تلفن های ماهواره ای چگونه کار می کنند؟

تکنولوژی تلفنای همراه هر روز با سرعت بیشتری به جلو پیش میره. محصولی که چند سال قبل در ابعاد و وزن یه آجر ساخته شده و فقط قادر به ایجاد تماس تلفنی بود، حالا به ابزاری هوشمند تبدیل شده که تقریباً هیچ محدودیتی رو نمیشه واسه اون متصور شد.

البته یه مشکل بزرگ پیش روی موبایلا هست، و اونم سیگنال شبکه س. موبایلا به دکلای سلولی وابسته ان تا با شدت سیگنالی متغیر به اونا وصل می گردن، اما در جایی که تلفنای سلولی عمل نمی کنن، مزیت تلفنای ماهواره ای به چشم میاد.

تلفنای ماهواره ای در هر جایی قابل استفاده هستن و امکان ایجاد تماس از هر مکانی رو جفت و جور میسازن، چون زیرساخت ارتباطی اونا به سطح زمین وابسته نیس. تلفنای ماهواره ای به شبکه سلولی زمینی وصل نمی شن، بلکه داده ها رو مستقیماً با ماهواره های قرار گرفته در مدار زمین رد و بدل میسازن.

این جهش تکنولوژیک، تونست سَت فونا رو از قید و بند همتایان زمینی شون رها سازه. پس میشه از تلفنای ماهواره ای در مناطق بسیار دور افتاده و کم جمعیت یا کشورای فقیر و هم اینکه سرزمینای دچار بلاهای طبیعی استفاده کرد.

در بخش سیستمای ماهواره ای، معمولاً لفظ تلفن به کار نمی ره و بیشتر به اونا ترمینال می گن. اما فارغ از نام، این دیوایسا واسه ایجاد رابطه کاربر با ماهواره به طور کاملً لازمن.

مثل تلفنای همراه، ترمینالا هم کارکردهای پایه ای موبایلا رو دارن، اما با اینکه ابعاد و وزنی بسیار بیشتر از تلفنای همراه دارن، قابلیتاشون خیلی پیشرفته نیس. در واقع سَت فونا یه تلفن ساده هستن که بیشترً واسه ایجاد تماس یا ارسال پیامای صوتی کوتاه استفاده می شن.

گفتنیست بیشتر موبایلای الان هم می تونن با ماهواره ها رابطه برقرار کنن، اما این کارکرد یه سویه بوده و فقطً واسه دریافت سیگنالای ماهواره های موقعیت یاب جهانی یا GPS استفاده می شه. در مقابل تلفن ماهواره ای می تونه رابطه صوتی و دیتا رو براساس لینک ماهواره ای بسازه.

در ادمه به بررسی مزیتای سیستم ماهواره ای در مقایسه با شبکه های سلولی زمینی می پردازیم، و فرق بین نوعای جورواجور سَت فونا رو بررسی می کنیم.

شکلای جور واجور سیستمای تلفن ماهواره ای

سیستمای تلفن ماهواره ای بسته به تکنولوژیای پیاده شده به وسیله کمپانیای مربوطه، قابلیتای متفاوتی رو اجرا می کنن. بعضی از اونا از ماهواره های زمین آهنگ (Geosynchronous) بهره می گیرن، و یه سریای دیگه هم از سیستمای LEO یا مدار نزدیک زمین استفاده می کنن، که هرکدوم امتیازات و مشکلات خاص خودشون رو دارن.

ماهواره های زمین آهنگ (که ماهواره های مدار GEO یا مدار نزدیک به زمین هم میگن) با گردش زمین هماهنگ هستن، یعنی موقعیت اونا در آسمون تا حد زیادی ثابت باقی می مونه. اونا در مداری دور به فاصله حدود ۳۵ هزار کیلومتری قرار گرفته و همیشه هم جهت با خط استوا جای می گیرن.

این ماهواره ها بسیار بزرگ و قوی هستن، و هرکدوم از اونا میتونه بخش بزرگی از سطح جغرافیایی زمین رو تحت پوشش بذاره. در واقع یه شرکت مخابراتی فقط با ۳ یا ۴ ماهواره GEO می تونه تقریباً کل زمین رو به سرویس خودش مجهز سازه.

Inmarsat-GEO-Constellation

به خاطر همین در اینجور ماهواره هایی، حجم بزرگی از داده پشتیبانی می شه، یعنی نه فقط واسه تماس صوتی، بلکه واسه استریم ویدیو، اشتراک گذاری فایل، ارسال متن، پخش تلویزیون و چیزای دیگه ای به جز اینا هم به کار می رن. اینمارست و ثریا دو نمونه از کمپانیایی هستن که از مدار GEO استفاده می کنن.

یکی از مشکلات ماهواره های زمین آهنگ، اینه که فاصله زیاد اونا با زمین باعث ایجاد تأخیر حدود ۲۵۰ میلی ثانیه در هر مرحله می شه، یعنی رابطه دو طرف با حدود ۰٫۵ ثانیه تأخیر صورت میگیره. پس وقتی با فردی صحبت می کنین، باید کمی مکث کنین تا جواب اونو دریافت کنین، ضمن اینکه بعضی وقتا صدا به شکلی بد درخشش پیدا میکنه.

هم اینکه به خاطر تعداد کم ماهواره ها، کارکرد بد یا تعمیرات دوره ای هرکدوم از اونا باعث قطع پوشش بخش بزرگی از کره زمین می شه، و از اونجا که این ماهواره ها هم جهت با خط استوا قرار دارن، مناطق نزدیک به قطب سیگنال خیلی خوبی ندارن.

thuraya-logo

اما بزرگ ترین مشکل در سیستمای زمین آهنگ، ابعاد ترمینال اوناس. واسه رابطه با این ماهواره ها نیاز به دستگاهی تقریباً به اندازه یه لپ تاپ بزرگ دارین که بیشتر اونو آنتن جهت دار تشکیل داده. هم اینکه واسه دریافت بهترین سیگنال ممکن، لازمه آنتن رو کالیبره کرده و دقیقاً به سمت ماهواره مورد نظر تنظیم کنین.

به کار گیری مدار پایین زمین

ماهواره های LEO در پایین ترین مدار گردشی زمین قرار دارن که حدوداً در فاصله ۱۵۰۰ کیلومتری واقع شده، و شرکتایی مثل گلوبال استار و ایریدیوم در این مورد فعالیت دارن. اگه ماهواره های GEO رو به عنوان گوریل صنعت فوق در نظر بگیریم، سیستمای LEO نقش پشه رو دارن.

این ماهواره ها بسیار کوچیک تر و سبک تر هستن، ضمن اینکه تعداد اونا هم خیلی زیاده.

از اونجا که این سیستما فاصله کمی با زمین دارن، حدود ۶۰ عدد از اونا واسه پوشش دادن کل زمین لازم میشه. در هر لحظه دو یا چند عدد از این ماهواره ها یه منطقه رو تحت پوشش قرار میدن. سیستمای LEO با سرعت ۲۷۳۵۹ کیلومتر بر ساعت، در هر ۲ ساعت یه بار دور زمین می گردن.

globalstar-logo

این مدارهای نزدیک و سریع، خدمات مطمئنی رو واسه بخش بزرگ کره زمین به همراه دارن. پس اگه دانشمندی در منطقه جنوبگان در شرایطی اضطراری قرار داشته باشه، ماهواره های LEO می تونن رابطه اونو با مقصد برقرار کنن.

سیستمای LEO کیفیت تماس عالی، تأخیر خیلی کم (حدود ۵۰ میلی ثانیه از هر طرف) و توانایی اطمینان بالایی دارن. هم اینکه توان مصرفی ترمینالاشون در مقایسه با مدلای مربوط به سیستم GEO بسیار کمتر بوده، ولی سرعت انتقال داده در اونا بسیار کمه و در آخرً به ۹۶۰۰ بیت بر ثانیه می رسه.

یکی از امتیازات اصلی سیستمای LEO اینه که به آنتن بزرگی نیاز ندارن، پس ترمینالای این سیستم فقط کمی بزرگ تر از موبایلای الان هستن و خیلی راحت در جیب جای می گیرن.

با این حال به کار گیری هرکدوم از سیستمای LEO یا GEO به رابطه مستقیم و بدون مانع بین ترمینال و ماهواره بستگی داره. یعنی اگه در محیط داخلی هستین، واسه ایجاد تماس باید به فضای باز قدم بذارین.

Iridium-LEO-Constellation

این راه دید مستقیم در مورد ماهواره های GEO مشکلات زیادی رو داره، مخصوصا اگه در مناطقی با جنگلای انبوه یا کوهستانی قرار بگیرین. اما در سیستم LEO با در نظر گرفتن اینکه تعداد بیشتری ماهواره از فضای بالای سر شما عبور می کنن، احتمال ایجاد رابطه بسیار بیشتر میشه.

در سیستم رابطه ماهواره ای اگه شخصی در فضای بسته با سیگنال بسیار ضعیف قرار گرفته باشه و کس دیگه ای بخواد با اون تماس بگیره، اعلان کوتاهی واسه گیرنده فرستاده میشه تا از درخواست تماس باخبر شه. پس از اون، فرد می تونه به محیط باز رفته و رابطه رو برقرار کنه.

مشکلات پیش روی تلفنای ماهواره ای

تلفنای ماهواره ای به خاطر وجود فرازمینی و بدون مرز، چه از نظر تکنولوژیکی و چه از دید سیاسی، با قوانین متفاوتی روبرو هستن و به کار گیری اونا در خیلی از کشورای دنیا واسه شهروندان عادی جرم حساب می شه.

هم اینکه در کشورای درگیر جنگ که ارتباطات موبایلی وضعیت خوبی ندارن، سَت فونا به گزینه اصلی نیروهای درگیر تبدیل شده که نمونه روشن اونو میشه داعش دونست.

با این حال با اینکه تلفن ماهواره ای رابطه بدون مرز رو واسه کاربر داره، اما باید این نکته رو هم مورد به این موضوع دقت لازم رو به عمل بیارین که ردیابی موقعیت مکانی سیگنالای این وسیله خیلی راحت شدنیه، مگه اینکه سیستمای پیشرفته درهم سازی سیگنال استفاده کرده شه.

نکته دیگه اینه که تلفنای ماهواره ای در برابر شرایط آب و هوایی هم آسیب پذیرن. مثل تلفنای همراه و دیگه شکلای جور واجور ارتباطات رادیویی، توفانای بزرگ خورشیدی و دیگه پدیده های طبیعی می تونن کارکرد اونو دچار مشکل کنن.

هزینه به کار گیری تلفنای ماهواره ای

سَت فونا در مقایسه با همتایان زمینی خود، تکنولوژی منحصر به فردی رو به همراه دارن و پس مثل بیشتر دیوایسای خاص، قیمت اونا هم بسیار بالاست. البته اینکه شرکت تأمین کننده از سیستم GEO استفاده کنه یا مدار LEO رو استفاده کنه، اثر زیادی بر قیمت پایانی داره.

البته جدا از تأمین کننده، ترمینالا و دیوایسای مورد استفاده در این نوع تکنولوژی هم بسیار پر هزینه هستن. در زمونه ای که خیلی از اپراتورهای مخابراتی، موبایلای پیشرفته رو با قیمتی کم و حتی رایگان در اختیار مشترکین قرار میدن، دریافت آسونترین تلفن ماهواره ای حدود ۱۰۰۰ دلار هزینه داره.

هم اینکه سَت فونای موافق با سیستم ماهواره های GEO که به شکل یه کیف بزرگ عرضه می شن، قیمتی چند هزار دلاری دارن.

با اینکه شاید هزینه خرید دیوایس رو به عنوان سرمایه گذاری اولیه حساب کرد، اما به کار گیری این سیستم هم هزینه بالایی رو داره. مشاهده قیمتایی بیشتر از یه دلار به ازای هر دقیقه صحبت یا هر پیام متنی در این صنعت چیز عجیبی نیس.

دریافت تماس می تونه هزینه خیلی بیشتری رو داشته باشه، به خصوص اگه تماس از خطوط زمینی انجام شده باشه. در این حالت باید چندین دلار به ازای هر دقیقه صحبت بپردازید. در آخر، بیشترین هزینه واسه وقتی منظور می شه که دو طرف صحبت در شبکه ماهواره ای متفاوتی قرار داشته باشن.

شرکتای ارائه دهنده خدمات تلفن ماهواره ای هم خوب از هزینه بالای خدماتشون آگاهند. به خاطر همین بیشتر اونا سرویس رو به صورت پیش پرداخت عرضه می کنن. در نتیجه احتمال اینکه افراد بی توجه با قبضای کمرشکن در آخر ماه مواجه شن، به کمترین حد ممکن می رسه.

واسه کاهش هزینه، بعضی شرکتا دیوایسای ماهواره ای دوحالته رو پیشنهاد میدن. این تلفنا هم با شبکه های موبایل زمینی سازگارند و اگه منطقه دلخواه به پوشش این شبکه مجهز باشه، رابطه رو از راه اونا برقرار میسازن.

تلفنای دوحالته تنها وقتی به رابطه ماهواره ای متوسل می گردن که هیچ راه دیگه ای وجود نداشته باشه، و اینطوری علاوه بر کاهش هزینه، پوشش کامل در همه قسمتای زمین هم واسه کاربر تضمین می شه.

هم اینکه اگه به مدت کوتاه به این فناوری نیازمندید، به جای خرید یه دستگاه گرون می تونین یکی از اونا رو با هزینه بسیار کمتر کرایه کنین تا در سفرهای کوتاه یا مناطق خاص از اون بهره گیرید.

اما فارغ از بحث قیمت، تلفنای ماهواره ای فضای خالی بزرگی رو در عصر ارتباطات پوشش دادن و بدون اونا، خیلی از قسمتای جهان از خدمات پایه ای بی بهره می موندن. شاید واسه آدمایی که ایجاد یه تماس ساده تعیین کننده مرگ و زندگی اونا بوده، پرداخت هیچ هزینه ای زیاد به نظر نرسه.

سخن پایانی

فناوری تلفن ماهواره ای الان در بعضی از قسمتای جهان به تنها وسیله ارتباطی بدل شده و البته حساسیتای شدیدی هم روی اون هست، به خصوص در کشورهایی که درگیر جنگ داخلی و بحرانای داخلی هستن و یا ارتباطات موبایلی زمینی در اونا ممکن نیس.

با این حال، آینده این تکنولوژی در هاله ای از ابهام قرار داره. با پیشرفت پوشش شبکه های مخابراتی، خیلی از کاربران قبلی تکنولوژی ماهواره ای به گزینه های ارزون تر و قابل لمس تر زمینی روی آورده ان. اما با پیشرفتای همیشگی در صنعت مخابرات ماهواره ای، شاید اونا هم بتونن رقابت خود رو ادامه.

در آخر، هیچکی از آینده تکنولوژی خبر نداره و شاید روزی، تنها راه ایجاد رابطه راه دور، به کار گیری تلفنای ماهواره ای باشه.

پاسخی بگذارید

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