Starlink: una revisión y algunos trucos

Nov 27, 2023

Probablemente podría ser descrito como un entusiasta de SpaceX. Atrapo sus lanzamientos cuando puedo, y he observado el desarrollo de Starship con gran interés. Pero el efecto secundario del sistema de lanzamiento reutilizable de SpaceX es que llegar al espacio se ha vuelto mucho más barato. Tener un exceso de capacidad de lanzamiento significa que los proyectos espaciales que antes eran inviables se vuelven repentinamente al menos plausibles. Uno de ellos es Starlink.

Starlink es el servicio de Internet por satélite de SpaceX. Internet inalámbrico y celular ha ayudado en algunos lugares, pero si realmente vives en los palos, Internet satelital es tu única opción. Y aunque Internet satelital no es exactamente nuevo, Starlink es un poco diferente. Hughesnet, otro proveedor, tiene un puñado de satélites en órbita geoestacionaria, que se encuentra a unas 22,000 millas sobre la tierra. Para citar a Grace Hopper, que sostiene un cable de casi un pie de largo que representa un nanosegundo, "entre aquí y el satélite, hay una gran cantidad de nanosegundos".

SpaceX optó por hacer algo un poco diferente. En lo que parecía una quimera en ese momento, planearon lanzar una constelación de satélites de 12.000 aves, algunas de las cuales volarían a una altitud tan baja como 214 millas. La desventaja de volar tan bajo es que no permanecerán en órbita tanto tiempo, pero SpaceX los lanza significativamente más rápido de lo que bajan. Hasta el momento, casi 1.600 satélites Starlink están en órbita, en un patrón entrecruzado a 342 millas (550 km) de altura.

Esta diferencia de cien veces en la altitud importa. Una conexión Hughesnet tiene una latencia teórica mínima de 480 ms y, en realidad, se acerca a los 600 ms. Starlink predice un mínimo teórico de menos de 10 ms, aunque el rendimiento en el mundo real aún no es tan bajo. En las pocas semanas que tuve el servicio, los tiempos de ping se redujeron de mediados de los 60 a 20 y 30. Tal como funciona Starlink en este momento, los datos suben al satélite más cercano y regresan directamente a la estación terrestre conectada. El plan a largo plazo es permitir que los satélites se comuniquen directamente entre sí a través de enlaces láser, saltándose las estaciones terrestres. Dado que la velocidad de la luz es más alta en el vacío que en un cable de fibra óptica, el sistema completamente implementado podría tener una latencia más baja incluso que Internet de fibra, según la ubicación del punto final y la cantidad de saltos que se deban realizar.

Tengo una configuración de Starlink y he estado probando el servicio beta. Aquí está mi experiencia y un truco adicional para arrancar.

En la caja, obtiene un enrutador, un inyector PoE, un trípode simple y "Dishy McFlatface", la innovadora antena parabólica con un cable Ethernet de 100 pies conectado permanentemente. El enrutador en sí no es interesante y tiene una página de configuración inicial para configurar el WiFi, y no tiene más configuraciones. De gran interés para mí, sin embargo, es el hecho de que el enrutador informa que es un dispositivo OpenWRT. Desarmar el estuche fue bastante doloroso, ya que las costuras están apretadas y los clips están un poco hundidos. Sin embargo, una vez que haya ingresado, hay un encabezado que probablemente sea un puerto serie.

El ladrillo PoE es muy interesante. Tiene dos salidas. Uno le proporciona poca energía al enrutador, pero el otro puerto le da a la antena parabólica 56 V a 1.6 A x 2. Para aquellos que lo siguen en casa, eso es poco menos de 180 vatios de energía a través de un cable Cat5e. Todavía no he encontrado ninguna otra implementación de PoE que genere tanta potencia, por lo que parece que estamos limitados a usar la fuente de alimentación suministrada para Dishy.

El plato en sí es motorizado y automático. No hay ninguna de las complicadas indicaciones manuales que requieren otros platos. Dishy determina su ubicación y orientación en el arranque y automáticamente apunta en la dirección correcta. A partir de ahí, la antena de matriz en fase dirige el haz para apuntar con precisión a los satélites que sobrevuelan.

El mayor problema con el que luchar es evitar las obstrucciones. Dishy necesita una vista clara del cielo, y la frecuencia EHF en uso es muy sensible a las barreras físicas. Las hojas de los árboles son suficientes para bloquear completamente la señal. Debido a que el sistema se comunica con los satélites que se mueven continuamente, la ventana de cielo que debe estar despejada es bastante amplia. Algunas optimizaciones se agregaron recientemente para ser más tolerantes a las fallas de las obstrucciones, como una conmutación por error automatizada a un satélite secundario cuando el punto final preferido no está disponible. Eventualmente, el sistema puede ser lo suficientemente robusto para funcionar bien con obstrucciones, pero por ahora, las obstrucciones aún significan interrupciones en el servicio, por lo que es fundamental colocar el plato al aire libre.

No es fibra Gigabit, pero recibo regularmente 200 Mbps de bajada y 15 Mbps de subida. Los tiempos de ping son lo suficientemente bajos como para que la latencia no sea un problema notable.

Eso no quiere decir que no haya ningún problema. Hay tres molestias principales. El primero son los abandonos. De acuerdo con la página de estadísticas incorporada, las brechas en la cobertura satelital han resultado en cinco minutos de tiempo de inactividad durante las últimas 24 horas, con dos minutos adicionales de tiempo de inactividad misceláneo: dos nueves.

No parece mucho, pero estos abandonos se distribuyen durante unos segundos aquí y allá, y es irritante. Un segundo problema, irónicamente, son las actualizaciones. Durante el período beta, las actualizaciones se instalan automáticamente, lo que genera desconexiones impredecibles.

La última irritación a mencionar es que la conectividad IPv4 se proporciona utilizando NAT de grado de operador (CGNAT). Actualmente tengo asignado 100.82.35.212, que es parte del espacio de direcciones reservado específicamente para CGNAT. Lo importante es que no es una dirección enrutable. Me preguntaba si Starlink enrutaría entre estas direcciones, de una conexión Starlink a otra, pero en mis pruebas esos paquetes estaban bloqueados.

— Estadísticas de ping de google.com —100 paquetes transmitidos, 100 recibidos, 0% de pérdida de paquetes, tiempo 99130msrtt min/avg/max/mdev = 17.801/27.748/44.228/5.769 ms

Aún así, los tiempos de ping están mejorando y los abandonos son cada vez menores a medida que se lanzan más satélites. Es probable que las actualizaciones de firmware sean más controlables una vez que finalice el período Beta. Y aunque Starlink no entrega un IPv4 enrutable, asigna un prefijo IPv6, si tiene un enrutador que lo admita. Todavía no admiten la entrega de direcciones IPv4 estáticas o prefijos IPv6, pero parece que esta es una característica que planean admitir eventualmente.

Hablando de soporte eventual, debes saber que Starlink está geobloqueado. Han dividido el mundo en células de aproximadamente 15 millas de ancho y están activando el soporte para ellas una a la vez. Te registras en Starlink en la dirección de tu casa y tu Dishy se asigna a la celda asociada. Puede recoger y mover, pero si sale de esa celda, su conexión no funcionará. Por ahora, todo lo que se necesita es un cambio de dirección de servicio para que las cosas vuelvan a funcionar. Elon se ha comprometido públicamente a hacerlo completamente móvil, incluso a permanecer conectado mientras está en movimiento.

Sí, debería ser completamente móvil a finales de este año, por lo que puede moverlo a cualquier lugar o usarlo en un RV o camión en movimiento. Necesitamos algunos lanzamientos de satélites más para lograr una cobertura completa y algunas actualizaciones de software clave.

– Elon Musk (@elonmusk) 15 de abril de 2021

Entonces, ¿qué tipo de revisión de Hackaday sería esta sin algún truco inteligente para hacer que Starlink sea más útil? Mi Internet por cable existente es bastante decente: las velocidades son buenas y la latencia es bastante baja. La mayor molestia es que era solo IPv4. Starlink tiene una gran velocidad, una latencia ligeramente peor y no tiene direcciones IPv4 enrutables, solo IPv6. Por extraño que parezca, eso lo convierte en el complemento perfecto para el cable.

Lo interesante de tener IPv4 e IPv6 en la misma red es que el direccionamiento y el enrutamiento están completamente separados entre sí. O para decirlo de otra manera, no hay razón para que su puerta de enlace IPv4 tenga que ser el mismo dispositivo que su puerta de enlace IPv6.

Para lograr esto, conecté Dishy a mi enrutador OpenWRT existente como un segundo dispositivo WAN. Tuve que habilitar una interfaz DHCP IPv4 para que DHCP IPv6 funcionara, y noté una opción en la interfaz OpenWRT: "Usar puerta de enlace predeterminada. Si no está marcada, no se configura ninguna ruta predeterminada". Esa configuración, y el par de otros interruptores para volver a activar la compatibilidad con IPv6, y de repente tuve Internet IPv4 proporcionado por mi compañía de cable e IPv6 proporcionado por Starlink.

No sé si alguna vez ha buscado equilibrar su red a través de dos conexiones a Internet, pero es un problema decididamente no trivial. Hacer una conmutación por error es fácil en comparación: simplemente detecta cuando una conexión está inactiva y se asegura de que su ruta predeterminada pase por la otra. Tratar de usar ambos a la vez es más difícil, porque el enrutador tiene que rastrear las conexiones y mantener las diferentes conexiones en las tuberías correctas. Los servicios web complejos pueden constar de múltiples conexiones, y puede haber problemas si el servicio lo ve venir de diferentes IP. Al dividir IPv4 e IPv6, obtiene el equilibrio de forma gratuita porque solo algunos servicios están habilitados para IPv6. También obtiene una conmutación por error limitada porque gran parte de Internet está diseñada para probar IPv6 y recurrir a IPv4.

Como lo mencioné al principio, hay lo que parece un punto de prueba en el enrutador, al que le falta una resistencia SMD. Es muy probable que haya un puerto serie aquí. Con suerte, veremos un truco futuro en el que podamos agregar la resistencia y el encabezado, e ingresar al enrutador. Si reconoce exactamente qué conector encaja allí, háganoslo saber.

Otro truco de bricolaje que debe saber es que el cable suministrado es un cable FTP (par trenzado de aluminio) clasificado para exteriores Cat5e, con conductores de 24 AWG. Eso es algo bastante estándar para Ethernet clasificado para exteriores.

¿Qué quiere decir esto? Puede hacer una instalación portátil simplemente cortando el cable de 100 pies a una longitud conveniente y terminándolo usted mismo. Ejecute el cable original u otro cable clasificado para exteriores y coloque un conector con conexión a tierra en el extremo. Colóquelo en una caja a prueba de agua y ahora tiene una solución portátil. ¿Listo para salir a la carretera? Simplemente desconecte Dishy y estará listo para comenzar, siempre y cuando permanezca dentro de su celda. Todavía no es perfecto, pero Starlink mejora con el paso del tiempo. Desde mi perspectiva, al menos, el futuro es brillante. Ahora todo lo que necesito es construir una cabaña en algún lugar de las montañas, y mis sueños de escondite conectado digitalmente se harán realidad.