نواک سایت تخصصی حوزه برودکست
نوشته های مشابه
در مقاله پیشین در مورد فن‌‌آوری ماهواره‌ای VSAT با استفاده از ماهواره‌هایِ Geo Stationary (ماهواره‌های مـکـان ثابت) توضیح دادیم.
اکنون در مورد ماهواره‌های Meo (با فاصله متوسط از سطح زمین) و Leo (با فاصله کم از سطح زمین) مطالبی را بیان خواهیم کرد.
ماهواره‌هایی که در مدارهای پایین‌تر نسبت به ماهواره‌های ثابت به دور زمین می‌چرخند.
این نوع ماهواره‌ها در ابتدا کاربردهای مخابراتی نـداشتند و برای اموری مانند عکسبرداری، پایش زمین، جاسوسی و … استفاده می‌شدند.
در اواخر دهه هشتاد شرکت موتورولا که در آن زمان سرآمد شرکت‌های مخابراتی در حوزه بی‌سیم بود، ایده‌ای مطرح کرد که اگر در مدار پایین تعداد زیادی ماهواره وجود داشته باشد و آنها دائم به‌دورِ زمین بچرخند، فرستنده روی زمین می‌تواند بدون نیاز به ردیابی ماهواره خاصی، همواره با یکی از آنها در ارتباط باشد ( قبلاً توضیح داده بودیم که ماهواره‌هایِ پایین‌تر از ۳۶ هزار کیلومتر، سرعتی بیش از سرعت چرخش زمین دارند و از دید ناظرِ زمینی، مکان ثابتی نـدارند.)
این ایده، نقطه آغازِ فن‌‌آوری گوشی‌هایِ موبایل امروزی محسوب می‌شود. موتورولا پیشنهاد کرد با قرار گرفتنِ ۶۵ ماهواره در مدارِ Leo، تمامی سطح کره زمین، تحت پوشش مخابراتی قرار گیـرد. در این ساختار، ایستگاه زمینی همواره با یکی از ماهواره‌ها که در دید آن قرار دارد در ارتباط خواهد بود.
شکل a-ماهواره های طرح شرکت Iridium به صورت شش مدار به دور زمین
شکل b-
(۱۶۲۸) ماهواره متحرک که کل زمین را پوشش می دهند.
هماهنگی بین ماهواره‌ها باید به گونه‌ای باشد که خدمت‌رسانی به ایستگاه زمینی همواره برقرار باشد. این ایده انقلابی بین سال‌های ۱۹۸۸ تا ۱۹۹۰ شبیه به افسانه بود که مردم بتوانند با تلفن همراه با هم تماس بگیرند.
برای اجراء، تعداد ماهواره‌هـا از۶۶ به ۵۵ کاهش یافت. این پروژه نیازمند سرمایه‌گذاری کلانی بود. زیرا ساختن و پرتاب ۵۵ ماهواره، مجهز به سیستم‌های سوئیچینگ و رهگیری، هزینه زیادی می‌طلبید. شرکت Iridium با سرمایه‌گذاریِ ۵ میلیارد دلاری این پروژه را آغاز کرد ولی این شرکت به‌سرعت ورشکست شد.علت اصلیِ ورشکستگیِ Iridium این بود که قبل از اتمام پروژة پرتاب کردنِ ۵۵ ماهواره به فضا، شبکه تلفن همراه با سیستم‌های زمینی بسرعت رشد کرد و خدمات به مشتریان را با قیمت ارزان ارائـه کرد. در سیستمِ زمینی با نصب دکل‌های BTS متعدد، شبکه موبایل ایجاد شد که نسبت به ماهواره‌های با تعداد بالا، بسیار ارزان‌تـر بود. گوشی‌های موبایلِ ماهواره‌ای ( مانند ثریا در ایران) از مدلِ ماهواره با تعداد زیاد و گوشی‌های موبایل معمولی که در اختیار عموم مردم است؛ از سیستم زمینیِ BTS استفاده می‌کند. مقایسه هزینه این دو برای مشترکان، تفاوت سرمایه‌گذاری در این دو پـروژه را نشان می‌دهد. از دیگر کاربردهای ماهواره‌هایِ Leo/Meo سیستمِ GPS است. در این سیستم، تعدای ماهواره در مدارِ Leo/Meo در گردش‌اند و موقعیت لحظه‌ای آن‌هـا به‌صورت دقیق مشخص است. این ماهواره‌ها سیگنالی‌هایی را می‌فرستند که گیرنده های GPS مستقر در زمین، تعدادی از این سیگنال‌ها را ( بیش از ۳ سیگنال) دریافت می‌کنند. این گیرنده‌ها با پردازش اطلاعاتِ این سیگنال‌ها می‌توانند موقعیت خودشان را تشخیص دهند. تئوری مفصلی در پس زمینة این سیستم حاکم است. ایدة ساده این است که در فضای سه بعدی، اگر فاصله خود را از ۴ نقطه مختلف بدانیم، می‌توانیم موقعیت خود را در فضا تعیین کنیم. توضیح اینکه، از نظر ریاضی چنانچه در فضا نسبت به دستگاه مختصاتِ متعامد موقعیت نقطه‌ای را بسنجیم با سه مختصه مکان آنها نقطه در فضا مشخص می‌شود. ولی چنانچه دستگاه مختصات متعامد نـبـاشد، نیاز به ۴ مشخصه برای تعیین مکان نقطه داریم. با داده‌هایی که از ماهواره‌های ذکر شده به مـا می‌رسند می‌توانیم فاصله خود تا آنها را بدست آوریم و چون موقعیت آن ماهواره‌ها در فضا کاملاً معلوم است(یعنی مشخص است که در هر لحظه کـجـا هستند)، گیرندة GPS با این اطلاعات موقعیت خود را با دقتِ خوبی تخمین می‌زند.در بعضی سیستم‌های ماهواره‌ای Leo مانند Iridium داده از مبداء به مقصد رلـه می‌شود. بدین معنا که یکی از ماهواره‌ها که بالای مبداء قرار دارد داده‌ها را دریافت می‌کند و با عمل سوئیچینگ و روتینگ تشخیص می‌دهد که برای تحویلِ داده به مقصد آن را به کدام ماهواره بفرستد با توجه به اینکه ماهواره‌ها با سرعت زیاد در حرکتند، تشخیص اینکه چگونه اطلاعات دست به دست می‌شوند کار پیچیده‌ای است. مکانیزم دیگری در سیستمِ رقیبِ Iridium یعنی Global Star به‌کار گرفته می‌شود و آن بدین صورت است که ماهواره بالای مبداء اطلاعات را دریافت می‌کند و آن را برای ایستگاه زمینی می فرستد ( تعداد زیادی از این ایستگاه‌های زمینی در نقاط مختلف زمین قرار دارند). عمل مسیریـابـی (routing) بین این ایستگاه‌های زمینی انجام می‌شود و دست آخر نزدیک‌ترین ایستگاه به گیرنده، اطلاعات را برای ماهواره بالای مقصد ارسال می‌کند. در نتیجه بخش زیادی از مسیر طی‌شده روی زمین صورت می‌گیرد. این روش از روش اول، مقرون به‌صرفه‌تر است زیرا پردازش‌های سوئیچینگ در ایستگاه‌های زمینی انجام می‌شوند و لازم نیست در ماهواره‌ها پیاده‌سازی شـوند.
تفاوت فـیـبـر و مـاهـواره
سوالی که غالباً مطرح می‌شود آن است که بین مخابرات ماهواره‌ای و زمینی کدامیک برتری دارند؟ تقریباً می‌توان گفت در ارتباطات زمینی، فیبر نوری فناوری غالب است، یعنی اولویت با ارتباطات زمینی فیبر است مگر آنکه ناممکن باشد. در آن صورت از لینک ماکروویو استفاده می‌شود. در مواردی هم گزینه ماهواره‌ای اقتصادی و عملی است برای مثال اگر در جایی بدون وجود زیرساخت، نیازمند برقراری ارتباط سریع هستیم مانند وقوع زلزله در منطقه ای و ضرورت برقراری ارتباطات در آنجا یا زمانی که قرار است عملیات نظامی در جایی صورت گیرد یا اینکه برای مثال پوشش مخابراتی اندونزی، با سیزده هزار جزیره با فیبر ممکن نیست و تنها گزینه مناسب برای آن ماهواره است.
نتیجه اینکه مخابرات زمینی و ماهواره ای الزاماً رقیب یکدیگر نیستند و بسته به شرایط، یکی بر دیگری ترجیح دارد.
صفحه ۷ نشریه تخصصی بسامد شماره ۶۳
