اینترنت ماهواره‌ای چیست و چگونه کار می‌کند؟

به گزارش پیوست، در عصری که اتصال دیجیتال بر آن تسلط دارد، اینترنت ماهواره‌ای به عنوان یک فناوری انقلابی ظاهر شد و نحوه دسترسی و تجربه ما را به دنیای آنلاین متحول کرد. برخلاف خدمات پهنای باند سنتی که بر زیرساخت‌های زمینی متکی است، اینترنت ماهواره‌ای سیگنال‌های اینترنت پرسرعت را مستقیماً از فضا به زمین ارسال می‌کند. این رویکرد نوآورانه امکان اتصال جهانی را فراهم می‌کند و از این طریق می‌توان به دورافتاده‌ترین و محروم‌ترین مناطق دسترسی داشت. 

اینترنت ماهواره‌ای، راهی نو برای دسترسی جهانی

اینترنت ماهواره‌ای راهی برای اتصال به اینترنتی است که به جای استفاده از کابل یا خطوط تلفن روی زمین، از ماهواره‌هایی که به دور زمین می‌چرخند، استفاده می‌شود. تصور کنید شبکه عظیمی از ماهواره در آسمان وجود دارد که داده‌های اینترنتی را به زمین منتقل می‌کند. این فناوری می‌تواند گزینه مناسبی برای افرادی باشد که در مناطق دور افتاده‌ای زندگی می‌کنند که هیچ اتصال کابلی یا دکل تلفن همراهی در آنجا وجود ندارد.

اینترنت ماهواره‌ای مزایای خاصی دارد که آن را برای برخی مناطق به انتخابی عالی تبدیل می‌کند، از جمله این مزایا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

• پوشش گسترده: مهم‌ترین مزیت آن، دسترسی آسان به آن در هر نقطه از زمین است. برخلاف اینترنت کابلی یا DSL که استفاده از آن نیازمند زیرساخت‌های زمینی است، اینترنت ماهواره‌ای از طریق ماهواره‌هایی که به دور زمین می‌چرخند کار می‌کند و بنابراین فرقی نمی‌کند شما در یک کلان شهر باشید یا وسط کویر به هر حال به اینترنت دسترسی خواهید داشت.

• مناسب مناطق دور افتاده: این ویژگی اینترنت ماهواره‌ای را به نجات‌دهنده افرادی تبدیل کرده است که در مناطق روستایی یا دور افتاده زندگی می‌کنند و به اینترنت پرسرعت دسترسی ندارند.

• راه‌اندازی سریع: در مقایسه با اینترنت کابلی که نیازمند کابل‌کشی و صرف زمان برای نصب است، معمولا این اینترنت به سرعت راه‌اندازی می‌شود.

• مقاومت در برابر قطعی: این نوع اینترنت نسبت به اینترنت‌های کابلی یا خطوط تلفن در برابر شرایط متفاوت آب‌ و هوایی یا حوادث احتمالی مقاوم‌تر است.

معایب اینترنت ماهواره‌ای

با وجود مزایای ذکر شده، اینترنت ماهواره‌ای شامل معایبی هم است. در ادامه به این معایب پرداخته شده است.

• سرعت پایین: این نوع اینترنت معمولا سرعت پایین‌تری نسبت به اینترنت کابلی یا فیبر نوری دارد. این موضوع به خاطر مسافت زیاد و تأخیر زمانی است که سیگنال باید بین ماهواره و زمین طی کند.

• وجود تأخیر (Latency): همانطور که گفته شد، سیگنال اینترنت ماهواره‌ای باید مسافت زیادی را طی کند که باعث ایجاد تأخیر (latency) زیاد می‌شود. این تأخیر برای کارهایی مثل بازی‌های آنلاین یا ویدیو کنفرانس می‌تواند مشکل‌ساز باشد.

• هزینه قابل توجه: هزینه راه‌اندازی و اشتراک ماهانه معمولا از اینترنت کابلی گران‌تر است.

• تاثیرپذیری از شرایط آب و هوایی: بارش شدید برف یا باران می‌تواند بر کیفیت سیگنال تأثیر بگذارد.

چطور اینترنت ماهواره‌ای اطلاعات را ارسال و دریافت می‌کند؟

اینترنت ماهواره‌ای برای ارسال و دریافت اطلاعات از یک مسیر طولانی استفاده می‌کند. در ادامه به نحوه طی شدن این مسیر نگاهی انداخته‌ایم.

۱- فرستادن از زمین

همه چیز از یک مودم ماهواره‌ای کوچک که روی پشت بام یا حیاط خانه شما نصب می‌‌شود شروع می‌شود. این مودم، اطلاعات را که می‌خواهید به اینترنت ارسال کنید از کامپیوتر شما دریافت می‌کند. سپس، مودم این اطلاعات را به سیگنال‌هایی با فرکانس بالا تبدیل می‌کند. در نهایت، این سیگنال‌ها با استفاده از یک آنتن بشقابی شکل قدرتمند به سمت یکی از ماهواره‌های موجود در فضا فرستاده می‌شود.

۲- سفر در فضا

سیگنال‌های ارسالی شما، مسافت زیادی را تا رسیدن به ماهواره طی می‌کند. بسته به موقعیت ماهواره، این مسافت می‌تواند تا ۱۰ها هزار کیلومتر باشد.

۳- تقویت در فضا

هنگامی که سیگنال به ماهواره می‌رسد، ماهواره آن را تقویت کرده و مسیر آن را به سمت دیگری از زمین تغییر می‌دهد. ماهواره‌های اینترنتی دارای چندین آنتن است که به آنها اجازه داده می‌شود با ایستگاه‌های زمینی مختلف و همچنین کاربران نهایی در نقاط دور دنیا ارتباط برقرار کنید.

۴- بازگشت به زمین

سیگنال تقویت شده توسط ماهواره، به یک ایستگاه زمینی دیگر که در نقطه‌ای دیگر از کره زمین قرار دارد فرستاده می‌شود.

۵- رسیدن به اینترنت

ایستگاه زمینی، سیگنال را دریافت کرده و آن را به شبکه بزرگتر اینترنت متصل می‌کند. در این مرحله، اطلاعات شما می‌تواند به هر کجای دنیا که اینترنت داشته باشد فرستاده شود.

۶- دریافت روی زمین

برای دریافت اطلاعات، فرآیند مشابهی اما در جهت عکس رخ می‌دهد. ایستگاه زمینی دیگر، اطلاعات مورد نظر شما را از اینترنت دریافت می‌کند. سپس این اطلاعات به ماهواره فرستاده می‌شود و در نهایت، ماهواره سیگنال را به سمت مودم ماهواره ای شما هدایت می‌کند. مودم، سیگنال را دریافت کرده و آن را به اطلاعات قابل فهم برای کامپیوتر شما تبدیل می‌کند.

کل این فرآیند، در کسری از ثانیه اتفاق می افتد، اما به دلیل مسافت طولانی که سیگنال باید طی کند، اینترنت ماهواره ای معمولا کندتر از اینترنت کابلی یا فیبر نوری عمل می‌کند.

اجزای اصلی سیستم اینترنت ماهواره ای

اینترنت ماهواره‌ای برای برقراری ارتباط به چند جزء اصلی نیاز دارد. بیایید با هم نگاهی به این اجزا بیندازیم:

ماهواره‌ها

• ستاره‌های درخشانی که در آسمان می‌بینیم، قطعا ماهواره‌های اینترنتی نیستند! این ماهواره‌ها بسیار کوچک‌‌اند و در مدار زمین و بالاتر از جو زمین قرار دارند.
• وظیفه اصلی ماهواره‌ها، دریافت سیگنال‌های ارسالی از زمین، تقویت آنها و فرستادن‌شان به نقطه دیگری روی زمین است.
• برای اینکه در هر نقطه‌ای روی زمین بتوان به اینترنت ماهواره‌ای دسترسی داشت، شبکه‌ای از ماهواره‌ها در حال گردش به دور زمین هستند.

ایستگاه‌های زمینی

ایستگاه‌های زمینی، نقش واسطه بین کاربران و ماهواره‌ها را بازی می‌کنند. این ایستگاه‌ها مجهز به آنتن‌های قدرتمندی هستند که می‌توانند با ماهواره‌ها ارتباط برقرار کنند. وظیفه ایستگاه‌های زمینی دریافت سیگنال‌های ارسالی از کاربران و فرستادن آنها به ماهواره‌ها و همچنین دریافت سیگنال از ماهواره‌ها و هدایت آنها به سمت کاربران است. ایستگاه‌های زمینی در نقاط مختلفی روی کره زمین قرار دارند.

تجهیزات کاربر

برای اینکه بتوانید از این نوع اینترنت استفاده کنید، به دو قطعه سخت افزار نیاز دارید:

• مودم ماهواره‌ای : این مودم شبیه مودم‌های کابلی یا ADSL است، با این تفاوت که به جای اتصال به خطوط تلفن یا کابل، به ماهواره‌ها متصل می‌شود. مودم سیگنال‌های ارسالی از کامپیوتر شما را تبدیل می‌کند و به سمت ماهواره می‌فرستند. همچنین، سیگنال‌های دریافتی از ماهواره را دریافت و قابل فهم برای کامپیوتر شما می‌کند.

• آنتن بشقابی: برای برقراری ارتباط با ماهواره، به یک آنتن بشقابی شکل نیاز دارید که روی پشت بام یا حیاط خانه شما نصب می‌شود. این آنتن سیگنال‌های ارسالی و دریافتی را با ماهواره‌ها تبادل می‌کند.

این ۳ جزء اصلی با هم کار می‌کنند تا به شما امکان اتصال به اینترنت را از طریق ماهواره‌ها بدهد. در واقع، اینترنت ماهواره‌ای یک شاهکار مهندسی است که اینترنت را به دورترین نقاط کره زمین می‌رساند.

ارتفاع و مدارهای ماهواره‌های اینترنتی

ارتفاعی که ماهواره‌ها در آن قرار می‌گیرند، تاثیر مستقیمی بر عملکرد این نوع از اینترنت دارد. ۲ نوع مدار اصلی برای ماهواره‌های اینترنتی وجود دارد:

مدار زمین‌ همگام (GSO)

در این نوع مدار، ماهواره‌ها در ارتفاع بسیار بالا، نزدیک به ۳۶ هزار کیلومتر فاصله از زمین قرار می‌گیرد. به دلیل این ارتفاع زیاد، تعداد کمی ماهواره برای پوشش کل کره زمین کافی است. از مزایای این مدار می‌توان به پوشش گسترده و ثابت بودن سیگنال اشاره کرد. با این حال، به دلیل مسافت زیاد بین ماهواره و زمین، این نوع اینترنت معمولا سرعت پایین‌تری نسبت به نوع دیگر دارد و همچنین تأخیر (latency) آن بیشتر است.

مدار لئو

ماهواره‌های مدار لئو در ارتفاع بسیار پایین‌تری بین ۲۰۰ تا ۱۲۰۰ کیلومتر نسبت به مدار زمین همزمان قرار می‌گیرد. برای پوشش کل کره زمین، به تعداد بسیار بیشتری از این ماهواره‌ها ‌نیاز است.

از مزایای این مدار می‌توان به سرعت بالاتر و تأخیر کمتر اینترنت اشاره کرد. با این حال، به دلیل اینکه هر ماهواره تنها منطقه خاصی را پوشش می‌دهد، ممکن است در زمان‌هایی که ماهواره از بالای سر شما عبور نمی‌کند، با قطعی موقت سیگنال مواجه شوید.

انتخاب نوع مدار برای اپراتورهای ماهواره‌ای بستگی به اولویت‌های آنها دارد. اگر اولویت پوشش گسترده و ثابت بودن سیگنال باشد، از مدار زمین همزمان استفاده می‌شود. اما اگر اولویت سرعت بالاتر و تأخیر کمتر باشد، از مدار لئو استفاده می‌شود.

هنگام انتخاب اینترنت ماهواره‌ای، توجه به ارتفاع مدار ماهواره‌ها مهم است. مدارهای بالاتر، پوشش گسترده‌تری را ارائه می‌کند اما سرعت پایین‌تر و تأخیر بیشتری دارد. در مقابل، مدارهای پایین‌تر سرعت بالاتر و تأخیر کمتری دارند اما ممکن است با قطعی‌های موقت سیگنال مواجه شوید.

ارائه‌دهندگان اینترنت ماهواره‌ای

به دلیل محدودیت‌های قانونی که در ایران برای اینترنت ماهواره‌ای وجود دارد، در حال حاضر شرکت‌های داخلی نمی‌توانند این سرویس را به‌طور گسترده ارائه دهند. با این حال، در سطح جهانی، شرکت‌های مختلفی هستند که در این زمینه فعالیت می‌کنند. در اینجا به چند نمونه از آنها اشاره می‌کنیم:

• استارلینک (Starlink): این شرکت متعلق به ایلان ماسک، مدیرعامل تسلا و اسپیس ایکس است. استارلینک در حال حاضر یکی از بزرگ‌ترین شبکه‌های ماهواره‌ای اینترنت را در مدار لئو دارد و اینترنت پرسرعت و کم‌تأخیر را به نقاط مختلف دنیا ارائه می دهد. البته، به دلیل مسائل قانونی، در ایران قابل دسترس نیست.

• ویاست (Viasat): این شرکت آمریکایی یکی از پیشگامان اینترنت ماهواره‌ای است و سال‌هاست که در این زمینه فعالیت می‌کند. ویاست از مدار زمین همزمان استفاده می‌کند و پوشش گسترده‌ای را در سراسر جهان ارائه می‌دهد.

• یوتل‌سات (Eutelsat): این شرکت اروپایی، علاوه‌بر خدمات ماهواره‌ای برای تلویزیون و مخابرات، اینترنت ماهواره‌ای را نیز ارائه می دهد. یوتل‌سات از هر ۲ مدار زمین همزمان و مدار لئو استفاده می‌کند.

• اینمارست (Inmarsat): این شرکت بریتانیایی بیشتر روی ارائه خدمات ماهواره‌ای برای صنایع دریایی و حمل و نقل تمرکز دارد. با این حال، اینمارست اینترنت ماهواره‌ای را نیز برای برخی از مناطق دور افتاده ارائه می‌دهد.

• وان‌وب (OneWeb): یک شرکت هوافضای انگلیسی است. منظومه ماهواره‌ای وان‌وب یک منظومه ماهواره‌ای پیشنهادی است که از مجموعه ۸۸۲ ماهواره برای فراهم‌سازی امکان دسترسی به اینترنت در سطح جهان تشکیل شده‌ است.

به‌طور کلی ۲ ارائه‌دهنده اصلی اینترنت ماهواره‌ای مسکونی در ایالات متحده است. استارلینک (از SpaceX) اخیراً در دسترس قرار گرفته است و پروژه کویپر (از آمازون) نیز سرویس اینترنت ماهواره‌ای را ارائه خواهد کرد. تعداد محدودی از ارائه‌دهندگان خدمات این نوع از اینترنت در دسترس مشتریان مسکونی (این شما هستید!) وجود دارد، اما خوشبختانه، ۳ ارائه‌دهنده خدمات موجود ارزش متفاوتی دارد. Starlink بالاترین سرعت و محدودیت داده را دارد، اما از لحاظ دسترسی هم کمتر قابل دستیابی است. HughesNet ارزان‌ترین اینترنتی که در همه جا در دسترس است، اما سرعت آن تا ۵۰ مگابیت در ثانیه نیز می‌رسد.

اینترنت ماهواره‌ای چگونه کار می‌کند؟

اینترنت ماهواره‌ای از امواج رادیویی برای برقراری ارتباط با ماهواره‌ایی که به دور زمین می‌چرخند استفاده می‌کند. داده‌ها از طریق یک شبکه ارتباطی ارسال و دریافت می‌شود. داده‌ها از طریق مودم و بشقاب، به ماهواره در فضا منتقل می‌شود، سپس  به ایستگاه‌های زمینی معروف به مراکز عملیات شبکه (NOC)  بازمی‌گردد. پس از این فرآیند، داده‌ها از طریق این شبکه به فضا و سپس به بشقاب ماهواره‌ای شما روی زمین برمی‌گردند تا داده‌ها را روی دستگاه شما تحویل دهند.

تکامل فناوری ماهواره‌ای

رسیدن به این مرحله از پیشرفت، گذر از مسیری است که ابتدا ناآشنا بود و چالش‌های متعددی داشت. امروزه اما این فناوری نسبت به گذشته بیشتر شناخته شده و البته که همچنان شامل چالش‌هایی است.

• تحولات و محدودیت‌های اولیه

فناوری ماهواره‌ای در ابتدای راه با چالش‌های متعددی روبه‌رو بود. پهنای باند محدود و هزینه‌های بالا کاربردهای آن را محدود کرده است. با این حال، نوآوری بی‌امان، راه را برای پیشرفت‌ها هموار و زمینه را برای تولد اینترنت ماهواره‌ای فراهم کرد.

• پیشرفت‌های منتهی به اینترنت ماهواره‌ای

  تکامل فناوری ماهواره شاهد گام‌های مهمی بود، از پرتاب اسپوتنیک تا توسعه صورت فلکی ماهواره‌ای پیچیده جزوی از این مسیر تکامل فناوری ماهواره‌ای است. این پیشرفت‌ها نه تنها پوشش را گسترش داد بلکه پایه و اساس انتقال یکپارچه سیگنال‌های اینترنتی از فضا را نیز ایجاد کرد.

• مزیت کلیدی ظهور اینترنت ماهواره‌ای

یکی از مزایای کلیدی این نوع از اینترنت در انعطاف‌پذیری آن در برابر موانع فیزیکی روی زمین است. مناطق دور افتاده، جزایر و مناطق کوهستانی که زمانی از قلمرو دیجیتال جدا شده بودند، اکنون می‌توانند به‌طور یکپارچه به جامعه آنلاین جهانی بپیوندند. این فراگیری فراتر از مرزها گسترش می‌یابد و اینترنت ماهواره‌ای را به کاتالیزوری برای ارتباطات و همکاری جهانی تبدیل می‌کند.

علاوه‌بر این، اینترنت ماهواره‌ای نقش مهمی در واکنش و بازیابی مخاطرات و بلایا ایفا می‌کند. در شرایطی که شبکه‌های زمینی ممکن است به خطر بیفتد، ماهواره‌ها اتصال بی‌وقفه را تضمین می‌کند و خدمات اضطراری، سازمان‌های بشردوستانه و جوامع آسیب‌دیده را قادر می‌سازد تا زمانی که مهم‌تر است، متصل بمانند.

سوالات متداول در حوزه Satellite Internet

۱- آیا اینترنت ماهواره‌ای تنها گزینه مناسب در مناطق روستایی است؟

شاید نه! تعداد زیادی از گزینه‌های اینترنت برای مناطق روستایی وجود دارد. برخی گزینه‌ها شامل استفاده از پهنای‌ باند بیشتر و قیمت کمتری نسبت به سرویس ماهواره‌ای است. بنابراین توصیه می‌شود قبل از امضای قرارداد، بهترین گزینه‌های اینترنت برای مناطق روستایی را بررسی کنید.

۲- آیا می‌توانید از طریق اینترنت ماهواره‌ای استریم و پخش زنده کنید؟

بله، می‌توانید در اکثر برنامه‌های اینترنت ماهواره‌ای پخش زنده داشته باشید، اما باید به مصرف داده‌ها توجه کنید پخش ویدئو از داده‌های زیادی استفاده می‌کند. ارائه‌دهندگان این نوع اینترنت، بسته به مبلغی که برای آن پرداخت می‌کنید، مقدار داده‌های پرسرعتی را که هر ماه دریافت می‌کنید محدود می‌کنند.

۳- آیا اینترنت ماهواره‌ای گزینه خوبی است؟

برای افرادی که در مناطق محروم، دور افتاده و صعب‌العبور زندگی می‌کنند، اینترنت ماهواره‌ای گزینه خوبی است زیرا تنها گزینه آنهاست. این نوع از اینترنت دارای محدودیت داده و سرعت کمتری نسبت به انواع دیگر اینترنت است. انتخاب این اینترنت برای بازی‌های سریع خوب نیست زیرا تاخیر بالایی دارد (میزان پینگ) که هر زمانی که درخواست یا ارسال داده را دارید تاخیر بیشتری به شما می‌دهد. در واقع اینترنت ماهواره‌ای برای ارسال ایمیل، مرور و سایر فعالیت‌های آنلاین کم‌داده خوب است.

۴- سرعت اینترنت ماهواره‌ای چقدر است؟

سرعت این نوع از اینترنت بین ۱۲ تا ۱۰۰ مگابیت در ثانیه است که برای فعالیت‌های رایج آنلاین مانند ارسال ایمیل، مرور و آموزش آنلاین کافی است. حتی می‌توانید ویدیو را تا حد محدودی پخش کنید. فقط در پخش جریانی زیاده روی نکنید زیرا اگر از همه داده‌های اولویت‌دار خود استفاده کنید، در بقیه ماه سرعت پایین‌تری خواهید داشت.

۵- آیا اینترنت ماهواره‌ای همان وای فای است؟

می‌توانید اتصال اینترنت ماهواره‌ای که به مودم شما وصل است را از طریق Wi-Fi منتشر کنید، اما مانند Wi-Fi نیست که به‌طور مسقیم دستگاه‌ها را به آن وصل کنید. این نوع از اینترنت نوعی اتصال باند پهن اینترنتی است، در حالی که Wi-Fi یک ابزار در شبکه بی‌سیم است و می‌توانید با اتصال اینترنت ماهواره‌ای خود یک شبکه Wi-Fi خانگی راه‌اندازی کنید که به شما امکان می‌دهد از اینترنت در لپ تاپ، تلفن، تبلت یا سایر دستگاه‌های متصل به اینترنت بی‌سیم استفاده کنید.

۶- آیا اینترنت ماهواره‌ای پایدار است؟

این نوع از اینترنت در اکثر مواقع پایدار است. باران شدید می‌تواند با سیگنال ماهواره تداخل ایجاد کند، بنابراین اینترنت ماهواره‌ای گاهی اوقات در هنگام طوفان خاموش می‌شود.