احتمالاً نام اینترنت ماهوارهای را بارها شنیدهاید؛ فناوریای که قرار است دسترسی به اینترنت را به مناطقی برساند که ساخت دکل مخابراتی، کابل فیبر نوری یا شبکه زمینی در آنها دشوار یا پرهزینه است. اما برخلاف تصور عمومی، «اینترنت ماهوارهای» صرفاً ارسال اینترنت از فضا به زمین نیست، بلکه زنجیرهای از ایستگاه زمینی، ماهواره، لینکهای رادیویی و شبکه مسیریابی است که باید در کسری از ثانیه با یکدیگر هماهنگ شوند.
به گزارش سیناپرس، طی سال های اخیر و قطعی اینترنت به دلایل مختلف، بسیاری از کاربران بارها با اصطلاح اینترنت ماهواره ای و به ویژه استارلینک مواجه شده و آن را آینده دنیای ارائه خدمات شبکه محسوب می کنند. به همین دلیل در این گزارش قصد داریم شما را با مفهوم دقیق اینترنت ماهواره ای آشنا کنیم. برای درک نحوه کار این فناوری، تصور کنید کاربری در منطقهای دورافتاده قصد دارد یک صفحه اینترنتی را باز کند.
درخواست او ابتدا از طریق یک پایانه یا آنتن مخصوص به ماهواره ارسال میشود. ماهواره این داده را دریافت کرده و بسته به معماری شبکه، آن را به یک ایستگاه زمینی یا ماهواره دیگری منتقل میکند. سپس داده وارد شبکه زمینی و اینترنت جهانی شده و پاسخ، مسیر را در جهت عکس طی میکند تا دوباره به پایانه کاربر برسد. در واقع، ماهواره در بسیاری از شبکهها نقش یک پل ارتباطی در آسمان را ایفا میکند و خود نقشی در تولید اطلاعات ندارد.
در سامانههای سنتی اینترنت ماهواره ای، اینترنت خانه یا محل کار کاربر به یک پایانه زمینی مجهز به آنتن متصل است. این آنتن باید بتواند سیگنال را به ماهواره ارسال و سیگنال دریافتی را دریافت کند. ماهواره نیز با یک یا چند ایستگاه زمینی ارتباط دارد و این ایستگاهها به شبکه اصلی اینترنت متصلاند.
در سامانههای پیشرفتهتر مانند استارلینک، مسیر لزوماً از یک ایستگاه زمینی عبور نمیکند. برخی ماهوارههای نسل جدید میتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و داده را در فضا از یک ماهواره به ماهواره دیگر منتقل کنند تا به نزدیکترین یا مناسبترین نقطه اتصال به شبکه زمینی برسد. اما یک عامل مهم یعنی ارتفاع ماهواره تعیین میکند که این ارتباط چقدر سریع باشد. برای نمونه ماهوارههای خانواده GEO در ارتفاع حدود ۳۶ هزار کیلومتری زمین قرار دارند.
مزیت آنها پوشش بسیار وسیع است، اما فاصله زیاد باعث افزایش تأخیر میشود. در مقابل، ماهوارههای مدار پایین زمین یا LEO در فاصله بسیار کمتری از سطح زمین حرکت میکنند و به همین دلیل میتوانند تأخیر بسیار پایینتری ارائه دهند. البته چون ماهواره LEO دائماً نسبت به کاربر حرکت میکند، برای ایجاد پوشش مستمر معمولاً به تعداد زیادی ماهواره نیاز است.
این همان دلیلی است که نسل جدید اینترنت ماهوارهای بیشتر به سمت صورتهای فلکی متشکل از صدها یا هزاران ماهواره کوچک در مدار پایین زمین حرکت کرده است. در چنین شبکهای، ارتباط کاربر نیز ممکن است از یک ماهواره به ماهواره دیگر منتقل شود و هنگامی که یک ماهواره از محدوده مناسب خارج میشود، شبکه اتصال را به ماهواره دیگری که در حال ورود به محدوده است منتقل میکند.
در اینترنت ماهوارهای سنتی، معمولاً کاربر به یک پایانه اختصاصی و آنتن نیاز دارد. اما در فناوری موسوم به Direct-to-Device یا D2D، هدف این است که تلفن همراه بتواند مستقیماً با ماهواره ارتباط برقرار کند؛ یعنی بدون آنکه الزاماً به یک دکل زمینی متصل باشد به ماهواره متصل شود.
این فناوری میتواند در مناطقی مانند بیابانها، کوهستانها، اقیانوسها و مناطقی که پوشش زمینی وجود ندارد، اهمیت زیادی داشته باشد. با این حال، D2D فعلاً قرار نیست جایگزین کامل شبکههای زمینی شود و انجمن جهانی سامانه ارتباطات همراه (GSMA) تأکید کرده است که محدودیت ظرفیت و بهرهوری طیفی باعث میشود ارتباط مستقیم ماهوارهای بیشتر مکمل شبکههای زمینی باشد تا جایگزین آنها.
این تفاوت اهمیت زیادی دارد: اینترنت ماهوارهای میتواند پهنایباند پرسرعت را از طریق پایانه اختصاصی به یک خانه یا سازمان برساند، در حالی که D2D بیشتر برای ایجاد پوشش ارتباطی در نقاط خارج از دسترس شبکههای زمینی، پیامرسانی، ارتباطات اضطراری و در آینده برخی خدمات دادهای طراحی میشود.
اینترنت ماهوارهای جای فیبر نوری را نمیگیرد
حال ممکن است یک سوال برای شما مطرح شود که اگر ماهواره میتواند تقریباً هر نقطهای را پوشش دهد، چرا تمام جهان را به اینترنت ماهوارهای متصل نکنیم؟ پاسخ این سوال در ظرفیت است زیرا ماهواره باید منابع رادیویی خود را میان تعداد زیادی کاربر تقسیم کند و هرچه تعداد کاربران در یک منطقه افزایش یابد، ظرفیت موجود میان آنها تقسیم میشود و احتمال افت سرعت و افزایش ازدحام بیشتر میشود. گزارشهای اخیر کمیسیون ارتباطات فدرال آمریکا نیز نشان میدهد که عملکرد واقعی اینترنت ماهوارهای به عواملی مانند محل کاربر، زمان استفاده، ظرفیت شبکه و میزان ازدحام وابسته است و در بسیاری از مناطق همچنان از فیبر نوری و برخی شبکههای زمینی ضعیفتر است.
از سوی دیگر، کاربر اینترنت ماهواره ای باید دید مستقیم مناسبی به ماهواره داشته باشد. ساختمانها، درختان و موانع فیزیکی میتوانند کیفیت ارتباط را کاهش دهند. بنابراین نقطه قوت اصلی اینترنت ماهوارهای الزاماً رقابت با فیبر نوری در شهرهای بزرگ نیست؛ مزیت اصلی آن جایی آشکار میشود که رساندن فیبر، کابل یا دکل زمینی دشوار، زمانبر یا اقتصادی نیست.
به همین دلیل احتمالاً آینده ارتباطات، انتخاب میان اینترنت زمینی یا ماهوارهای نخواهد بود؛ بلکه ترکیبی از هر دو آن ها خواهد بود و حتی ممکن است در آینده تلفن همراه بدون آنکه کاربر متوجه شود، میان شبکه زمینی و ماهوارهای جابهجا شود؛ درست همانطور که امروز بین دکلهای مختلف تلفن همراه جابهجا میشود.
به این ترتیب، شاید مهمترین تحول اینترنت ماهوارهای این نباشد که اینترنت را به فضا ببریم، بلکه این باشد که مرز میان شبکه زمینی و شبکه فضایی را تا حد زیادی از دید کاربر از بین ببریم.
گزارش: نیروانا محمدحسینی