การสื่อสารผ่านดาวเทียมนับว่าเป็นวิธีการส่งข้อมูลข่าวสารในปัจจุบันที่นิยมกันมาก ซึ่งอำนวยความสะดวกในการใช้งานได้อย่างกว้างขวาง และรวดเร็วเป็นการสื่อสารที่วิวัฒนาการมาจากการสื่อสารแบบไมโครเวฟ ในช่วงแรกๆ ดาวเทียมได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นมาเพื่อใช้ในด้านการทหารและพัฒนามาใช้ทางด้านการพยากรณ์อากาศ การค้นหาทรัพยากรธรณี และการสื่อสารคือ ดาวเทียมสื่อสาร ที่ใช้ในวงการระบบโทรทัศน์ ดาวเทียมสื่อสารที่ถูกส่งไปครั้งแรกในปี พ.ศ. 2508 โดยองค์การโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (International Telecommunications Satellite Organization) หรือเรียกย่อว่า INTELSAT
เนื่องจากคลื่นไมโครเวฟมีข้อจำกัดในเรื่องของลักษณะภูมิประเทศที่มีผลต่อการบดบังคลื่น ดังนั้นจึงได้มีการพัฒนาดาวเทียม โดยความเป็นจริงแล้ว ดาวเทียมก็คือสถานีไมโครเวฟนั่นเอง แต่เป็นสถานีไมโครเวฟที่ลอยอยู่เหนือผิวโลก มีลักษณะเป็นจานขนาดใหญ่โคจรห่างจากพื้นประมาณ 22,300 ไมล์ ทำให้สามารถติดต่อสถานีภาคพื้นดินที่อยู่บนพื้นโลกได้
เราสามารถส่งดาวเทียมที่เรียกว่า Geostationary ซึ่งเป็นดาวเทียมหมุนโคจรด้วยความเร็วเท่ากับโลก ทำให้ดูเหมือนไม่มีการเคลื่อนไหว และด้วยการนำดาวเทียมดังกล่าวขึ้นไปโคจรเหนือผิวโลกเพียง 3 ดวง ก็สามารถครอบคลุมการสื่อสารได้ทุกมุมโลก โดยดาวเทียมดวงหนึ่งส่งสัญณาญในบริเวรกว้างเท่ากับ 1 ใน 3 ของโลก (120 องศา) ดังนั้นดาวเทียม 3 ดวงก็ครอบคลุมบริเวณพื้นโลกได้ทั้งหมด (360 องศา) ส่วนการสื่อสารสามารถส่งสัญญาณแบบขาขึ้น (Upling) ซึ่งเป็นการส่งสัญญาณจากสถานีพื้นดินไปยังดาวเทียม และการส่งสัญญาณแบบขาลง (Downlink) ซึ่งเป็นการส่งสัญญาณจากดาวเทียมมายังสถานีภาคพื้นดิน และด้วยเทคโนโลยีดาวเทียมในอนาคตก็จะสามารถสื่อสารได้ทั้งสองทาง ไม่ว่าจะเป็นขาขึ้นหรือขาลงในขณะเดียวกัน (โอภาส เอี่ยมสิริวงศ์,2549,น. 22-23)
ระบบดาวเทียม (Satellite System)
หลักการคล้ายกับระบบไมโครเวฟในส่วนของการยิงสัญญาณจากแต่ละสถานีต่อกันไปยังจุดหมายที่ต้องการ โดยอาศัยดาวเทียมที่โคจรอยู่รอบโลก
- ระบบอินฟราเรด
- ระบบคลื่นวิทยุ
- ระบบวิทยุเซลลูลาร์
ระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียม (Satellite Communication System)
ดาวเทียมสื่อสารมีต้นกำเนิดมาจากความคิดของนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ชื่อ อาร์เธอร์ ซี.คลาร์ก (Arthur C. Clarke) ซึ่งเขียนบทความเรื่อง “Extra Terrestrial Relays ” ลงในนิตยสาร Wireless World เมื่อ พฤษภาคม ค.ศ.๑๙๔๕ โดย อาร์เธอร์ ซี.คลาร์ก ได้เสนอแนวความคิดในการติดต่อสื่อสารรอบโลก โดยใช้สถานีถ่ายทอดสัญญาณในอวกาศที่ความสูงระยะประมาณ ๔๒,๐๐๐ กิโลเมตร จากจุดศูนย์กลางโลก โดยมีความเร็วเท่ากับความเร็วที่โลกหมุนรอบตัวเอง ๑ รอบ และใช้เพียง ๓ สถานีก็จะครอบคลุมพื้นที่รอบโลกทั้งหมด ซึ่งตรงกับหลักการของดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้า (GEO Stationary Orbit)ในเวลาต่อมา
การสื่อสารผ่านดาวเทียม
ในปัจจุบันการสื่อสารผ่านดาวเทียมเป็นที่สนใจกันอย่างแพร่หลายเพราะมีจุดได้เปรียบหลายอย่าง ตัวดาวเทียมก็เปรียบเสมือนตัวถ่ายทอดสัญญาณไมโครเวฟขนาดใหญ่ที่ลอยอยู่กลางท้องฟ้า ภายในมีหน่วยเรียกกว่า ทรานสปอนด์เดอร์ (transponder)ทำหน้าที่รับสัญญาณจากพื้นโลก ขยายให้แรงขึ้นแล้วส่งลงมาพื้นดินโดยเปลี่ยนความถี่ตอนลงด้วยเพื่อป้องกันการรบกวนกับตอนส่งไปจากพื้นโลก บริเวณที่ต้องการส่งลงมาอาจจะเป็นบริเวณแถบกว้างก็ได้
ดาวเทียมที่อยู่ในวงโคจรทั่วไป มีวงโคจรเป็นรูปวงรี มีระนาบไม่แน่นอน ตำแหน่งของตัวดาวเทียมเมื่อเทียบกับโลกก็ไม่แน่นอน มักใช้ในการสำรวจสภาพภูมิอากาศ ภูมิประเทศ แหล่งทรัพยกรธรณี และงานทางด้านการทหาร
ดาวเทียมค้างฟ้า ( Geostationary Satellite) เป็นดาวเทียมที่อยู่กับที่ เมื่อเทียบกับโลกมีวง
โคจรอยู่ในระนาบเดียวกับเส้นศูนย์สูตร อยู่สูงจากผิวโลกประมาณ 35,786 กิโลเมตร วงโคจรพิเศษนี้อาจเรียกว่า " วงโคจรค้างฟ้า " หรือ " วงโคจรคลาร์ก " เพื่อเป็นเกียรติแก่นาย Arthur C. Clarke ผู้ค้นพบวงโคจรนี้
องค์ประกอบระบบสื่อสารดาวเทียม (Satellite System)
ในระบบการสื่อสารดาวเทียมจะมีองค์ประกอบหลัก ๓ ส่วน คือ ดาวเทียมอยู่ในอวกาศ, ระบบควบคุมและสั่งการ และสถานีดาวเทียมภาคพื้นดิน โดยมีการทำงานง่ายๆ ดังนี้ สถานีภาคพื้นดินจะส่งสัญญาณขาขึ้น (Uplink) กำลังส่งสูงผ่านจานสายอากาศไปยังจานสายอากาศไปยังจานสายอากาศและเครื่องบนดาวเทียม ทำการขยายสัญญาณ, แปลงความถี่ แล้วขยายให้กำลังสูงส่งผ่านจานสายอากาศเป็นสัญญาณขาลง (Downlink) มายังจานสายอากาศรับสถานีภาคพื้นดิน สถานีรับจะทำการขยายสัญญาณแล้วดำเนินกรรมวิธีนำข้อมูลต่างๆ ไปใช้งาน
ดาวเทียมแบ่งเป็นประเภทใหญ่ๆได้ ๕ ประเภท ดังนี้
1. ดาวเทียมระหว่างประเทศ (International Communication Satellite)เป็นดาวเทียมที่ใช้ในกิจการโทรคมนาคมระหว่างประเทศ เช่น ดาวเทียม INTELSAT
2. ดาวเทียมภายในประเทศหรือภูมิภาค (Domestic and regional Satellite) เป็นดาวเทียมที่ใช้ภายในแต่ละประเทศหรือภายในกลุ่มประเทศใกล้เคียงในภูมิภาคเดียวกัน เช่น ดาวเทียม PALAPA ของอินโดนีเซีย, ASIASAT ของฮ่องกง, THAICOM ของไทย เป็นต้น
3. ดาวเทียมทางทหาร (Military Communication Satellite) เป็นดาวเทียมเพื่อใช้ในทางทหารโดยเฉพาะปกติใช้ย่านความถี่ X- band (๘/๗ GHz) เช่น ดาวเทียม DSCS( Defense Satellite Communication System) ของสหรัฐอเมริกาที่ใช้ในการสื่อสารทางทหารทั่วโลก เป็นต้น
4. ดาวเทียมสำหรับการส่งโทรทัศน์และความมุ่งหมายพิเศษ ( Broadcast and Special purpose satellite)เป็นดาวเทียมที่ออกแบบมาใช้ทั้งภายในประเทศและภูมิภาค เพื่อส่งสัญญาณโทรทัศน์กำลังสูงมายังจานสายอากาศรับสัญญาณขนาดเล็กของผู้ชมจำนวนมาก นิยมใช้ย่านความถี่KU- band ส่วนดาวเทียมที่ใช้ในความมุ่งหมายพิเศษ เช่น MARISAT หรือ INMARSAT ในปัจจุบันใช้ในการนำทาง ( Navigation ) ติดต่อกับยานพาหนะเคลื่อนที่ทางบก ทางเรือ,และทางเครื่องบิน ดาวเทียม NAVSTAR GPS เพื่อกำหนดตำแหน่ง
5. ดาวเทียมเพื่อการทดลอง (Experimental Satellite) เป็นดาวเทียมที่ใช้ในการทดลองต่างๆ
เทคโนโลยีโทรคมนาคมสมัยใหม่
เทคโนโลยีสื่อสารโทรคมนาคมกำลังได้รับความสนใจอย่างยิ่งการสื่อสาร
เป็นโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญต่อการพัฒนาประเทศ ประเทศที่พัฒนาแล้วจะมีระบบสื่อสาร
โทรคมนาคมที่ทันสมัย ขณะเดียวกันพัฒนาการทางเทคโนโลยีสื่อสารโทรคมนาคมก็ได้ก้าวหน้าขึ้นไปอีกมาก มีการให้บริการระบบสื่อสารสมัยใหม่อยู่มากมาย เทคโนโลยีเหล่านี้จึงได้รับความสนใจ
การสื่อสารผ่านดาวเทียม ( satellite-based communication)เนื่องจากท้องที่ทางภูมิศาสตร์เต็มไปด้วยภูเขา หุบเขา หรือเป็นเกาะอยู่ในทะเลการสื่อสาร ที่ดีวิธีหนึ่งคือการใช้ดาวเทียม ดาวเทียมได้รับการส่งให้โคจรรอบโลก โดยมีการเคลื่อน ที่ไปพร้อมกับการหมุนของโลก ทำให้ดาวเทียมอยู่ในตำแหน่งคงที่เมื่อมองจากพื้นโลก ดาวเทียมจะมีเครื่องถ่ายทอดสัญญาณติดตั้งอยู่ การสื่อสารโดยผ่านดาวเทียม
จะทำโดยการส่งสัญญาณสื่อสารจากสถานีภาคพื้นดินแห่งหนึ่งขึ้นไปยังดาวเทียม เมื่อดาวเทียมรับก็จะส่งกลับมายังสถานีภาคพื้นดินอีกแห่งหนึ่งหรือหลายแห่ง เราจึงใช้ดาวเทียมเพื่อแพร่ภาพสัญญาณโทรทัศน์ได้การรับจะครอบคลุมพื้นที่ที่ ดาวเทียมลอยอยู่ ซึ่งจะมีบริเวณกว้างมากและทำได้โดยไม่มีอุปสรรคทางภูมิศาสตร์ เช่น มีแนวเขาบังสัญญาณดาวเทียมจึงเป็นสถานีกลางที่ถ่ายทอดสัญญาณจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้
การสื่อสารผ่านดาวเทียม
ปัจจุบันประเทศไทยมีดาวเทียมไทยคมสามดวงลอยอยู่เหนือประเทศทางด้านมหาสมุทรอินเดียและอ่าวไทย ดาวเทียมไทยคมนี้ใช้ประโยชน์ทางด้านการสื่อสารของประเทศได้มาก เพราะเป็นการให้บริการสื่อสารของประเทศในรูปแบบต่างๆ ตั้งแต่การรับส่งสัญญาณโทรทัศน์ สัญญาณจากวิทยุ สัญญาณข้อมูลข่าวสารต่างๆ
ดาวเทียมไทยคม
ระบบสื่อสารเคลื่อนที่ ( mobile phone system)
หรือที่เรียกว่าระบบเซลลูลาร์โฟน ( cellular phone system) ที่ใช้กับโทรศัพท์ ทำให้มีโทรศัพท์ติดรถยนต์โทรศัพท์เคลื่อนที่ ปัจจุบันการสื่อสารระบบนี้เป็นที่แพร่หลายและนิยมใช้กันมาก ลักษณะการทำงานของระบบสื่อสารแบบนี้คือ มีการกำหนดพื้นที่เป็นเซลเหมือนรวงผึ้ง แต่ละเซลจะครอบคลุมพื้นที่บริเวณหนึ่ง มีระบบสื่อสารเชื่อมโยงระหว่างเซลเข้าด้วยกัน ครอบคลุมพื้นที่บริการไว้ทั้งหมด ดังนั้นเมื่อเราอยู่ที่บริเวณพื้นที่บริการใด และมีการใช้โทรศัพท์เคลื่อนที่ สัญญาณจากโทรศัพท์เคลื่อนทีจะเชื่อมโยงกับสถานีรับส่งประจำเซลขึ้น ทำให้ติดต่อไปยังข่ายสื่อสารที่ใดก็ได้ครั้นเมื่อเราเคลื่อนที่ออก
นอกพื้นที่ก็จะโอนการรับส่งไปยังเซลที่อยู่ข้างเคียงโดยที่สัญญาณสื่อสารไม่ขาดหาย
โทรศัพท์เคลื่อนที่
ระบบสื่อสารไร้สาย ( wireless communication)
เป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นเพื่อสร้างความสะดวกในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ เข้าสู่เครือข่ายระบบที่รู้จักและใช้งานกันแพร่หลายคือ ระบบแลนไร้สาย (wireless LAN) เป็นระบบเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ต่างๆ เข้าสู่เครือข่ายด้วยสัญญาณวิทยุ สามารถเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์เข้าสู่ระบบด้วยความสูงถึง 11 เมกะบิตต่อวินาที
ระบบเครือข่ายไร้สายที่รู้จักและนำมาประยุกต์ใช้กันมากอีกระบบหนึ่งคือ ระบบบลูทูธ ( Bluetooth) เป็นการเชื่อมโยงอุปกรณ์ต่างๆ เข้าสู่เครือข่ายในระยะใกล้ เพื่อลดการใช้สายสัญญาณ และสร้างความสะดวกในการใช้งาน
เทคโนโลยีไร้สายกับดาวเทียม และอวกาศ
ดาวเทียมที่โคจรอยู่รอบโลกนับร้อยๆดวงนั้นมีการยิงสัญญาณข้อมูลต่าง ๆ มาที่พื้นโลก และยิงสัญญาณจากพื้นโลกไปยังดาวเทียม โดยมี วัตถุประสงค์หลายอย่าง รวมทั้งการตรวจสอบสภาพอากาศ การส่งสัญญาณโทรศัพท์ ทีวี และสัญญาณวิทยุมีการใช้งานในการระบุตำแหน่ง และส่งไปให้ผู้ที่ต้องการใช้และอื่น ๆบางเรื่องจากที่กล่าวมาข้างต้นนั้น จะมีการส่งข้อมูลจากนอกโลกหรือในอวกาศ เช่น จากดาวอังคารหรืออาจจะส่งมาจากระบบสุริยะจักรวาล ของเราก็ได้ และในการสื่อสารเช่นนี้ได้นั้นก็จำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีไร้สายในการทำงานทั้งสิ้น สิ่งที่น่าสนใจและน่าแปลกใจในการสื่อสาร ผ่านดาวเทียมก็คือการใช้เครื่องมือสื่อสารพื้นฐานที่ใช้อยู่บนโลกในการสื่อสารผ่านดาวเทียม เช่น อุปกรณ์ส่งสัญญาณ จานรับสัญญาณ อุปกรณ์รับสัญญาณ และอื่น ๆ ซึ่งในความคิดของคนทั่วไปนั้นอาจคิดว่าการสื่อสาร
อย่างนี้จะต้องใช้อุปกรณ์ราคาสูง และเทคโนโลยีขั้นสูงมาก
ดาวเทียมหลาย ๆ ชนิดนั้นเกี่ยวข้องกัน ทำงานร่วมกันในด้านการสื่อสาร ดาวเทียมชนิดแรกคือ Geostationary ซึ่งโคจรรอบโลกที่ความสูง จากพื้นโลก 35,784 กิโลเมตร โดยที่ความสูงขนาดนั้นจะมีรอบของการโคจรอยู่ที่ 24 ชั่วโมง หรือพูดอีกอย่างก็คือดาวเทียมโคจรที่ความเร็วเท่ากับ ความเร็วของโลกที่โคจรครบ 1 รอบนั่นเอง ดังนั้นดาวเทียมจึงอยู่กับที่เมื่อเทียบกับตำแหน่งบนพื้นโลก ณ จุด ๆ หนึ่ง เนื่องจากสาเหตุนี้เองจาน ดาวเทียมบนโลกจึงทำการชี้ตรงไปที่ดาวเทียม โดยที่ไม่จำเป็นต้องมีการเคลื่อนย้ายเนื่องจากตำแหน่งสัมพันธ์ระหว่างดาวเทียมและจานดาวเทียมนั้นจะคงที่เสมอดาวเทียมชนิดที่สองคือดาวเทียม Middle Earth Orbit (MEO) ซึ่งโคจรอยู่ที่ความสูงระหว่าง 5,000 ถึง 15,000 กิโลเมตร เหนือพื้นโลก ดาวเทียม ที่อยู่ในช่วงความสูงระยะนี้เป็นดาวเทียมสำหรับการระบุตำแหน่งบนพื้นโลก( Global Positioning System หรือ GPS) อย่างที่คุณจะได้เห็นในการทำงานของ GPS ในตัวอย่างต่อไป คือการที่ GPS สามารถที่จะระบุตำแหน่งและบอกว่าคุณอยู่ที่ลองติจูดและละติจูดที่เท่าไรบนพื้นโลก ณ ในขณะนั้น และเมื่อนำมารวมกับเทคโนโลยีด้านคอมพิวเตอร์และฐานข้อมูลของแผนที่ ก็จะทำให้สามารถสร้างระบบการนำทางได้ และนอกจากนี้ยังสามารถที่จะบอกเวลาที่ถูกต้องแม่นยำได้อีกด้วยดาวเทียมชนิดที่สาม คือดาวเทียม Low Earth Orbit (LEO) คือดาวเทียมที่โคจรอยู่ที่ความสูงตั้งแต่ 100 ถึง 1,000 กิโลเมตร การสื่อสารผ่านดาวเทียมแรกๆนั้น สื่อสารโดยการใช้ดาวเทียมสะท้อนสัญญาณ ( Echo Satellite) ซึ่งเป็นแบบ LEO โดยเริ่มใช้เมื่อ ค.ศ. 1960 บริษัท Iridium ได้ทำการปล่อยดาวเทียมชนิด LEO ถึง 12 ดวงเพื่อใช้สำหรับบริการให้คนที่ใช้โทรศัพท์สามารถที่จะติดต่อกันได้ทุกๆที่บนโลก โดยการยิงสัญญาณและรับสัญญาณกับดาวเทียม แต่ด้วยเหตุผลด้านการเงินและด้านเทคนิค ดาวเทียมเหล่านี้มีการใช้งานน้อยลงเรื่อยๆ จนกระทั่งปี ค.ศ. 1990 และสุดท้ายการดำเนินธุรกิจก็ล้มละลาย แต่อย่างไรก็ตามธุรกิจก็กลับฟื้นฟูขึ้นมาใหม่ เนื่องจากมีหลายบริษัทอย่างเช่น Globalstar นั้นมีแผนการที่จะขายบริการด้านโทรศัพท์ผ่านดาวเทียมโดยการใช้ดาวเทียมของบริษัทนี้
ดาวเทียมชนิดอื่น ๆ ที่ใช้ระบบการสื่อสารไร้สายถูกใช้สำหรับด้านการสำรวจอวกาศ เมื่อคุณมองดูที่รูปภาพที่ถ่ายจากดาวอังคารหรือดาวพฤหัสบดี ภาพเหล่านั้นถูกส่งมาที่โลก
โดยใช้เทคโนโลยีไร้สาย คุณจะได้เห็นจากตัวอย่างภายในบทความนี้ ว่าจริง ๆ แล้วอุปกรณ์ส่งสัญญาณที่ทำงานในงานด้านนี้นั้นไม่ได้ใช้ความเข้มของสัญญาณมาก ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 8 เท่า ของสัญญาณโทรศัพท์ที่เราใช้อยู่ เทคโนโลยีหลาย ๆ ด้านนำมาใช้เพื่อให้เกิดสิ่งเหล่านั้น เพื่อทำให้ดาวเทียมสามารถที่จะส่งข้อมูลมาที่โลก หรือแม้กระทั่งส่งมาจากขอบของระบบสุริยะจักรวาลของเราก็ตามก็สามารถทำได้
• การสื่อสารระบบโทรศัพท์ ซึ่งเป็นแบบจุดถึงจุดโดยใช้เป็นเครือข่ายเพิ่มเติมหรือ ทดแทนเครือข่ายการสื่อสารที่มีอยู่
• การสื่อสารแบบจุดถึงหลาย ๆ จุด (Point To Multipoint Transmission)
• การสื่อสารแบบเครือข่ายมีการสื่อสารไม่มากนัก (Thin Route) โดยใช้เป็นเครือข่ายเชื่อมโยงไปหาพื้นที่ที่อยู่โดดเดี่ยว เช่น ในหุบเขาหรือหมู่เกาะ เป็นต้น
• การสื่อสารข้อมูล ซึ่งอาจเป็นจุดถึงจุดหรือจุดถึงหลายๆ จุด
• บริการพิเศษ ได้แก่ การประชุมเห็นกันได้ (Video Conference) โทรทัศน์เพื่อการศึกษา และการเชื่อมโยงเข้ากับวิทยุติดรถยนต์ วิทยุมือถือ หรือเรือ
• การแพร่ภาพโทรทัศน์ (TV Boardcast)
ตัวอย่างของการบริการการสื่อสารผ่านดาวเทียมในประเทศไทย คือ iPSTAR
โดยโครงสร้างของระบบเครือข่าย iPSTAR จะเป็นแบบดาวกระจาย คือ ทุกๆอุปกรณ์ปลายทางของผู้ใช้ จะต้องติดต่อกับเกตเวย์ (Gateway) ซึ่งจะทำหน้าที่เชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายอินเตอร์เน็ต (Internet) ชุมสายโทรศัพท์ หรือ เกตเวย์ (Gateway) ในระบบ iPSTAR ในประเทศอื่นๆ
แสดงโครงสร้างของระบบเครือข่าย iPSTAR
ด้วยเทคโนโลยีที่ล้ำหน้าของ iPSTAR ในการจัดรูปแบบคลื่นวิทยุ และภาคติดต่อ ( Wave Forms and Air Interface) ที่ใช้ในทั้งภาคส่งและรับ ซึ่งทำให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดแก่ทั้งระบบนั้น ส่งผลให้อุปกรณ์พื้นดินของ iPSTAR นั้นมีต้นทุนราคา ที่ต่ำกว่า ระบบต่างๆที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน
สำหรับอุปกรณ์ภาครับส่งสัญญาณปลายทางรูปแบบสัญญาณของภาครับใช้เทคโนโลยีแบบ CFDM/TDM เทคโนโลยีดังกล่าว จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดให้การส่งข้อมูลมีความเร็วที่สูงขึ้น
( มีขีดความสามารถในการรับสัญญาณสูงสุดเท่ากับ ๑๑ Mbps ต่อหนึ่งช่องสัญญาณ) ใช้กำลังส่งอย่างเหมาะสม เพื่อสามารถรองรับจำนวนผู้ใช้งานได้จำนวนมากขึ้นที่อัตราความเร็ว ใช้งานต่างๆกันได้
รูปแบบสัญญาณของภาคส่งจะใช้เทคโนโลยีใน ๒ รูปแบบ คือ แบบ Slotted Aloha สำหรับการใช้งานอินเตอร์เน็ต (Internet) ทั่วไป และแบบ TDMA สำหรับการใช้งานที่ต้องการความเร็วสูงมากๆ ( มีขีดความสามารถในการส่งสัญญาณสูงสุดเท่ากับ 4 Mbps ต่อหนึ่งช่องสัญญาณ) อุปกรณ์ปลายทางของ iPSTAR สามารถถูกนำไปใช้งานได้ในหลายวัตถุประสงค์ โดยขึ้นกับประเภทของอุปกรณ์ปลายทางที่มีหลายรุ่นให้เลือก และอุปกรณ์ หรือเครื่องใช้ต่างๆ ที่นำมาเชื่อมต่อ เช่น คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล , คอมพิวเตอร์เครือข่ายขององค์กร , เครือข่ายระบบโทรศัพท์ , โทรทัศน์ เป็นต้น
แสดงการเชื่อมต่อเข้ากับอุปกรณ์ปลายทางของระบบ iPSTAR
จุดเด่นของระบบ iPSTAR
• ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับ การให้บริการอินเตอร์เน็ตแก่ผู้ใช้บริการปลายทางหรือที่เรียกว่า Last Mile User โดยเฉพาะทำให้ โครงการมีศักยภาพที่สูงกว่าดาวเทียมปัจจุบัน ในด้านการให้บริการที่ถึงตรงแก่ผู้บริโภครายย่อย และการให้บริการเสริมต่างๆ
• ใช้ดาวเทียมแบบวงจรค้างฟ้า ไม่ใช้เทคโนโลยีที่ยังมีความเสี่ยง หรือ ต้นทุนสูง เช่น ดาวเทียมวงโคจรระดับกลาง หรือ ระดับต่ำ ระบบประมวลผลบนอวกาศ (On-board Processing) หรือ ระบบติดต่อเชื่อมโยงระหว่างดาวเทียม เป็นต้น และใช้ความถี่ย่าน เคยู แบนด์ ( Ku-Band) ในส่วนที่ติดต่อกับผู้ใช้บริการ ทำให้ดาวเทียม iPSTAR มีความได้เปรียบในด้านต้นทุนและมีความเสี่ยงทางเทคโนโลยีต่ำ
• นอกจากนี้ เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพในการให้บริการสูงสุด iPSTAR ได้ถูกปรับปรุงและใช้เทคโนโลยีใหม่ๆที่สำคัญต่างๆ ดังนี้
• ตัวดาวเทียม ( iPSTAR)
• ใช้เทคโนโลยีการกระจายคลื่นแบบรังผึ้ง เหมือนกับที่ใช้ในระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ผนวกกับ ระบบจานสายอากาศดาวเทียมแบบ ใหม่ทำให้ดาวเทียม iPSTAR สามารถนำความถี่กลับ
มาใช้งานใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งทำให้ได้ประสิทธิภาพในการรับส่ง สัญญาณเพิ่มขึ้นมาก
• ใช้ระบบบริหารกำลังส่งตามสภาพความต้องการ เพื่อทำให้การส่งสัญญาณบนดาวเทียม มีประสิทธิภาพสูงสุด โดยระบบจะจัดการบริหารกำลังส่งให้สอดคล้องกับความต้องการในการใช้งานของผู้ใช้ ให้เหมาะสมกับสภาพสภาวะอากาศต่างๆ
• อุปกรณ์ปลายทาง และกระบวนการรับส่งสัญญาณ ( Satellite Modem) ใช้เทคโนโลยีการเข้ารหัสและการปรับแต่งสัญญาณแบบใหม่ ทำให้สามารถเพิ่มความสามารถในการรับส่งสัญญาณ โดยใช้กำลังส่งที่ต่ำลง ซึ่งมีผลให้สามารถลดขนาดจานสายอากาศ กำลังส่งและค่าใช้จ่ายในส่วนอุปกรณ์ปลายทาง
• เทคโนโลยีการรับส่งสัญญาณแบบใหม่ที่ได้ถูกนำมาใช้ดังกล่าวนี้ ทำให้ iPSTAR มีระบบการสื่อสารแบบใหม่ ที่มีความสามารถพิเศษดังนี้
• สามารถจัดสรรแถบความถี่ในการใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด โดยให้ผู้ใช้สามารถใช้งานร่วมกันได้ ซึ่งเหมาะสมกับรูปแบบการใช้บริการอินเตอร์เน็ต ที่เป็น Asymmetric และ Bursty Traffic
• สามารถปรับเปลี่ยนการเข้ารหัส ให้เหมาะสมกับตามสภาพสภาวะอากาศต่างๆ เพื่อไม่ให้เกิดการขาดการติดต่ออันเนื่องจากสภาวะอากาศรบกวนการรับ-ส่งสัญญาณ
ความถี่ในการส่งสัญญาณดาวเทียม(Video Conference)
ดาวเทียมแต่ละดวงนั้นเป็นเหมือนสถานีทวนสัญญาณ หรือที่เรียกว่า รีพีทเตอร์ (Repeater) ซึ่งติดตั้งอยู่สูงมากถึง 35,786 กิโลเมตร จึงต้องทำหน้าที่เป็นทั้งเครื่องรับ และเครื่องส่งเพื่อติดต่อกับสถานีภาคพื้นดิน โดยสถานีภาคพื้นดินจะส่งสัญญาณในช่วง "ขาขึ้น" ที่ความถี่หนึ่งซึ่งเรียกว่า Uplink ไปให้ดาวเทียม เมื่อดาวเทียมได้รับก็จะทำการเปลี่ยนความถี่ ที่รับได้ให้เป็นอีกความถี่หนึ่ง และส่งกลับมาให้สถานีภาคพื้นดินอื่นๆ ซึ่งสัญญาณที่ส่งลงมาจากดาวเทียมจะเรียกว่า Downlink หรือความถี่ " ขาลง" โดยสัญญาณที่ส่งลงมานี้ สามารถจะครอบคลุมพื้นผิวโลกได้ถึง 40% ของจำนวนพื้นที่โลกทั้งหมด
ดาวเทียมทุกดวงที่ใช้อยู่นี้จะมีช่องสัญญาณซึ่งเรียกว่า ทรายสปอนเดอร์ (Transponder) ซึ่งมีหลายๆรูปแบบ เพื่อใช้กับการสื่อสารลักษณะต่างๆกัน ดาวเทียมดวงหนึ่งๆ สามารถจะมีทรายสปอนเดอร์ได้มากถึง 24 ช่อง หรืออาจจะมากกว่า เพื่อใช้ในงานต่างๆ ได้อย่างครบถ้วน โดยแต่ละช่องสามารถใช้ถ่ายทอดสัญญาณโทรทัศน์ได้หนึ่งสัญญาณหรือสามารถรับ - ส่งสัญญาณโทรศัพท์พูดติดต่อพร้อมกันได้ เป็นจำนวนหลายพันคู่สายสัญญาณความถี่ในทุกๆ ทรานสปอนเดอร์จะมีการจัดขั้วของคลื่น ( Polarization) เอาไว้ให้มีทั้งขั้วทางแนวตั้ง ( Vertical) และขั้วทางแนวนอน ( Horizontal) เพื่อให้เหมือนกับการขยายช่องสัญญาณ จากย่านความถี่ที่มีจำนวนอันจำกัดให้ได้ช่องสัญญาณมากขึ้น ในการรับสัญญาณที่สถานีภาคพื้นดินนั้น สามารถแยกรับได้ด้วยตนเองว่าจะรับทางแนวตั้ง หรือแนวนอน หรือจะรับทั้ง 2 แนวก็ได้ ซึ่งดาวเทียมจำนวนมาก จะมีทรานสปอนเดอร์ที่รับ - ส่งสัญญาณทางแนวตั้ง แลแนวนอนอย่างละ 12 ทรานสปอนเดอร์ และมีความถี่ซ้อนกันอยู่ แต่จะไม่เกิดการรบกวนของสัญญาณ( Interference) กันเองทรานสปอนเดอร์ของดาวเทียมจะทำงานที่ความถี่สูงกว่าความถี่ที่ใช้ในสถานีโทรทัศน์ภาคพื้นดิน เนื่องจากความถี่ที่ใช้นี้ อยู่ในย่าน SHF (Super High Frequency ) จึงไม่มีผลกระทบจากสภาพของอากาศ หรือการเกิดซันสปอต ( Sunspot) เท่าใดนัก ทำให้การสื่อสารด้วยดาวเทียมนี้ มีความเชื่อถือได้ตลอด 24 ชั่วโมง ความถี่ส่วนใหญ่ที่ใช้ในกิจการส่งสัญญาณโทรทัศน์ผ่านดาวเทียม เพื่อส่งตรงไปยังที่พักอาศัย ในย่านเอเซีย จะใช้ความถี่ย่านตั้งแต่ 3.7 - 4.2 GHz หรือมักจะเรียกว่า " ความถี่ย่าน C " (C-Band) และจะใช้ความถี่ที่สูงกว่า คือตั้งแต่ 10.95 - 12.75 GHz ในการส่งสัญญาณรายการโทรทัศน์ต่างๆ ลงมาสู่ที่พักอาศัยของประชาชนโดยตรง ช่วงความถี่ดังกล่าวจะเรียกว่า " ความถี่ย่าน KU-Band "
ระบบการส่งสัญญาณดาวเทียม
ระบบการส่งสัญญาณผ่านดาวเทียมนั้น มี 2 แบบ
แบบ C - Band จะส่งคลื่นความถี่กลับมายังโลกอยู่ในช่วงความถี่ 3.4 - 4.2 GHz ซึ่งจะมีฟุตปริ้นท์ ที่มีขนาดกว้าง ครอบคลุมพื้นที่ การให้บริการได้หลายประเทศ เช่น ของดาวเทียมไทยคม 2/5 พื้นที่ให้บริการ คือทวีปเอเซีย และยุโรปบางส่วน
ข้อดี : การใช้ดาวเทียมระบบนี้เหมาะที่จะใช้ในประเทศใหญ่ๆ เพราะครอบคลุมพื้นที่การให้บริการได้หลายประเทศ ซึ่งใช้ดาวเทียมหนึ่งดวง ก็ถ่ายทอดสัญญาณได้ทั่วประเทศและยังถึงประเทศเพื่อนบ้านใกล้เคียงด้วย เช่น จีน , อินโดนีเซีย , เวียดนาม เป็นต้น
ข้อเสีย : เนื่องจากส่งครอบคลุมพื้นที่กว้างๆ ความเข็มของสัญญาณจะต่ำ จึงต้องใช้จาน 4 - 10 ฟุต ขนาดใหญ่รับสัญญาณภาพจึงจะคมชัด
แบบ KU - Band จะส่งคลื่นความถี่ 10 - 12 GHz สูงกว่าความถี่ C-Band สัญญาณที่ส่งจะครอบคลุมพื้นที่ได้น้อย จึงเหมาะสำหรับการส่งสัญญาณเฉพาะภายในประเทศ
ข้อดี : ความเข้มของสัญญาณสูงมาก ใช้จานขนาเล็กๆ 60 - 120 เซนติเมตร ก็สามารถรับสัญญาณได้แล้ว เหมาะสำหรับส่งสัญญาณเฉพาะภายในประเทศ เช่น สัญญาณ CABLE TV (UBC)
ข้อเสีย : ฟุตปริ้นท์ระบบ KU-Band จะแคบ ส่งเฉพาะจุดที่ต้องการ ครอบคลุมพื้นที่ได้น้อยทำให้เสียค่าใช้จ่ายสูง ปัญหาในการรับสัญญาณภาพ เวลาเกิดฝนตกภาพจะไม่มี สาเหตุเนื่องมาจากความถี่ของ KU-Band จะสูงมากเมื่อผ่านเมฆฝน
ฟุตปริ้นท์ (FOOTPRINT)
ส่วนที่เป็นสายอากาศของดาวเทียม จะทำหน้าที่ส่งสัญญาณโทรทัศน์ลงมายังพื้นโลกให้มีรูปร่างเฉพาะตัวได้ เช่นหากต้องการส่งสัญญาณโทรทัศน์มายังประเทศไทยโดยเฉพาะ ก็ออกแบบสายอากาศของดาวเทียมให้มีลำคลื่น (Beam) ครอบคลุมเฉพาะประเทศไทย ซึ่งลักษณะของลำคลื่นที่ออกแบบไว้ให้ครอบคลุมเฉพาะพื้นที่ที่ต้องการนี้ เราเรียกว่า ฟุตปริ้นท์ (Footprint) โดยดาวเทียมแต่ละดวงจะมีฟุตปริ้นท์เป็นลักษณะเฉพาะของตัวเอง ซึ่งพื้นที่ที่จได้รับสัญญาณจากดาวเทียมได้ดี หรือแรงที่สุดจะอยู่ในส่วนที่เรียกว่า ศูนย์กลาง ( Center) ของฟุตปริ้นท์ หากหลุดออกไปจากศูนย์กลางนี้ ความแรงของสัญญาณก็จะลดลง ฟุตปริ้นท์ จะมีเส้นเป็นวงชั้นจากเล็กไปใหญ่ วงในสุดจะมี ความเข็มของสัญญาณ (Effective Isotropic Radiated Power หรือเรียกว่า ค่า EIRP ) สูงที่สุด หมายความว่าถ้าใช้จานรับสัญญาณดาวเทียม จานที่ใช้ก็มีขนาดเล็ก สัญญาณจะอ่อนลงตามลำดับในชั้นที่ 2 - 3 และ 4 ซึ่งขนาดของจานรับสัญญาณ ก็ต้องมีขนาดใหญ่ขึ้น ตามไปด้วย
ระบบ C-Band ค่าความแรงสูงสุดจากวงในจะอยู่ที่ 39 dBW และอ่อนสุดที่ 32 dBW ส่วนระบบ KU-Band จะมีความเข็มของสัญญาณมากกว่า ซึ่งวงในสุดจะมีค่า 52 dBW และวงนอกต่ำสุด 47 dBW ซึ่งค่าความแรงของสัญญาณดาวเทียมในแต่ละพื้นที่ จะเป็นตัวกำหนดความก้วางของหน้าจาน ที่จะมาใช้รับสัญญาณของดาวเทียมดวงนั้นๆ
สำหรับประเทศไทย ปัจจุบันขนาดหน้าจานที่ใช้รับกันอยู่มีหลายขนาด
• ระบบ C-Band ใช้หน้าจานขนาดตั้งแต่ 165 ซ.ม ขึ้นไป
• ระบบ KU-Band ใช้หน้าจานขนาด ตั้งแต่ 60 ซ.ม.ขึ้นไป
ในการใช้งานจริง จะมีการเผื่อขนาดหน้าจานเพื่อในบางครั้งสัญญาณอาจเกิดการเปลี่ยนแปลงเช่น Beam ของสัญญาณเคลื่อน อากาศชื้น ฝนตกสัญญาณที่ส่งลงมาเกิดการสูญเสีย Loss ไปหากเราใช้จานขนาดที่ใหญ่ การรับภาพก็เป็นปกติ
การที่เราจะติดตั้งจานดาวเทียมได้ จะต้องรู้ก่อนว่าตำแหน่งของดาวเทียม ดวงที่เราจะรับนั้น ว่าอยู่ตำแหน่งไหน ดาวเทียมทุกดวงจะแขวนอยู่ที่เส้นศูนย์สูตร ( เส้นแบ่งระหว่างซีกโลกเหนือ และใต้) ซึ่งตำแหน่งของดาวเทียมแต่ละดวงนั้น ต้องได้รับอนุญาติจากองค์การดาวเทียมระหว่างประเทศ หรือเรียกย่อว่า ITU ( Internation Telecommunication Union ) และดาวเทียมแต่ละดวงจะมีตำแหน่งเป็นของตนเองโดยใช้เส้นแวง ( LONGTITUDE) เป็นตัวกำหนดตำแหน่ง ดังนั้นชื่อของดาวเทียมจะมีตัวเลขต่อท้ายเสมอ
