1.
1 Introduction
In our rapidly advancing world, communication has become an integral
part of our daily lives. Whether it's sharing information, making a phone
call, or accessing the internet, we rely on efficient and widespread
networks to stay connected. One crucial component of our global
communication infrastructure is satellite networks. These networks have
revolutionized the way we connect, bridging geographical barriers and
enabling worldwide communication. In this essay, we will explore
satellite networks, their definition, orbits, categories, role in data
communication, components, and data transmission modes.
1.2 Definition of Satellite Networks
Satellite networks are a form of telecommunication network that relies on
the use of artificial satellites orbiting the Earth to facilitate various types
of communication. These networks are designed to transmit data, voice,
and video signals across vast distances, covering regions where traditional
ground-based communication infrastructure might be impractical or
unavailable.
A satellite network is a combination of nodes, some of which are satellites
that provide communication from one point on the earth to another point.
A node in the network can be a satellite, an earth station, an end-user
terminal or a telephone. The fundamental components of a satellite system
are earth stations, uplink, downlink and transponder. Satellites
communicate with antennas on earth by using radio waves.
Figure: Components of satellite system
1
1.3 Orbits of Satellites
Satellites can be positioned in different orbits around the Earth, each
serving specific purposes. The orbit can be equatorial, inclined or polar.
Equatorial Orbit: An equatorial orbit is one in which the satellite
orbits the Earth parallel to the equator. In this type of orbit, the satellite
remains in the same plane as the Earth's equator and orbits the planet
from east to west. Equatorial orbits are typically geostationary orbits,
meaning the satellite stays fixed relative to a specific point on the
Earth's surface. This type of orbit is commonly used for
communication satellites because it allows them to cover a specific
area continuously.
Inclined Orbit: An inclined orbit is one in which the satellite's path is
inclined or tilted concerning the Earth's equator. Satellites in inclined
orbits travel from one pole to the other, and their paths can cover
different latitudes as they move north and south. These orbits are often
used for Earth observation and global positioning systems (GPS)
satellites.
Polar Orbit: A polar orbit is characterized by the satellite passing over
the Earth's poles. Satellites in polar orbits typically pass over any point
on Earth's surface, and their paths are perpendicular to the equator. This
type of orbit is commonly used for Earth observation satellites because
it provides complete global coverage as the Earth rotates beneath the
satellite’s path.
1.4 Categories of Satellites
Satellites can be categorized based on the location of the orbit, which
includes:
1. Geostationary Orbit (GEO): The statement correctly identifies
that GEO satellites orbit at an altitude of approximately 35,786
kilometers (22,236 miles) above the Earth's equator. However, it's
important to note that this specific altitude is necessary for
geostationary satellites to remain fixed relative to a specific point on
Earth's surface.
2
2. Medium Earth Orbit (MEO): The statement inaccurately states
that MEO satellites are located at altitudes between 5,000 and
15,000 kilometers. In reality, MEO satellites typically orbit at
altitudes ranging from approximately 2,000 to 36,000 kilometers
(approximately 1,240 to 22,236 miles) above the Earth's surface.
These altitudes are chosen based on the specific requirements of
navigation, positioning, and global positioning systems (GPS).
3. Low Earth Orbit (LEO): The statement correctly identifies that
LEO satellites are normally positioned below an altitude of 2,000
kilometers (approximately 1,240 miles) above the Earth's surface.
LEO satellites are commonly used for Earth observation, global
internet connectivity, and satellite constellations, such as those used
for communication and data transmission.
1.5 Data Communication
Satellite networks have played a pivotal role in data communication. They
facilitate the transmission of data over vast distances, making it possible
to connect remote areas, ships at sea, and aircraft in flight. This
connectivity is vital for a variety of applications, including internet access,
emergency communication, and business operations.
In addition, Data communication is a specialized subset of
telecommunications that refers to the electronic collection, processing,
and distribution of data, typically between computer system hardware
devices. The effectiveness of a data communication system depends on
four fundamental characteristics: delivery, accuracy, timeliness and jitter.
1.6 Components of Data Communication
Five essential components of data communication systems include:
1. Message: The message is the information or data that needs to be
transmitted from one point to another. It can be in various forms,
such as text, voice, video, or any other type of data.
2. Sender (Transmitter): The sender, also known as the transmitter,
is the device or entity responsible for generating, encoding, and
initiating the transmission of the message. It converts the message
3
into a format suitable for transmission, such as electrical signals or
digital packets.
3. Receiver: The receiver is the device or entity at the receiving end of
the data communication system. It is responsible for decoding,
processing, and interpreting the incoming message to make it
understandable to the recipient.
4. Transmission Medium (Channel): The transmission medium
refers to the physical or logical pathway through which the data
travels from the sender to the receiver. This can include various
types of media, such as wired (e.g., copper or fiber-optic cables) or
wireless (e.g., radio waves or optical signals) channels.
5. Protocol: Protocols are a set of rules and conventions that govern
the format, timing, error handling, and security of data
communication. They ensure that data is transmitted and received
correctly and reliably. Common examples of protocols include the
Transmission Control Protocol (TCP) and Internet Protocol (IP)
used in the Internet.
These components work together to enable effective data communication,
allowing messages to be exchanged between different points, whether
they are devices, computers, or individuals, in a reliable and organized
manner.
1.7 Data Transmission Mode/Flow
Data transmission via satellite networks can occur in various modes:
• Simplex Mode: In this mode, data flows in one direction only,
either from the user to the satellite or from the satellite to the user.
An example of simplex mode is satellite television broadcasting.
• Half-Duplex Mode: In this mode, data can flow in both directions,
but not simultaneously. Users take turns transmitting and receiving
data. Two-way satellite internet is an example of half-duplex mode.
• Full-Duplex Mode: Full-duplex mode enables simultaneous two-
way communication, allowing users to send and receive data
concurrently. Modern satellite phones and some satellite internet
services operate in full-duplex mode.
4
1.8 Summary
Satellite networks are the backbone of our interconnected world,
providing essential services and applications for communication,
navigation, observation, and more. They come in various orbits and
categories, enabling data communication through ground stations,
satellite transponders, and user terminals. The data transmission modes
offer flexibility in connectivity, making satellite networks an integral part
of our modern globalized society.
In conclusion, satellite networks are a critical component of our global
communication infrastructure, allowing us to connect with the world from
virtually anywhere. With satellites positioned in different orbits and
serving various functions, they have transformed data communication,
making it possible to bridge geographical gaps and ensure connectivity in
even the most remote locations. Understanding the components and data
transmission modes of satellite networks is essential for appreciating their
significance in our interconnected world.
5
1.9 Sources (Website Links)
For further information on satellite networks and related topics, consider
visiting the following reputable websites:
• NASA - National Aeronautics and Space Administration
• European Space Agency (ESA)
• NOAA - National Oceanic and Atmospheric Administration
• Intelsat - Global Satellite Network Services
• SES - Global Satellite and Terrestrial Networks
• https://www.nasa.gov/
6
1.1 መግቢያ:------በፍጥነት እየገሰገሰ ባለው ዓለማችን፣ መግባባት የዕለት ተዕለት ሕይወታችን ዋና አካል ሆኗል። መረጃን መጋራት፣ ስልክ መደወል
ወይም በይነመረብ መድረስ፣ እንደተገናኘን ለመቆየት ቀልጣፋ እና ሰፊ በሆኑ አውታረ መረቦች ላይ እንተማመናለን። የአለምአቀፍ የግንኙነት
መሠረተ ልማታችን አንዱ ወሳኝ አካል የሳተላይት ኔትወርኮች ነው። እነዚህ ኔትወርኮች የምንገናኝበትን መንገድ አብዮተዋል፣ ጂኦግራፊያዊ
መሰናክሎችን በማገናኘት እና አለምአቀፍ ግንኙነትን አስችለዋል። በዚህ ጽሁፍ ውስጥ የሳተላይት ኔትወርኮችን፣ ትርጉማቸውን፣ ምህዋራቸውን፣
ምድቦችን፣ በመረጃ ግንኙነት ውስጥ ያለውን ሚና፣ ክፍሎች እና የመረጃ ማስተላለፊያ ዘዴዎችን እንቃኛለን።
1.2 የሳተላይት ኔትወርኮች ትርጉም:----የሳተላይት ኔትወርኮች የቴሌኮሙኒኬሽን ኔትወርክ አይነት ሲሆን በመሬት ዙሪያ የሚዞሩ አርቴፊሻል
ሳተላይቶችን በመጠቀም የተለያዩ የመገናኛ አይነቶችን በማቀላጠፍ ላይ የተመሰረተ ነው። እነዚህ አውታረ መረቦች የውሂብ፣ የድምጽ እና የቪዲዮ
ምልክቶችን በሰፊው ርቀት ለማስተላለፍ የተነደፉ ናቸው፣ ይህም ባህላዊ መሬት ላይ የተመሰረተ የግንኙነት መሠረተ ልማት ተግባራዊ ሊሆን
የማይችል ወይም የማይገኝ ይሆናል። የሳተላይት ኔትዎርክ የአንጓዎች ጥምረት ሲሆን አንዳንዶቹ ሳተላይቶች በምድር ላይ ከአንድ
ነጥብ ወደ ሌላ ነጥብ ግንኙነትን ይሰጣሉ. በአውታረ መረቡ ውስጥ ያለው መስቀለኛ መንገድ ሳተላይት ፣ የምድር ጣቢያ ፣ የዋና ተጠቃሚ
ተርሚናል ወይም ስልክ ሊሆን ይችላል። የሳተላይት ስርዓት መሰረታዊ ክፍሎች የምድር ጣቢያዎች፣ ወደላይ ማገናኛ፣ ወደ ታች ማገናኛ እና
ትራንስፖንደር ናቸው። ሳተላይቶች የሬዲዮ ሞገዶችን በመጠቀም በምድር ላይ ካሉ አንቴናዎች ጋር ይገናኛሉ። ምስል: የሳተላይት
ስርዓት አካላት
1.3 የሳተላይት ምህዋር:--------------ሳተላይቶች በምድር ዙሪያ በተለያዩ ምህዋሮች ውስጥ ሊቀመጡ ይችላሉ ፣ እያንዳንዱም የተለየ ዓላማ
አለው። ምህዋሩ ኢኳቶሪያል፣ ዘንበል ወይም ዋልታ ሊሆን ይችላል።
ኢኳቶሪያል ምህዋር፡- ኢኳቶሪያል ምህዋር ማለት ሳተላይቱ ምድርን ከምድር ወገብ ጋር ትይዩ የሚዞርበት ነው። በዚህ አይነት ምህዋር ውስጥ
ሳተላይቱ ከምድር ወገብ ጋር ተመሳሳይ በሆነ አውሮፕላን ውስጥ ይቀራል እና ፕላኔቷን ከምስራቅ ወደ ምዕራብ ትዞራለች። ኢኳቶሪያል ምህዋርዎች
በተለምዶ የጂኦስቴሽነሪ ምህዋር ናቸው፣ ይህ ማለት ሳተላይቱ ከምድር ገጽ ላይ ካለው የተወሰነ ነጥብ አንጻር ተስተካክሎ ይቆያል። ይህ ዓይነቱ
ምህዋር በተለምዶ ለግንኙነት ሳተላይቶች ያገለግላል ምክንያቱም የተወሰነ ቦታን ያለማቋረጥ እንዲሸፍኑ ስለሚያደርግ ነው.
ያዘመመበት ምህዋር፡- ያዘመመበት ምህዋር የሳተላይት መንገድ ወደ ምድር ወገብ አካባቢ ያዘመመበት ወይም ያዘመመበት ነው። ዘንበል ባለ
ምህዋር ውስጥ ያሉ ሳተላይቶች ከአንዱ ምሰሶ ወደ ሌላው ይጓዛሉ እና መንገዶቻቸው ወደ ሰሜን እና ደቡብ በሚጓዙበት ጊዜ የተለያዩ የኬክሮስ
መስመሮችን ሊሸፍኑ ይችላሉ. እነዚህ ምህዋሮች ብዙውን ጊዜ ለምድር ምልከታ እና ለአለምአቀፍ አቀማመጥ ስርዓቶች (ጂፒኤስ) ሳተላይቶች
ያገለግላሉ።
የዋልታ ምህዋር፡- የዋልታ ምህዋር የሚታወቀው ሳተላይት በመሬት ምሰሶዎች ላይ በሚያልፈው ነው። በዋልታ ምህዋር ውስጥ ያሉ ሳተላይቶች
በተለምዶ በምድር ላይ ያለውን ማንኛውንም ነጥብ ያልፋሉ፣ እና መንገዶቻቸው ከምድር ወገብ ጋር ቀጥ ያሉ ናቸው። ይህ ዓይነቱ ምህዋር
በተለምዶ ለምድር ምልከታ ሳተላይቶች ጥቅም ላይ ይውላል ምክንያቱም ምድር በሳተላይት መንገድ ስር በምትዞርበት ጊዜ የተሟላ ዓለም አቀፍ
ሽፋን ይሰጣል።
1.4 የሳተላይት ምድቦች:-------ሳተላይቶች በመዞሪያው ቦታ ላይ በመመስረት ሊከፋፈሉ ይችላሉ, ይህም የሚከተሉትን ያካትታል:
1. የጂኦስቴሽነሪ ምህዋር (ጂኦኦ)፡ መግለጫው የጂኦ ሳተላይቶች ከምድር ወገብ በላይ በግምት 35,786 ኪሎ ሜትር (22,236 ማይል) ከፍታ ላይ
እንደሚዞሩ በትክክል ያሳያል። ሆኖም፣ ይህ ልዩ ከፍታ ለጂኦስቴሽነሪ ሳተላይቶች በምድር ገጽ ላይ ካለው የተወሰነ ነጥብ አንጻር ተስተካክለው
እንዲቆዩ አስፈላጊ መሆኑን ልብ ሊባል ይገባል።
2. መካከለኛ የምድር ምህዋር (MEO)፡- መግለጫው MEO ሳተላይቶች ከ5,000 እስከ 15,000 ኪሎ ሜትር ከፍታ ላይ እንደሚገኙ በትክክል
ገልጿል። እንደ እውነቱ ከሆነ፣ MEO ሳተላይቶች በአብዛኛው ከ2,000 እስከ 36,000 ኪሎ ሜትር (ከ1,240 እስከ 22,236 ማይል አካባቢ) ከምድር
ገጽ በላይ ባሉ ከፍታዎች ይዞራሉ። እነዚህ ከፍታዎች የሚመረጡት በአሰሳ፣ በአቀማመጥ እና በአለምአቀፍ አቀማመጥ ስርዓቶች (ጂፒኤስ) ልዩ
መስፈርቶች ላይ በመመስረት ነው።
3. ዝቅተኛ የምድር ምህዋር (LEO)፡ መግለጫው በትክክል የሚያሳየው LEO ሳተላይቶች በመደበኛነት ከ2,000 ኪሎ ሜትር ከፍታ (በግምት
1,240 ማይል) ከምድር ገጽ ላይ እንደሚቀመጡ ነው። LEO ሳተላይቶች በተለምዶ ለመሬት ምልከታ፣ ለአለም አቀፍ የኢንተርኔት ግንኙነት እና
ለሳተላይት ህብረ ከዋክብት ለምሳሌ ለመገናኛ እና ለመረጃ ማስተላለፊያነት ያገለግላሉ።
7
1.5 የውሂብ ግንኙነት:---------በመረጃ ግንኙነት ውስጥ የሳተላይት ኔትወርኮች ትልቅ ሚና ተጫውተዋል። ርቀው የሚገኙ አካባቢዎችን፣
መርከቦችን በባህር ላይ እና በበረራ ላይ ያሉ አውሮፕላኖችን ለማገናኘት በሚያስችሉት ርቀት የመረጃ ስርጭትን ያመቻቻሉ። ይህ ግንኙነት
የበይነመረብ መዳረሻን፣ የአደጋ ጊዜ ግንኙነትን እና የንግድ ሥራዎችን ጨምሮ ለተለያዩ አፕሊኬሽኖች አስፈላጊ ነው።
በተጨማሪም ዳታ ኮሙኒኬሽን በተለይ በኮምፒዩተር ሲስተም ሃርድዌር መሳሪያዎች መካከል ያለውን የኤሌክትሮኒካዊ አሰባሰብ፣ ሂደት እና
ስርጭትን የሚያመለክት ልዩ የቴሌኮሙኒኬሽን ስብስብ ነው። የመረጃ ልውውጥ ስርዓት ውጤታማነት በአራት መሰረታዊ ባህሪያት ላይ
የተመሰረተ ነው-አቅርቦት, ትክክለኛነት, ወቅታዊነት እና ጅራት.::
1.6 የውሂብ ግንኙነት አካላት:----------የመረጃ ግንኙነት ስርዓቶች አምስት አስፈላጊ አካላት የሚከተሉትን ያካትታሉ:
1. መልእክት፡ መልእክቱ ከአንድ ነጥብ ወደ ሌላ መተላለፍ ያለበት መረጃ ወይም ዳታ ነው። እንደ ጽሑፍ፣ ድምጽ፣ ቪዲዮ ወይም ሌላ ማንኛውም
አይነት ውሂብ ባሉ ቅርጾች ሊሆን ይችላል።
2. ላኪ (ማስተላለፊያ)፡- ላኪው፣ አስተላላፊው በመባልም ይታወቃል፣ የመልእክቱን ስርጭት የማመንጨት፣ የመቀየሪያ እና የማስጀመር ሃላፊነት
ያለው መሳሪያ ወይም አካል ነው። መልእክቱን ለማስተላለፍ ተስማሚ ወደሆነ ቅርጸት ማለትም እንደ ኤሌክትሪክ ምልክቶች ወይም ዲጂታል
ፓኬቶች ይለውጠዋል።
3. ተቀባዩ፡ ተቀባይው በዳታ ኮሙኒኬሽን ሲስተም መቀበያ መጨረሻ ላይ ያለው መሳሪያ ወይም አካል ነው። የሚመጣውን መልእክት ለተቀባዩ
ለመረዳት እንዲቻል የመግለጽ፣ የማስኬድ እና የመተርጎም ሃላፊነት አለበት።
4. የማስተላለፊያ መካከለኛ (ቻናል)፡- የማስተላለፊያ ሚዲያው መረጃው ከላኪው ወደ ተቀባዩ የሚሄድበትን አካላዊ ወይም ሎጂካዊ መንገድን
ያመለክታል። ይህ እንደ ባለገመድ (ለምሳሌ መዳብ ወይም ፋይበር-ኦፕቲክ ኬብሎች) ወይም ገመድ አልባ (ለምሳሌ የሬዲዮ ሞገዶች ወይም
የኦፕቲካል ሲግናሎች) ሰርጦችን የመሳሰሉ የተለያዩ የመገናኛ ዘዴዎችን ሊያካትት ይችላል።
5. ፕሮቶኮል፡- ፕሮቶኮሎች የመረጃ ግንኙነትን ቅርጸት፣ ጊዜ፣ የስህተት አያያዝ እና ደህንነትን የሚቆጣጠሩ ህጎች እና የውል ስምምነቶች ናቸው።
ውሂብ በትክክል መተላለፉን እና በትክክል መቀበሉን ያረጋግጣሉ። የተለመዱ የፕሮቶኮሎች ምሳሌዎች በበይነመረቡ ውስጥ ጥቅም ላይ
የሚውሉትን ማስተላለፊያ መቆጣጠሪያ ፕሮቶኮል (TCP) እና የበይነመረብ ፕሮቶኮል (IP) ያካትታሉ።
እነዚህ ክፍሎች በመሳሪያዎች፣ ኮምፒተሮች ወይም ግለሰቦች መካከል መልዕክቶችን በአስተማማኝ እና በተደራጀ መልኩ እንዲለዋወጡ በማድረግ
ውጤታማ የመረጃ ልውውጥን ለማስቻል አብረው ይሰራሉ።
1.7 የውሂብ ማስተላለፊያ ሁነታ / ፍሰት:--------በሳተላይት ኔትወርኮች የመረጃ ልውውጥ በተለያዩ መንገዶች ሊከሰት ይችላል-
• ሲምፕሌክስ ሞድ፡ በዚህ ሁነታ ዳታ በአንድ አቅጣጫ ብቻ ከተጠቃሚው ወደ ሳተላይት ወይም ከሳተላይት ወደ ተጠቃሚው ይፈስሳል።
የሲምፕሌክስ ሁነታ ምሳሌ የሳተላይት ቴሌቪዥን ስርጭት ነው.
• ግማሽ-ዱፕሌክስ ሁነታ፡ በዚህ ሁነታ፣ ውሂብ በሁለቱም አቅጣጫዎች ሊፈስ ይችላል፣ ግን በአንድ ጊዜ አይደለም። ተጠቃሚዎች ተራ በተራ
መረጃን ማስተላለፍ እና መቀበል ይወስዳሉ። ባለሁለት መንገድ የሳተላይት ኢንተርኔት የግማሽ-duplex ሁነታ ምሳሌ ነው።
• ሙሉ-ዱፕሌክስ ሁነታ፡ ሙሉ-ዱፕሌክስ ሁነታ በአንድ ጊዜ ባለ ሁለት መንገድ ግንኙነትን ያስችላል፣ ይህም ተጠቃሚዎች በአንድ ጊዜ ውሂብ
እንዲልኩ እና እንዲቀበሉ ያስችላቸዋል። ዘመናዊ የሳተላይት ስልኮች እና አንዳንድ የሳተላይት የኢንተርኔት አገልግሎቶች በሙሉ-duplex ሁነታ
ይሰራሉ።
1.8 ማጠቃለያ:-------የሳተላይት ኔትወርኮች ለግንኙነት፣ አሰሳ፣ ምልከታ እና ሌሎች አስፈላጊ አገልግሎቶችን እና አፕሊኬሽኖችን በማቅረብ እርስ
በርስ ለተገናኘው የዓለማችን የጀርባ አጥንት ናቸው። በተለያዩ ምህዋሮች እና ምድቦች ውስጥ ይመጣሉ, ይህም በመሬት ጣቢያዎች, በሳተላይት
ትራንስፖንደር እና በተጠቃሚ ተርሚናሎች የውሂብ ግንኙነትን ያስችላል. የውሂብ ማስተላለፊያ ሁነታዎች በግንኙነት ውስጥ ተለዋዋጭነትን
ይሰጣሉ, የሳተላይት ኔትወርኮች የዘመናዊው ግሎባላይዜሽን ማህበረሰባችን ዋነኛ አካል ናቸው.
በማጠቃለያው፣ የሳተላይት ኔትወርኮች የአለምአቀፍ የግንኙነት መሠረተ ልማታችን ወሳኝ አካል ናቸው፣ ይህም ከየትኛውም ቦታ ሆነው ከዓለም
ጋር እንድንገናኝ ያስችሉናል። ሳተላይቶች በተለያዩ ምህዋሮች ላይ ተቀምጠው የተለያዩ ተግባራትን እያገለገሉ በመሆናቸው የዳታ ግንኙነትን
8
በመቀየር የጂኦግራፊያዊ ክፍተቶችን ድልድይ ለማድረግ እና በጣም ርቀው በሚገኙ አካባቢዎች እንኳን ግንኙነትን ለማረጋገጥ አስችለዋል።
የሳተላይት ኔትወርኮችን ክፍሎች እና የመረጃ ማስተላለፊያ ዘዴዎችን መረዳት እርስ በርስ በተገናኘው አለም ውስጥ ያላቸውን ጠቀሜታ ለማድነቅ
አስፈላጊ ነው.
