<html><head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
  </head>
  <body>
    <p>Interesting discussion and one I hoped would pop up! Here's my 5
      cents worth:</p>
    <p>Lasers vs. RF (microwave): The problem with RF is that it's
      comparatively difficult to produce a sharp beam as you can do with
      lasers - mostly due to the fact that the wavelength involved is so
      much larger (centimeter scale vs micro-/nanometer scale). On a
      spacecraft, this is further compounded by not being able to fly
      with RF antenna structures whose size is many orders of magnitude
      greater than the wavelength involved. In RF terms, this means
      transmit power flux going off into directions where the power
      isn't needed and in most cases also not wanted. Not only is this a
      drain on your bird's power budget, but also a recipe for
      interference elsewhere. Plus you have the issue of RF spectrum
      being a vastly more constrained resource. <br>
    </p>
    <p>In terms of laser ISLs, space is a pretty benign environment: If
      you're linking to another sat at the same orbital altitude or
      higher, any light that doesn't hit the satellite goes to places
      where it's not going to interfere with anyone else. There's no
      attenuation or dispersion due to atmospheric effects, either, and
      while both vehicles move, the only significant "noise" that the
      movement injects would probably come from the gimbal mechanics I'd
      guess. <br>
    </p>
    <p>Both lasers and RF suffer from one common problem, though: If the
      transmitter is in front of the sun from the receiver's
      perspective, then sun's wideband signal is all the receiver will
      see. This is an issue even for GEO sats which face foreseeable
      "outages" twice a year as the satellite comes to sit in front of
      the sun for a few minutes. LEOs also suffer from this problem,
      e.g., intra-plane links are affected when the twilight zone is
      perpendicular to the orbital plane: Any bird flying into the
      sunrise will lose signal from the bird in front, and any bird
      flying away from sunset will lose signal from the bird behind.
      Note that in the high inclination orbits that Starlink currently
      uses, this is only an issue for birds near the northern and
      southern turning points of the orbit.<br>
    </p>
    <p>Beyond that, laser beams can be optically widened to make
      pointing easier. At the end of the day it's a trade off between
      the amount of laser power that arrives at the receiver, which
      determines the feasible modulation schemes and hence the link's
      achievable bit rate, and the ease and robustness of pointing. <br>
    </p>
    <p>Given that satellites are on limited power budgets, any satellite
      that needs to carry transit traffic that could be carried on a
      ground segment provides premium service. It constrains the
      satellite's available bandwidth for traffic that does not have a
      terrestrial path option, as well as its capacity for communication
      with ground stations (in principle, since it could dedicate the
      power used to convey the transit traffic towards a stronger signal
      in ground direction). This makes in-plane forwarding a bit of a
      strange game: the first satellite from uplink carries all traffic,
      the second all traffic minus whatever the first satellite was able
      to downlink, and so on. Obviously, the definition of "first
      satellite" changes over time as the satellite proceeds in its
      orbit and as the uplinking ground station on Earth rotates away
      from the orbital plane. So you'd have to hand over orbital planes
      between different ground stations.<br>
    </p>
    <p>Presuming next-gen Starlink can communicate cross-plane in the
      same shell, what are the options? Starlink currently uses cells,
      which I read as: "A cell is a geographical area. A satellite
      assigned to a cell at a given time can downlink to any Dishy in
      the cell." So it's probably reasonable to assume that they'll try
      to route between cells first and foremost. So they could:<br>
    </p>
    <p>- Tell satellites where to send packets (in something along the
      lines of a long header, as in AX.25 for example). Then a sending
      ground station would need a complete almanach of the constellation
      and an idea as to where the receiving ground station is, and which
      satellite it would use for the downlink. Pros: The sending ground
      station can do all the number crunching on ground rather than
      space power. Cons:  Header size costs bandwidth. How do we ensure
      the almanach is always complete and correct? How do we know what
      the receiver's view of the sky is? One sub-option here is to treat
      the space segment merely as an access network. For each cell, work
      out a ground station that will always service that cell and, for
      any given point in time a combination of satellites needed to
      service that route. Have the ground station set up a VC to the
      satellite serving the cell. For most areas of the planet, that
      wouldn't require more than a couple of satellites to be involved
      (if Starlink had ground stations around the globe where there is
      fibre). <br>
    </p>
    <p>- Get the satellites to work out where stuff needs to be sent. If
      they were to use something like Bellman-Ford here, that would
      require an enormous amount of update traffic. Dijkstra would
      require complete topology information, which should in principle
      be computable from an almanach on the satellites. But it's still a
      lot of number crunching on a bird. Another option would be for
      each satellite to compute a great circle direction to the target
      cell and then forward to whichever neighbour satellite comes
      closest to being along that route.   </p>
    <p>So yeah, will be interesting to see what they'll actually do,
      whether that'll change over time, and whether they'll ever tell
      anyone.     <br>
    </p>
    <div class="moz-cite-prefix">On 27/10/2021 6:51 am, Michael
      Richardson wrote:<br>
    </div>
    <blockquote type="cite" cite="mid:28034.1635270711@localhost">
      <pre class="moz-quote-pre" wrap="">
Mike Puchol <a class="moz-txt-link-rfc2396E" href="mailto:mike@starlink.sx"><mike@starlink.sx></a> wrote:
    > I could bore you to death but here’s a quick test you can do: grab a
    > laser pointer and try to keep it on a target the size of the laser dot
    > on a wall 10-15 meters away. You’ll quickly see why doing that at

I fail, because the cat attacks me :-)
(our cats somehow know when we get the laser pointers out, even if the
batteries are dead...)

    > The logical thing to start with would be to keep every shell
    > interconnected, but not to try to cross-link shells. For this,
    > ground-to-satellite links come into play.

Or they could interconnect using microwaves, couldn't they?
It's all just different parts of the EM spectrum after all :-)

    > How do you make capacities in the petabits per second around your space
    > segment useful? You need to deliver to the ground eventually. IMHO the
    > only way this will hapen is ground-to-satellite links, with the ground
    > stations either in a few, as cloudless as possible locations, or many
    > stations in as geographically diverse configuration as possible, so
    > that at least some will not have cloud cover.

    > Once you have the ground links to each shell, they can be used to
    > offload to internet backbones, or you can relay data between shells,
    > without complicating your pointing & tracking on the satellites.

What about going the other way? Interconnect via GEO?
Or something resonant to the earth that is not quite so far?

    > Mark Handley makes a very good job at explaining in this video (and
    > others he has posted): <a class="moz-txt-link-freetext" href="https://www.youtube.com/watch?v=QEIUdMiColU">https://www.youtube.com/watch?v=QEIUdMiColU</a>

Thnk you for the link.

--
]               Never tell me the odds!                 | ipv6 mesh networks [
]   Michael Richardson, Sandelman Software Works        |    IoT architect   [
]     <a class="moz-txt-link-abbreviated" href="mailto:mcr@sandelman.ca">mcr@sandelman.ca</a>  <a class="moz-txt-link-freetext" href="http://www.sandelman.ca/">http://www.sandelman.ca/</a>        |   ruby on rails    [

</pre>
      <br>
      <fieldset class="mimeAttachmentHeader"></fieldset>
      <pre class="moz-quote-pre" wrap="">_______________________________________________
Starlink mailing list
<a class="moz-txt-link-abbreviated" href="mailto:Starlink@lists.bufferbloat.net">Starlink@lists.bufferbloat.net</a>
<a class="moz-txt-link-freetext" href="https://lists.bufferbloat.net/listinfo/starlink">https://lists.bufferbloat.net/listinfo/starlink</a>
</pre>
    </blockquote>
    <pre class="moz-signature" cols="72">-- 
****************************************************************
Dr. Ulrich Speidel

School of Computer Science

Room 303S.594 (City Campus)
Ph: (+64-9)-373-7599 ext. 85282

The University of Auckland
<a class="moz-txt-link-abbreviated" href="mailto:ulrich@cs.auckland.ac.nz">ulrich@cs.auckland.ac.nz</a> 
<a class="moz-txt-link-freetext" href="http://www.cs.auckland.ac.nz/~ulrich/">http://www.cs.auckland.ac.nz/~ulrich/</a>
****************************************************************



</pre>
  </body>
</html>