الشبكات عبر أنظمة الـ VSAT

في أوائل عهد أنظمة الأقمار الصناعية كان المحطات أو الهوائيات الأرضية كبيرة الحجم ، مرتفعة الثمن وأكثر تعقيدا. السبب وراء هذه المساوئ لم يكن بسبب قصر في هذه المحطات، وإنما بسبب الأقمار نفسها. فالأقمار هذه كانت تعاني من ضعف قدرة الإرسال وكذلك تأثير الضوضاء العالي على مستقبلاتها مما أدى إلى ضرورة أن تكون المحطات المستقبلة لإشاراتها كبيرة الحجم ومعقدة التركيب لتغطية منطقة البث للقمر. بعد ذلك تطورت هذه الأقمار تدريجيا وأصبحت ذات قدرة إرسال أعلى بشعاع بث ضيق وأصبحت مستقبلاتها أكثر استشعارا للإشارة القادمة. لذلك أمكن بعد ذلك أن تتحول هذه المحطات الأرضية من محطات كبيرة إلى محطات ذات أحجام صغيرة اقل كلفة واقل تعقيدا وأصبحت أكثر انتشارا وسميت بالـ VSAT.

إذن الـ VSAT (Very Small Aperture Terminal) وكما هو واضح من اسمه يطلق على المحطات الأرضية ذات الحجم الصغير بشكل خاص ولكن بصورة عامة فهو نظام اتصالات يستخدم لربط الشبكات المختلفة عن طريق الأقمار الصناعية، يعتبر إحدى الخدمات التي تقدم للمستخدمين الراغبين في شبكة اتصالات مستقلة تربط عددا كبيرا من المواقع المتناثرة جغرافيا مثل المؤسسات والدوائر الحكومية لربط أجزاءها مع بعضها البعض سواء داخل الدولة أم خارجها، في البر أم في البحر.

يتكون من محطات أرضية صغيرة للاستقبال والإرسال (Terminals) يتم تركيبها في مواقع منتشرة وتتصل بمحطة أرضية مركزية (Hub) أو محطات منتشرة أخرى عن طريق الأقمار الصناعية بواسطة استخدام هوائيات ذات قطر صغير (معظمها تتراوح أقطارها ما بين 60 سم إلى 3.8 متر).

لنعد قليلا إلى الوراء ونأخذ لمحة عن مواصفات أول نظام VSAT تجاري تم إنشاءه والذي كان عبارة عن محطة أرضية تستخدم للاستقبال فقط و تستعمل الحزمة C-band من الترددات وهي (4-6 كيكاهيرتز) حيث تم بيع أكثر من 30000 وحدة في بدايات الثمانينات من القرن الماضي. في العام 1984 تم تطوير النظام ليصبح بالاتجاهين (إرسال واستقبال) وبيعت منه ما يقارب 10000 وحدة. في عام 1984 قادت الأبحاث إلى تطوير أول نظام VSAT يعمل على حزمة Ku-band (12-14 كيكاهيرتز). هذا ويعتبر النظام المطور من قبل Spacenet و MCI لشركة البريد الأمريكية اكبر نظام VSAT في العالم والذي يحتوي على أكثر من 12000 محطة منتشرة.

حاليا يتم تشغيل نظام الـ VSAT على نوعين من الترددات هما حزمة Ku-band ويتركز غالبا في أمريكا الشمالية ويتم استخدام هوائيات ذات حجم صغير، بينما يتركز استخدام حزمة الـ C-band في اغلب الأحيان في آسيا وأفريقيا وأمريكا الجنوبية وتحتاج لهوائيات اكبر قطرا من هوائيات الـ Ku-band. وفي الوقت الحاضر يتم العمل على تطوير أنظمة تعمل على حزمة Ka-band تمتاز بالسرعة العالية والتكلفة المناسبة.

ما هي الأقمار الصناعية التي تــُستعمل في نظام الـ VSAT ؟

الأقمار المستعملة في هذا النظام هي على المدار GEO هذا المدار هو عبارة عن مدار موازي على خط الاستواء ويوجد على ارتفاع 35786 كم ، سرعة هذه الأقمار بحدود 3.06 كم \ ثانية وهي نفس سرعة دوران الأرض أي إن المدة الزمنية للدورة الواحدة للقمر هي 23 ساعة و56 دقيقة و4 ثواني وبذلك يكون القمر ثابت بالنسبة للمحطات الأرضية.

ما هي الخدمات التي يقدمها هذا النظام ؟

يستعمل هذا النظام في خدمات الصوت بين شبكات الهاتف المحلية وباقي الشبكات وكذلك نقل الخدمة بين شبكات الشركة نفسها كما تقوم به بعض شركات الاتصالات المحمولة لتوصيل التغطية إلى مواقعها البعيدة بشكل مؤقت.

أيضا من أهم استعمالات هذا النظام هو توصيل خدمة الانترنت حيث يتوفر بسرعات مختلفة تبدأ بـ32 و64 و128 كيلوبايت في الثانية وحتى 2 ميكابايت أو أكثر.

كذلك يستعمل في توصيل خدمات البث الفضائي والنقل الخارجي المباشر ونقل الاجتماعات الفيديوية (Video conference) والتعليم الالكتروني عن بعد ( Remote e-learning). وكذلك في ربط الشبكات وتوصيل خدمة الانترنت إلى المواقع العسكرية والحدودية وغيرها.

هذه الخدمة مستعملة في كل المجالات الصناعية مثل خدمات التحكم والمراقبة عن بعد لخطوط أنابيب النفط والغاز والمياه والكهرباء والعديد من خدمات المراقبة والتحكم المختلفة وأيضا في الخدمات التجارية لربط فروع المصارف مع بعضها كبديل مؤقت وآمن للشبكات العامة.

لماذا يفضل هذا النظام عن غيره ؟

من أهم مميزات النظام والتي ساعدت على انتشار استخدامه :

• إمكانية الحصول على اتصالات بعيدة المدى بالإضافة إلى تغطية جغرافية واسعة المدى وكذلك إمكانية تغطية أماكن لا يمكن تغطيتها عن طريق التقنيات الأخرى كالصحاري والمحيطات وكذلك المواقع العسكرية التي تحتاج التنقل بين حين وآخر.

• التكلفة المنخفضة لعملية نصب البنية التحتية للنظام وتطويره.

• سهولة وسرعة التركيب للأجهزة والمعدات مقارنة بالشبكات الأخرى. فهي لا تتعدى الأسابيع أو حتى الأيام لإكمال تجهيز الخدمة بينما تحتاج إلى عدة أشهر أو سنوات لإكمال البنية التحتية للأنظمة التقليدية.

• جودة خدمات، سهولة صيانة، ودرجة اعتمادية كبيرة تصل إلى (99.9 %) وهي أفضل بكثير من الشبكات الأرضية.

• من أفضل بدائل الاتصال في حالات الطوارئ مثل توقف خدمة الكيبل الضوئي أو قطع خدمة الانترنت كما حدث في بعض الدول العربية.

• الوثوقية و المرونة الكبيرة في زيادة حجم الشبكة في المستقبل.

مساوئ النظام :

طبقا للقاعدة لكل شيء مساوئ فعيوبه باختصار تشمل:

• التكلفة العالية للخدمة (تكلفة حجز القنوات على القمر) فعلى الرغم من أن أسعار هذه الخدمة مستمرة في التناقص نوعا ما غير أنها مازالت مرتفعة مقارنة بباقي الخيارات الأخرى كالـ DSL والدايل اب والكيبل.
• حدوث بعض التأخير عند استعماله للخدمات التي تحتاج إلى نقل مباشر بكميات كبيرة مثل الألعاب والفيديو إذا ما تم النقل عبر الانترنت.
• غير مناسب في المناطق المكتظة مثل الغابات والبنايات العالية كون إن نصب هوائياتها يحتاج إلى أن تكون مواجهة للقمر line of sight بدون عائق.