المحطة الطرفية ذات الفتحة الصغيرة جدا VSAT

تُعد المحطة الطرفية ذات الفتحة الصغيرة جداً تقنية تُستخدم لإدارة البيانات أثناء القيام بأنشطة تداول عالية التردد، والمحطات الطرفية ذات الفتحات الصغيرة جداً “VSAT” هي في الأساس تقنية لنقل البيانات تستخدم محطة أرضية للاتصالات، حيث يتم استخدامه أثناء التداول لأنّه ينقل البيانات ويعيد توجيهها بكفاءة في الوقت الفعلي.

ما هي المحطة الطرفية ذات الفتحة الصغيرة جدا VSAT؟

المحطة الطرفية ذات الفتحة الصغيرة جداً “VSAT”: هي محطة أرضية صغيرة الحجم تُستخدم في إرسال أو استقبال البيانات وإشارات الصوت والفيديو عبر شبكة اتصالات ساتلية، باستثناء البث التلفزيوني، كما يبلغ ارتفاعها أقل من ثلاثة أمتار وهي قادرة على نقل بيانات النطاق الضيق والعريض إلى الأقمار الصناعية في المدار في الوقت الفعلي، ويمكن بعد ذلك إعادة توجيه البيانات إلى محطات أو محاور بعيدة أخرى حول الكوكب.

كما يتكون “VSAT” من جزأين هما جهاز إرسال واستقبال يوضع في الهواء الطلق في خط الرؤية المباشر للقمر الصناعي، وجهاز يتم وضعه في الداخل لربط جهاز الإرسال والاستقبال بجهاز اتصالات المستخدم النهائي، مثل جهاز كمبيوتر، يستقبل جهاز الإرسال والاستلام أو يرسل إشارة إلى جهاز مرسل مستقبل في السماء، ويرسل القمر الصناعي إشارات ويستلمها من كمبيوتر المحطة الأرضية، والذي يعمل كمحور للنظام، كما يرتبط كل مستخدم نهائي مع المحطة المحورية عبر القمر الصناعي، ممّا يشكل طوبولوجيا نجمية.

يتحكم المحور في العملية الكاملة للشبكة، ولكي يتصل مستخدم نهائي بآخر يجب أن ينتقل كل إرسال أولاً إلى المحطة المركزية، والتي تقوم بعد ذلك بإعادة إرسالها عبر القمر الصناعي إلى “VSAT” الخاص بالمستخدم النهائي الآخر، حيث زادت سرعات نقل بيانات “VSAT” بشكل كبير على مر السنين ويمكنها الآن توفير خدمة متعددة الجواب في المستقبل والبدء، كما تتراوح أحجام الهوائي أو الأطباق عادة من “1.2 متر” إلى “3 أمتار” تقريباً، وبشكل عام، تعمل هذه الأنظمة في ترددات “Ku-band” و”C-band” ولكن مع إطلاق الأقمار الصناعية ذات النطاق “Ka” من قبل عدد من المشغلين في أمريكا الشمالية وآسيا أو المحيط الهادئ.

• “VSAT” هي اختصار لـ “Very Small Aperture Terminal”.

آلية عمل VSAT:

تعمل تقنية الأقمار الصناعية “VSAT” بترددات وأشكال وأحجام مختلفة، حيث عادةً ما تكون ترددات التشغيل هي “C-band” و”Ku-band”، وتعمل مع “Star Network Private Hub” و”Point-to-Point “Custom Hub القادرة على دعم عدد كبير من الأماكن وأنظمة “Mesh”، والتي تكون أصغر من أنظمة النجوم “بين 5 و30 موقعاً”، وبفضل بيئة التشغيل هذه، يوفر هذا النوع من الهوائيات خدمات الأقمار الصناعية القادرة على دعم الإنترنت والشبكة المحلية وصوت “IP” والفيديو واتصالات البيانات وبروتوكول الإنترنت “VoIP“، وبالتالي إنشاء شبكات عامة وخاصة قوية من أجل اتصالات موثوقة.

تستخدم تقنية الأقمار الصناعية “VSAT” نوعاً من الهوائي الذي يستقبل البيانات وينقلها، كما يتكون هذا الهوائي من محطات صغيرة يمكن تركيبها في مواقع موزعة، وتوصيلها بمحور مركزي بفضل قمر صناعي كما أنّ حجم الأطباق يمكن أن يختلف من “0.75 متر” إلى “3.8 متر”.

يمكن استخدام “VSAT” من قبل المستخدمين المنزليين الذين يقومون بالتسجيل في خدمة “VSAT” أساسية، ومن قبل المؤسسات والشركات الخاصة التي تؤجر أو تشغل البنية التحتية الخاصة بها، والميزة الرئيسية لـ “VSAT” هي أنّها توفر للشركات سيطرة كاملة على البنية التحتية للاتصالات الخاصة بها، دون الحاجة إلى الاعتماد على مصادر الطرف الثالث، كما يمكن أيضاً استقبال استقبال الهاتف بمعدل سرعة أعلى ممّا لو كنت تستخدم اتصال إنترنت تقليدي.

• “VoIP” هي اختصار لـ “Voice over Internet Protocol”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.

أنواع البيانات التي تنتقل إلى الأقمار الصناعية في مدار الأرض:

• بيانات النطاق الضيق “Narrowband data”.

• بيانات النطاق العريض “Broadband data”.

مزايا استخدام المحطات VSAT:

أولاً: يزيل المشاكل الهيكلية في نقل البيانات:

تُستخدم المحطات الطرفية ذات الفتحات الصغيرة جداً “VSAT” بشكل شائع بدلاً من الشبكات المادية الكبيرة، وذلك لأنّ المحطات الطرفية ذات الفتحات الصغيرة جداً “VSAT” ترتد الإشارة عبر قمر صناعي مداري، بدلاً من نقل تلك البيانات عبر وسيط مادي مثل اتصال “Ethernet“، وإنّهم يزيلون بشكل أساسي إمكانية حدوث أي مشكلات هيكلية في نقل البيانات وهذا مهم أثناء التداول، كما توفر المحطات الطرفية ذات الفتحات الصغيرة جداً “VSATS” أيضاً وصولاً عن بُعد مع الحد الأدنى من البنية التحتية، ممّا يجعلها مريحة في الإعداد والاستخدام والصيانة.

ثانياً: سهل النشر:

أكبر ميزة لشبكات “VSAT” هي سهولة نشرها، حيث تتصل المحطة الأرضية بشكل أساسي بالأقمار الصناعية، والتي تقوم بعد ذلك بإعادة توجيه البيانات إلى عدة محاور في مواقع مختلفة على الأرض، كما يوجد هناك متطلبات بنية تحتية أقل لإعداد الوصول إلى الخدمات حتى في المواقع النائية، حيث تشمل الأمثلة على هذه المواقع البعيدة مواقع الحفر الاستكشافية، كما توجد حاجة لإعادة سجلات الحفر إلى المقر الرئيسي على أساس يومي.

ثالثاً: العمل بشكل مستقل عن شبكات الاتصالات المحلية:

تعمل شبكات “VSAT” أيضاً بشكل مستقل عن شبكات الاتصالات المحلية، وهذا يجعل المحطات الطرفية ذات الفتحات الصغيرة جداً نظاماً مثالياً؛ لتقليل مخاطر استعادة الأعمال وإنشاء أنظمة النسخ الاحتياطي حيث يتم استعمال نظام النسخ الاحتياطي في حالات تعطل الشبكة السلكية، وبالتالي لا يزال بإمكان الأعمال الاستمرار في العمل بسلاسة عن طريق شبكة “VSAT”.

عيوب استخدام المحطات VSAT:

• وقت الإستجابة، حيث أنّ أكبر مشكلة تظهر أثناء استخدام المحطات الطرفية ذات الفتحات الصغيرة جداً هي زمن الوصول، حيث يحدث الكمون لأنّه يستغرق قدراً كبيراً من الوقت حتى تصل البيانات إلى طبق القمر الصناعي، وبالتالي إلى المحطة، وذلك لأنّ جزءاً واحداً من النظام يقع في مدار الأرض المتزامن مع الأرض، ونتيجةً لذلك في البروتوكولات التي تتطلب الكثير من الاتصالات ذهاباً وإياباً بدلاً من نقل البيانات في اتجاه واحد، يكون هناك تأخير زمني، وعلاوة على ذلك نظراً للأحداث الخارجية غير المتوقعة، مثل الأحوال الجوية السيئة أو المباني الشاهقة التي تعيق مسار نقل البيانات، فقد يحدث تأخير إضافي.

• إنّها تتطلب خط رؤية واضح بين طبق “VSAT” والقمر الصناعي في الفضاء.

• تعطل محطة القمر الصناعي والمحطة الرئيسية في حالة الهيكل النجمي، وسيؤدي إلى تعطيل خدمات المحطات الطرفية ذات الفتحات الصغيرة جداً، ولتجنب هذا الموقف يلزم وجود أنظمة زائدة عن الحاجة وتبديل الوحدات للحصول على أنظمة احتياطية متاحة للتبديل الساخن في المواقف المعيبة، لكن هذا يزيد التكلفة الإجمالية لنظام “VSAT” ككل.

• زمن انتقال الحزم من المصدر إلى الوجهة أكبر نظراً لأنّ مسافة القمر الصناعي عن الأرض تبلغ حوالي “36000 كم”، كما يزداد وقت الاستجابة في الهيكل النجمي لمحطة “VSAT”، حيث يتطلب قفلتين للوصول إلى الوجهة النهائية.

• تتأثر خدمات “VSAT” في الأحوال الجوية السيئة.

• نظراً لأنّ المعلومات التي ترسلها “VSAT” تنتقل عبر الهواء حتى تصل إلى وجهتها، فإنّها تكون عرضة للتطفل من قبل المتسللين، وبعد ذلك هناك حاجة لوحدات التشفير وفك التشفير للحصول على اتصال آمن، حيث يؤدي هذا إلى زيادة التكلفة الإجمالية لمحطة “VSAT”.