การทำงานของดาวเทียม - รูป

  

                                    ส่วนประกอบของจานดาวเทียม


ดาวเทียมลอยอยู่บนท้องฟ้าได้อย่างไร 

              ดาวเทียมสื่อสารจะถูกยิงขึ้นไปเหนือเส้นศูนย์สูตร  และส่งเข้าสู่วงโคจรในระดับความสูงที่เรียกความสูงจุดนี้ว่า  Clarke Orbit  หรือ( ตำแหน่งดาวเทียมค้างฟ้า ) โดยจะมีความสูงจากพื้นโลกโดยประมาณ  36,000.-38,000. กิโลเมตร  ในตำแหน่งนี้เองจะทำให้ดาวเทียมลอยค้างฟ้าอยู่ได้  และดาวเทียมจะโคจรไปพร้อมๆกันกับโลกด้วยแรงดึงดูดของโลก  และแรงดึงดูดจากนอกโลก  ถ้าเปรียบเทียบกับการมองไปจากพื้นโลก     เปรียบเสมือนกับว่าดาวเทียมที่ลอยอยู่บนท้องฟ้านั้นลอยอยู่กับที่ครับ

    ระบบควบคุมดาวเทียม
                  ระบบดาวเทียมเองจะมีระบบเชื้อเพลิงใช้ในการควบคุมให้ดาวเทียมลอยอยู่ตรง ตำแหน่ง  โดยมีระบบสั่งการจากสถานีคววบคุมภาคพื้นดิน   และหากว่าเมื่อไรเชื้อเพลิงที่ใช้ควบคุมตำแหน่งเกิดหมด   หมายความว่าดาวเทียมดวงนั้นจะไม่อยู่ในการควบคุมจากสถานีภาคพื้นดินอีกต่อ ไป  และจะถือว่าดาวเทียมดวงนั้นเสียใช้งานไม่ได้    อายุโดยประมาณของดาวเทียมจะมีอายุการใช้งานอยู่ที่ประมาณ 15 ปี

ประโยชน์จากการใช้ดาวเทียม

                         การสื่อสารผ่านดาวเทียมนับว่าเป็นการสื่อสารที่ประหยัดกว่าเมื่อเปรียบเทียบ กับการสื่อสารระบบอื่นๆ  โดยที่ดาวเทียมหนึ่งดวงสามารถส่งสัญญาณครอบคลุมพื้นที่ของโลกได้มากถึง 40 % ของพื้นที่โลก   ระบบการสื่อสารในปัจจุบันจึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย  โดยเฉพาะใช้สำหรับการสื่อสารกันระหว่างประเทศ   การถ่ายทอดสดกีฬา  ข่าวสารสดๆจากทั่วทุกมุมโลก   หรือการนำเสนอข่าวสารการสู้รบแบบสดๆจากพื้นๆที่ๆเกิดเหตุ  เราสามารถรับรู้เรื่องราวของโลกใบนี้ในเพียงแค่ไม่กีวินาที   และ  ยังใช้ ได้กับระบบโทรศัพท์  วิทยุ  ข้อมูลทางคอมพิวเตอร์  อินเทอร์เน็ท และอีกหลากหลายระบบที่สามารถใช้การสื่อสารด้วยระบบดาวเทียมได้

 ดาวเทียมทำงานอย่างไร 

                         ดาวเทียมจะถูกส่งขึ้นไปลอยอยู่ในตำแหน่ง  วงโคจรค้างฟ้า ซึ่งมีระยะห่างจากพื้นโลกประมาณ   36000 - 38000  กิโลเมตร  และโคจรตามการหมุนของโลก  เมื่อเมื่อเปรียบเทียบกับพื้นโลกจะเสมือนว่าดาวเทียมลอยนิ่งอยู่บนท้องฟ้า  และดาวเทียมจะมีระบบเชื้อเพลิงเพื่อควบคุมตำแหน่งให้อยู่ในตำแหน่งองศาที่ ได้สัปทานเอาไว้   กับหน่วยงานที่ดูแลเรื่องตำแหน่งวงโคจรของดาวเทียมคือ  IFRB ( International Frequency Registration Board ) 

 การรับและส่งสัญญาณ

                        ดาวเทียมที่ลอยอยู่บนท้องฟ้า  จะทำหน้าที่เหมือนสถานีทวนสัญญาณ  คือจะรับสัญญาณที่ยิงขึ้นมาจากสถานีภาคพื้นดิน  เรียกสัญญาณนี้ว่า สัญญาณขาขึ้นหรือ ( Uplink ) รับและขยายสัญญาณพร้อมทั้งแปลงสัญญาณให้มีความถี่ต่ำลงเพื่อป้องกันการรบกวน กันระหว่างสัญญาณขาขึ้นและส่งลงมา  โดยมีจานสายอากาศทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณ  ส่วนสัญญาณในขาลงเรียกว่า ( Downlink ) 

 พื้นที่การให้บริการดาวเทียม

                       ขอบเขตพื้นที่การให้บริการดาวเทียม   เรียกว่า  Footprint   ดาวเทียมสามารถกำหนดขอบเขตการส่งสัญญาณกลับมายังภาคพื้นดินได้  ดังภาพ

ย่านความถี่ดาวเทียม                       
                      ดาวเทียมที่ส่งสัญญาณในย่านความถี่ C-BAND จะมีกำลังส่งค่อนข้างต่ำประมาณ  8-16 วัตต์  ดังนั้นเมื่อสัญญาณส่งมาถึงโลกจึงมีสัญญาณที่อ่อนมาก  ในการรับสัญญาณเราจึงจำเป็นต้องใช้จานที่มีขนาดใหญ่  แต่มีข้อดีคือครอบคลุมพื้นที่ได้กว้างรวมทั้งสามารถตั้งมุมยิงสายอากาศให้มี ขอบเขตจุดศูนย์กลางของสัญญาณโดยเน้นความเข็มของสัญญาณไว้ได้ถึง 2 จุด  ดังรูปภาพ  ที่จุด A     สาเหตุที่ไม่สามารถส่งสัญญาณที่กำลังวัตต์สูงๆได้   เนื่องจากในภาคพื้นดินก็ยังคงใช้ความถี่อยู่ในย่านนี้ด้วยเหมือนกัน   เพราะถ้าส่งที่กำลังวัตต์สูงๆจะทำให้เกิดการรบกวนกันระหว่างคลื่น

                      ส่วนการส่งในย่านความถี่   KU-BAND  จะส่งด้วยกำลังวัตต์ที่สูงกว่าระบบ  C-BAND   หรือบางประเทศก็ส่งที่กำลังวัตต์สูงๆเลย  ทำให้สัญญาณที่รับได้ที่ภาคพื้นดินมีความเข็มสัญญาณสูงมาก  ในการรับสัญญาณในระบบนี้จึงใช้จานที่มีขนาดเล็กๆก็รับสัญญาณได้แล้ว จานที่ ใช้กับระบบ KU-BAND จะมีขนาดตั้งแต่ 1.5 ฟุตขึ้นไป     ขอบเขตในการส่งสัญญาณหรือ Footprint ในระบบ KU-BAND  ส่วนมากจะส่งสัญญาณในขอบเขตที่จำกัดเช่นมีขอบเขตเฉพาะจัหวัด  หรือ เฉพาะประเทศ   ในระบบเคเบิ้ลทีวีผ่านดาวเทียมส่วนมากจะนิยมใช้ระบบนี้ในการส่งสัญญาณเพื่อ บริการลูกค้า   เพราะว่าสามารถจะ  บริการลูกค้าได้ง่าย  ใช้จานรับที่มีขนาดเล็กทำให้ประหยัดต้นทุนโดยรวม   ข้อเสียของระบบนี้คือ  จะมีผลต่อสัญญาณเมื่อมีฝนตกหนักหรือท้องฟ้าปิดด้วยเมฆฝนมากๆ  จะทำให้รับสัญญาณได้อ่อนลงหรืออาจจะรับไม่ได้ในในเวลานั้น  แล้วก็จะกลับคืนมาปกติเมื่อสภาพอากาศปกติ

Satellite Antenna  จานรับสัญญาณดาวเทียม                    

หน้าที่หลักของจานรับสัญญาณดาวเทียม    คือทำหน้าที่สะท้อนสัญญาณที่รับได้จากดาวเทียม   เพื่อรวมสัญญาณไปที่จุดโฟกัสของจาน ( Center Focus ) ซึ่งจุดโฟกัสนี้จะอยู่บริเวณหน้าจาน   จานในรูปแบบลักษณะนี้เรียกว่า  จานแบบ พาราโบลิก ( Parabolic ) ส่วนตัว LNB จะติดตั้งไว้ที่จุดโฟกัสนี้   เพื่อรับสัญญาณให้ได้แรงที่สุด             จานดาวเทียมที่นิยมใช้กันอย่างมาก  คือ จานดาวเทียมแบบตะแกรง  ตามภาพตัวอย่าง ข้อดีของจานแบบนี้คือ  ไม่ต้านลม  น้ำหนักเบา  หาที่ติดตั้งได้ง่าย   ตัวโครงจาน และแผ่นตะแกรงสะท้อนสัญญาณผลิตขึ้นจากอลูมิเนียม  ทำให้น้ำหนักเบาและหมดปัญหาเรื่องสนิม  และวัสดุนี้ยังมีคุณสมบัติการสะท้อนสัญญาณได้ดีอีกด้วย

 
                     

LNB หัวรับสัญญาณดาวเทียม                
                      LNB ย่อมาจากคำว่า ( Low  Noise  Blockdown  Converter ) หน้าที่การทำงานหลักๆคือ  รับสัญญาณที่ได้จากจุดรวมสัญญาณที่หน้าจาน  แล้วขยายสัญญาณให้มีความแรงมากขึ้น   ด้วยวงจรขยายสัญญาณที่มีเกนการขยายสูงและการรบกวนต่ำ    แล้วแปลงสัญญาณให้มีความถี่ที่ต่ำกว่าก่อนส่งออกจาก LNB  ความถี่ที่ออกมาจาก LNB นี้เรียกว่าความถี่  IF  ( Intermediate Frequency ) แล้วส่งผ่านสายนำสัญญาณ  Coaxinal Cable  เข้าสู่เครื่องรับสัญญาณดาวเทียมต่อไป

LNB  C-Ban

LNB   Ku-Band

เครื่องรับสัญญาณดาวเทียม Satellite Receiver

Satellite Receiver  หรือ เครื่องรับสัญญาณดาวเทียม คือเครื่องแปลงสัญญาณ  ที่รับมาจาก LNB ในช่วงความถี่ IF มาผ่านขบวนการ  แปลงสัญญาณออกมาเป็นสัญญาณภาพและสัญญาณเสียง   เครื่องรับดาวเทียมในปัจจุบันมี 2 ระบบด้วยกัน คือ ระบบ Analog และระบบ Digital

                  

ระบบเครื่องรับแบบ Analog                       
                       เป็นเครื่องที่ทำหน้าที่แปลงสัญญาณที่รับได้จากดาวเทียม  ออกมาเป็น ภาพและเสียงโดยตรง  ขั้นตอน จะไม่ยุ่งยาก  ระบบนี้หากว่าสัญญาณที่รับได้มีความแรงของสัญญาณที่เพียงพอ ภาพที่ได้ก็จะมีความคมชัด  แต่หากว่าสัญญาณที่ได้อ่อน  ภาพที่ได้จะไม่ชัดและเป็นเม็ดไฟกวน   ในระบ Analog สำหรับการส่งสัญญาณผ่านดาวเทียม  ใน 1 ช่องดาวเทียม ( ช่องทรานสปอนเดอร์ ) จะส่งรายการทีวีได้ 1 ช่องรายการ  หรือถ้าบีบอัดสัญญาณก็จะได้ที่ 2 ช่องรายการแต่คุณภาพที่ได้จะไม่ดีเท่าที่ควร  ปัจจุบันระบบนี้ไม่นิยมใช้กันแล้ว

ระบบเครื่องรับแบบ Digital                        
                      เครื่องรับดาวเทียมระบบ Digital  เป็นเครื่องรับดาวเทียม  ที่รับสัญญาณจากดาวเทียมที่ส่งสัญญาณแบบ  ดิจิตอล  แล้วทำการแปลงสัญญาณข้อมูลด้วยระบบถอดรหัสแบบ Digtal ให้เป็นภาพและเสียงที่สมบูรณ์แบบ  ระบบบีบอัดสัญญาณที่ใช้ในระบบดาวเทียมคือระบบ  MPEG-II  เป็นระบบถอดรหัสแบบเดียวกันกับเครื่องเล่น DVD ซึ่งให้ความคมชัดมาก   ทั้งระบบภาพและเสียง
                       สำหรับระบบ Digital ในกรณีที่สัญญาณที่รับได้จากระบบดาวเทียมมีความแรงสัญญาณต่ำ  ถ้าเป็นแบบระบบเดิมภาพที่ได้จะไม่ชัดและเป็นลักษณะเม็ดไฟกวนภาพ  แต่ถ้าเป็นระบบ Digital ระบบจะยังคงประมวลผลได้  และระบบภาพเสียงที่ได้ก็จะยังคงความคมชัดอยู่เหมือนเดิม ( ยกเว้นสัญญาณที่รับได้อ่อนมากๆหรือต่ำเกินไป )
                       ใน ส่วนการรับส่งสัญญาณใน 1 ช่องทรานสปอนเดอร์   สำหรับระบบ Digital สามารถบีบอัดสัญญาณช่องรายการโทรทัศน์ได้มากถึง 4 - 8 ช่องรายการ   ต่อ 1 ช่องทรานสปอนเดอร์   ด้วยระบบการบีบอัดในแบบ Digital ทำให้การเช่าช่องส่งสัญญาณผ่านดาวเทียมจึงไม่จำเป็นต้องเช่าทั้ง ทรานสปอนเดอร์  แบ่งเช่าได้ทำให้มีราคาการเช่าที่ถูกลง  และช่องรายการโทรทัศน์ช่องต่างๆทั้งในและต่างประเทศ   จึงนิยมใช้ระบบนี้กันอย่างรวดเร็วและแพร่หลาย  ปัจจุบันช่องรายการผ่านดาวเทียมมีมากถึง 400 กว่าช่องรายการ  และคาดว่าจะมีมากขึ้นอีกในอนาคต

เครื่องรับดาวเทียมแบบ MOVE                       
                     เครื่องรับดาวเทียมแบบ MOVE หรือ เครื่องรับดาวเทียมแบบมีระบบขันเคลื่อนจานอยู่ในตัวเครื่อง  จะมีวงจรหมุนจานดาวเทียมแบบอัตโนมัติโดยจะออกแบบให้มีระบบจำต่ำแหน่งของดาว เทียมได้   และจะทำงานสัมพันธ์กันกับระบบช่องรายการที่เลือกชม    เมื่อเวลาที่ผู้ใช้เครื่องกดปุ่มช่องรายการ   ตัวจานจะหมุนไปหาต่ำแหน่งดาว เทียมเองอย่างอัตโนมัติ   ทำให้ระบบนี้รับช่องรายการได้มาก   และยังสามารถค้นหาช่องรายการหรือดาวเทียมดวงใหม่ๆเพิ่มเติมได้ด้วยตัวผู้ใช้ เอง  อีกทั้งยังมีระบบ อินเตอร์เน็ต  ช่วยในการค้นหาช่องรายการใหม่ๆได้อีกด้วย  เว็บไซด์ที่เกี่ยวกับช่องรายการทีวีผ่านดาวเทียมคือ www.lyngsat.com , www.satcodx.com

 มอเตอร์หมุนจาน Motor Actuator 

มอเตอร์สำหรับจานดาว เทียมจะทำหน้าที่ปรับตำแหน่งหน้าจาน   ให้ปรับเปลี่ยนมุมการรับไปยังตำแหน่งต่างๆ  ที่ดาวเทียมลอยอยู่บนท้องฟ้า  โดยหลักการทำงานง่ายๆคือ  ตัวมอเตอร์จะหมุนทำให้แกนกลางของมอเตอร์ยืดเข้าออกได้  และระดับการยืดเข้าออก  จะมีอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่  ผลิตลูกคลื่นที่ชุดมอเตอร์เพื่อเป็นตัวนับระยะยืดเข้าออกของแกนกลาง  และส่งกลับไปที่เครื่องรับดาวเทียม  เพื่อทำหน้าที่นับและบันทึก  ตำแหน่งของดาวเทียมที่จุดต่างๆ

 เครื่องรับดาวเทียม  แบบถอดรหัสเคเบิ้ลได้ 

                    เป็นการออกแบบโปรแกรมเครื่องรับดาวเทียม  ให้มีความสามารถในการถอดรหัสเคเบิ้ลทีวีได้  และ โหลดโปรแกรมการถอดรหัสลงเครื่องโดยตรง  เมื่อรับสัญญาณเคเบิ้ลทีวีที่ส่งรหัสล็อคมา   ตัวเครื่องจะสามารถถอดรหัสและสามารถรับชมรายการเคเบิ้ลทีวีนั้นๆได้   เครื่องรับดาวเทียมแบบนี้  จะมีอยู่บางรุ่นบางยี่ห้อเท่านั้น  โปรแกรมลักษณะนี้อาจมีการเปลี่ยนแปลงได้  ขึ้นอยู่กับบริษัท  และสถานีส่งเจ้าของเคเบิ้ลนั้นๆด้วย

เครื่องรับดาวเทียม  แบบเสียบการ์ดเคเบิ้ลทีวีได้

คือเครื่องรับดาวเทียมที่มีช่องสำหรับเสียบสมาร์ทการ์ด  สำหรับผู้ที่ต้อง การเป็นสมาชิกเคเบิ้ลทีวีทั้งไทยและต่างประเทศ     และตัวเครื่องจะต้องมีโปรแกรมรองรับเคเบิ้ลทีวีนั้นๆด้วยจึงจะรับสัญญาณ ได้    เช่นระบบการล็อครหัสแบบ IRDETO , VIACCESS , CONAX , SECA , NAGRAVISION  ระบบการล็อคนี้ตัวเครื่องรับบางรุ่นอาจจะเป็นระบบเดียวโดยตรงตัวใดตัวหนึ่ง  หรือบางเครื่องอาจจะเป็นแบบ ALL-CAM หมายถึงรองรับได้ทุกระบบเลยที่เดียว    ก่อนตัดสินใจเป็นเจ้าของควรศึกษาระบบสักนิดนะครับ