STARLINKのお話！！第1回目　全2回

STARLINKってなんぞや！？

って話なのですが、簡単に言えば、Internet回線を4Gや5Gを使わず通信させるサービスです。
上の画像で想像もつくかも知れませんが、この平面パネルアンテナを使い
上空にあるSTARLINK衛星に電波を飛ばして、衛星を経由してInternet回線に接続します。

そして、STARLINKは、あの有名なイーロン・マスクが創設者でありスペースX社がサービス提供しています。

昔昔の衛星通信のお話？

昔も衛星回線は、DirecPCというサービスで過去ありました。

下記の図をみて頂けるとわかると思いますが、PCから上り側へのインターネット接続はモデムで接続し
下り回線は、衛星からの電波で通信をさせる方式が一般的でした。
1999年当たりの話なので、400kbpsでもハイスピード高速だって話だったのです。
モデムが58.8kbpsくらいで、ISDNが出始めて1Dで64kbps 2Dで128kbpsの帯域です。

それからすると、400kbpsはかなり高速だったと言って良いでしょう。

アップリンクは、衛星まで電波を出すのは難しかったのでしょうね。
当時としては、自動追尾アンテナとかもなかっでしょうし。
さらに言うと、静止衛星軌道まで36000ｋｍの場所にあるので、
通常のプロトコルが使えず、苦肉の策だったんじゃないかと思ってます。

ではSTARLINKは、どうなっているの？

STARLINKでは、アップリンク・ダウンリンクともに衛星を使って通信します。
よって、パネルアンテナより電波を衛星に向けて送信して、衛星を中継した後地上側の基地局へ送られて
その後は、一般的なTCP/IPの世界のインターネットと同様な経路を経て通信されていきます。

なので追尾式のアンテナが同梱されており、衛星がたくさん飛んでいる方向に自動でアンテナを動かせて
追尾しつつインターネットに接続します。

さらにいうと、通常静止衛星は約36000kmの場所にあり、STARLINKは従来からより近い高度で衛星を運用する低軌道衛星のコンセプトそれを実現したのがSpaceXのSTARLINKになる。STARLINKの高度は地上から約550kmで、高軌道衛星の約65分の1。電波の強さは距離の二乗に反比例することから、4,000分の1の強さの電波で通信が行なえるようになる。このため遅延が少なく、大容量の通信が実現可能になった。

STARLINKは「衛星コンステレーション」と呼ばれるもので、地球の周りを周回する多数の衛星を打ち上げることで常に上空に衛星がある状態にして通信を行なう。1機の衛星が上空で利用可能な時間は10分程度。衛星一つ一つの通信範囲は狭くても、多数の衛星が入れ替わりで上空を通過することで通信エリアをカバーする事が可能になりました。

提供エリアは？

昔は、下記の地図の様な提供エリアでした。2022年にはこのエリアでしか使えませんでした。

その後現在

かなりの数の衛星が打ち上がったようで、数年で沖縄とその他一部の離島を除くエリアで利用可能になりました。

世界地図でみると

こんな感じで、アンテナとルーターを持ち歩くと、この地域であれば、高速なブロードバンド回線が使えます。

では、何がおいしいの？

筆者は、山奥にキャンプに行ったりします。そして、そこで1週間ほど滞在し
仕事をしつつアウトドアを楽しむみたいな事をやっています。
その際何個か課題が出てきます。

1. 電源の問題
2. 通信回線の問題
3. 衣食住の問題（風呂／食材／洗濯）などなど

電源の問題

電源問題については大容量のリチウムイオンバッテリーとソーラーパネル2枚を使い
太陽光発電をしつつ、仕事に必要なPC電源であったり、
ビデオカメラ・照明・冷蔵庫など機材の電源を確保しています。

調子が良いと、14時当たりまでにはフル充電されて、その後は電気を捨てる状態になります。
流石に15時当たりに来ると発電量が減るので、徐々にバッテリーからの放電に切り替わります。
夜から朝まで放電しても、30％程度なので、その放電したバッテリーを日中チャージする事で
電源サイトでない場所でも、仕事が継続出来る状況を作り出せます。

下記写真はふもとっぱらに、1週間滞在した際の写真です。
天候が悪いと発電出来ないという課題もあります。雨続きの場合は、麓までおりて
漫画喫茶で数時間チャージしてサイトに戻って仕事をと思ってました。
結局は、ふもとっぱらでは、1週間のうち2日くらいが曇りと雨でした。
大容量のリチウムイオンバッテリーで蓄えた事もあり問題なくやり過ごせました。
電気さえ自給自足の生活が出来て良かったです。

ネット回線の問題

次に大問題なのは、安定したネット回線がない事です。
実際、長野のとあるキャンプ場では、アンテナ自体は3本たっていて
いっけん使えそうに見えるのですが、レイテンシが悪く全く使えない状態でした。

下記のように、キャンプ場のQ&Aでも書かれているのですが
ここの管理人さんも、予約状況をみるのにスマホでアンテナは立つのに
出てくるのが遅いですよねって、言ってまして、その時点でこのレイテンシ問題が
使わずして、浮き彫りになってすぐわかりました。Web会議では使えないという事です。
YouTubeとかも見れないですね。
もちろん持っていたのは、au回線のスマホ及びモバイルwifiです。
結局、スマホの音声で会議に参加させて頂いて、その結果数万円課金されました💦

使えないというよりかは、Webはなんとか表示が遅いながら出来る程度であるが
ZoomなどのVOIP（Web会議やIP電話など）は、もはや会話出来ないレベルです。

さらに、山の奥に行くと、4Gの電波はおろか圏外であり会議の時間になったら
ネットが繋がる場所まで山を下りてを繰り返すはめになってしまいます。
緊急の呼び出しにも対応することが出来ず、結局現場に迷惑をかけてしまうはめになります。
そこで登場するのが、今回話題に上っているSTARLINKです。

山のなかであろうが空が見えている状況であれば、インターネット回線が調達出来る訳です。
しかも、冒頭説明した衛星サービスのような400kbps等ではありません。
数十Mbps～数百Mbpsの速度が出ます。何故？ってのは2つ上の項目で書いてる通りで
上空で稼働している衛星までの距離（約550ｋｍ）と低軌道衛星で近く、
電波が衛星まで届く時間遅延（低レイテンシ）があまりない為
高速なやりとりが出来るという事になります。実測値で数百Mbps位は出たりします。
レイテンシも30ｍs程度なので、ほぼほぼ良好です。

衣食住の問題

これについては、近くの温泉などを使えば、お風呂の問題は解決します。
さらに、お風呂にコインランドリーが併設されている施設もあります。
食事は、ある程度大きめの冷蔵装置がついているクーラーボックスを持参しており
それらを使い、数日分の食材を確保するようにしています。
流石に、1週間は持たないので、途中水曜日あたりに買い出しに行く感じで乗り切ります。
とはいえ、結局朝食作って食べて、昼はもう良いかって感じになって
夜もちょっと焼き物か、その時は継ぎ足しが出来るおでんを食べ続けました。
ただ、日がたつにつれて飽きてくるんですよね。

STARLINKイニシャル・ランニングコストは？

STARLINKアンテナの仕組み

下記の解説をみて頂けると分かりますが、上空を通過している衛星に対して
ビームで衛星を追尾して、電波をピンポイントで衛星を狙い撃つ構造になっているとの事です。
よって、このサイズのアンテナで衛星との通信が出来るとのことでした。

また、将来的には携帯からも衛星に通信させて、高速な通信回線として使える様にしたいとも語っています。

余談ですが

STARLINKは、中継や監視を行う施設は日本にも存在するようです。
以下、総務省の免許状を検索するサイトから情報を得ることが出来ます。
周波数であったり出力であったりが確認出来ますね。
5ｗしか電波は出ていない事が分かりますね。ただ、マイクロウェーブなので直進性が高いので
電離層なんか関係無く、直進していく特性を持っています。
これを見る限り、日本上空を飛んでいる場合、秋田県秋田市に中継されていって
そこからインターネットに接続されているような感じでしょうかね。
監視制御所も都内に2カ所山口県に1カ所あるようですね。

接続ソースIPがどこの国経由になるのか？ちょっと調べ切れてないですが
次回キャンプでどこのＩＰレンジでＪＰに所属するのか？ＵＳに所属したＩＰなのかを見て見たい思います。
これは、実はグローバルIPを持っていない気がします。衛星回線上でNAT接続されていて
一般的な光回線みたくportForwardなどは出来ない気がします。昔よくあった、ケーブルTVのネットワーク構造と同じかと。
ぶっちゃけると、これもsoftwareEtherなんかをいれると、全然行けると思いますが。
流石に衛星回線でサーバを立ち上げる方は居ないと思いますので。

第2回は、実際に機材を設置するところ紹介いたします。
お楽しみにお待ちください。