اینترنت, فناوری 541 بازدید

اینترنت ماهواره ای به دلیل سرعت پایین و تاخیر و هزینه بالا در گذشته کمتر مورد استفاده قرار می‌گرفت و تنها در مناطق دورافتاده ایالات متحده کاربرد داشت. طی سال‌های گذشته، با بکارگیری فناوری‌های جدید در ماهواره‌ها تا حدودی این مشکل برطرف شده است و اینترنت ماهواره‌ای این قابلیت را دارد که با سرعت‌های بالای اینترنت‌های فیبر نوری رقابت کند. در این آموزش قصد داریم ببینیم که اینترنت ماهواره ای چیست و برای داشتن اینترنت ماهواره ای به چه تجهیزاتی نیاز داریم. همچنین با طرز کار اینترنت ماهواره‌ای نیز آشنا خواهیم شد.

اینترنت ماهواره ای به چه تجهیزاتی نیاز دارد؟

تجهیزات اینترنت ماهواره ای از سه جزء اصلی تشکیل شده‌اند:

  • ماهواره فضایی با سرعت چرخش زمین (Geostationary Satellite) یا ماهواره زمین‌ثابت
  • یک ماهواره (دیش ماهواره) مستقر در منزل
  • روتر

با داشتن این تجهیزات، کافی است از یک شرکت ارائه دهنده خدمات اینترنت ماهواره ای استفاده کنید تا به این نوع از اینترنت دسترسی داشته باشید. مانند سایر خدمات اینترنتی، این نوع اینترنت نیز با سرعت‌ها و حجم‌های متفاوتی عرضه می‌شود. البته اینترنت ماهواره ای استارلینک به صورت بسته‌ای ارائه نمی‌شود.

اینترنت ماهواره ای چیست و چگونه کار می کند ؟

اینترنت ماهواره ای به قابلیت دریافت و انتقال داده‌ها از دیش‌های ماهواره‌ای کوچک در سطح زمین و ارتباط با ماهواره‌های مخصوص موجود در فضا می‌گویند. ماهواره موجود در فضا نیز داده‌ها را در محلی روی زمین به نام «مرکز عملیات شبکه» (Network Operation Center | NOC) مبادله می‌کند. خود NOC نیز به اینترنت متصل است. بنابراین، تمامی ارتباطات ایجاد شده از دیش ماهواره به ماهواره فضایی، پیش از آن‌که به اینترنت برسد، از میان NOC یا همان «ناک» جریان می‌یابد. لازم به ذکر است که محل ماهواره‌ای که در فضا مورد استفاده قرار می‌گیرد به صورت ثابت خواهد بود و سرعت چرخش آن با سرعت چرخش زمین در مدار خود یکسان است.

تجهیزات اینترنت ماهواره ای

به هنگام بررسی این موضوع که اینترنت ماهواره ای چیست باید بگوییم که ارتباط بین داده‌ها از طریق ماهواره تفاوت چندانی با نوع زمینی آن ندارد و زمانی که ماهواره به درستی تنظیم شد، اینترنت ماهواره ای نیز مانند سایر شکل‌های دیگر اینترنت قابل استفاده خواهد بود. در نتیجه، به بیان ساده‌تر، حال که می‌دانیم اینترنت ماهواره ای چیست قادر خواهیم بود که عملکرد آن را در پنج بخش خلاصه کنیم. بخش اول مرتبط با دستگاهی است که از آن استفاده می‌کنید. این دستگاه می‌تواند کنسول بازی،‌ لپ‌تاب، موبایل یا … باشد. بخش دوم، مودم و روتر شماست که داده‌ها را به شکلی تنظیم می‌کنند تا قابلیت ارسال و دریافت داشته باشند.

تجهیزات اینترنت ماهواره ای

بخش سوم یک دیش ماهواره است که به طور معمول بر روی پشت بام منازل و ساختمان‌ها نصب می‌شود و با بخش چهارم در ارتباط خواهد بود. در گذشته،‌ شرکت‌ها تنها یک یا چند ماهواره در اختیار داشتند تا بتوانند کل یک کشور را پوشش دهند.

تجهیزات اینترنت ماهواره ای

ماهواره‌ها نیز تبادل اطلاعات را با NOC در روی زمین انجام می‌دهند.

تجهیزات اینترنت ماهواره ای

بنابراین، اطلاعات به شکلی پیوسته از دستگاه شما به NOC در حال تبادل هستند. کل این اتفاقات در زمانی کمتر از ۱ ثانیه رخ می‌دهد. این میزان «تاخیر» (Latency)،‌ ممکن است در ابتدا بسیار ناچیز به نظر برسد چراکه با همین تاخیر می‌توانید به راحتی از اپلیکیشن‌هایی مانند کلاب‌هاوس یا اینستاگرام استفاده کنید اما همین تاخیر سبب مشکل در روند اجرای بازی‌های اینترنتی می‌شود.

اینترنت ماهواره ای چیست

سرعت اینترنت ماهواره ای

در گذشته، سرعت اینترنت ماهواره ای بسیار کم بود و مردم نیز علاقه چندانی به آن نداشتند. اما به مرور، شرکت‌های ارائه دهنده این خدمات با استفاده از ماهواره‌های پیشرفته‌تر، سرعت را تا ۱۵۰ مگابیت نیز افزایش دادند. این شرکت‌ها اعلام کرده‌اند که در آینده‌ای نزدیک، ماهواره‌های بسیاری را در مدارهای پایین‌تر قرار خواهند داد تا سرعت افزایش و تاخیر کاهش پیدا کند. اگر مطلب را تا اینجا دنبال کرده باشید به خوبی می‌دانید که اینترنت ماهواره ای چیست و یکی از تجهیزات مهم آن،‌ داشتن ماهواره در فضا است که این نوع ماهواره در ادامه توضیح داده شده است.

با توجه به اهمیت آنتن‌ها در مباحث مختلف مخابراتی، «فرادرس» اقدام به انتشار فیلم آموزش آنتن ۲ (آنتن پیشرفته) کرده که لینک آن در ادامه آورده شده است.

ماهواره زمین ثابت چیست؟

اما همانطور که پیشتر گفته شد،‌ از جمله تجهیزات مورد نیاز اینترنت ماهواره‌ای،‌ وجود ماهواره‌ای فضایی است که سرعت چرخش آن با سرعت چرخش زمین هماهنگ باشد. به بیان ساده‌تر، مکانی در فضا وجود دارد که با قرار دادن ماهواره در مدار،‌ این ماهواره نسبت به زمین به صورت ثابت قرار گرفته باشد. آن‌چه که در این حالت اتفاق می‌افتد این است که ماهواره با سرعت برابر با سرعت چرخش زمین به دور زمین می‌چرخد.

ماهواره زمین آهنگ
نحوه چرخش ماهواره زمین‌ثابت

ماهواره ها در اینترنت ماهواره ای

در فاصله‌ای بیش از ۳۵۰۰۰ کیلومتر از سطح زمین، ماهواره‌ها برای استفاده از اینترنت ماهواره ای شرکت‌هایی همچون «ویاست» (Viasat) و «هیوزنت» (HughesNet) قرار دارند. این ماهواره‌ها با چرخش زمین، چرخش می‌کنند و در نتیجه، سیگنالی پایدار به زمین ارسال می‌کنند. اما در مدارهای پایین‌تر و در فاصله‌ای در حدود ۴۸۰ کیلومتر از سطح زمین،‌ نسل جدیدتر ماهواره‌ها از شرکت‌های استارلینک (SpaceX) و پروژه «کایپر» (Kuiper) آمازون در فاصله‌های بسیار نزدیک‌تری از زمین قرار گرفته‌اند.

از آن‌جایی که این ماهواره‌ها نسبت به حالت قبل، بسیار نزدیک‌تر به زمین هستند،‌ سرعت بالاتر و تاخیر بسیار پایین‌تری نسبت به مدل‌های قدیمی‌تر اینترنت ماهواره‌ای خواهند داشت. در بررسی این موضوع که اینترنت ماهواره ای چیست باید نکات منفی را هم بیان کنیم. نکته منفی که در این نوع ماهواره‌ها وجود دارد این است که با توجه به فاصله نزدیک‌تر، محدوده‌ای با وسعت کمتری را پوشش می‌دهند. بنابراین، برای پوشش دادن فضایی که دو یا چند ماهواره در مدارهای بالاتر تامین می‌کنند، به هزاران ماهواره استارلینک نیاز خواهیم داشت. البته ماهواره‌های ویاست و هیوزنت از تکنولوژی موسوم به «پرتو نقطه‌ای» (Spot Beam) استفاده می‌کنند که به جای پوشش دادن کل یک کشور، مناطق مشخصی از یک کشور را پوشش می‌دهند.

اینترنت ماهواره ای چیست

تاخیر در ماهواره‌ها

تا اینجا به خوبی می‌دانیم که اینترنت ماهواره ای چیست و چه تفاو‌ت‌هایی با سایر سرویس‌های اینترنتی دارد. علاوه بر این، دانستیم که تفاوت مشخص بین این دو سرویس، میزان تاخیر است. «تاخیر» (Latency) به بیان ساده به مدت زمانی اشاره دارد که بخش مشخصی از اطلاعات، مسیری رفت و برگشتی را در ارتباط ماهواره‌ای طی می‌کند. در برخی موارد به این تاخیر، «پینگ» (Ping Time) نیز می‌گویند.

از آن‌جایی که داده‌های ماهواره‌ای با سرعت نور (حدود ۳۰۰هزار کیلومتر بر ثانیه) حرکت می‌کنند و ماهواره‌ها در مداری به فاصله ۳۵۰۰۰ کیلومتری از سطح زمین قرار دارند و این فاصله را باید ۴ بار (از کامپیوتر به ماهواره و سپس به NOC و برعکس) طی کنند، زمان بسیار زیادی موسوم به تاخیر خواهیم داشت که به طور معمول در حدود ۵۰۰ میلی‌ثانیه خواهد بود که به هنگام استفاده از بازی‌های اینترنتی و VPN‌ها این تاخیر، قابل ملاحظه خواهد بود.

بخش تکمیل کننده دیش ماهواره

آن‌‌چه که یک دیش در اینترنت ماهواره ای را تکمیل می‌کند، «باک» (BUC) یا یک فرستنده و همچنین «LNB» است. این بخش‌ها هر دو به کابل کواکسیال با عملکرد بالا نیاز دارند که به روتر داخلی متصل شده باشند. باک‌ها با قدرت‌های (وات) متفاوت به تولید می‌رسند. هرقدر قدرت باک بیشتر باشد، عملکرد بهتری هم به لحاظ سرعت و هم به لحاظ عملکرد در مکان‌های نامناسب خواهد داشت. البته به طور معمول از باک‌هایی با قدرت ۱ وات استفاده می‌شود.

دیش اینترنت ماهواره ای

باند کی یو

ارتباط ماهواره‌ای از طریق امواج مایکروویو در باند «$$K_u$$» از طیف الکترومغناطیس صورت می‌گیرد. دیش‌های ماهواره با باند «کی یو» داده‌ها را با فرکانسی بین ۱۴۰۰۰-۱۴۵۰۰ مگاهرتز منتقل می‌کنند.

روتر اینترنت ماهواره ای

همانطور که گفته شد، برای استفاده از اینترنت ماهواره ای علاوه بر دیش به یک روتر هم نیاز داریم. کابل کواکسیال از دیش ماهواره به این روترهای ماهواره‌ای متصل می‌شوند تا اینترنت را به صورت سیمی – از طریق کابل LAN – یا به صورت بی‌سیم – از طریق Wifi – منتقل کنند.

روتر اینترنت ماهواره ای

 

کدام شرکت ها در ارائه اینترنت ماهواره ای پیشرو هستند؟

در حال حاضر، دو شرکت اصلی ارائه دهنده اینترنت ماهواره‌ای، شرکت‌های «هیوزنت» و «ویاست» هستند اما استارلینک و پروژه کایپر آمازون نیز در پروژه‌هایی مجزا قصد ارائه اینترنت ماهواره‌ای را دارند. خدمات استارلینک در حالت آزمایشی ارائه شده‌اند به گونه‌ای که در حال حاضر تنها حدود ۱۰۰۰۰ کاربر (مشتری) از آن استفاده می‌کنند. بنابراین، در حال حاضر سه شرکت پیشرو یعنی هیوزنت، ویاست و استارلینک در ارائه اینترنت ماهواره ای پیشرو هستند.

سرعت اینترنت ماهواره ای چقدر است؟

سرعت اینترنت ماهواره‌ای شرکت‌های هیوزنت و ویاست بر اساس بسته‌های مختلف ارائه شده، متفاوت است. ویاست سرعت‌های دانلود تا ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه را پشتیبانی می‌کند و هیوزنت هم در اکثر بسته‌های اینترنت خود، سرعت‌ دانلود تا ۲۵ مگابیت بر ثانیه را ارائه می‌دهد. استارلینک به طور متوسط، سرعتی تا ۱۵۰ مگابیت بر ثانیه را ارائه می‌دهد که بر اساس گفته‌های ایلان ماسک، این سرعت تا ۳۰۰ مگابیت بر ثانیه افزایش پیدا خواهد کرد.

قیمت اینترنت ماهواره ای استارلینک چقدر است؟

هزینه این اینترنت نیز در حال حاضر ماهیانه ۹۹ دلار پیش‌بینی شده است که علاوه بر آن، ۴۹۹ دلار نیز به تهیه تجهیزات آن اختصاص دارد.

استارلینک چیست ؟

به هنگام بررسی این‌ سوال که اینترنت ماهواره ای چیست به شرکت‌ها و پروژه‌های مختلفی می‌رسیم که معروف‌ترین آن‌ها «استارلینک» (Starlink) است. استارلینک به پروژه ویژه شرکت «SpaceX» گفته می‌شود که قرار است ۱۲۰۰۰ ماهواره را در مدار نزدیک زمین (LEO) قرار دهد تا از این طریق، اینترنتی با سرعت بالا و تاخیر پایین فراهم کند. برای این‌که ارتباط مناسبی نیز با سطح زمین برقرار شود، شبکه‌ای عظیم در سطح زمین مورد نیاز خواهد بود و در نتیجه، ۱۲۰۰۰ ماهواره تنها بخشی از زیرساخت‌هایی است که SpaceX باید تامین کند.

استارلینک در فازهای مختلفی اجرا می‌شود و هدف نهایی آن این است که در حدود ۸۰۰۰ ماهواره در ۵۰۰ کیلومتری سطح زمین و ۴۰۰۰ ماهواره در ۱۲۰۰ کیلومتری از سطح زمین قرار بگیرد. از جمله اهداف استارلینک این است که سرعت اینترنت را تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه برساند. البته ایلان ماسک بعدها اعلام کرد که قرار است تعداد این ماهواره‌ها را به ۴۲۰۰۰ عدد برساند.

لازم به ذکر است طبق آخرین آمار، مجموعه کاربران این سرویس در آمریکا،‌ کانادا و انگلیس به تعداد ۱۰۰۰۰ نفر می‌رسد. اگر این پروژه بتواند در نهایت به هر انسان در روی زمین سرعتی معادل ۱۰ گیگابیت بر ثانیه را ارائه کند، به یکی از عظیم‌ترین سرویس‌های ارائه دهنده اینترنت تبدیل خواهد شد. البته ساخت استارلینک ممکن است هزینه بالغ بر ۱۰ میلیارد دلار داشته باشید که بر اساس پیش‌بینی‌ها،‌ تا سال ۲۰۲۵ این شرکت انتظار دارد تا از اینترنت ماهواره ای استارلینک سالانه ۳۰ میلیارد دلار درآمد داشته باشد.

شکل ماهواره های اسپیس ایکس

هر ماهواره در پروژه استارلینک وزنی برابر با ۲۶۰ کیلوگرم دارد که ۶۰ عدد از هرکدام در یک راکت فالکون ۹ از SpaceX جای می‌گیرند. با قرارگیری این ماهواره‌ها در مدار، از انرژی خورشیدی برای تامین الکتریسیته مورد نیاز این ماهواره‌ها استفاده می‌شود. بخش مرکزی شامل ۴ آنتن قدرتمند است و هر ماهواره به کمک مجموعه‌ای از لیزرها به چهار ماهواره دیگر در مدار مرتبط می‌شود. برای اینکه این ماهواره‌ها در مدت طولانی‌تری در مدار قرار بگیرند نیز از «پیشرانه یونی» (Ion Thrusters) بهره گرفته شده است.

شکل ماهواره اسپیس ایکس

چه تعداد ماهواره برای استارلینک به فضا پرتاب شده است؟

اولین ماهواره SpaceX در سال ۲۰۱۸ به طور آزمایشی پرتاب شد. آخرین عملیات پرتاب تا تاریخ نگارش این مطلب در روز یکشنبه نوزدهم اردیبهشت ۱۴۰۰ انجام شده است و تعداد ماهواره‌های پرتاب شده را به عددی نزدیک به ۱۵۰۰ ماهواره می‌رساند.

آیا استارلینک را می‌توان در فضا مشاهده کرد؟

زمانی که اسپیس‌ایکس ماهواره‌های جدیدی به فضا پرتاب می‌کند، به کمک چشم غیرمسلح می‌توان این ماهواره‌ها را مشاهده کرد اما با بالا رفتن و قرار گرفتن در مدار،‌ مشاهده آن‌ها به کمک تلسکوپ امکان‌پذیر است. از آن‌جایی که این ماهواره‌ها در مدارهایی پایین‌تر در گردش هستند، به شکلی درخشان قابل مشاهده خواهند بود و همین امر سبب نگرانی ستاره‌شناسان سبب شده است چراکه آلودگی نوری ایجاد شده توسط آن‌ها، مشاهدات نجومی را با مشکل روبرو خواهد کرد و بر این اساس،‌ اسپیس‌ایکس وعده داده است تا راه‌هایی را برای کاهش این آلودگی نوری پیدا کند. تصویر زیر مربوط به قطاری از ماهواره‌های اسپیس‌ایکس در اردیبهشت ۱۴۰۰ است.

قطار ماهواره استارلینک

آیا اینترنت ماهواره ای را می توان با موبایل دریافت کرد؟

تا اینجا به خوبی می‌دانیم که اینترنت ماهواره ای چیست و برای اتصال به یک روتر و دیش ماهواره هم نیاز داریم و در نتیجه، نمی‌توان به کمک اینترنت سیمکارت به اینترنت ماهواره ای دسترسی پیدا کنیم. این کار به کمک روتر ماهواره‌ای امکان‌پذیر خواهد بود.

معرفی فیلم آموزش آنتن ۲ (آنتن پیشرفته)

در این آموزش یاد گرفتیم که اینترنت ماهواره ای چیست و دانستیم که آنتن‌ها در توسعه این تکنولوژی چه نقش مهمی دارند. به همین دلیل، «فرادرس» دوره‌ای ۱۴ ساعت و ۴۲ دقیقه‌ای را در قالب ۱۰ درس تدوین کرده است که در ادامه به توضیح این دروس خواهیم پرداخت.

در درس اول این آموزش،‌ پارامترهای اساسی آنتن همچون پهنای پرتو، پهنای باند و بهره آنتن مورد بررسی قرار می‌گیرد. در درس دوم، آنتن‌های آرایه‌ای آموزش داده می‌شوند. معادلات انتگرالی از جمله معادله انتگرالی هالن و پاکلینگتون موضوعات مهم درس سوم را تشکیل می‌دهند. درس چهارم به محاسبات امپدانس خودی و متفابل آنتن‌ها اختصاص دارد و آنتن‌های پهن‌باند در درس پنجم آموزش داده می‌شوند. آنتن‌های روزنه‌ای، شیپوری و میکرواستریپ به ترتیب در دروس ششم تا هشتم تدریس خواهند شد. درس نهم به آنتن بازتابنده و انواع مدل‌های آن اختصاص دارد و در نهایت، در درس دهم،‌ سنتز آنتن مورد بررسی قرار می‌گیرد.

پروژه کایپر آمازون چیست؟

حال که می‌دانیم اینترنت ماهواره ای چیست درنتیجه به خوبی با رقابتی بودن آن آشنا شده‌ایم. به همین ترتیب،‌ سایر شرکت‌ها نیز برای ورود به این عرصه دست به کار شده‌اند. پروژه کایپر آمازون نیز با سرمایه‌گذاری ۱۰ میلیارد دلار قصد دارد در حدود بیش از ۳۰۰۰ ماهواره را در مدار نزدیک زمین قرار دهد و این امر، رقابت‌هایی را بین آمازون و اسپیس‌ایکس ایجاد کرده است.

قوانین استفاده از اینترنت ماهواره ای در ایران

بر اساس قانون، ارائه خدمات ماهواره‌ای در ایران تنها از طریق دارندگان پروانه ارائه خدمات ماهواره ای مجاز است. حتی مسافران خارجی که دارنده که اشتراک اینترنت ماهواره‌ای نیز دارند باید دارای مجوز باشند. بنابراین، فعالیت اینترنت ماهواره ای در ایران تنها از طریق مجوزهای ارائه شده امکان‌پذیر است و بدون مجوز نمی‌توان از اینترنت ماهواره ای استفاده کرد و قانونی نیست. برای مطالعه قوانین اینترنت ماهواره‌ای در ایران می‌توانید قانون مربوط به «مقررات حاکم بر حقوق سرزمینی ارائه خدمات ماهواره ای در جمهوری اسلامی ایران» را مطالعه کنید.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

«سهیل بحرکاظمی» دانش‌آموخته کارشناسی ارشد رشته مهندسی نفت، گرایش مهندسی مخازن هیدروکربوری از دانشگاه علوم و تحقیقات تهران است. به عکاسی و شیمی آلی علاقه‌مند است و به عنوان تولیدکننده محتوا در حوزه‌های متنوع از جمله شیمی، هنر و بازاریابی فعالیت دارد.

بر اساس رای 2 نفر

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

3 نظر در “اینترنت ماهواره ای چیست و چگونه کار می کند؟ | پاسخ تمام سوالاتی که دارید

  • سلام
    پهنای باند اینترنت ماهواره ای ژئو چند گیگابایت یا چند ترابایته؟؟
    اینترنت ماهواره ای هیوزنت به چندکاربر می تونه سرویس بده؟

  • حالا مهم نیست اگه تخصص مترجم در حوزهٔ ارتباطات نیست، ولی کاش قبل از این که اعتماد به نفس ترجمهٔ متن تخصصی رو پیدا کنه، یه چهارتا داستان علمی‌تخیلی بخونه لااقل که با اصطلاحات آشنا بشه. «ماهوارهٔ زمین‌ثابت» که نخستین بار در ترجمهٔ متن مقالهٔ مدار زمین‌ثابت کلارک استفاده شده و از همون زمان داره به صورت گسترده در علم ارتباطات استفاده می‌شه، چش بود که سر خود ترجمه شده به «ماهواره فضایی با سرعت چرخش زمین» یا واژهٔ من‌درآوردی «زمین‌آهنگ» که اصلاً معنیش متفاوت با ماهیتشه؟

    1. با سلام؛

      از بازخورد شما بسیار سپاس‌گزاریم. هدف از ارائه مطلب، آشنایی مخاطب با زبانی ساده است و عباراتی مانند «ماهواره فضایی با سرعت چرخش زمین» نیز به همین دلیل در متن آورده شده است. متن مورد نظر با کمی تغییرات، اصلاح شد.

      با تشکر از همراهی شما با مجله فرادرس

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *