chapter 5 satellite systemspioneer.netserv.chula.ac.th/~achatcha/2301466/05.pdf · 2019-11-29 ·...

Chapter 5Satellite Systems

Major Classes of Satellites

• GEO - Geostationary earth orbit• MEO - Medium earth orbit• LEO - Low earth orbit• HEO – Highly elliptical orbit

ระยะทางจากผิวโลก

• GEO - Geostationary earth orbitGeostationary (or geosynchronous) earth orbit (GEO) ระยะทางประมาณ 35,800 km จากพืน้โลก ใช้ถ่ายทอดสญัญาณวิทย ุทีวี และเป็น backbone ของเครือข่ายโทรศพัท์

• MEO - Medium earth orbitMedium earth orbit (MEO) ระยะทาง 5,000 – 12,000 km

• LEO - Low earth orbitLow earth orbit (LEO) ระยะทาง 500 – 1,500 km ใช้ท า “espionage” (spying)

• HEO – Highly elliptical orbitHighly elliptical orbit (HEO) โคจรไม่เป็นวงกลม เพ่ือให้ perigee อยู่เหนือเมืองใหญ่ๆ เพ่ือให้สญัญาณดี

https://www.youtube.com/watch?v=V9xGRtbTzS8

ซอ่ม?

ต้องจ่ายเงิน !!!

https://www.youtube.com/watch?v=8w2lNpixqOc

History

• เร่ิมใช้ดาวเทียมหลงัสงครามโลกครัง้ที่ 2• ระหวา่งสงครามเย็น (Cold War) ในปี 1957 Soviet Union สง่ดาวเทียมดวงแรกขึน้ไปโคจรรอบโลกคือ Sputnik• Sputnik ท าได้แคส่ง่สญัญาณ beep ออกมาเป็นระยะ• ในปี 1960 ดาวเทียมช่ือ ECHO (a mirror in the sky ท าหน้าท่ีสะท้อนสญัญาณเท่านัน้)• ในปี 1963 ดาวเทียมช่ือ SYNCOM เป็นดาวเทียมแบบ geostationary หรือ geosynchronous ดวงแรก• ในปี 1965 ดาวเทียมช่ือ INTELSAT1 ‘Early bird’ เป็นดาวเทียมเชิงพาณิชย์ดวงแรก

o 240 duplex telephone channels หรือo 1 TV channel

• ในปี 1967 ดาวเทียมช่ือ INTELSAT2• ในปี 1969 ดาวเทียมช่ือ INTELSAT3 ท าได้ถึง 1,200 telephone channels (โทรศพัท์ธรรมดา)• ในปี 1976 ดาวเทียมช่ือ MARISAT จ านวน 3 ดวง เคร่ืองรับสง่ต้องอยู่บนเรือ• ในปี 1982 ดาวเทียมช่ือ INMARSAT-A เป็นดาวเทียมส าหรับโทรศพัท์มือถือเคร่ืองแรก• INMARSAT-C ให้บริการ data ได้ท่ี 600 bit/s• INMARSAT-M รับสง่ข้อมลูแบบ digital• อปุกรณ์รับสง่สญัญาณดาวเทียมมีขนาดใหญ่และมีน า้หนกัมาก

ใช้สญัญาณดาวเทียม หรือมีเสาส่งแค่ในกรุงเทพและปริมณฑล ?

Applications

• Weather forecasting• Radio and TV broadcasting satellites• Military satellites• Satellites for navigation• Global telephone backbones ใช้เช่ือมโทรศพัท์ระหวา่งประเทศ ติดตัง้ได้เร็ว

o ถกูแทนที่ด้วย fiber optical cables ข้ามมหาสมทุรo Fiber optical cables สง่ข้อมลูได้เยอะกวา่ (10 Gbit/s)o Fiber optical cables สง่ข้อมลูได้เร็วกวา่ ใช้ระยะทาง 10,000 km แตด่าวเทียมใช้ 72,000 km (0.25 s delay)

• Connections for remote or developing areas เช่น ภมิูประเทศเป็นภเูขาสงู หมู่เกาะ หรือขัว้โลก• Global mobile communication ใช้คลมุพืน้ท่ีท่ีกว้างมาก แตมี่ประชากรอยู่น้อย ไม่คุ้มท่ีจะสร้าง cellular network

Basics

เม่ือ radius เพิ่มขึน้ จะใช้เวลาโคจรรอบโลกนานขึน้ ท่ี r = 40,000 km กว่าๆ จะใช้เวลาโคจรรอบโลก 24 ชม พอดี geostationary satellites ท่ี radius เท่านีน้่าจะเป็นระยะทาง (synchronous distance) = 35,786 km (radius คิดจากแกนโลก distance คิดจากพืน้ผิวโลก)

Inclination (𝛿)

จดุท่ีใกล้โลกท่ีสดุ

Elevation angle (휀)

Loss of Signals

Signal Attenuation

Signal attenuation เปลี่ยนไปตาม elevation angle (ε) ถ้า ε<10 ก็ใช้ไมไ่ด้แล้ว (ก าหนดพืน้ท่ี footprint)

สญัญาณแรงดีสญูเสียมาก

https://arstechnica.com/information-technology/2016/11/spacex-plans-worldwide-satellite-internet-with-low-latency-gigabit-speed/

SpaceX will use frequencies between 10GHz and

30GHz, in the Ku and Ka bands. The company said

it's designing everything "from the ground up" with

the goals of cost-effectiveness and reliability.

There’s a long way to go before SpaceX connects

any Internet customers. But if the company achieves

its goals, it could be a boon for consumers in rural

areas who lack fast connectivity and customers

anywhere else who want more competition. Musk

has been working on the satellite Internet project

for at least two years, and SpaceX received $1

billion in funding from Google and Fidelity

Investments in January 2015 to support satellite

manufacturing and space transport.

https://m-secure.wsj.net/video/20170114/011417spacex_preview/011417spacex_preview_v2_ec664k.mp4

SES-9 spacecraft in Geo Transfer Orbit, 40,600 km in altitude (image from SpaceX)

https://www.wsj.com/articles/spacex-resumes-rocket-launches-by-lofting-cluster-of-iridium-satellites-1484417292

รายได้ทัง้หมด ก าไรหลงัหกัต้นทนุแล้ว

Iridium satellite constellation

Coverage of Earth by the Iridium satellites which are arranged in 6 orbits of 11 satellites each.

ใช้ 66 ดวง ส ารองอีก 6 ดวง รวมใช้ทัง้หมด 72 ดวง

ไทยคม 8 (น่าจะเป็น GEO เพราะอยูก่บัท่ี)

PHP (began in 1994, its competitor is ASP by Microsoft)

Server(ภาษา PHP)

Database(ส่วนท่ีเพิม่ขึน้)

Web Browser

Submit ข้อมลูผ่าน Web Form ให้บนัทกึลงฐานข้อมลูอ่านข้อมลูของ User จากฐานข้อมลู น ามาแสดงบน Web Browser

ท่ี Server ต้องติดตัง้โปรแกรม Web Serverเช่น Apache (Linux) หรือ IIS (Windows)default ใช้ port number 80

https://www.w3schools.com/php/default.asp

<!DOC TYPE HTML>

<html>

<body>

Welcome <?php echo $_POST["name"]; ?><br>

Your email address is: <?php echo $_POST["email"]; ?>

</body>

</html>

ไฟล์ PHP (หรือ HTML ก็ได้ เพราะไม่มีภาษา PHP ในไฟล์นี)้

ไฟล์ PHP

Sign In – Sign out

Server(ภาษา PHP)

Database(UserID - SessionID)

Web Browser

ผู้ใช้ส่ง UserId และ Passwordผู้ใช้รับ SessionIdต้องส่ง SessionId ไปด้วยทกุครัง้

อพัเดต session ทกุครัง้ท่ีผู้ใช้ติดต่อเข้ามาsession มีอาย ุ15 นาที หรือก าหนดเป็นค่าอ่ืน

ปัจจบุนั web server หลายตวัท าให้อตัโนมตัิ ไมต้่องเขียนโปรแกรมเอง

SessionId UserId LastAccess

8340563 A Sep 10, 2019 16:15

9397562 B Aug 26, 2019 08:56

ตาราง Sessionsไม่ต้องมีคอลมัน์ UserId ก็ได้ โอกาสท่ีผู้ใช้งาน 2 คนจะได้SessionId ซ า้กนัมีน้อย ถ้า SessionId ยาวมาก ๆ

ท าเว็บรับสมัคร

ไม่ต้องบนัทกึลงฐานข้อมลู แค่ยืนยนัข้อมลูก็พอหรือจะบนัทกึลง text file แทนก็ได้

ใช้ปฏิทนิ

ตรวจสอบความถกูต้องของข้อมลูและแจ้งเตือนผู้ใช้งาน

แถบสีฟา้คือบงัคบัว่าต้องกรอกข้อมลู

Optional:ส่งอีเมล์ให้คลิก activate link

1. ใช้ Javascript- เขียนโปรแกรมเอง- ใช้ framework

2. ใช้ PHP

นิยมให้โค้ด HTML ท่ีมีแบบฟอร์ม และโค้ด PHP ท่ีใช้รับข้อมลูจากฟอร์มอยูใ่นไฟล์เดียวกนั (ไฟล์ท่ีมีนามสกลุ .php)

ตดิตัง้ Web Server และ Database (optional)

• Personal Computers (Windows / Linux)

• Virtual Machines (Windows / Linux)• Cloud Computing

https://bitnami.com/stack/lamp/installerhttps://docs.aws.amazon.com/AmazonRDS/latest/UserGuide/TUT_WebAppWithRDS.html