đất, gọi là Trung tâm điều hành mạng (NOC). Thông qua NOC, nhà cung cấp dịch vụ Internet sử dụng các trung tâm dữ liệu được kết nối với mạng Internet để thu thập thông tin và truyền trở lại. Cuối cùng, dữ liệu phản hồi đi ngược lại qua mạng lưới, lên vệ tinh trên không gian rồi trở về chảo vệ tinh của người dùng và truyền đến thiết bị.

Cả quá trình này thường diễn ra trong tích tắc, nhưng vẫn có thể gặp độ trễ nhất định ra quá trình truyền. Theo Cnet, để hoạt động hiệu quả, ăng-ten thu phát sóng vệ tinh phải được đặt ở vị trí có hướng và đường ngắm rõ ràng. Người dùng sẽ kết nối modem với thiết bị này để chuyển tín hiệu đến thành kết nối Internet. Ngoài ra, nó cũng không hoàn toàn “không dây”, khi chảo thu vẫn cần được cấp điện.

Dù vậy, đây vẫn là phương thức được đơn giản hơn việc phải kéo cáp viễn thông đến các hộ gia đình hoặc trang bị các trạm thu phát sóng di động cỡ lớn, đặc biệt ở những nơi khó tiếp cận, vùng sâu vùng xa, biên giới hoặc hải đảo.

Thành phần quan trọng nhất của hệ thống chính là vệ tinh. Theo công bố của SpaceX, công ty hiện có hơn 7.000 vệ tinh đã phóng vào quỹ đạo, trong khi các công ty khác cũng có kế hoạch phóng hàng nghìn vệ tinh cho dịch vụ của mình.

Các vệ tinh thế hệ mới nhất sử dụng ánh sáng laser để truyền dữ liệu băng thông rộng thay vì sóng vô tuyến dựa vào kết nối vệ tinh cũ. Điều này mang lại sự thay đổi lớn về cả tốc độ và tính khả dụng của công nghệ. Tia laser và sóng vô tuyến đều di chuyển với tốc độ ánh sáng. Về mặt kỹ thuật, không phải tốc độ dữ liệu di chuyển tạo nên sự khác biệt. Tuy nhiên, tia laser hoạt động ở tần số cao hơn nên có thể truyền nhiều dữ liệu hơn, tức lượng dữ liệu có thể được truyền cùng một lúc lớn hơn.

Tại Mỹ, các nhà cung cấp Internet vệ tinh hàng đầu có Viasat, Hughesnet và Starlink. Viasat và Hughesnet là tên tuổi lâu đời, nhưng đang phải đối đầu với Starlink của SpaceX. Để theo kịp, Hughesnet đã phóng vệ tinh Jupiter 3 vào năm 2023, một trong những vệ tinh truyền thông thương mại lớn nhất được chế tạo, cho phép cải thiện tốc độ tải xuống đến 100 Mbps. Viasat gần đây cung cấp gói cước với tốc độ tải xuống 150 Mbps.

Hiện công nghệ phát triển đã giúp Internet vệ tinh vượt tốc độ băng thông ở mức trung bình của mạng Internet toàn cầu. Theo báo cáo quý 1/2024 của Ookla, Viasat đạt tốc độ tải xuống trung bình 34 Mbps, Hughesnet 15 Mbps còn Starlink đạt 64 Mbps.

Có thể tóm tắt về cách thức hoạt động của các hạ tầng  mạng theo bảng trực quan sau: