Evaluasi Kinerja Strategi Pemilihan Jalur Antar-Satelit pada Konstelasi Walker-Delta

Studi tentang dampak strategi pemilihan jalur terhadap latensi dan pergantian jalur pada konstelasi satelit LEO

Marvin Felix Braun; Moritz Flüchter; Michael Menth· 2026· DOI 10.48550/arXiv.2606.23135

Masalah inti

Pada konstelasi satelit Low Earth Orbit (LEO), komunikasi antara terminal pengguna (UT) dan gateway (GW) dibawa melalui jalur satelit multi-hop. Saat konstelasi berotasi mengelilingi Bumi, jalur harus dipilih ulang berulang kali dari sekumpulan kandidat untuk mempertahankan konektivitas. Pilihan strategi pemilihan jalur memengaruhi metrik kinerja utama: panjang jalur dalam hal jarak Euclidean dan jumlah hop, laju pergantian jalur (churn), dan laju tautan yang digunakan. Metrik-metrik ini memengaruhi latensi komunikasi serta kompleksitas kontrol dan manajemen sumber daya. Makalah ini menyelidiki dampak strategi pemilihan jalur dalam satu shell konstelasi Walker-Delta yang terdiri atas 1.156 satelit. Penulis mendefinisikan tiga strategi heuristik dan mengevaluasinya pada sekumpulan besar skenario UT-GW.

Evaluasi menunjukkan bahwa pilihan strategi pemilihan jalur secara signifikan memengaruhi metrik terkait latensi maupun pergantian jalur. Temuan utama meliputi: - **Panjang Jalur**: Strategi Shortest Path meminimalkan jarak Euclidean tetapi dapat menghasilkan jumlah hop yang lebih tinggi. Sebaliknya, strategi Minimum Hop mengurangi jumlah hop tetapi dapat meningkatkan jarak Euclidean. - **Laju Pergantian Jalur**: Strategi Stable Path mencapai laju pergantian jalur terendah, mengurangi overhead kontrol, tetapi dengan konsekuensi jalur yang lebih panjang. - **Utilisasi Tautan**: Strategi yang berbeda menghasilkan distribusi penggunaan tautan yang berbeda-beda, yang memengaruhi kompleksitas manajemen sumber daya. Secara keseluruhan, terdapat trade-off antara meminimalkan latensi (jalur lebih pendek, hop lebih sedikit) dan meminimalkan churn (perubahan jalur lebih sedikit). Hasil menunjukkan tidak ada satu strategi pun yang mendominasi semua metrik; pilihan optimal bergantung pada kebutuhan spesifik sistem.

Pada konstelasi satelit Low Earth Orbit (LEO), komunikasi antara terminal pengguna (UT) dan gateway (GW) dibawa melalui jalur satelit multi-hop. Saat konstelasi berotasi mengelilingi Bumi, jalur harus dipilih ulang berulang kali dari sekumpulan kandidat untuk mempertahankan konektivitas. Pilihan strategi pemilihan jalur memengaruhi metrik kinerja utama: panjang jalur dalam hal jarak Euclidean dan jumlah hop, laju pergantian jalur (churn), dan laju tautan yang digunakan. Metrik-metrik ini memengaruhi latensi komunikasi serta kompleksitas kontrol dan manajemen sumber daya. Makalah ini menyelidiki dampak strategi pemilihan jalur dalam satu shell konstelasi Walker-Delta yang terdiri atas 1.156 satelit. Penulis mendefinisikan tiga strategi heuristik dan mengevaluasinya pada sekumpulan besar skenario UT-GW.

Studi ini berfokus pada konstelasi Walker-Delta dengan 1.156 satelit dalam satu shell. Kandidat jalur dihasilkan antara UT dan GW berdasarkan topologi konstelasi. Tiga strategi heuristik pemilihan jalur didefinisikan:

Studi ini menyoroti pentingnya pemilihan jalur pada konstelasi satelit LEO. Trade-off yang diamati memiliki implikasi bagi desain sistem: - Untuk aplikasi yang sensitif terhadap latensi, strategi yang meminimalkan jarak Euclidean atau jumlah hop lebih disukai, tetapi strategi tersebut dapat meningkatkan pergantian jalur, yang menyebabkan pensinyalan kontrol dan realokasi sumber daya lebih sering. - Untuk sistem yang mengutamakan overhead kontrol, strategi Stable Path mengurangi churn tetapi dapat menimbulkan latensi tambahan. Penulis menyarankan bahwa strategi adaptif dapat dikembangkan untuk menyeimbangkan trade-off ini secara dinamis. Pekerjaan selanjutnya dapat memperluas analisis ke konstelasi multi-shell dan mempertimbangkan metrik tambahan seperti konsumsi energi dan interferensi. Temuan ini relevan untuk desain protokol routing antar-satelit dan manajemen sumber daya pada mega-konstelasi LEO yang sedang berkembang.

Praktisi dan peneliti ilmu komputer

Membuka konten member…