Satellite - قسمت اول - ماهواره چیست ؟

امروزه ارتباطات به یکی از ابزار مهم و اولیه در پیشبرد اهداف تجاری و نظامی در دنیا به شمار می رود. این مهم سبب شده است تا صنعت ICT به یکی از مهمترین صنایع دنیا بدل شده و روزبه روز دستخوش تغییرات و پیشرفت ها شود. یکی از عناصر مهم ارتباطی بستر انتقال اطلاعات می باشد که می تواند به صورت زمینی و یا هوایی باشد.
در این میان ماهواره به عنوان یکی از بسترهای پیچیده ارتباطی نقش مهمی را ایفا می کند. نیاز روز افزون به ماهواره با توجه به مزایای آن به ویژه برای استفادهای خاص و نقاط دورافتاده موجب رونق این صنعت شده است. برای این منظورشرکت های مختلف مرتبط با این صنعت مانند: سازندگان ماهواره ،Satellite Operator ها ، Teleport ها و سازندگان تجهیزات ایستگاه های زمینی در سرتاسر جهان شکل گرفته اند تا نیاز این بازار را تأمین کنند و با تکنولوژی های مختلف خود به رقابت با دیگران بپردازند.
متأسفانه کشور ایران در بازار ماهواره فقط یک مصرف کننده است و صرفاً از ماهواره های کشورهای دیگر استفاده می کند و تنها فعالیت تجاری آن محدود به Teleport های کوچک می شود. اما خوشبختانه با توجه به قرار گرفتن در منطقه خاور میانه از پوشش مناسب ماهواره های مختلف برخوردار است و می تواند از ماهواره های زیادی برای ارتباطات خود استفاده کند.

ماهواره چیست؟

یک ماهواره ارتباطی یک نقطه رله رادیویی در مدار بالای زمین است که سیگنال های آنالوگ و دیجیتال موجود روی یک فرکانس رادیویی را دریافت کرده ، قدرت آن را افزایش می دهد و سپس به سوی زمین روانه می کند. ماهواره توسط موشک به سوی فضا پرتاب می شود و در مدار مخصوص خود قرار می گیرد. مزایای ماهواره سبب شده تا ماهواره به عنوان مناسب ترین بستر ارتباطی در نقاط خاص و یا دورافتاده که دسترسی به بسترهای زمینی سخت و یا غیر ممکن است تبدیل شود. در زیر مزایای مخابرات ماهواره ای را ذکر می کنیم:

مزایای کلیدی ماهواره:

• پوشش گسترده: ارتباطات ماهواره ای با توجه به طبیعت ماهواره که نقاط وسیعی از سطح زمین را پوشش می دهد به راحتی نیاز ارتباطی تا سطح بین قاره ای را برطرف می کند. در نتیجه مسافت هیچ گونه تأثیری در هزینه نخواهد داشت و به طور مثال هزینه ارتباط بین دو نقطه در تهران با ارتباط ایران و کشورهای دیگر برابر است.
• پرکاربرد: با توجه به انعطاف پذیری این تکنولوژی نوین کلیه نیازهای ارتباطی را می توان با استفاده از این بستر برطرف کرد. DATA (از قبیل اطلاعات اقتصادی ، بانک های اطلاعاتی ، ....) ، VOICE (انتقال مکالمات ، ایجاد شبکه داخلی تلفنی ، ...) ، VIDEO ( video conference ، SNG ، IPTV ، شبکه های تلویزیونی ، ...)
• امنیت و پایداری: ارتباطات ماهواره ای بر خلاف ارتباطات زمینی که معمولاً با گذر از چندین شبکه در طول مسیر به مقصد می رسند ، به طور مستقیم و بدون هیچگونه واسط به محل و شبکه مورد نظر متصل می شوند. این مسئله باعث افزایش ضریب امنیت اطلاعات می شود. پایداری این نوع ارتباطات 9/99% می باشد.
• قابل گسترش: در شبکه های ماهواره ای به راحتی و به سرعت می توان پهنای باند را افزایش داد و به این صورت نیازهای جدید به بستر ارتباطی را فراهم می کند.
• قابل انعطاف: شبکه های ماهواره ای را می توان به راحتی با شبکه های زمینی پیوند داد. این بدان معنی است که ماهواره می تواند در کنار یک شبکه های Fiber ، Wireless ، WiMax ، XDSL ، Microwave ، ... قرار گیرد و به عنوان پشتیبان و یا پوشش دهنده نقاط خاص و یا نیازهای موقت به راحتی عمل کند.
• سرعت بکارگیری بالا: ایستگاه های ارسال و دریافت ماهواره به سرعت و بدون نیاز به به بستر ارتباطی راه اندازی می شوند. این مزیت ماهواره را به مناسب ترین راه حل برای راه اندازی ارتباطات سریع در زمان های حساس مانند بلایای طبیعی ، گزارش های تلویزیونی ، همایش ها و ... تبدیل کرده است.

امروزه نیاز به ارتباطات ماهواره ای و ایجاد اعتماد در بین شرکت های بزرگ نسبت به امنیت و پایداری این تکنولوژی ، افزایش روز افزون شبکه های مختلف ماهواره ای و تولید سیستم های نوین و بهینه استفاده از ماهواره را سبب شده است. در این بین در کشورهای جهان سوم و خصوصاً خاورمیانه به دلیل کمبود و یا نبود زیر ساخت های ارتباطی و مشکلات عدیده در ارتباطات نقاط دورافتاده استقبال بیشتری از این تکنولوژی صورت گرفته است.

مدارات مختلف در فضا
مسیری که ماهواره ها با دنبال کردن آن به دور کره زمین می چرخند را مدار می گویند. در مورد ماهواره های تجاری سه نوع مدار در فضا وجود دارد:

الف- مدار GEO (Geostationary Orbit) :
ماهواره های موجود روی این مدار در فاصله 35786 کیلومتر از سطح زمین قرار دارند و سرعت حرکت آنها به گونه ای است که همانند حرکت وضعی زمین در مدت 24 ساعت به دور زمین می چرخند و هیچ گونه تغییری در محل استقرار خود ندارند. در نتیجه ایستگاه های زمینی بطور ثابت و مداوم با ماهواره در ارتباط هستند. هر یک از ماهواره های موجود روی این مدار تقریباً یک سوم کره زمین را پوشش می دهند.

ب- مدار MEO (Medium Earth Orbit) :
این مدار برای ماهواره های مخصوص قطب شمال و جنوب می باشد. مسیر حرکت روی این ماهواره ها برخلاف ماهواره های روی مدار GEO که دایره ای می باشد به صورت بیضی حرکت می کنند. فاصله این مدار بین 8000 تا 20000 کیلومتر از زمین است. ماهواره های GPS در این مدار قرار دارند.

ج- مدار LEO (Low Earth Orbit) :
ماهواره های موجود در این مدار با سرعت بیشتری حرکت می کنند و سطح زمین در حدود یک و نیم ساعت طی می کنند. فاصله این مدار تا زمین بین 200 تا 1400 کیلومتر می باشد.


مقایسه GEO با LEO و MEO :
امروزه اکثر ماهواره های ارتباطی بر روی مدار GEO قرار دارند زیرا:

• ماهواره های روی این مدار توانایی پوشش یک سوم سطح زمین را دارند.
• اسیتگاه های زمینی می توانند با استفاده از تجهیزات ثابت به راحتی و بدون نیاز به آنتن های متحرک پیچیده و گران قیمت با ماهواره در تماس باشند.

ماهواره های این مدار دارای پایداری ، اطمینان و طول عمر 10 تا 15 سال می باشند.