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卫星互联网(低轨、静止轨道) Satellite internet (LEO, GEO)
原因 ID isp-satellite · 主责 外部·外部 · 配合 研发团队·客户端开发, 研发团队·服务器开发
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卫星互联网的信号要在太空中往返。静止轨道卫星光是往返就超过 0.5 秒;Starlink 这类低轨卫星平时很快,但在重新分配路径的瞬间延迟会波动,还可能短暂中断。
起因 在家、船上或飞机上,通过静止轨道或低轨卫星互联网、走卫星的机上 Wi-Fi 接入 → 结果 静止轨道高度约 36,000 km,往返距离本身就长;低轨卫星以很短的周期重新分配终端、卫星、地面站之间的路径,切换瞬间会短暂出现延迟和丢包 → 画面表现 静止轨道:所有动作都有很大的操作延迟;低轨:平时正常,每隔固定间隔出现一卡一卡、瞬移
- 症状
- 操作延迟, 一卡一卡, 瞬移
- 因素
- 延迟, 抖动, 丢包
- 谁会遇到
- 只有我, 同一家庭, 特定地区/运营商
- 何时出现
- 一直, 固定周期
- 负责方
- 主责 外部·外部 · 配合 研发团队·客户端开发, 研发团队·服务器开发
- 研发团队要做的事
- 客户端:按抖动自动加长插值缓冲;输入重复发送,扛住短时丢包;显示连接质量。服务器:设定判定窗口和延迟补偿上限时考虑卫星线路的延迟;超时不要因为 1 秒左右的空白就把玩家踢下线。
- 外部要做的事
- 告知玩家卫星互联网的延迟可能很大,或会周期性飙升;竞技玩法尽量使用地面有线网络。
- 数值参考
- 静止轨道(高度 36,000 km)仅信号穿越太空的单程就要 260 ms,往返超过 520 ms(ITU-T G.114)。低轨的 Starlink 按官方数据(15 秒平均值),2024 年美国高峰时段中位数为 33 ms,最差的 1%(p99)也低于 65 ms;测量研究发现,每 15 秒重新分配路径的瞬间延迟会变化,并出现不到 1 秒的短暂中断。2018 年的机上互联网测量中,卫星方式的往返延迟平均为 750 ms。
- 监控图上
- 仅部分偏高 · RTT、抖动(按卫星互联网服务商 ASN)
- 查看位置
- 查接入 IP 的 ASN 是否属于卫星互联网服务商,把这些服务商玩家的 RTT 分布和时间序列单独画出来。从该 ASN 的 RIPE Atlas 探针向服务器连续 ping 几分钟,或让玩家开着 ping,测量飙升的间隔
- 确认依据
- 静止轨道服务商的 RTT 一直超过 500 ms;低轨服务商平时几十 ms,约每 15 秒 RTT 变化一次或短暂中断
- 排除依据
- 不是卫星服务商而 RTT 一直偏高,看“传播延迟(物理距离)”或“路由绕行”;不规则飙升则是 Wi-Fi 或移动信号的问题
- 确认手段
- 运维工具即可确认(无需游戏代码)
- 深入了解
- 低轨卫星离地面近(Starlink 单段 1.8~3.6 ms),平时延迟可以和地面线路差不多。但如果地面站接入互联网的出口(PoP)离游戏服务器远,路径就相应变长;经卫星间激光链路绕行时,延迟还会再增加。测量研究认为,15 秒周期的波动来自全球在同一时刻统一执行的路径重新分配,与卫星之间的切换无关。机上 Wi-Fi 的延迟因方式(卫星、地面基站)差别很大,采用静止轨道卫星的方式就会出现上面那样的长往返。
出处
- ITU-T G.114: One-way transmission time ITU
卫星段单程传播时延规划值:高度 400 km 为 12 ms,14,000 km 为 110 ms,36,000 km(静止轨道)为 260 ms - Improving Starlink’s Latency Starlink
美国高峰时段中位数 48.5 ms→33 ms,最慢的 1%(p99)从超过 150 ms 降到 65 ms 以下(2024 年);卫星单段传播 1.8~3.6 ms;绕经激光链路会增加延迟,地面站到互联网接入点(PoP)的距离也是延迟因素 - A Multifaceted Look at Starlink Performance (WWW 2024) ACM
Starlink 每 15 秒在全球同一时刻重新分配路径,在切换边界上延迟和吞吐量会波动,并出现不到 1 秒的短暂中断(与卫星间切换无关);终端↔卫星↔地面站段的延迟约 40 ms - Mile High WiFi: A First Look at In-Flight Internet Connectivity (WWW 2018) ACM
机上互联网 45 小时测量:平均往返延迟地面基站方式 200 ms、卫星方式 750 ms;卫星方式的丢包率中位数为 7% - Probe Selection (RIPE Atlas REST API) RIPE NCC
RIPE Atlas 测量可按国家、地区、ASN、地址段挑选探针,执行 ping、traceroute
相关原因
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