اینترنت ماهواره‌ای

اینترنت ماهواره‌ای یکی از انواع دسترسی به اینترنت از طریق ماهواره می‌باشد. این سرویس در مدار نزدیک به زمین قابل ارائه می‌باشد. ماهواره‌های مدار زمین ایست ور نیز توانایی ارائه این سرویس را با سرعت بالاتری دارند اما بعضی مناطق قطبی توانایی دریافت سیگنال را به دلیل تنگ شدن زاویه دید ندارند. گونه‌های مختلف سیستم‌های ماهواره‌ای دارای طیف وسیعی از محدودیت‌ها ی تکنیکی و خصیصه‌هایی متفاوت هستند که می‌توانند بر پرکاربردی و عملکردشان در کاربردهایی خاص به‌طور زیادی موثر باشند.
مکانیزم و محدودیت ارتباط ماهواره‌ای
لیتنسی (تاخیر در بازیابی سیگنال)
تاخیر بازیابی سیگنال یا لتنسی (Latency) عبارت است از تاخیر زمان بین درخواست داده و دریافت جواب یا در مورد ارتباط یک طرفه تاخیر بین لحظه واقعی انتشار سیگنال و زمانی که در مقصدش دریافت می‌شود. در مقایسه با ارتباطات مستقر زمین تمام ارتباطات ماهواره‌ای ژیواستیشنری یا زمین ایست‌آور تاخیر زیادی را به موجب سیگنال‌ها متحمل هستند که دلیل آن پیمایش ۳۳،۷۸۶ کیلومتر به ماهواره واقع در این مدار می‌باشد. حتی با وجود سرعت نور این تاخیر می‌تواند چشمگیر باشد. اگر تمام دیگر تاخیرات برطرف شوند هنوز هم این سیگنال رادیویی تقریبا ۲۵۰ میلی‌ثانیه یا ۱/۴ ثانیه با سفر به ماهواره و بازگشت آن به زمین زمان می‌برد.
برای یک بسته اینترنتی این تاخیر قبل از اینکه جوابش دریافت شود دو برابر می‌شود که این یک تئوری کمینه است. با عامل یابی دیگر تاخیرات معمولی از منبع شبکه در یک ارتباط یک طرفه تاخیر به ۵۰۰ تا ۷۰۰ میلیونوم ثانیه می‌رسد که با احتساب حضور ISP در شبکه این میزان تا از ۱۰۰۰ تا ۱۴۰۰ میلیونوم ثانیه برای بازگشت نهایی به کاربر زمان می‌برد که کل این زمان RTT (مخفف round-trip time) نامیده می‌شود. این میزان از ۱۵۰ میلیونوم ثانیه خطوط Dial up بسیار بیشتر است.
آنتن دو طرفه
با توجه به لتنسی کابرد این سرویس برای سرویس‌های لحظه‌ای همچو بازی‌های آنلاین، ویدیو کنفرانس‌ها و دیگر فعالیت‌های مبتنی بر زمان انی نامناسب می‌باشد.
همچنین با توجه با کانکشن‌های اس اس ال که برای رمزنگاری بین کاربر و سرور نیاز به دریافت و ارسال دسته زیادی از اطلاعات دارند این سرویس معیوبیت خود را به‌طور آشکاری نشان می‌دهد. با این وجود حتی دسترسی به یک ایمیل ساده و وبگردی می‌تواند زحمت‌آور باشد. از آنجایی که سرویس VPN نیز از جمله سرویس‌های با قابلیت رمزنگاری می‌باشد دو سرویس دهنده بزرگ آمریکای شمالی یعنی واید بلو و هاس نت از ارائه سرویس خود بر مبنای VPN خودداری کرده‌اند. با اینکه لتنسی قابل محو شدن نیست تنها راه ممکن برای سرعت بخشیدن به آن استفاده از شتاب دهنده‌های TCP است که با تقسیم دورهای بازخوردی بین فرستنده و گیرنده می‌تواند کارا باشد که البته نیازمند تکنولوژی‌های مدرن است.
ماهواره‌های واقع در دو مدار پایین‌تر LEO و MEO دارای لتنسی کمتری هستند اما با وجود تاخیر ۴۰ میلیونوم ثانیه از ظرفیت کمی نزدیک ۶۴ کیلوبیت بر ثانیه برخوردارند.
نوع بسیار ویژه برای به حداقل رساندن لتنسی استفاده از هوانوردهای خورشیدی که دور یک نقطه خاص در حال حرکتند می‌باشد این هوانوردها در ارتفاع تقریبا ۲۰،۰۰۰ متری در حال پروازند که لتنسی آن‌ها به ۰٫۲۵ میلیونوم ثانیه می‌رسد.
ترکیب ال ان بی‌و بی‌یو سی برای ارتباط دو طرفه
خط دید
مدار ژیواستیشنری در عرض جغرافیایی ۰ قرار دارد که ماهواره‌ها در این مدار به نظر بی‌حرکت می‌مانند اما در واقع با سرعت برابر زمین در حال چرخشند و نیازی به ردیابی آن‌ها توسط گیرنده زمینی نیست بلکه ثابت ماندن در نقطه‌ای برای دریافت سیگنال کافی می‌باشد. به‌طور معمولی پاک ماندن خط دید میان گیرنده و ماهواره باعث کار کردن آن‌ها می‌گردد.
سیگنال رادیویی بین دو آنتن به‌طور کامل همچون باریکه نور مستقیم و یک راست نیست با وجود این سیگنال‌ها را که در حالت انتشار پخش شده‌اند باید دوباره به نقطه‌ای بازتاباند تا قدرت و کیفیت خود را حفظ کنند که در این حالت استفاده از آنتن‌ها با قطرهایی بزرگ پیشنهاد می‌شود.
راین فید (Rain Fade)
عوامل نامساعد جوی موجب اختلال ماهواره‌ها می‌شوند
ارتباطات ماهواره‌ای تحت تاثیر عوامل جوی همچون باران و برف و رطوبت قرار دارند که این عوامل می‌توانند بین کاربر و ماهواره و ماهواره با ایستگاه زمینی موجب اختلال گردند. مداخله با سیگنال راین فید (Rain Fade) نامیده می‌شود. تاثیرات در فرکانس‌های پایین باندهای L و C کمتر معلوم می‌شود اما در باندهای بالا همچو Ku و Ka می‌توانند بسیار جدی باشند. در مناطق استوایی با باران‌های شدید استفاده از سرویس بر روی باند C (۴/۶GHz) C از محبوبیت خاصی نسبت به دیگر باندها برخوردار است. استفاده از آنتن‌های سهمی وار یا دیش با قطرهای درازتر در موقعیت‌های نامناسب جوی می‌تواند سیگنال‌های قوی‌تری را دریافت کند که به بهبودی کار می‌انجامد.
ارتباط دو طرفه
سرویس اینترنت ماهواره‌ای دو طرفه شامل ارسال و دریافت اطلاعات از طریق کنترل‌کننده وی ست (VSAT) که با استفاده از ماهواره به ایستگاه‌های زمینی متصل می‌گردد، است که خود این ایستگاه‌ها به اینترنت زمینی متصل می‌باشند. هر دوی دیش‌های ماهواره‌ای چه در نزد کاربر و چه در ایستگاه زمینی باید به‌طور دقیقی به ماهواره واسطه تنظیم باشند تا با سیگنال دیگر ماهواره‌ها اختلال پیدا نکنند. از جمله استفاده این سیستم کابرد آن در شبکه‌های بانکی است که در سطح شهرها پایانه‌های ATM متحرکی سوار بر کامیون‌ها وجود دارند. این در حالی است که کل شبکه بانکی ایران از سرویس ماهواره‌ای استفاده می‌کند.
گرانی و راه اندازی سیستم وی ست می‌تواند چندین برابر سیستم‌های‌ای دی اس ال باشد که از جمله گزینه‌هایی است که از محبوبیت آن کاسته است.
اصلی‌ترین تجهیزات سخت‌افزاری این سیستم شامل یک مودم ماهواره‌ای و پایانه وی ست می‌باشد.
مودم ماهواره‌ای برای ارتباط دو طرفه
پهنا باند
مشتریان اینترنت ماهواره‌ای محدوده‌ای از کاربران خانگی با یک سیستم تا مجموعه‌های بزرگ تجاری با چندین صد سیستم را تشکیل می‌دهند. بالا بودن هزینه‌های راه اندازی این سرویس‌ها توسط شرکت‌های سرویس دهنده باعث شده‌است کاربران از پهناباندی اشتراکی حتی با شریطی خاص استفاده کنند که از جمله آن می‌توان به محدودیت چه در سرعت و چه در ترافیک اشاره کرد.
سرویس تو وی (Tooway) در اروپا محبوبترین سرویس اینترنت ماهواره‌ای می‌باشد که در سال ۲۰۱۱ با پرتاب ماهواره کا ست (KA-SAT) در قزاقستان پهنا باند این سرویس به ۷۰ مگابیت بر ثانیه رسید و تحولی عظیم در سرعت و ترافیک اینترنت ماهواره‌ای اروپا ایجاد کرد. قرارگیری امارات متحده عربی در محدوده فرکانس دهی آن از نکات جالب توجه می‌باشد.
یک طرفه دریافتی با ارسال زمینی
یک طرفه زمینی با بازگشت ماهواره‌ای که معمولا از خطوط Dial up برای ارسال اطلاعات آن استفاده می‌شود سیستمی است که به دلیل بالا بودن سرعت دریافت اطلاعات آن جدا از بحث لتنسی ماهواره‌ای یک طرفه نام گرفته‌است. برای ارسال نیز می‌توان از سرویس‌های دیگر استفاده کرد که به‌کارگیری سرویس GPRS کلا آن را بی‌سیم می‌کند GPRS می‌تواند از طریق موبایل باشد که این نوع از اینترنت ماهواره‌ای بر پایین بودن هزینه‌های آن کمک بسزایی می‌کند.
در ایران سرویس یک طرفه ماهواره‌ای بیشتر از طریق اپن اسکای فرانسه که توسط ماهواره Eutelsat W۳A عرضه می‌گردد دارای محبوبیت فراوانی است.
استفاده از کارت دی وی بی‌اس (DVB-S) و اتصال آن به ال ان بی‌برای دریافت امواج مختص سرویس شرط لازم برای اتصال ماهواره‌ای یک طرفه می‌باشد. برای ترکیب دو اتصال مجزا معمولا از وی پی ان استفاده می‌شود که سرور وی پی ان داده‌های ارسالی را از طریق ماهواره برای کاربر ارسال می‌کند. سارفینگ یا وب گردی در چنین شرایطی بنابه لتنسی سیگنال و منابع شبکه بسیار مطلوب نمی‌باشد اما دانلود فایل‌ها بر خلاف دیگر کاربردهایش که مبتنی بر زمان آنی نیستند می‌تواند از اهمیت خاصی برخوردار باشد که سرعت بالای خود را به خوبی نشان می‌دهد.
انتشار یک طرفه، فقط دریافت
سیستم انتشار یک طرفه همچون بخش رسانه‌ای رادیو و تلویزیون ماهواره‌ای می‌باشد. در این حالت کاربر کنترلی بر داده دریافتی ندارد و این خود باعث می‌شود که پروتکل‌هایی که نیاز به تایدیه دریافت صحیح اطلاعات دارند بلااستفاده باشند. حالتی و جود دارد که سرویس دهندگان به کاربر اجازه می‌دهند کاربر درخواست خود را در وبگاهشان به‌طور آنلاین ثبت کند سپس داده او به‌طور آفلاین برای او ارسال می‌شود که البته نیازی به آنلاین بودن در هنگام دریافت فایل نیست؛ و یکی دیگر از حالتهای رایج دریافت فایل‌هایی است که بر روی امواج خاصی قرار دارند و کاربران آن‌ها را به صورت آفلاین دانلود می‌کنند.