Jednosměrné satelitní připojení slouží pouze pro přijímání dat a zpětný kanál je realizován pomocí jiného druhu připojení. Hlavní výhodou jednosměrného satelitního spojení je pořizovací cena, která se pohybuje v řádu tisícikorun oproti pořizovací ceně zařízení pro obousměrné připojení, která představuje investici okolo 60 000 korun bez DPH.

Jak již bylo uvedeno v úvodu, satelitní připojení se zakládá na myšlence, že běžný uživatel stahuje mnohem více dat, než odesílá, proto je jednosměrné spojení velice zajímavé v kombinaci s nějakým pomalým levným druhem připojení. Typicky je to nějaký druh komutovaného připojení jako je např. klasické vytáčené spojení, ISDN, GPRS telefony. Volba způsobu realizace zpětného kanálu závisí i na tom, jaké jsou v dané lokalitě možnosti nebo jak si přejeme internet využívat. Pro běžné browsdání je výhodnější zvolit nějaké GPRS připojení, kde platíme pouze za množství odeslaných dat, což jsou většinou jen požadavky na poslání webové stránky apod.

Pozornost si zaslouží přenosová rychlost. Služby satelitního internetu využívají zpravidla celý satelitní transpondér, který má přenosovou rychlost přibližně 34 Mb/s. Jedná se však o sdílený kanál všemi současně pracujícími uživateli a přenosová rychlost pro každého z nich tedy bude jen zlomkem zmíněné rychlosti. V praxi lze očekávat rychlost maximálně v řádu stovek kilobitů za sekundu v online režimu.

V praxi tedy jednosměrné připojení funguje tak, že se uživatel připojí svým stávajícím připojením (modem, ISDN...), zadá požadavek na webovou stránku či soubory, který se odešle přes klasické připojení poskytovateli satelitních služeb, tedy např. firmě Europe Online (www.europeonline.com) a ta pošle data přes družici k parabolické anténě uživatele, která je ihned dostane do počítače. Tento princip je znázorněn na následujícím obrázku.

Figure 7. Jednoduchý princip jednosměrného internetového připojení

Budeme potřebovat DVB (Digital Video Broadcast) PCI satelitní kartu (např. SkyStar 2 DVB PCI) a klasickou satelitní parabolu s minimálním průměrem 60 cm a univerzálním LNB (Low Noise Block) konvertorem na který se odráží z paraboly přijímané signály z družice. Jako alternativa DVB PCI karty se nabízí i externí DVB zařízení, které se k počítači připojuje přes USB.

Figure 8. DVB PCI satelitní karta SkyStar 2

Po zasunutí DVB PCI satelitní karty SkyStar 2 do volného PCI slotu a nainstalování příslušných ovladačů a softwaru propojíme LNB konvertor paraboly s PCI DVB satelitní kartou. Nyný přichází na řadu nejdůležitější věc, bez níž vám vysokorychlostní internet zcela jistě nebude fungovat a to, zamíření paraboly.

Europe Online vysílá svá data ze satelitu Eutelsat W3, proto je nutné mít satelitní parabolu namířenou právě na tuto družici. Družice se nachází na 7° východně a její zamíření není jednoduchá záležitost, ovšem dá se to svépomocí zvládnout. Z dodávaného CD nainstalujeme program SMW link, který se nachází v adresáři slink20e. Po jeho spuštění zvolte v nabídce Antenna alignment a v tomto programu zadejte souřadnice místa, kde se právě nacházíte.

V seznamu Locations je zde uvedená pouze Praha. Tato utilitka ihned vypočítá elevaci (úhel pod jakým se družice nachází) a azimut (jakým směrem máme družici zamířit). Pak se již jen vypravíme s kompasem na střechu a zaměřujeme... Pokud satelit zaměříme, měla by ikonka družice, která je umístěna v panelu nástrojů, zezelenat. Pokud na ní klikneme pravým tlačítkem myši a vybereme Europe Online DVB Setup a následně Status, uvidíme zde sílu signálu, který by neměl být nižší než 50%. V případě že je nižší, malým posouváním paraboly se pokusíme zaměřit družici lépe.

Figure 9. Nastavení DVB karty

Figure 10. Kvalita signálu a nastavení frekvenc

Kromě Internetu umožňuje satelitní karta i příjem všech volných digitálních televizních a radiových stanic z družice. Lze zde tedy chytat například volně vysílanou VIVU, MTV Central či CNN nebo Eurosport. Europe Online také nabízí po zaplacení určitého poplatku příjem placené MTV Live či erotických kanálů. DVB Karty je možné doplnit i o přídavné zařízení pro příjem kódované TV.

Společnost Europe Online v minulosti nabízela dva odlišné způsoby jednosměrného připojení a to tzv. on-line a off-line spojení. Nyní již nabízí tyto služby pouze jako komplet neodděleně s oběma variantami najednou.

Off-line verze

Off-line verze satelitního internetu funguje zjednodušeně tak, že se uživatel připojí klasickým připojením k internetu, přihlásí se pomocí svého uživatelského jména a hesla ke stránkám http://www.europeonline.net, zde se přesune do sekce Download Center (služba File Fetch) a tady si vybere buď některý z nabízených souborů a nebo zadá vlastní cestu k souboru, který chce stáhnout.

URL adresa musí začínat HTTP či FTP, tedy například http://www.server.com/soubor.zip nebo třeba ftp://ftp.server.com/soubor.exe. Maximální velikost takto zadaného souboru může činit 700 MB. Soubor se co nejrychleji stáhne na server Europe Online, který uživateli také oznámí, v kolik hodin k němu bude soubor vysílán. Družice ho většinou začne posílat do 24 hodin rychlostí 2 Mb/s. V době stahování nemusí již být uživatel připojen k internetu, stačí mít pouze zapnutý počítač. Připojeni k internetu tedy musí být aktivní pouze při zadávání požadavku na soubor!

On-line verze

On-line verze satelitního internetu funguje tak, že se uživtel připojí klasickým připojením k internetu, zadá požadavek na soubor či webovou stránku (v prohlížeči) a ta již k němu ihned přijde přes družici. Znamená to, že vlastně o žádném satelitním připojení ani neví, protože vše probíhá jako při běžném spojení, ovšem mnohem rychleji. Rychlost internetu směrem k uživateli (downstream) zde tak může dosahovat rychlosti až 768 Kb/s. Tímto způsobem lze používat i peer to peer programy typu Kazaa.

E-DSL service

Společnost Europe Online nabízí tzv. E-DSL service. Ten obsahuje 500 MB dat pro surfování každý měsíc, 1 GB stažených dat za měsíc odkudkoliv z Internetu přes službu File Fetch, jeden film měsíčně zdarma, stovky free-to-air digitálních televizních a rádiových stanic, offline upozornění na příchozí emaily s neomezeným přístupen do uživatelova Download Centre (obsahující tisíce souborů software, filmů, MP3, her,..) a také do MediaThek, který obsahuje streaming, Video on Demand, hudební televize atd.

Nejznámější služby satelitního připojení k internetu v naší oblasti jsou zmiňovaná Europe Online a Starspeeder. Tyto služby jsou placené. Existuje však služba Netsystem, která je poskytována zcela zdarma.

Další evropští poskytovatelé jsou:

Sat Node Eliosat Falcon Stream SkyDSL OpenSky

Netsystem

Služba Netsystem stejnojmenné italské společnosti je vysílána na družici Astra 1G, na frekvenci 12 721 MHz. Je poskytována zdarma, na oplátku však k uživateli provozovatel vysílá reklamy ve formě malého okénka s videem, které je na obrazovce stále na popředí. Pro plné využití služby je zapotřebí se zaregistrovat a nainstalovat potřebný software, dostupný opět zdarma.

Netsystem poskytuje podobné služby jako zmiňovaná Europe Online pouze s malými odlišnostmi. Například soubory pro off-line download si nelze individuálně objednat, ale jsou vybírány poskytovatelem služby. Jedná se především o volně šiřitelný software, demoverze her, ovladače k PC periferiím a zvukové soubory MP3. Časový rozpis přenosů souborů je publikován na webovských stránkách, které jsou přístupné rovněž off-line. Přenosová rychlost je konstantní podle typu souboru 512 nebo 1024 Kb/s. Přenosová rychlost dosahovaná v on-line režimu se pohybuje kolem 200 - 300 Kb/s.

Ceny u poskytovatele Europe Online jsou závislé na tom, jaké vybavení již uživatel má, přesněji zda má parabolu, DVB kartu, obojí či nic. Například pro uživatele, který chce začít "od nuly" nabízí Europe Online balíček obsahující parabolu, DVB kartu a předplatné služby E-DSL na jeden rok celkem za 299€ (cca 9 400Kč). Dále může již připojený uživatel (parabolu a DVB kartu už má) platit roční předplatné služby E-DSL ve výši 189€ (cca 6 000Kč).

Jednosměrné satelitní spojení lze využít jako zrychlení stávajícího připojení při zachování dosavadního způsobu připojení. Jestliže nemá uživatel ve své dané lokalitě jinou možnost kvalitního rychlého připojení a při tom potřebuje stahovat z internetu velké množství dat, je pro něho jednosměrné satelitní spojení velice výhodnou volbou.

Připojení poskytované firmou Netsystem je sice zdarma, nicméně permanentní přítomnost "reklamního okénka" na popředí desktopu by mě asi brzo začala otravovat. Jako další mínus tohoto poskytovatele vidím to, že soubory pro off-line download jsou vybírány centrálně provozovatelem a nelze si je individuálně "objednat". Při off-line stahování daného souboru je pak přenosová rychlost poloviční až čtvrtinová oproti Europe Online. Ale na druhou stranu, darovanému koni...

Služba E-DSL poskytovaná firmou Europe Online sice vyžaduje investici okolo 6 000Kč ročně, ale za to poskytuje kvalitnější a rychlejší služby než Netsystem. Myslím si, že připojení s on-line dowloadem až 768 Kb/s a off-line downloadem 2Mb/s za 500Kč měsíčně není vůbec špatné a proto bych ho směle doporučil tomu, komu stačí limit 1GB offline downloadu měsíčně.

Jak již název napovídá, u obousměrného připojení je pomocí satelitu řešen nejenom dopředný kanál od satelitu směrem k uživateli, ale i zpětný kanál směrem od uživatele. To tedy znamená, že takto se může uživatel připojit k internetu bez jakéhokoliv stávajícího připojení k internetu v podobě vytáčeného spojení, ISDN atd. jako tomu bylo u spojení jednosměrného.

V praxi to tedy funguje tak, že vysílač na straně uživatele používá satelitní spojení jako rychlou digitální linku mezi uživatelem a bránou (gateway) na straně poskytovatele, která je připojena k internetu. Názorně to můžeme vidět na následujícím obrázku, kde je navíc pomocí satelitu připojená malá lokální síť místo samostatného uživatele.

Figure 11. princip obousměrného satelitního připojení

Jak již bylo řečeno, zpětný kanál (od uživatele) je realizován také přes satelit. To přináší veliké výhody, ovšem za cenu některých komplikací. Uživatel totiž musí být schopen vysílat data směrem k satelitu, což klade vysoké nároky na technické zařízení. Klasická parabolická anténa totiž umí pouze přijímat signál a nikoliv vysílat. Proto musí být nahrazena jinou anténou, která již vysílat umí. K tomu se používají větší parabolické antény kruhového či elipsovitého tvaru o minimálních rozměrech 100 x 60 cm. Tyto antény se liší výkonem vysílače, to znamená, že menší antény podporují nižší upstreamové rychlosti. Jedním z parametrů antén je také jejich odolnost vůči větru, čili rychlost větru, za které je ještě anténa schopna pracovat.

Na následujícím obrázku je nejmenší používaná parabola elipsovitého tvaru o rozměrech 100 x 60 cm. Její hmotnost je cca 30 kg, je schopná pracovat za větru o rychlosti 96 km/h a přežije 160 km/h. Díky svému menšímu rozměru podporuje pouze nižší přenosovou rychlost směrem od uživatele.

Figure 12. malá parabola elipsovitého tvaru

Na dalším obrázku je kruhová parabola o průměru 180 cm. Její hmotnost je cca 110 kg. Nevadí jí vítr o rychlosti 80 km/h a přežije 200 km/h.

Figure 13. velká parabola kruhového tvaru

Paraboly jsou připojeny k satelitnímu modemu, který je k počítači uživatele v závislosti na typu modemu připojen síťovým kabelem do síťové karty nebo přes port USB. Tento modem nevyžaduje žádný speciální software nebo ovladače a je kompatibilní s Windows, Unix, Mac a jakýmkoli jiným systémem, který podporuje IP protokol.

Figure 14. Satelitní modem DW6000

Zprovoznění celého zařízení je poměrně snadné, specializovaná firma tedy není nezbytně nutná, nicméně je doporučovaná - hlavně pro méně zkušené uživatele. Od běžného televizního satelitu se instalace liší jen tím, že je potřeba výrazně pevnější ukotvení paraboly kvůli hmotnosti (až přes 100 kg), ploše talíře (až 2,5m2) a páce.

K parabolám bývá standardně dodáván 31m kabel (100 feet) pro připojení k modemu a dodatečně lze objednat prodlužovací kabel až do celkové délky 62m (200 feet).

Připojení satelitního modemu je znázorněno na dalším obrázku.

Figure 15. Připojení satelitního modemu

Služby poskytovatelů obousměrného satelitního připojení není třeba dělit na on-line a off-line jako u jednosměrného spojení, neboť služba File Fetch (čili off-line verze spojení) je motivována tím, aby mohl uživatel stahovat data, aniž by musel být připojen svým stávajícím připojením. Provozovatelé obousměrného připojení poskytují permanentní připojení 24 hodin denně 365 dní v roce za paušální poplatek, takže uživatel je připojen, jakmile zapne počítač.

Obousměrné spojení má ale s jednosměrným jinou společnou vlastnost a tou je asymetričnost. I zde je totiž předpoklad, že uživatel mnohem více dat stahuje, než odesílá a proto je větší část pásma věnována downloadu. Upload je tedy opět pomalejší.

Poskytovatelé většinou nabízejí připojení v několika variantách odstupňovaných podle přenosové rychlosti a samozřejmě ceny. Obecně rychlost uploadu dosahuje maximálních hodnot 128 až 256 Kb/s a download 400 až 1024 Kb/s.

Pomocí obousměrného satelitního připojení lze připojit k internetu i malou lokální síť (řádově jednotky uživatelů), ale pak se samozřejmě současně pracující uživatele dělí o přenosové pásmo poskytnuté tomuto jednomu spojení.

Neodmyslitelnou součástí poskytovaných služeb napříč celým spektrem provozovatelů je ovšem ještě jedna poměrně nepříjemná záležitost, která se možná nedotkne běžných uživatelů, ale určitě potrápí "stahovače", kteří budou požadovat stahování velkých objemů dat. Jmenuje se Unfair Acces Polici, Fair Use Polici a podobně. V závislosti na konkrétním poskytovateli se může měnit nejen název, ale někdy i podmínky, které klade na uživatele. Obecně platí, že pokud stahujete méně než 0,5 GB denně, jste bez problémů. Ovšem po překročení této hranice vůči vám může poskytovatel uplatnit určité sankce.

Problémem je, že se tímto omezením provozovatelé příliš nechlubí. Například u Tiscali jsem se přesné podmínky vůbec nedočetl. Pouze jsem byl přesvědčen na dvou stránkách, které se na sebe navzájem odkazovaly, že Fair Use Policy mě bude všemožně chránit před "bezohlednými stahovači", kteří se snaží velikým objemem jimi stahovaných dat ukrást moji přenosovou rychlost. Za jakých podmínek se stávám "bezohledným stahovačem" a Fair Use Polici se obrátí proti mě jsem se nedověděl.

V praxi to funguje tak, že pokud uživatel překročí v jednom dni 0,5 GB stažených dat, může mu být snížena přenosová rychlost na rychlost běžného modemu a při opakovaném překračování může být rychlost snížena až na 0 Kb/s! Takovéto omezení trvá podle množství stažených dat cca 7 až 25 hodin. Při opakovaném překračování limitu může být uživateli nabídnuta migrace na vyšší službu.

Díky systematickému zamlčování podmínek Fair Use Policy tedy může nastat i takováto situace: uživatel, který potřebuje stahovat velké objemy dat, povzbuzený tím, že jakási záhadná blíže neurčená Fair Use Policy mu bude chránit jeho část pásma, si objedná a zaplatí satelitní připojení a poté mu bude rychlost jeho permanentního připojení padat na úroveň modemu a nebo až na nulu. Napíše tedy e-mail poskytovateli (když tedy bude jeho permanentní spojení zrovna funkční) a doufá, že se vše brzy napraví. V odpovědi je ovšem takto poučen o "integritě systému".

> Vážený pane xxx.

>

> Služba Internet SkyContact Office 512 (640) je charakterizována denním

> kreditem přenosu dat 0,5 GB (0,64 GB). Tyto parametry jsou více než

> postačující pro prohlížení www stránek, stahování souborů nebo práci s

> e-maily. Aby nedocházelo ke zneužívání přenosového kreditu ze strany

> některých zákazníků a tím ke snížení kvality služby u jiných zákazníků, je u

> služby využívána tzv. rovnoprávná přístupová politika (TMS).

>

> Po překročení denního kreditu dochází k postupnému snižování rychlosti

> připojení v rámci zachování celkové integrity satelitního systému. Toto

> omezení je aplikováno na každého uživatele služby SkyContact Office

> automaticky. Doba po které se obnoví původní rychlost připojení je závislá

> na objemu dat stažených danou stanicí za předešlý časový interval. K úplnému

> obnovení kreditu připojení dochází po maximálně 25 hodinách od momentu

> vyčerpání celkového denního kreditu.

>

> V případě, že uživatel opakovaně pokračuje v nadměrném datovém přenosu i po

> dosažení denního přenosového kreditu bude jeho připojení omezeno až na 0

> kbps do doby nezbytně nutné na obnovení integrity a uvolnění kreditu.

> Takovéto omezení lze však očekávat až po 4 násobném překročení denního

> limitu v jeden den. Uživateli je pak nabídnuta migrace na vyšší službu

> jelikož jeho profil neodpovídá charakteristice služby (viz. čl. 19.3.

> Všeobecných podmínek firmy xxx).

> S pozdravem,

>

> (X.Y.)

> Oddělení péče o zákazníka

Dále ještě uvedu jeden odstavec z popisu Fair Use Policy u Tiscali:

"Fair Use Policy bude mít přesně stanovené parametry. TISCALI je tak jediný poskytovatel připojení k internetu v České republice, u kterého budete mít dostupné informace, kdy a za jakých podmínek bude Fair Use Policy fungovat. Tyto podmínky budou uvedeny v technické specifikaci služby a uveřejněny na webových stránkách přímo u služby TISCALI SAT na http://sat.tiscali.cz." Na této adrese sice najdete kompletní nabídku satelitního připojení, ale ohledně Fair Use Policy nečekejte konkrétnější údaje než "enormní přenos dat", "snížení priority", "uplatnění restrikce" apod.

Poskytovatelem v České republice a jiných evropských státech je například Tiscali, SATinternet, SATdsl a další. Nabídku připojení Tiscali představují čtyři varianty, dvě pro samostatného uživatele a dvě pro malou lokální síť.

Figure 16. Služby poskytované firmou Tiscali - ceny jsou uvedeny bez DPH 19%

Dalším poskytovatelem je SATinternet. Jeho nabídka je následující.

Figure 17. SATinternet - ceny jsou uvedeny bez DPH 19%

Celé připojení ovšem začíná poměrně velkou investicí do technického vybavení cena paraboly a satelitního modemu se totiž pohybuje zhruba od 25 000 bez 19% DPH nahoru. Například Tiscali si k pořizovací ceně 40 000 až 50 000 Kč účtuje ještě jednorázový poplatek za instalaci 13 590 Kč, samozřejmě všechno bez DPH 19%.

Obousměrné satelitní spojení je způsobem rychlého a kvalitního připojení k internetu. Oproti Jednosměrnému odstraňuje nepříjemnou potřebu jiného spojení realizujícího zpětnou komunikaci. Tím se stává jedinečnou možností jak se připojit k internetu v lokalitě, kde není dostupný žádný jiný způsob (není telefon, mimo dosah mobilních operátorů, žádná kabelová televize, nechodí tam pošťák:-) atd.). Stačí pouze volný výhled na družici poskytovatele. Druhá věc je, kolik takových lokalit se v ČR nachází a v kolika z nich bydlí programátoři nebo počítačoví nadšenci, kteří se neobejdou bez internetu a mají na měsíční paušál minimálně 3 500Kč.

Výše zmiňovaná Fair Use Policy je sice v plné kompetenci poskytovatele, ale její podmínky jsou podle mě trochu zamlčovány, což může některé nově připojené uživatele dost zklamat, když zjistí, že sice mají vysokorychlostní internet, ale těch plánovaných 10 GB denně stahovat stejně nemůžou a že si musí ještě připlatit na vyšší paušál...

Když ale odhlédnu od finanční stránky věci, nabízí satelity velice kvalitní a rychlé připojení, které rozhodně stojí za zvážení.

Satelity jsou velice atraktivním prostředkem k přenášení internetu a jiných IP přenosů na různá místa po celém světě především tam, kde jsou možnosti přenosu pozemskými technologiemi limitované nebo příliš nákladné. Takovéto satelitní síťové technologie se ovšem musí vypořádat s vysokou latencí a vysokým poměrem bitových chyb typickým pro satelitní komunikaci stejně jako s asymetrickým rozdělením šířky pásma u většiny satelitních sítí.

Komunikace přes geostacionární satelity ve výšce 22 300 mil (35 680 km) mají round-trip (doba, za kterou signál doletí ke družici a zpátky) přibližně kolem 540 ms, což je mnohonásobně více než u pozemních sítí. Průchod signálu atmosférou může také do přenášeného proudu dat vnést bitové chyby. Tyto faktory společně s asymetričností šířky pásma snižují efektivitu protokolu TCP, který je optimalizovaný pro krátká spojení nízkoztrátovými kabely nebo vlákny. Podmínky satelitních přenosů v kombinaci s množstvím elementů TCP architektury jako jsou např. nastavování velikosti okna, algoritmy předcházející zahlcení a mechanizmus potvrzování dat, velice nepříznivě ovlivňují propustnost satelitních linek, která může být dosáhnuta.

Velikost okna

TCP používá tzv. mechanizmus klouzavého okna (sliding window mechanism) pro omezení množství dat, které je právě přenášeno - na cestě mezi odesilatelem a příjemcem.Když se toto okno zaplní, odsilatel přestane vysílat, dokud neobdrží od příjemce potvrzení. U satelitních sítí, kde se potvrzení vrací velice pomalu je právě velikost okna obecně velice limitujícím faktorem omezujícím propustnost. Minimální velikost okna potřebná na plné využití bezchybové (error-free) linky známé jako "bandwidth-delay product" je 100 KB u T1 (přenosová rychlost cca 1,54 Mb/s) satelitní linky a 675 KB pro linku o rychlosti 10Mb/s. Hodně implementací TCP je ale omezeno na max. velikost okna 64KB a většina operačních systémů používá výchozí velikost 8KB, což vynucuje maximální propustnost satelitní linky pouhých 128 Kb/s na jedno spojení bez ohledu na dostupnou šířku pásma.

Předcházení zahlcení

Aby se předcházelo zhroucení sítě TCP usuzuje, že veškeré ztráty dat jsou způsobeny zahlcením sítě, na což reaguje tím, že sníží přenos dat. U satelitního přenosu si TCP špatně interpretuje dlouhý round-trip a bitové chyby a pokládá je za příznak zahlcení, čili nesprávně zareaguje snížením přenosu dat. Podobně "Pomalý start" (Slow start algorithm), který v pozemní infrastruktuře předchází zaplavení již zahlcené sítě novým spojením vnucuje každému novému satelitnímu spojení příliš pomalý náběh na jeho nominální rychlost.

Potvrzení dat

Jednoduchý heuristický mechanizmus zasílání potvrzení používaný u TCP se nedokáže dobře přizpůsobit vysoké latenci a vysoce nesymetrickému rozdělení pásma. Aby byly datové přenosy TCP spolehlivé, posílá příjemce neustále potvrzení o doručených datech zpět odesilateli. Když po dobu několikanásobku času round-tripu nepřijde potvrzení, odesilatel předpokládá, že data byla ztracena nebo poškozena. Tento algoritmus není u satelitů vhodný kvůli vysoké latenci a vysokému výskytu bitových chyb. Kromě toho nepřetržitý proud potvrzení zbytečně plýtvá pásmem pro zpětný kanál, což může být "bottleneck" (hrdlo, nejslabší místo) celého systému.

Figure 18. Využití protokolu XTP pro satelitní přenos

SkyX Gateway pracuje tak, že přeruší TCP spojení od klienta a převede posílaná data do formátu XTP pro přenos přes satelit. SkyX Gateway na druhé straně satelitního spojení převede data zpět do formátu TCP pro komunikaci se serverem. Tento systém rozštěpení spojení vytváří tři oddělená spojení. TCP spojení mezi klientem s SkyX Gateway, XTP spojení přes satelit mezi dvěma SkyX Gateway a TCP spojení na druhé straně satelitu mezi SkyX Gateway a serverem. Této architektuře se také říká TCP Preformance Enhancing Proxy (TCP-PEP) a vyhovuje RFC 3135.

XTP je spolehlivý protokol transportní vrstvy specificky navržený tak, aby efektivně pracoval ve vysokorychlostních sítích a poskytoval výkon, který není poskytnout protokol TCP při vysoké latenci a vysokých ztrátách satelitního spojení. XTP je "open standard" a vyvinula ho nezisková organizace XTP Forum.

Rozdělením end-to-end TCP spojení je dosaženo toho, že přenos přes satelit může využívat všech výhod XTP, zatímco TCP mechanizmy předcházení zahlcení zůstávají na svém opodstatněném místě, aby zajišťovaly stabilitu pozemní části satelitní komunikace. Dvě SkyX Gateway na opačných stranách satelitu si mezi sebou posílají kontrolní data, což dovoluje Gateway na druhé straně se vystupovat jako originální zdroj požadovaných dat. Tato architektura zaručuje plnou TCP spolehlivost.

Figure 19. Integrace protokolu XTP do sítě

Zlepšení výkonu pomocí SkyX Gateway závisí na mnoha faktorech, jako jsou šířka pásma, zpoždění, asymetričnost, bitové chyby, množství souběžně probíhajících přenosů, kompresibilita dat a vlastní chování konkrétní aplikace. Nyní si uvedeme data pro dvě typické aplikace v závislosti na určitých podmínkách.

Přenosy FTP

Následující testy FTP přenosů ilustrují výkonnost systému SkyX pro různé velikosti okna, šířky pásma, round-trip a četnost bitových chyb.Uživatelé mohou očekávat podobné výsledky. Každý graf ukazuje výkon ve třech případech: bez komprese, vysoce komprimovatelný text a "Corpus benchmark compressibility".

Velikost okna a rychlost linky vs. propustnost

Velikost okna 8 KB, jakou používá většina operačních systémů pracujících na protokolu TCP omezuje propustnost přes satelit na méně než 100Kb/s. I u serveru, který požívá okno o velikosti 32 KB, dokáže TCP dosáhnout rychlosti 440 Kb/s. Použití SkyX Gateway dovoluje uživateli využít maximálně celou šířku pásma bez ohledu na velikost okna používanou klientem nebo serverem.

Figure 20. 

Zpoždění vs. propustnost

SkyX Gateway odbourává závislost TCP na zpoždění linky. Graf ukazuje naměřenou propustnost bezchybové linky o přenosové rychlosti 10 Mb/s. Propustnost u TCP rapidně klesá s rostoucím zpožděním. Naproti tomu SkyX Gateway udržuje plné využití linky bez ohledu na zpoždění. Pro komprimovatelný text představuje propustnost více než čtyřnásobek šířky pásma.

Figure 21. 

Četnost bitových chyb vs. propustnost

Použitím SkyX Gateway lze redukovat vysokou citlivost TCP na chybovost linky. Graf ukazuje závislost propusti linky o přenosové rychlosti 10 Mb/s na četnosti bitových chyb. Velikost TCP okna je 1 MB. I při nízké četnosti chyb dosahuje TCP pouze 1,35 Mb/s a pří četnosti chyb 1e-5 padá rychlost TCP na 0,03 Mb/s. Při této četnosti chyb lze pomocí SkyX Gateway dosáhnout 5,1Mb/s bez komprese a až 15,8 Mb/s s kompresí.

Figure 22. 

Rychlost webových stránek

Narozdíl od FTP přenosů, kde se jedná o samostatný download většího souboru, přenos webu je charakterizován větším počtem malých spojení. Featurka Fast Start optimalizuje výkon webu tím, že zkracuje čas potřebný k navázání jednotlivých spojení. Webstone HTTP benchmark ukazuje, že při použití bezchybové linky s 8Mb/s je pro 50 současně probíhajících spojení při použití SkyX Gateway průměrná odezva mezi 0,7 až 1,1 sekundy v závislosti na kompresi dat, kdežto u TCP je průměrná doba odezvy 3 sekundy.

Figure 23. 

Ostatní aplikace

Výkonnost ostatních aplikací jiných než Web a FTP závisí na charakteristice dané aplikace, ale obecně lze očekávat, že bude spadat někam mezi tyto dva extrémy.

Produkty SkyX byly testovány mnoha nezávislými organizacemi, mezi něž patří například U. S. Air Force, NASA či stanice NBC News. Seznam a výsledky testů jsou dostupné na adrese http://www.mentat.com/skyx/customer-results.html. Firma Mentat také nabízí zákazníkovi na své zkušební síti simulaci podmínek jeho konkrétní sítě (rychlost, četnost chyb a zpoždění) a chování této sítě při použití technologie SkyX.

SkyX Gateway kombinují různá vylepšení na protokolární, aplikační a systémové úrovni tak, aby dosáhly maximální propustnosti satelitní sítě. System SkyX je navržen tak, aby efektivně fungoval za podmínek vysoké latence, bitových chyb a asymetrického pásma.

Efektivní algoritmus potvrzování

XTP používá vysoce efektivní algoritmus selektivního přeposílání (selective retransmission algorithm) pro potvrzování dat. Protože přes satelit existuje pouze jedna cesta pro všechny pakety bez jakéhokoliv mezilehlého směrování, můžeme považovat jakoukoli mezeru v sekvenci posílaných paketů spíše za ztrátu dat jejich poškozením než zahlcením sítě. Přijímající SkyX Gateway může bezprostředně požádat o zopakování přenosu chybějících dat a tyto data přijmout od vysílající SkyX Gateway.

Protože XTP nepoužívá zasílání potvrzení jako primární mechanismus detekce ztráty dat, vyžaduje pouze občasné zaslání potvrzení, po jehož příchodu dojde k vymazání bufferu na SkyX Gateway. Oproti tomu TCP posílá zpětným kanálem konstantní stream potvrzení. Použitím XTP redukuje SkyX Gateway využití zpětného kanálu ze 75% u Webu a u FTP přenosů dokonce z 99%, čímž podstatně zvyšuje výkonnost sítí, které jsou limitovány malou šířkou pásma zpětného kanálu.

Dynamické nastavování velikosti okna

Vysoká velikost okna u XTP efektivně odbourává závislost sítě na zpoždění a umožňuje vysokou propustnost nezávisle na tom, jakou velikost okna používají koncové uzly. Systém SkyX dynamicky nastavuje velikost okna v závislosti na šířce pásma, zpoždění a počtu aktivních spojení pro optimalizaci využití celého dostupného pásma.

Quality of Service

TCP používá tzv. pomalý start a tím se snaží nastavit bezpečnou rychlost přenosu založenou na tom, jak rychle se vrací potvrzení od příjemce. Tím ovšem dochází ke zbytečnému plýtvání dostupným pásmem při nižší rychlosti a naopak při vyšší rychlosti než je šířka pásma zapříčiňuje zbytečné opakování přenosů. Oproti tomu SkyX Gateway nastavuje explicitně přenos přesně na velikost pásma, čímž dosahuje maximální možné propustnosti.

Web Prefetch

SkyX systém dále zvyšuje výkon HTTP přes satelit tím, že načítá všechny objekty, které webová stránka obsahuje a posílá je uživateli spolu s touto požadovanou stránkou. Když poté prohlížeč vyšle požadavek na takovýto objekt, je poskytnut lokálně. Lépe tento princip uvidíme na následujících obrázcích.

Figure 24. Princip Prefetch

Figure 25. Průměrný čas stažení www stránky

Rychlý start

Rychlý start ušetří celou dobu round-tripu u každého webového spojení tím, že redukuje "handshaking", který probíhá při navázání každého nového spojení.

Komprese dat

Posílaná data jsou před posláním přes satelit na odesílající SkyX Gateway za běhu komprimována a po přijetí je SkyX Gateway na druhé straně satelitu opět za běhu dekomprimuje. K tomu se používá bezztrátová komprese s kompresním poměrem až 5:1, což zvyšuje objem dat poslatelných přes satelitní linku.