การสื่อสารผ่านดาวเทียม
ความเป็นมาเบื้องต้นของระบบดาวเทียม
การสื่อสารผ่านดาวเทียมนับว่าเป็นวิธีการส่งข้อมูลข่าวสารในปัจจุบันที่นิยมกันมาก ซึ่งอำนวยความสะดวกในการใช้งานได้อย่างกว้างขวาง และรวดเร็วเป็นการสื่อสารที่วิวัฒนาการมาจากการสื่อสารแบบไมโครเวฟ ในช่วงแรกๆ ดาวเทียมได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นมาเพื่อใช้ในด้านการทหากและพัฒนามาใช้ทางด้านการพยากรณ์อากาศ การค้นหาทรัพยากรธรณี และการสื่อสารคือ ดาวเทียมสื่อสาร ที่ใช้ในวงการระบบโทรทัศน์ ดาวเทียมสื่อสารที่ถูกส่งไปครั้งแรกในปี พ.ศ. 2508 โดยองค์การโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (International Telecommunications Satellite Organization) หรือเรียกย่อว่า INTELSATระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียม (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
รูปที่ ๑ แสดงดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าจากแนวความคิดของอาร์เธอร์ ซี.คลาร์ก (Arthur C. Clarke)
ดาวเทียมแบ่งเป็นประเภทใหญ่ๆได้ ๕ ประเภท ดังนี้
๑. ดาวเทียมระหว่างประเทศ (International Communication Satellite)เป็นดาวเทียมที่ใช้ในกิจการโทรคมนาคมระหว่างประเทศ เช่น ดาวเทียม INTELSAT
๒. ดาวเทียมภายในประเทศหรือภูมิภาค (Domestic and regional Satellite) เป็นดาวเทียมที่ใช้ภายในแต่ละประเทศหรือภายในกลุ่มประเทศใกล้เคียงในภูมิภาคเดียวกัน เช่น ดาวเทียม PALAPA ของอินโดนีเซีย, ASIASAT ของฮ่องกง, THAICOM ของไทย เป็นต้น
๓. ดาวเทียมทางทหาร (Military Communication Satellite) เป็นดาวเทียมเพื่อใช้ในทางทหารโดยเฉพาะปกติใช้ย่านความถี่ X- band (๘/๗ GHz) เช่น ดาวเทียม DSCS( Defense Satellite Communication System) ของสหรัฐอเมริกาที่ใช้ในการสื่อสารทางทหารทั่วโลก เป็นต้น
๔. ดาวเทียมสำหรับการส่งโทรทัศน์และความมุ่งหมายพิเศษ ( Broadcast and Special purpose satellite)เป็นดาวเทียมที่ออกแบบมาใช้ทั้งภายในประเทศและภูมิภาค เพื่อส่งสัญญาณโทรทัศน์กำลังสูงมายังจานสายอากาศรับสัญญาณขนาดเล็กของผู้ชมจำนวนมาก นิยมใช้ย่านความถี่KU- band ส่วนดาวเทียมที่ใช้ในความมุ่งหมายพิเศษ เช่น MARISAT หรือ INMARSAT ในปัจจุบันใช้ในการนำทาง ( Navigation ) ติดต่อกับยานพาหนะเคลื่อนที่ทางบก ทางเรือ,และทางเครื่องบิน ดาวเทียม NAVSTAR GPS เพื่อกำหนดตำแหน่ง
๕. ดาวเทียมเพื่อการทดลอง (Experimental Satellite) เป็นดาวเทียมที่ใช้ในการทดลองต่างๆ
วงโคจรดาวเทียม (Satellite Orbit) สามารถแบ่งได้ดังนี้
๑. ดาวเทียมแบ่งตามเส้นทางวงโคจรได้ ๓ แบบ คือ วงโคจรตามแนวเส้นศูนย์สูตร (Equatorial Orbit), วงโคจรเฉียง (Inclined Orbit) ทำมุมกับเส้นศูนย์สูตรและวงโคจรขั้วโลก (Polar Orbit) ตามแนวขั้วโลกเหนือใต้
๒. การแบ่งประเภทตามรูปร่างตามลักษณะวงโคจร ยังแบ่งได้เป็น ๒ ลักษณะ คือ วงโคจรวงกลม (Circular Orbit) ซึ่งระยะความสูงจากพื้นโลกใกล้เคียงกันโดยตลอด และวงโคจรรี (Elliptical Orbit) ซึ่งความสูงจกพื้นโลกต่างกันมากโดยระยะห่างจากโลกมากที่สุด เรียก Apogee และระยะห่างจากโลกใกล้สุดเรียก Perigee
๓. แบ่งประเภทตามความสูงของวงโคจร ได้ ๓ แบบ คือ ดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้า (GEO Synchronous หรือ GEO Stationary Orbit: GEO) อยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ ๒๒,๓๐๐ ไมล์ หรือ ๓๖,๐๐๐ กม.,ดาวเทียมวงโคจรต่ำ (Low – Earth Satellite: LEO) ความสูงต่ำกว่า ๑,๒๕๐ไมล์,ส่วนดาวเทียมวงโคจรปานกลาง (Medium – Earth Satellite: MEO)จะอยู่ระหว่างความสูงของวงโคจร LEO กับวงโคจร GEO สำหรับวงโคจรที่นิยมใช้ในการสื่อสารมี ๓ วงโคจร ซึ่งปัญหาที่พบเกี่ยวกับวงโคจรดาวเทียมนั้นเกิดจาก ในปัจจุบันมีดาวเทียมเป็นจำนวนมากในอวกาศ ทำให้ ตำแหน่งอาจทับซ้อนกันโดยเฉพาะดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้า ดังนั้น ITU จึงกำหนดให้ดาวเทียมประเภทนี้มีตำแหน่งในวงโคจรให้ห่างกันอย่างน้อย ๒ องศา เพื่อไม่ให้สัญญาณรบกวนกัน สำหรับประเทศไทยได้ถูกกำหนดให้อยู่ใกล้กับจีน ITU (International Telecommunication Union) ได้กำหนดรูปแบบการให้บริการดาวเทียม เป็น ๒ แบบ ได้แก่๑. ดาวเทียมสำหรับผู้ใช้บริการประจำที่ (Fixed Satellite Service: FSS) ได้แก่ สถานีภาคพื้นดินที่ จานดาวเทียมติดตั้งประจำที่ สามารถพบเห็นได้ในกิจการทั่วไป ดาวเทียมหลักที่ให้บริการแบบนี้ เช่น INTELSAT, EUTELSAT, THAICOM เป็นต้น
๒. ดาวเทียมสำหรับผู้ใช้บริการเคลื่อนที่ ( Mobile Satellite Service: MSS) ได้แก่ดาวเทียมที่ใช้สถานีดาวเทียมภาคพื้นดินติดตั้งอยู่บนยานพาหนะบนบก เรียกดาวเทียม LMS ( Land Mobile Satellite), ติดตั้งอยู่บนเครื่องบินเรียกดาวเทียม AMS(Airborne Mobile Satellite) หรือติดตั้งบนเรือดาวเทียมที่ให้บริการแบบนี้เช่น INMARSAT เป็นต้น
ข้อดี-ข้อเสียของระบบการสื่อสารดาวเทียม
ข้อดี1. รู้ทุกเส้นทางที่รถไปมา รวมถึง วัน เวลา ความเร็ว ทิศทาง ระยะทางทั้งหมด
2. ใช้ได้ทั้งการคมนาคมทั้งทางบก ทางน้ำ หรือในอวกาศ
3. ประหยัดรายจ่ายและค่าน้ำมัน เพิ่มเที่ยวขนส่งงานโดยไม่เพิ่มจำนวนรถ
4. ไม่มีค่าใช่จ่ายรายเดือน
5. ไม่มีค่าใช้จ่ายอื่นๆอีกเลย ในการใช้งาน และสามารถบันทึกข้อมูลได้สูงสุดถึง 13,000 ครั้งต่อวัน (ซึ่งระบบ Real-Time ทำไม่ได้)
6. เป็นเครื่องมือช่วยในการตัดสินใจได้ดี ประโยชน์ที่ได้รับจากระบบติดตามยานพาหนะ BG-FLEET Management
ข้อเสีย
1. เครื่องรับสัญญาณบางประเภทราคาแพง
2. รางถ่านบางประเภทอาจมีปัญหา ถ้านำไปขี่จักรยานอาจจะดับได้ง่ายๆ แต่สามารถแก้ไขได้โดยการโมรางถ่านนิดหน่อย
3. อาจเกิดปัญหาที่เกิดจากดาวเทียม (Check error, Ephemeris error) อาจเกิดจาก วงโคจรคลาดเคลื่อน เนื่องจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์หรืออาจจะเกิดจากความคลาดเคลื่อนของนาฬิกาเพียงเล็กน้อยจะทำให้การคำนวณระยะทางผิดพลาด ได้มากเนื่องจากดาวเทียมอยู่สูงมาก
4. การต่อเชื่อมกับอุปกรณ์อื่นและความสะดวกบางเครื่องแสดงได้เฉพาะพิกัดภูมิศาสตร์ บางเครื่องไม่สามารถต่อเข้ากับเครื่องมืออื่นหรือคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก (PC) ได้ และข้อใหญ่ที่ต้องพิจารณา ความแข็งแรงทนทานถ้าต้องใช้เครื่องทำงานในพื้นที่ทะเล หรือในพื้นที่ป่าเขา การใช้ไฟและความร้อนที่เกิดขึ้นเป็นตัวชี้สำคัญที่จะต้องเอาใจใส่
อ้างอิงจาก
