اخیرا اخباری در منتشر شده مبنی بر اینکه ایلان ماسک درخواست فرکانسهای جدیدی از رگولاتوری امریکا کرده است و قصد دارد برای ایجاد سرویس اینترنت ماهوارهای خود به صورت مستقیم بر روی موبایل اقدام نماید!
این مدت متعدد با سوالات افراد مختلف مواجه شدم که در مورد این خبر میپرسند و بعضا امیدوارند که بتوانند به زودی (طی چند ماه یا چند سال آینده) از این سرویس استفاده کنند!
در این مطلب سعی میکنم به زبانی عامیانه توضیحاتی ارائه کنم تا شاید مطلب کمی برای کاربران عادی روشنتر شود:
ابتدا چند نکته:
الف) امواج الکترو مغناطیس با پارامترهای مختلفی سنجیده میشوند که مهمترین آنها دو پارامتر توان و فرکانس است! همینقدر بدانیم کفایت میکند که هر چه فرکانس بالاتر باشد حساسیت موج الکترومغناطیس به عوامل محیطی بیشتر میشود!
ب) جو زمین لایه لایه است! هر لایه آن شرایط خاص خود را دارد و امواج الکترومغناطیس برای عبور از هر لایه باید مشخصات خاصی داشته باشند!
ج) ماهوارهها عمدتا در سه مدار قراردارند که عبارتند از :
⁃مدار پایین یا لِئو که از ارتفاع ۱۵۰ تا ۲۰۰ کیلومتر از سطح زمین آغاز و تا ارتفاع حدودا ۲ هزار کیلومتری ادامه دارد.
⁃مدار متوسط یا مِئو که از ارتفاع ۱۰ هزار کیلومتری آغاز و تا ارتفاع ۲۰ هزار کیلومتری ادامه دارد.
⁃و نهایتا مدار جئو یا زمین آهنگ که در ارتفاع حدودا ۳۶ هزار کیلومتری از سطح زمین است و ماهواره ها در این ارتفاع از دید ناظر زمینی ثابت هستند!
د) با توجه به ارتفاع ماهواره های اسپیس ایکس (۵۵۰ کیلومتر) این ماهواره ها در مدار لئو و از نظر جوی بالاتر از لایه آخر یعنی اگزوسفیر قرار میگیرند!
ه) همه میدانیم تغییر چگالی محیط موجب شکست موج میشود لذا امواج الکترومغناطیس با توجه به توان و فرکانس در برخورد با لایه های مختلف جو و تغییر چگالی آن شکسته میشوند و تغییر مسیر میدهند! هرقدر فرکانس بالاتر باشد حساسیت به شکست بیشتر میشود و برای جبران آن توان بالاتری لازم است!
این شکست در حدی است که در شرایط مشخصی (ازنظر فرکانس و توان) لایه های جوی مانند آینه عمل میکنند و امواج به زمین باز تابانده میشوند!
و) هیچ موج الکترو مغناطیسی (جز امواج رادیو اکتیو خاص) توان عبور از هیچ عنصر فلزی را ندارند و در اثر برخورد با هر نوع فلزی باز تابانده خواهند شد! غیر از فلزات موج الکترو مغناطیس تقریبا از هر ماده دیگری عبور میکند! البته که توانش بسته به جنس آن ماده کاهش پیدا میکند!
ز) موج الکترو مغناطیس در برخورد و عبور از آب، مولکول آنرا به سرعت به حرکت درآورده و باعث افزایش دمای آن و داغ شدنش تا نقطه جوش میشود!طبعا حامل آب را نیز به همان میزان داغ میکند!اگرحامل آب سلول باشد اصطلاحا گفته میشود که سلول پخته میشود! این تقریبا مکانیزم عملکرد مایکروفر است!
ح) بدیهی است که هر نوع ارتباط دیتا مانند صوت یک ارتباط دو طرفه است! پس باید هم مبدا توان ارسال دیتا به مقصد را داشته باشد و هم برعکس! در همه ارتباطات بیسیم روی امواج الکترومغناطیس موج یک حامل است و دیتا یا صوت روی آن سوار میشود!
اینجاست که پای چندین پارامتر دیگر هم به بحث باز میشود که اصلی ترین هایشان مدولاسیون و کدینگ هستند! هرچه این مدولاسیون و کدینگها بهینهتر باشند با هرتز کمتری میتوان پهنای باند بیشتری انتقال داد و برعکس!
برخی نمونه های اولیه از هر مگاهرتز حداکثر ۱۰۰ کیلیوبیت بر ثانیه پهنای باند تحویل میداد اما امروزه هستند مدولاسیونهایی مثل 32APSK که از هر مگاهرتز تا (دقت کنید تا) بیش از ۳ مگابیت پهنای باند تولید میکنند! البته که پارامترهای دیگری هم در این بهینه سازی دخیل است!
حالا برگردیم سر خبر استارلینک:
۱- مقصد ارتباط گوشی موبایل است! با همه محدودیتهایش! مخصوصا توان ارسال!
۲- فرکانس به ادعای رسانه ها ۲ گیگاهرتز است (۲۰۰۰ مگاهرتز) در اخبار نیامده کدام محدوده از کانال ۲ گیگ!مثلا محدوده ۲۴۰۰ مگاهرتز باند سفید یا همان وای فای است که برای همه آشناست!
۳- گوشی های متداول (حداقل تا امروز) برای فرکانس وای فای (۲۴۰۰ مگاهرتز و ۵۸۰۰ مگاهرتز) حداکثر تا چند ده متر توان ارسال دارند!
پس اینکه فکر کنیم به روزی میرسیم که گوشی رو برداریم و توی شبکه های وای فای گوشی سرچ کنیم و مثلا استارلینک ببینیم و وصل بشیم بهش بیشتر به فیلمهای علمی تخیلی میخوره تا واقعیت! اما واقعا داستان این خبر چیه!؟
ببینید برای دسترسی زمینی به کاربر نهایی (اصطلاحا لَست مایل last mile) دو تا راهکار میشه متصور بود:
اول اینکه یک اپراتور موبایل یکی یه دونه لینک استارلینک بزاره روی نقاط توزیع شبکه اش (همون bts) و ماهواره بشه بک بون و کاربر نهایی که به شبکه متصله از روی سیگنال 4G یا 5G به این بک بون منصل بشه و ازش استفاده کنه. (همونی که T-COM آلمان شروع کرده)
دوم اینکه دانگل هایی شبیه به آنچه ثریا یا اینمارست برای گوشی موبایل طراحی کردهاند ساخته و توزیع بشه که گوشی موبایل رو تبدیل کنه به یک CPE مطابق با سیگنال و فرکانس ماهواره که توان ارسال و دریافت مستقیم با ماهواره رو هم داشته باشه! چیزی شبیه به این.
البته که در هر دو حالت هم پهنای باند به دلیل محدودیت در کدینگ و مدولاسیوت به شدت محدودیت خواهد داشت و بعید میدونم در دانلود بتونه به بیش از ۴ مگابیت و در آپلود به بیش از ۲ مگابیت بر ثانیه برسه! همینی که الان برای اینمارست و ثریا وجود دارد!
سید میثم بهشتیان